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1、绪论1 绪论1.1 研究目的和意义车排子凸起位于准噶尔盆地西北缘，是盆地西部隆起的次一级构造单元。凸起北部近邻扎伊尔山，西南部与四棵树凹陷毗邻，东南部靠近红车断裂带而与昌吉凹陷相接，形态上呈楔形三角状，逐渐向南东向倾伏尖灭，春光油田位于凸起之上，具有1 000多平方米的三维地震区域。工区自上而下地层依次为新生界第四系西域组，新近系独山子组（N2d）、塔西河组（N1t）、沙湾组（N1s），古近系（E1-E2），白垩系吐谷鲁群（K1TG），侏罗系（J）以及石炭系（C）。其中白垩系为研究的目标层段，岩性分为3段：下部发育一套灰白色砂砾岩，分布范围有限，在下切谷内或工区东部地区被少量钻井钻遇；上部多以
2、泥岩、薄层泥质粉砂岩与细砂岩的互层组成，粉砂岩等分选较好；顶部岩性由泥岩夹中一厚层含砾细砂岩，逐渐向砂砾岩、砾状砂岩过渡。近年来，虽有部分学者对春光油田白垩系地层及其沉积特征开展过相关研究，但受勘探程度及相关资料的限制，一直未能精细刻画春光油田白垩系的沉积相类型，对于砂体的尖灭线及沉积相的展布方向认识不足，开发实践效果不理想。正是基于上述认识，笔者欲通过综合研究该区地层的岩石学特征、分析化验特征、测井相特征、地震相特征和单井相特征，以达到认识该区沉积相类型发育特点及其分布规律的目的。根据沉积相类型及其分布规律，再结合该区区域地质背景及沉积环境，刻画砂体沉积相平面图。为下一步勘探开发提供地质依据
3、。1.2 研究现状春光区块位于车排子凸起地区，紧邻小拐和红山嘴油田，区块面积1023km2。车排子凸起位于准噶尔盆地西北缘，构造上车排子凸起与红车断裂带是同属于准噶尔盆地西部隆起的次一级构造单元，其东面以红车断裂带为界与昌吉凹陷和中拐凸起相接，南面为四棵树凹陷及伊林黑比尔根山，西面及西北面为扎伊尔山，北面与克夏断褶带相接。春光区块自下而上发育主要地层为石炭系、下白垩统吐谷鲁群、古近系、新近系的沙湾组和塔西河组，侏罗系地层在部分沟谷内残存，二叠系、三叠系地层全部缺失。车排子凸起的春光区块本身不具备烃源岩发育的有利条件，由于其东部和南部紧邻昌吉凹陷和四棵树凹陷两大生烃凹陷，凹陷地区发育的多套烃源岩
4、为研究区提供了充足的油源条件。春光区块古近系与新近系储盖层发育且区内已经发现以岩性圈闭为主的不同类型的油气藏。车排子地区油气勘探始于20世纪50年代。20世纪60年代,在红车断裂带的东侧发现了红山嘴油田，80年代发现了车排子油田，90年代发现了小拐油田。截止2003年底，中石油在红车断裂带已累计探明石油地质储量9769104t探明含油面积80.1km2。其中，车排子地区探明石油地质储量3017104t，探明含油面积30.0km2；红山嘴油田探明石油地质储量6752104t，探明石油面积50.1 km2。2000年6月,中石化胜利油田准入车排子地区进行油气勘探，2003年归入西部勘探指挥部勘探区
5、块，2004-2005年，实施二维地震1478.69km2，三维地震414.4km2；截止2009年底，共实施二维地震119条，完成5140.138km测线，密度为22km，三维地震1601.641km2。2005年，通过排2井钻探，发现了新近系沙湾组浅层油藏，2009年底，共完钻排1井等35口探井；2010年-2011年间，河南油气田分公司在春光区块又相继完钻春1等20余口探井，车排子地区探井目前已超过55口。2005年，胜利油田在红车断裂以西车排子区块钻探中，排2井中发现新近系沙湾组轻质油层，日产62.79m3工业油流，从而揭开了红车断裂以西地区规模性的油气勘探。排2井突破以后，排8井、排
