塔北隆起西部卡普沙良群灘壩沉積特征

夏 輝，林暢松，劉永福，趙海濤，孫 琦

(1.中國地質大學(北京)，北京 100083；2.中國石油塔里木油田分公司，新疆 庫爾勒 841000)

0 引 言

塔北隆起是塔里木盆地油氣潛力巨大的一級構造單元之一，是油氣勘探開發的熱點地區[1-2]，隨著中國油氣勘探程度的提高，薄層灘壩儲集體的重要性日漸凸顯[3-4]。唐武[5]研究塔北哈拉哈塘地區黃山街組灘壩沉積時，認為灘壩可劃分為5種微相，易形成良好的巖性圈閉。王改云[6]研究沙雅隆起卡普沙良群沉積演化時，將濱淺湖劃分為灘壩、泥灘和混合灘，并認為隆后坳陷區發育的三角洲前緣砂體及灘壩砂體為有利相帶。劉永福[7]研究哈拉哈塘地區沉積層序時，認為曲流河三角洲前緣遠端的砂壩及灘壩砂體為重要的儲集砂體。綜合巖心、地震、測井及錄井等資料，對塔北隆起西部研究區卡普沙良群灘壩沉積進行了深入研究，結合沉積相特征和控制因素，建立了灘壩沉積模式，為后續的油氣勘探提供理論依據。

1 區域地質概況

塔北隆起位于塔里木盆地北部，介于庫車坳陷和北部坳陷之間，為油氣富集的一級構造單元。研究區位于塔北隆起西部(圖1，據文獻[8]修改)，包括英買力凸起和輪臺凸起的部分區域[8]。研究區白堊系地層上統遭受剝蝕，僅發育下統卡普沙良群和巴什基奇克組，前者自下而上發育亞格列木組、舒善河組和巴西改組。研究區卡普沙良群為一個二級層序，自下而上劃分為4個三級層序(SQ1、SQ2、SQ3和SQ4)?？傮w上，卡普沙良群沉積期是一個水體極淺、面積巨大的湖泊環境，沉積物的顏色以氧化色為主[9]。研究區卡普沙良群早期碎屑巖油氣勘探的重點主要為巴西改組發育的三角洲儲集砂體，但隨著近年來勘探程度的提高，開始重視舒善河組發育的灘壩砂體，亟需對其沉積特征進行系統分析。

圖1 塔北隆起構造單元劃分及研究區位置

2 灘壩沉積亞相類型劃分及特征

2.1 壩砂亞相

研究區的砂質灘壩沉積劃分為礬砂和灘砂2種亞相。壩砂亞相通常包括壩主體、壩側緣和壩間微相(圖2a)[10-11]。壩主體微相是壩砂沉積的主體部分，形成于強水動力環境中，受湖浪、湖流的篩選和沖刷；壩主體微相巖性主要為粉砂巖，偶見細砂巖；沉積構造特征為多見小型交錯層理、低角度交錯層理、浪成砂紋層理和沖洗交錯層理(圖3a—d)；砂巖厚度一般為4～10 m，常與濱淺湖紅褐色泥質沉積互層；測井曲線一般呈現箱形、鐘形-漏斗形或齒化箱形(圖2a)；通常多期壩砂相互疊置，垂向上表現為由細變粗又由粗變細的復合旋回，內部砂巖和泥巖之間漸變接觸，也體現了壩砂從初始發育期至成熟期最后到消亡期的一個完整演化過程(圖2b)。壩側緣微相形成于弱水動力下的低能沉積環境，位于壩主體兩側，巖性為粉砂質泥巖、泥質粉砂巖和泥巖，發育水平層理(圖3e)，塊狀泥質沉積(圖3f)，其測井曲線呈低幅漏斗形、指形。壩間微相是形成于低能沉積環境中的沉積物，巖性常為粉砂質泥巖或泥巖。弱水動力環境的泥巖和粉砂質泥巖多見塊狀構造，測井相特征為自然伽馬曲線呈現較低幅齒形或平直基線形(圖2a)。

2.2 灘砂亞相

灘砂亞相對于壩砂來說，其形成的水動力環境較弱，沉積在較為平坦的地區，分布面積大，呈寬條帶狀展布。灘砂巖性一般以細粒的粉砂巖為主，砂巖厚度較壩砂要薄(圖2c)，中間夾雜湖泥，沉積構造多發育小型交錯層理、平行層理、波狀層理(圖3g、h)；灘砂亞相的測井曲線多呈指狀或齒化指狀(圖2d)；砂質灘微相垂向序列為多個反旋回的疊置，旋回中間發育濱淺湖泥質沉積。

3 沉積相分布特征及沉積模式

3.1 沉積相分布特征

卡普沙良群沉積時期，靠近隆起區發育規模較小的辮狀河三角洲，來自東南部的三角洲向隆起區推進，發育三角洲平原及前緣亞相。以灘壩砂體最為發育的SQ3高位域沉積期為例，在研究區中部沿著ym7號斷裂帶井區(ym5、ym9、ym36和ym39等井區)早期發育的三角洲砂體受湖浪和湖流的改造，在前緣前方淺湖區形成了疊置連片的灘壩砂，三角洲的側翼也見經沿岸流改造的三角洲砂體再沉積形成的灘壩砂(圖4)。砂質灘壩主要分布在ym7號斷裂帶井區附近，其四周被濱淺湖包圍。

