張 偉，劉建朝，高志亮，孫少波

（1.長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西西安 710054；2.長安大學(xué)數(shù)字油田研究所，陜西西安 710054）

0 引 言

吳堡地區(qū)位于陜北斜坡西南部的鄂爾多斯盆地有利烴源巖發(fā)育區(qū)內(nèi)。受印支運動的影響，吳堡地區(qū)在晚三疊世發(fā)育大型湖泊，鄂爾多斯盆地的沉降中心與沉積中心正好發(fā)育在吳堡地區(qū)，沉積多套沉積體系（圖1），其中中生界三疊系延長組是一套在內(nèi)陸湖泊三角洲沉積體系上發(fā)育的重要油氣儲集層［1－3］。延長組長6段是該區(qū)重要的勘探目標(biāo)層位和產(chǎn)油層位。

圖1 鄂爾多斯盆地延長組沉積 構(gòu)造格局Fig.1 Sedimengtary－tectonic Framework of Yanchang Formation in Ordos Basin

對于鄂爾多斯盆地南部及西南部延長組沉積體系發(fā)育特征問題以及儲層物性特征已有不少學(xué)者進行了研究［5－13］，但對盆地西南部濁流沉積始終沒有得出一致認識，并且對某一區(qū)塊的精細研究也較少。筆者從儲層物性特征和沉積巖相巖性等角度出發(fā)，介紹了鄂爾多斯盆地吳堡地區(qū)延長組長6段沉積特征，并就該油層組儲層物性特征、濁積巖特征及濁積巖分布規(guī)律進行了總結(jié)，探討了儲層物性特征、濁積巖巖性特征對油藏的影響，明確了濁流沉積的石油地質(zhì)意義，為該區(qū)油氣勘探提供理論依據(jù)。

1 長6段沉積特征

1.1 濁積巖沉積特征

吳堡地區(qū)濁積巖主要由薄—中層細砂巖夾灰黑、深灰色泥巖組成，一般具有正粒序性和多期韻律性旋回，濁積巖分選好，粒度細，在剖面上多夾于深灰色、灰黑色泥頁巖及油頁巖中，常可見到介形蟲及魚類等湖相沉積動物化石（圖2），缺少底棲動物化石。

研究區(qū)濁積巖一般厚0.05～1m，砂巖段厚度為8～15m。鮑馬序列組合類型有ABCDE、ABC、ABE、ACD、BCD、BC、CDE、DE段等。鮑馬序列中，A段厚1～28cm，B段2～16cm，C段1～8cm，D段1～5 cm，E段1～18cm（圖3）。在鮑馬序列層段組合中，常見確定濁流沉積重要標(biāo)志的沉積構(gòu)造是沖刷痕、重荷模、沉積同生變形構(gòu)造、火焰狀構(gòu)造、泥巖撕裂屑及撕裂團塊等泥底構(gòu)，這些泥底構(gòu)造形成于槽模、溝模、錐模等泥底之上（圖2）；具底部沖刷面的泥底凹坑充填物的粒序遞變層；由牽引作用形成的平行層理、沙紋交錯層理及包卷層理以及構(gòu)造細粒沉積層E段［6，8］。

1.2 濁積扇巖相特征

濁積扇根據(jù)有無固定水道可以劃分為坡移濁積扇和滑塌濁積扇。許多學(xué)者依據(jù)坡移濁積扇沉積微相在湖底的發(fā)育位置及特征，將其劃分為上部扇、中部扇和下部扇［8，14－17］。

圖2 吳堡地區(qū)長6段濁積巖特征Fig.2 Turbidity Characteristics of Chang－6 Section in Wubu Area

圖3 吳堡地區(qū)長6段濁積巖鮑馬序列Fig.3 Bouma Sequences of Turbidites of Chang－6Section in Wubu Area

坡移濁積扇是在坳陷湖盆相對穩(wěn)定沉降階段，由三角洲前緣沉積的碎屑流、濁流、顆粒流等重力流攜帶的碎屑沉積物沿湖底補給水道在緩坡和湖盆低洼處形成濁積扇。上部扇靠近物源區(qū)，是濁積扇的補給主水道發(fā)育區(qū)［6－8］，常與中部扇辮狀水道微相共生，底部可見泥礫、沖刷面，粒序?qū)永戆l(fā)育。中部扇辮狀水道與上部扇補給水道相接，向湖盆發(fā)育多條辮狀分流水道，砂體多呈透鏡狀，垂向上具正韻律性，濁積巖鮑馬序列AB段構(gòu)成疊合砂巖體，下部扇分布在凹陷最深的部位，水動力條件較小，沉積作用緩慢，由于不受補給水道限制，薄層砂巖與深湖沉積的暗色泥巖交互沉積，巖相組合類型為薄層遠基濁積巖和深湖相泥巖（圖3）［18－19］。