6、206井等探井以及排2-80、排2-86等滚动井也相继获得油流，宣告春光油田的诞生。2005年开发方案部署，2006年产能建设，2007年外围滚动勘探，2008年建成产能50万吨。整个春光区块面积约1026.49km2。截止2008年底，春光区块已累计上报石油地质储量933.06.1104t，其中控制储502.4104t，可采储量449.73104t。2006年-2008年，中石油新疆油田公司与长江大学开展战略合作，对西北缘红车断裂带进行了油气二次精细勘探，在新近系沙湾组地层中突破油气发现，展现了南缘前陆斜坡带广阔的油气勘探前景。在石炭系火成岩油气勘探方面也取得重大突破，奠定了车排子地区石炭系
7、火成岩油气勘探的格局。第 1 页 共 24 页绪论春光油田轻质油藏具有“层浅、优质、高产”的特点，其单井产量高，比采油指数大（4.2t/dMPam），采油速率高（设计2.5%），采收率高（55%）。最近两年，在春光区块北部沙一段陆续发现春2、春17等高产井，其中春2井试油日产油14.4t，其下古近系、白垩系、侏罗系和石炭系地层从附近中石油勘探区块的勘探成果来看，都有不同程度的油气发现，揭示了该区具有良好的油气勘探远景和发现新的油气田的可能性。春光区块内自勘探以来虽然有上述系列井的钻探油气成功，近些年也出现春1、春4、春7、春12、春13、春16-2、春24、春35等多口井均未获成功。多年的油气
8、勘探历程除了表明春光区块成藏条件有利，但更加表明了研究区油气成藏条件的复杂和勘探目标选择的难度。在此基础上设立春光区块油气成藏条件研究与潜力分析项目具有非常重要的现实意义。通过前人对春光油田白垩系的研究资料表明，春光油田白垩系主要发育辫状河三角洲、湖泊和冲积扇三种沉积相类型。辫状河三角洲沉积体系主要包括水下分流河道、分流河道间湾、河口坝、远砂坝等沉积微相。如春10-2井的辫状水道沉积微相，春10-5井的河口坝沉积微相，还有春17井、春28井、春10-8井、春10-5井、排201井等均发育为辫状河三角洲沉积。春光油田白垩系湖泊相沉积面积较大，岩性较为稳定，以较厚的泥岩夹粉砂岩、泥质粉砂岩为主，偶
9、见较厚的粉砂岩。颜色色调也较为单一，多为还原色调，以灰色、灰白色或浅灰色为主，多见轮藻类、介形虫、抱粉等古生物化石。如排202井。冲积扇由于靠近物源，是陆相沉积体系中沉积颗粒最粗、分选最差、成熟度最低的一种沉积体系。如本区春111E井，砾石粒径分布不均匀，粒径最大6 mm，一般在13 mm之间，分选很差，棱角状，低成熟度，为靠近物源的扇端部分辫状水道沉积。1.3 研究指导思想及技术路线1.3.1 指导思想沉积相即沉积环境与在此沉积环境下一切沉积特征的总和。因此，对于一个地区的沉积相研究，必然包括两方面内容：（1）、沉积环境，包括自然地理条件、气候条件、构造地层条件以及沉积介质的物理化学条件等；
10、（2）、沉积特征，包括岩性特征（颜色、结构、构造、岩石类型及组合等）、古生物特征以及地球物理化学特征。对于本研究课题，需要对研究区沉积相类型进行综合分析研究，因此除上述研究内容外，还必须用到研究区测井相资料、地震相资料和单井相资料，以便于认识沉积相类型的空间分布，刻画沉积相平面分布图。1.3.2 技术路线本课题欲研究春光油田白垩系沉积相类型，首先要了解本地区的沉积环境，不同的沉积环境发育不同的沉积相类型，此需要总结前人的研究成果。另外需要进行野外露头观察，岩石岩心、薄片分析，分析化验资料的收集整理。为进一步对沉积相类型分类研究，则需要研究区的三相资料。首先，单井相资料的分析研究可以认识每口井的
11、地层发育情况及岩石类型和特征；然后，井震结合建立连井地震剖面，分析地下地层结构，建立等时地层格架；接着，三相资料结合分析可判断沉积相类型；最后可与沉积环境对比，建立沉积相平面分布图验证该沉积环境下发育的沉积相类型是否正确。见图1。图1 本课题技术路线简图2 地质背景2.1 构造背景准噶尔盆地盖层经历了4个演化阶段，即晚石炭世早二叠世的海相或残留海相裂陷盆地阶段、中晚二叠世的陆相前陆盆地阶段、三叠纪白垩纪的陆内坳陷阶段、古近纪第四纪的类前陆盆地阶段。地质背景车排子凸起位于准噶尔盆地西部，是西部隆起上的次一级构造单元。凸起北部临近扎伊尔山，南部靠近4棵树凹陷，东部与红一车断裂及昌吉凹陷相毗邻，整体
