准噶尔盆地沙湾凹陷侏罗系八道湾组滩砂的发现及石油地质意义.pdf
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1、第 35 卷 第 5 期2023 年 9 月岩性油气藏LITHOLOGIC RESERVOIRSVol.35 No.5Sept.2023收稿日期:2022-10-12;修回日期:2023-05-08;网络发表日期:2023-06-01基金项目:国家自然科学基金“陆相湖盆水下滑坡体的形成机制、识别标志及其石油地质意义”(编号:41872116)资助。第一作者:刘国勇(1978),男,博士,教授级高级工程师,主要从事油气田地质勘探综合研究与管理工作。地址:(834000)新疆维吾尔自治区克拉玛依市克拉玛依区迎宾大道 36 号。Email:。通信作者:许多年(1980),男,硕士,高级工程师,主要从
2、事石油地质综合研究工作。Email:xu_。文章编号:1673-8926(2023)05-0001-10DOI:10.12108/yxyqc.20230501引用:刘国勇,许多年,胡婷婷,等.准噶尔盆地沙湾凹陷侏罗系八道湾组滩砂的发现及石油地质意义 J.岩性油气藏,2023,35(5):1-10.Cite:LIU Guoyong,XU Duonian,HU Tingting,et al.Discovery and petroleum geological significance of beach sand bodies of Jura-ssic Badaowan Formation in S
3、hawan Sag,Junggar Basin J.Lithologic Reservoirs,2023,35(5):1-10.准噶尔盆地沙湾凹陷侏罗系八道湾组滩砂的发现及石油地质意义刘国勇1,许多年2,胡婷婷3,潘树新2,潘拓3,王国栋2,马永平2,关新2(1.中国石油新疆油田公司,新疆 克拉玛依 834000;2.中国石油勘探开发研究院 西北分院,兰州 730020;3.中国石油新疆油田公司 勘探开发研究院,乌鲁木齐 830013)摘要:滩砂是我国陆相盆地重要的储集类型之一。基于岩心测试、钻井、测井和三维地震等资料,对准噶尔盆地沙湾凹陷侏罗系八道湾组滩砂的沉积特征进行了系统分析,探讨了其分
4、布规律、沉积模式和勘探潜力。研究结果表明:沙湾凹陷八道湾组滩砂由滩脊和滩槽构成,滩脊富砂,以砂砾岩、含砾砂岩和砂岩为主,发育块状层理、浪成交错层理和局部软沉积变形层理,垂向上呈多期滩脊叠加特征;滩槽贫砂,以薄层粉砂岩沉积为主,垂向上呈反粒序特征;单期滩脊一般由 3 个沉积序列构成,各序列的粒度概率曲线均呈三段式。研究区滩脊在地震剖面上表现为强振幅透镜状的反射特征,地层切片显示滩脊沿湖岸线成排成带分布,规模大。滩砂分布于西环带两大三角洲扇体间的凹进区,沿湖岸线呈条带状展布,滩脊和滩槽相间分布,单个滩脊面积较小,但数量多,最多可达 12 道,成群成带出现,滩脊砂体群面积可达145 km2。研究区八
5、道湾组底部脊槽状滩砂勘探开发潜力大,砂体厚度大、物性好、分布面积广,滩槽可作为侧向遮挡层,可形成较好储层和圈闭,二叠系风城组碱湖优质烃源岩提供油气来源,不整合面和断裂为有利油气输导体系。关键词:滩砂;滩脊;滩槽;三角洲前缘砂体;沉积模式;八道湾组;侏罗系;沙湾凹陷;准噶尔盆地中图分类号:TE122.1;P618.13文献标志码:ADiscovery and petroleum geological significance of beach sand bodies ofJurassic Badaowan Formation in Shawan Sag,Junggar BasinLIU Guoy
6、ong1,XU Duonian2,HU Tingting3,PAN Shuxin2,PAN Tuo3,WANG Guodong2,MAYongping2,GUAN Xin2(1.PetroChina Xinjiang Oilfield Company,Karamay 834000,Xinjiang,China;2.PetroChina Research Institute ofPetroleum Exploration and Development-Northwest,Lanzhou 730020,China;3.Research Institute of Exploration andDe