滑塌濁積扇是三角洲前緣松散沉積物在陡坡因某種突發(fā)機制快速沉積并發(fā)生滑塌而形成的［20］?；鷿岱e扇沒有固定補給水道，濁積砂體常呈分散狀小面積透鏡體，可明顯區(qū)分出中心微相和邊緣微相兩個沉積微相帶?；鷿岱e扇中心微相以細砂巖、粉砂巖與暗色泥巖呈砂泥互層，見植物葉片與植物莖干碎片。碎屑顆粒呈棱角狀、次棱角狀，分選、磨圓較差，砂巖中見平行層理、沙紋交錯層理、變形層理及液化構(gòu)造等，研究區(qū)多發(fā)育ABC、BCD、ABE、CDCD段鮑馬序列組合［6］。

2 儲層基本特征

2.1 儲層巖石學(xué)特征

圖4 吳堡地區(qū)長6段砂巖類型分布Fig.4 Distribution of Sandstone Types of Chang－6Section in Wubu Area

鄂爾多斯盆地吳堡地區(qū)長6油層組以長石為主，石英次之，暗色礦物少量，分選好，泥質(zhì)膠結(jié)，較疏松。根據(jù)長6砂巖類型，該砂巖主要為長石砂巖（圖4），以淺灰色、灰白色、灰褐色細砂巖和粉砂巖為主，也有少量中砂巖，碎屑成分以長石為主，石英次之，暗色礦物少量，分選好，泥質(zhì)膠結(jié)，較疏松。其中，長石含量（質(zhì)量分數(shù)）為22%～64%，平均50.2%，礦物顆粒表面風(fēng)化程度高，普遍絹云母化，可見少量綠泥石化；石英含量13%～30%，平均21.8%，以單晶石英為主；巖屑含量2%～11%，平均4%，常見有泥質(zhì)巖屑、千枚巖屑、花崗巖屑、中酸性噴出巖屑和高級變質(zhì)巖屑等；云母含量變化范圍較大，為1%～17%，平均7.9%，主要為黑云母，少量白云母。

2.2 膠結(jié)物成分

長6段填隙物成分主要有方解石、綠泥石、白云母，少量的石英加大、長石加大組分（表1）。其中，方解石含量3.8%，綠泥石約3.8%，白云母8.3%，泥質(zhì)7%，石英加大1.9%，長石加大1.2%。石英加大、長石加大的存在增強了顆?？箟簩嵶饔玫哪芰?，在壓實作用早期階段利于粒間孔的保存，綠泥石常沿礦物顆粒周邊呈櫛狀排列，方解石膠結(jié)物充填粒間，對儲層物性影響較大，使儲層呈低孔低滲、物性差的特征，而在成巖作用階段產(chǎn)生的長石溶孔、方解石溶孔等次生孔隙為油藏形成提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)［21－24］。

表1 吳堡地區(qū)長6段膠結(jié)物成分統(tǒng)計Tab.1 Statistics of Cement Compositions of Chang－6Section in Wubu Area

2.3 儲層孔喉特征

運用能直接反映砂巖孔隙結(jié)構(gòu)的門檻壓力Pcd、中值壓力P50、中值半徑Rm、最大進汞飽和度SHg等毛管壓力參數(shù)來分析儲層孔喉物性特征。通過對研究區(qū)長6段80個樣品孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)長63段儲層砂巖的平均排驅(qū)壓力為2.420MPa，中值壓力為13.086MPa，孔隙度和滲透率分別為10.885%和0.279×10－3μm2，最大孔喉半徑為0.835μm；長62段儲層砂巖的平均排驅(qū)壓力為3.058MPa，中值壓力為14.632MPa，孔隙度和滲透率分別為10.952%和0.272×10－3μm2，最大孔喉半徑為0.548μm；長61段儲層砂巖的平均排驅(qū)壓力為1.979MPa，中值壓力為6.141MPa，孔隙度和滲透率分別為8.75%和0.11×10－3μm2，中值半徑為0.172μm，孔喉分選中等—較差，偏細歪度（表2）。