圖2 卡普沙良群灘壩沉積特征

圖3 研究區卡普沙良群灘壩沉積構造巖心照片

圖4 研究區SQ3高位體系域沉積相展布特征

3.2 主控因素

研究區灘壩砂體的發育主要受古地貌、水動力條件和物源供給等因素影響?？ㄆ丈沉既撼练e期為類似于斷陷盆地的緩坡帶的坳陷湖盆，其平緩的古地形有利于灘壩砂體的發育，發育的水下低隆起也是有利于灘壩發育的構造單元之一[12-13]。英買力地區在卡普沙良群沉積期是一個古隆起逐漸被超覆淹沒的過程，逐漸低平的古地形，有利于遠源的河流三角洲向湖盆中推進(圖5)。沉積晚期古隆起大部分被淹沒，形成了水下古隆起，南部的三角洲向前推進至該區遇到遮擋，受湖盆水動力的作用，易形成灘壩沉積。

圖5 研究區卡普沙良群灘壩沉積模式

研究區低角度交錯層理、平行層理、浪成砂紋交錯層理和沖洗交錯層理較為發育，這反映了雙向水流的存在以及較強的水動力條件。較強的水動力使得三角洲砂體易被改造成灘壩砂體，向岸流和沿岸流有利于三角洲側緣形成灘壩，向岸流和裂流的雙向頻繁波動使得前期形成的三角洲被侵蝕沖刷，在三角洲前緣形成孤立的灘壩[14]。

物源是決定研究區沉積相類型和分布特征的物質基礎。研究區的物源主要來自南部的遠源物源和北部盆內古隆起局部供源?？ㄆ丈沉既撼练e末期，湖平面上升，水深加大，水域變廣，古隆起逐漸被淹沒，供源作用減弱，遠源河流三角洲向前進一步推進，遭受湖流和湖浪的篩選和沖刷，沉積砂體重新分配，使得灘壩砂體廣泛發育。

3.3 沉積模式

古地貌、物源供給以及水動力條件等因素的綜合作用對研究區灘壩的發育產生了重要的影響。綜合上述因素，結合灘壩的沉積特征及分布規律，建立了卡普沙良群灘壩沉積模式(圖5)。

研究區發育的灘壩，根據成因機理和沉積位置，其沉積模式可分為三角洲改造型和水下低隆起型2類。前者主要形成于卡普沙良群沉積早期SQ1至SQ3沉積期，后者主要形成于卡普沙良群沉積晚期SQ4沉積期。

三角洲改造型灘壩包括了側緣改造型和前緣改造型[15]。三角洲推進至湖盆水體后，波浪的改造作用增強，三角洲沉積物受到湖浪和沿岸流的改造，前期的三角洲砂體沿著與岸線斜交的方向，側向堆積在三角洲側緣，形成灘壩沉積。湖盆中的近岸流包括向岸流、沿岸流和離岸流。早期堆積的大面積三角洲前緣砂體易受到波浪和沿岸流的作用，被搬運至其前方更遠處的淺湖區堆積，形成平面上孤立分布于三角洲前緣前方的灘壩沉積(圖5a)。三角洲前緣改造型灘壩在垂向上表現為與三角洲砂體之間為濱淺湖泥質沉積間隔，平面上，二者之間是濱淺湖，相互沒有接觸。

水下低隆起型是指發育在水下低隆起周邊的灘壩(圖5b)?？ㄆ丈沉既撼练e晚期，古隆起大部分被淹沒，形成水下低隆起。三角洲推進至水下低隆起及其周邊時，沉積物受到阻擋，砂體重新分配，同時湖浪和湖流共同作用，導致三角洲砂體改造后重新分布，形成了孤立連片分布的灘壩砂體[16-17]。

研究區卡普沙良群SQ3沉積期，ym7號斷裂帶井區發育的三角洲前緣砂體被改造而形成連片疊置的灘壩砂體，四周被濱淺湖泥巖所包圍，易形成巖性或構造-巖性地層圈閉。SQ4沉積期古隆起被淹沒，水下地隆起周邊易發育疊置連片的灘壩沉積。研究區發育的灘壩砂體是后續油氣勘探有利的儲集層。

4 結 論

(1) 塔北隆起西部英買力地區卡普沙良群發育砂質灘壩沉積，可分為壩砂和灘砂亞相以及壩主體、壩側緣、壩間和灘微相。

(2) 研究區發育的灘壩與三角洲砂體受湖浪和湖流的二次改造有關。在卡普沙良群沉積早期主要發育三角洲側緣和前緣改造型灘壩，沉積晚期研究區形成水下低隆起，在其周緣地區易形成水下低隆起型灘壩。

(3) 研究區卡普沙良群SQ3沉積期，ym7號斷裂帶井區發育的疊置連片灘壩砂及SQ4沉積期水下低隆起周邊發育的灘壩砂是研究區有利的儲集體，為后續勘探的重點目標。