7、velopment,PetroChina Xinjiang Oilfield Company,Urumqi 830013,China)Abstract:Beach sand body is one of the essential reservoir types in continental basins in China.Based on coretesting,drilling,logging and 3D seismic data,the sedimentary characteristics of the beach sand bodies of JurassicBadaowan Fo
8、rmation in Shawan Sag of Junggar Basin were systematically analyzed,and their distribution,deposi-tional model and exploration potential were discussed.The results show that:(1)The beach sand bodies of Badao-2岩性油气藏第 35 卷第 5 期wan Formation in Shawan Sag comprise beach ridges and troughs.The beach rid
9、ges are rich in sand,mainly composed of sandy conglomerate,pebbly sandstone and sandstone,with massive bedding,wave cross-bedding andlocal soft sedimentary deformation bedding being developed,showing multi-phase beach ridge superposition.The beach trough is poor in sand and dominated by thin siltsto
10、ne,with reversed grain sequence in vertical.Thesingle beach ridge comprises three sedimentary sequences,and each sequence has grain size probability curves inthree-stage.(2)The beach ridges in the study area show a reflection characteristic of strong amplitude lenticulardiscontinuity on seismic sect
11、ion,and the stratal slices show beach ridges distributed in rows and belts along thelake shoreline.Beach sand bodies are distributed in strips along the lake shorelines in the recessed area betweenthe two big delta fan bodies in the west ring belt,and beach ridges and troughs are distributed alterna
12、tely.The singlebeach ridge has small area,with large number,up to 12.Appearing in groups and belts,the area of beach ridgesand body group is up to 145 km2.(3)The ridged trough beach sand bodies at the bottom of Badaowan Formation in the study area have excellent exploration and development potential