表2 吳堡地區(qū)長6段砂巖物性及特征參數(shù)統(tǒng)計Tab.2 Statistics of Characteristic Parameters and Physical Properties of Sandstones in Chang－6Section of Wubu Area

從表2可以看出，研究區(qū)長6儲層孔隙結(jié)構(gòu)普遍具有小孔喉、分選差、排驅(qū)壓力較高、連續(xù)相飽和度偏低和主貢獻喉道小的特點，說明孔喉連通性較差。整體上，毛管壓力參數(shù)變化較大，顯示了砂巖儲集層孔隙結(jié)構(gòu)具有很強的非均質(zhì)性。

3 分布規(guī)律

鄂爾多斯盆地吳堡地區(qū)長6期是湖盆鼎盛向萎縮轉(zhuǎn)換的發(fā)育時期，濁積巖沉積比較發(fā)育；長7期湖盆強烈沉降，導(dǎo)致北東向物源沿坳陷軸向注入湖盆。長6期湖盆沉降趨于穩(wěn)定，是三角洲的高建設(shè)時期，多水系、多物源的三角洲前緣沉積為深湖濁積扇沉積提供了充足的物質(zhì)基礎(chǔ)。

3.1 長63期

長63期鄂爾多斯盆地半深湖—深湖沉積呈北西—南東向帶狀展布，濁流沉積發(fā)育，且濁積扇分布受巖相古地理格局的影響［7］。吳堡地區(qū)東北物源供給逐漸變?nèi)酰侵薨l(fā)育速率漸緩，為非補償性沉積，深湖線位于正17井以南—吳堡、雙廟以北—山053－44、白232井以西一線，研究區(qū)北部地區(qū)在長63期沿著4120井—山074－61井—白232井一線以及正17井以西地區(qū)發(fā)育2支三角洲前緣水下分流河道沉積砂體，河道寬2～4km，砂地比（質(zhì)量比）為30%～40%，砂厚5～10m；濁積砂體零星分布在深湖線南部湖盆基底的低洼處，主要為滑塌濁積砂體，展布面積為2.2～11.2km2，砂體厚度為0.5～1m。在平面分布形態(tài)上，濁積扇以一定的方向性展布，主要沿三角洲前緣水下分流河道向前推進方向延伸，距離可達12km（圖5）。在三角洲前緣水下分流河道前方，如午107井—午105井—正5井一帶，因濁流流速驟減，攜帶的粗粒物質(zhì)快速卸載，多形成粗粒濁積巖；隨著搬運距離漸遠，細粒碎屑沿盆地軸向低洼地形逐漸沉積形成伸長狀外扇濁積巖砂體。

圖5 吳堡地區(qū)長63段有利沉積相帶Fig.5 Favorable Sedimentary Facies of Chang－63 Section in Wubu Area

3.2 長62期

長62期湖盆已經(jīng)抬升，深湖線分布于白232井—4014井—正277井附近，為“湖退砂進”的三角洲沉積高建設(shè)期。研究區(qū)北部沿4120井—山074－61井—山053－44井—正19井—午217井—雙廟一線和正88井—山063－48井—正272井—正17井—正576井一線發(fā)育2支三角洲前緣水下分流河道，河道寬2.7～3.8km，砂地比為30%～50%。深湖區(qū)發(fā)育4支濁積扇體，面積為1.5～11.6km2，砂地比范圍集中在30%～50%，其中西部發(fā)育在4089－1井—正176井—正190井一帶，午107井—午55井—午38井一帶以及榆嘴子—5130井一帶的3支濁積扇較發(fā)育，濁積扇砂體面積為3～18 km2，平均砂體厚度為10～20m，最高值可達33.8 m（圖6）。這些濁積巖砂體分布在三角洲前緣水下分流河道砂體前方，連片性好，可形成儲量可觀的透鏡狀巖性圈閉［1］。

圖6 吳堡地區(qū)長62段有利沉積相帶Fig.6 Favorable Sedimentary Facies of Chang－62 Section in Wubu Area