12、上呈现为一个楔形三角形形态（如图2）。图2 车排子凸起构造平面图图3 构造演化地质结构图车排子凸起为海西期以来的一个继承性凸起（如图3）。该类隆起地质结构分为上、中、下3个构造层：下构造层为石炭系海相碎屑岩及火山岩；中构造层为侏罗系冲积扇相砂砾岩，白垩系扇三角洲一滨浅湖相的砂砾岩、砂岩和泥岩；上构造层为古近一新近系的扇三角洲、辫状河三角洲及滨浅湖相的砂砾岩、砂岩和泥岩。侏罗系、白垩系、古近一新近系等平缓超覆在石炭系之上。中、新生界发育多期正旋回叠加沉积。每套沉积旋回底部，基本都发育一套含砾砂岩和砂岩。这些粗碎屑岩单层厚度较大，横向较为连续，平面呈毯状分布。隆起带发育上、下2套断裂体系。其中，下
13、部断裂体系为海西运动晚期形成并持续到燕山运动期的压扭性逆断层，上部体系是喜马拉雅运动期形成的主要发育在新生界中的张扭性正断层及负反转次级断层，断层断距小、倾角大、横向延伸距离短。2.2 地层背景图4 研究区地层柱状图沉积相类型分析车排子凸起地层以石炭系凝灰岩作为基底，由于持续性的隆升，车排子凸起一直处于暴露剥蚀环境。如图4为研究区地层柱状图，在石炭系基底之上，研究区春光油田依次发育下侏罗统（J）、下白垩统吐谷鲁群（K1TG）、古近系（E）、新近系沙湾组（N1s）、塔西河组（N1t）、独山子组（N2d）以及新生界第四系西域组。3 沉积相类型分析3.1 白垩系沉积相类型综合分析图5 白垩系露头剖面
14、湖泊相岩石学特征灰色页岩，清水河组；褐色-灰绿色页岩，连木沁组；褐色泥岩，胜金口组；褐色-灰绿色页岩，呼图壁组 图6 白垩系扇三角洲水下分流河道/水道岩石学特征上：春17-10井，块状层理/交错层理，K5-K4 ；下：春50-1，K3杂砾岩，砂泥充填白垩系取心井及露头岩石学特征主要表现出三种类型（图5，图6）：1）灰绿色-褐红色泥页岩，测井曲线为平直型，为湖泊相沉积；2）含砾砂岩-细砾岩，主要发育K4-K5，见交错层理及正韵律，测井曲线为光滑箱型-钟型，率累积曲线为三段式，斜率较高，为牵引流水道沉积；杂砾岩，砂泥充填，结构成熟度低，测井曲线为齿化钟型箱型，概率累积曲线为近一段式，为重力水道沉积
15、；3）细砂岩-粉砂岩-泥质粉砂岩，主要发育K1-K3，分选好，测井曲线为指状，概率累积曲线为两段式。沉积相类型分析图7 白垩系滩坝岩石学特征细砂岩-粉砂岩-泥质粉砂岩，分选好，质纯图8 白垩系概率累积曲线图左上：近一段式，滚动总体为主，重力水道，春17井，964m；右上：近两段式，跳跃总体为主，分选好，波浪改造。滩坝/席状砂 ；左下：三段式，含量平均，牵引流；右下：三段式，悬浮总体为主，牵引流 图9 研究区白垩系沉积相柱状图图10 白垩系测井相特征白垩系垂向上地层结构整体表现出一个由粗变细-由细变粗的大旋回，沉积相类型相对比较简单，下部K1-K3为超覆沉积的滨岸相砂岩-泥岩，其中砂岩相为滩坝沉
16、积；上部K4-K5三角洲进积，粗粒砂砾岩结构成熟度平面上存在差异，50井区结构成熟度低，可以理解为扇三角洲沉积，春17井区较高，可以理解为辫状河沉积。3.2 岩石相-测井相-地震相三相联合响应特征在典型取心井-典型钻井的沉积相类型认识基础上，进行精心层位标定，分析过井剖面地震响应特征，总结K1-K5层系沉积相类型与地震响应特征的关系，实现三相联合解释，为井震结合沉积层序对比及沉积相平面认识奠定基础。如图11所示，K1：该段西北部的排208、春59等井附近测井曲线上多表现为齿化钟型和箱型，地震剖面上排208附近表现为中-弱振幅，连续性中等偏差，见前积地震相，具有向同一方向倾斜的同相轴，垂直物源方向，可见充填地震相，内部同相轴向两侧上超，解释为河道沉积。在排202