13、,with a considerable thickness of sandbodies,good physical properties,and a wide distribution area.The trough can be used as a lateral barrier layer toform suitable reservoirs and traps.The high-quality source rocks of the alkaline lake of Permian Fengcheng Forma-tion provide oil and gas sources,and
14、 the unconformity surface and faults are favorable oil and gas transport systems.Key words:beach sand bodies;beach ridge;beach trough;delta front sand bodies;depositional model;Badao-wan Formation;Jurassic;Shawan Sag;Junggar Basin0引言滩坝是我国陆相盆地中重要的油气储集体类型之一,自20世纪90年代起逐渐受到研究人员的重视1-4。因其储层厚度较小,储集砂体的识别与描述
15、及分布范围的预测难度较大,导致滩坝圈闭的隐蔽性强,油气勘探难度较大。众多学者研究滩砂时是将其作为滩坝砂中的一部分,习惯用“滩坝”这个综合术语来描述湖盆浅水地区滩和坝的砂体5-7。基于油气的勘探需求,国内学者利用钻、测井资料和地球物理资料在对滩坝砂的沉积特征、控制因素、发育演化等研究方面取得了重要的进展。易定红等7在对柴达木盆地西部扎哈泉地区新近系上干柴沟组滩坝砂进行研究时发现,滩坝砂体的发育演化受控于古地貌的位置和形态;赵东娜等8利用地震沉积学的技术和方法对准噶尔盆地车排子地区下白垩统滩坝砂体进行了识别和描述;梁书义等9通过储层精细标定明确了滩坝砂体地震响应特征,并结合地震属性刻画了砂体的空间
16、展布形态;于红枫等10在钻井资料较少、储层厚度较小的情况下,利用 Stratimagic 地震相分析技术对滩坝砂体进行刻画,构建了滩坝砂体岩性油气藏的成藏模式;关新等11基于高分辨率三维地震资料,利用属性提取、沿层切片等技术刻画了沙湾凹陷二叠系上乌尔禾组滩坝砂体的展布特征;田继军等12认为滩坝砂体的沉积特征和展布模式受沉积古地貌、物源供给以及水动力作用的影响;姜在兴等13依据滩坝砂体发育的水动力条件和距离湖岸线远近,将滩坝划分为沿岸砂坝、近岸砂坝和远岸砂坝 3 种类型;潘树新等14通过研究松辽盆地南部白垩系青山口组沿岸坝沉积特征和分布规律,认为其坝体分布受坡折带和湖岸线迁移的控制;卫平生15认
17、为沿岸坝一般沿湖岸线分布在河口两侧的卸载区,平行于岸线呈条带状或串珠状,剖面为透镜状,自然电位曲线呈箱形;王张虎等16认为沿岸坝岩性以粉砂岩、细砂岩为主,常发育水平交错层理、透镜状层理以及小型楔状交错层理,具有粒度向上变大的反韵律特征,测井曲线表现为低幅漏斗形。从目前的研究现状来看,由于钻井和地震资料的局限性,难以将湖盆中的滩与坝严格区分开,通常将其作为一个整体进行研究 17-19。实际上滩和坝是 2种不同的沉积体单元,其形成的水动力条件不同。滩是在波浪的作用下,碎屑物质垂直于湖岸搬运和沉积的、与岸大致平行的席状(或条带状)沉积体,可以呈大面积席状分布,也可以呈滩脊、滩槽相间分布;坝是在沿岸流
18、的作用下,碎屑物质平行于湖岸线搬运并沉积于岸线向陆弯折处、一端与岸相连、另一端向湖区延伸的沉积体,主要包括沙嘴、连岛沙坝、障壁岛等。因此,从滩与坝的定义及展布特征来看,本文所论述的在准噶尔盆地沙湾凹陷侏罗系八道湾组发现的呈条带状展布的沉积体属于水下的滩脊,是滩砂的一种分布形式,有别于沿岸流作用下形成的坝。对于准噶尔盆地沙湾凹陷侏罗系八道湾组沉积体系的研究一致存在争议20-21,多数学者认为八道湾组经历了 2 次大的湖侵、湖退作用,为河湖过渡环境的辫状河三角洲沉积体系,发育一套以辫状河、辫状河三角洲及湖泊为主的沉积体系22。基于岩心、测井、录井和三维地震等资料,对准噶尔盆地刘国勇等:准噶尔盆地沙
19、湾凹陷侏罗系八道湾组滩砂的发现及石油地质意义2023 年3沙湾凹陷西斜坡侏罗系八道湾组底部滩砂沉积的岩石学特征、沉积构造特征、粒度分布特征及地震响应特征进行研究,明确滩砂的平面展布规律,并探讨滩砂的沉积模式及其石油地质意义,以期为该区油气勘探开发及增储上产提供参考。1地质概况沙湾凹陷位于准噶尔盆地的西北缘,属于盆地中央坳陷的一个二级构造单元23,西面紧邻红车断裂带和中拐凸起,北面与盆1井西凹陷相邻24,东以莫索湾凸起和莫南凸起为界,南抵霍玛吐背斜带25(图 1a)。该区由老到新发育石炭系(C)、二叠系(P)、三叠系(T)、侏罗系(J)、白垩系(K)、古近系(E)、新近系(N)和第四系(Q)等
20、8 套地层。沙湾凹陷是准噶尔盆地五大富烃凹陷之一,经历了多期构造运动致使基底抬升,产生的一系列不整合面和断裂构成了油气运移的通道26-27。沙湾凹陷西斜坡长期处于油气运移的有利构造位置,成藏条件十分有利,具有多层系含油、多期成藏的特点。侏罗系八道湾组是沙湾凹陷油气勘探的重点层系之一,地层厚度由凸起向凹陷逐渐增大。沙湾凹陷西斜坡 SM011井钻遇完整的侏罗系八道湾组,厚度达 204 m,自下而上可划分为八一段、八二段和八三段(图 1b)。八一段岩性主要为砂砾岩、含砾砂岩、含砾细砂岩、粉砂质泥岩等,中间夹薄煤层,底部的砂砾岩、含砾砂岩是一套规模储层;八二段底部为黑色煤线,上覆岩层主要为泥岩,局部夹
21、杂泥质粉砂岩,是一套区域性盖层;八三段岩性主要为粉砂岩及泥岩。图 1准噶尔盆地沙湾凹陷位置(a)和侏罗系八道湾组岩性地层综合柱状图(b)Fig.1Location(a)and stratigraphic column of Jurassic Badaowan Formation(b)in Shawan Sag,Junggar Basin2滩砂沉积特征2.1岩石学特征沙湾凹陷侏罗系八道湾组滩砂沉积以砂砾岩、含砾砂岩为主,其次发育含砾泥质砂岩。砾石成分以变质岩块为主,石英砾次之;砂质成分以岩屑为主,长石、石英次之(图 2)。岩屑体积分数为45.0%95.0%,平均为63.9%,主要由凝灰岩、霏细岩
22、、花岗岩、流纹岩及变质岩等组成;长石碎屑体积分数为 1.5%21.0%,平均为 13.9%,包括钾长石和斜长石;石英碎屑体积分数为 5.0%68.0%,平均为16.8%。2.2沉积构造特征研究区典型钻井揭示,滩砂在垂向上具有多期地层系侏罗系三叠系组八道湾组段J1s三段二段一段CAL/cm710GR/API0150深度/m岩性DEN/(g cm-3)1.952.95AC/(s m-1)1000储盖组合盖层储层储层盖层储层盖层储层储层盖层4 3604 3804 4004 4204 4404 4604 4804 5004 5204 5404 5604 580盖层盖层盖层储层井位构造等值线/m断层一级
23、构造单元界线凸起凹陷研究区地震剖面泥岩砂砾岩泥质粉砂岩粉砂质泥岩含砾细砂岩粉砂岩煤层荧光-4 000二级构造单元界线尖灭线0 50 kmAA(a)(b)4岩性油气藏第 35 卷第 5 期图 2准噶尔盆地沙湾凹陷侏罗系八道湾组滩砂砂质成分三角图Fig.2Triangular diagram showing beach sandstonecomposition of Jurassic Badaowan Formation inShawan Sag,Junggar Basin叠置的特征。SM2 井在 4 5804 598 m 发育有 9期垂向叠置的滩脊,岩性以砂砾岩、含砾砂岩为主,累计厚度达 18
24、m,单期滩脊电阻率曲线呈漏斗-钟形复合型,单期厚度多为 14 m。SM1 井揭示了滩脊间的滩槽沉积,其岩性主要为粉砂岩,厚度较小,具有反粒序特征(图 3)。单期滩脊一般由 3 个沉积序列构成(图 4a),底部为含砾砂岩(序列 A,图 4b),发育块状构造,砾石漂浮于砂质沉积中,磨圆度较好,呈次圆圆状;中部为砂质砾岩(序列B),发育块状构造,砾石磨圆度较好,呈次圆圆状,排列具有定向性(图 4b),局部呈叠瓦状排列(图 4c);顶部为砂岩(序列C),分选性较好,发育块状构造(图 4b)、浪成交错层理(图 4d)和软沉积变形层理(图 4e),被湖相泥岩覆盖或被下一期滩脊的序列A冲刷。序列A与序列B之
25、间发育冲刷面,序列C与序列B之间为充填关系。图 3准噶尔盆地沙湾凹陷过 SM2-SM1 井侏罗系八道湾组沉积相剖面Fig.3Well-tie sedimentary profile of Jurassic Badaowan Formation across wells SM2 and SM1 inShawan Sag,Junggar Basin2.3粒度分布特征SM2井钻井揭示,滩脊的 3 个沉积序列中粒度概率曲线均具有三段式特征,但 3 个序列对应的滚动总体、跃移总体和悬移总体的含量及分选性等具有显著差异(图 5)。序列A的滚动总体主要为砾级颗粒,粒度 值为 0.51.7,占比约 8%;跃移
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