3.3 長61期

圖7 吳堡地區(qū)長61段有利沉積相帶Fig.7 Favorable Sedimentary Facies of Chang－61 Section in Wubu Area

長61期深湖面積有所減?。▓D7），深湖線位于吳堡—午107井—午104井附近。研究區(qū)北部發(fā)育3支近南北向的三角洲前緣水下分流河道。研究區(qū)西部2支三角洲前緣水下分流河道分別沿4120井—山074－61井—山053－44井—正19井—午217井—雙廟一線和正88井—山063－68井—正272井—正17井一線展布，河道寬3～4km，砂地比為30%～50%；東部1支三角洲前緣水下分流河道在5130井—榆嘴子—5229井—正233井附近發(fā)育，河道寬3～6.3km，砂地比為40%～60%。深湖區(qū)在正189井—正190井區(qū)、午38井—午102井—午103井區(qū)以及正355井區(qū)發(fā)育3支濁積扇砂體，面積為3～8km2，砂地比為30%～50%，濁積扇砂體平均厚度為10～20m。這些濁積巖體分布在三角洲前緣水下分流河道砂體前方，多期濁積扇砂體疊置在一起，透鏡狀巖性圈閉發(fā)育。

4 濁流沉積的石油地質(zhì)意義

鄂爾多斯盆地?zé)N源巖是長4＋5期—長8期的暗色泥巖，其中長7期是延長組湖盆的鼎盛發(fā)育期，是盆地主要的烴源巖生成時期，深湖相泥巖、泥頁巖沉積厚度達120m以上，主要沉積厚度為70～80 m，具有分布廣、有機質(zhì)豐富、有機質(zhì)類型好、成熟度高等特點，以Ⅰ－Ⅱ1型干酪根為主。通過油源分析，確定三疊系延長組長7段深湖相泥巖主要分布在定邊—吳起—慶城—甘泉一帶，長9段烴源巖主要分布在吳起—志丹—甘泉—富縣一帶，平均生烴強度為45×104t·km－2。這兩套烴源巖為吳堡地區(qū)延長組油層提供了良好的油氣來源。

長6段濁積砂體與湖相泥頁巖相伴生，常形成指狀、透鏡狀尖滅砂體，在后期構(gòu)造運動的影響下，形成了上傾尖滅的透鏡狀巖性圈閉，而且砂體底部發(fā)育厚度較大、成熟度較高的暗色湖相沉積烴源巖，形成下生上儲的有利生儲蓋配置。發(fā)育在深湖區(qū)的長6段濁積砂體儲層非均質(zhì)性都較強，長63段油層變異系數(shù)為1.24，極差28.92，突進系數(shù)3.94，長62段油層的變異系數(shù)為1.39，極差43.71，突進系數(shù)4.78，長61段油層的變異系數(shù)為1.30，極差74.5，突進系數(shù)4.26，均為強非均質(zhì)性儲層。從平面上看，非均質(zhì)性在側(cè)向上變?nèi)?。深湖相的暗色泥巖含有豐富的烴源巖，而濁積巖砂體是由深湖相的暗色泥巖構(gòu)成，也是距離盆地較近的最優(yōu)烴源巖，孔滲物性好的濁積巖砂體最容易捕獲油氣，形成自生自儲的巖性油藏（圖5～7）。

5 結(jié) 語

（1）鄂爾多斯盆地吳堡地區(qū)長6段以長石為主，石英次之，暗色礦物少量，分選好，泥質(zhì)膠結(jié)，較疏松為長石砂巖，以淺灰色、灰白色、灰褐色細砂巖和粉砂巖為主，填隙物有方解石、綠泥石、白云母，少量的石英加大、長石加大等。毛管壓力參數(shù)變化較大，顯示砂巖儲集層孔隙結(jié)構(gòu)具有很強的非均質(zhì)性。

（2）濁積巖為薄—中層細砂巖夾灰黑、深灰色泥巖，具有正粒序性和多期韻律性旋回，在剖面上多夾于深灰色及灰黑色泥頁巖及油頁巖中，常見到介形蟲及魚類等湖相沉積動物化石。濁積扇中心微相以細砂巖、粉砂巖與暗色泥巖呈砂泥互層，見植物葉片與植物莖干碎片。碎屑顆粒呈棱角狀、次棱角狀，分選、磨圓較差，砂巖中見平行層理、沙紋交錯層理及變形層理等，發(fā)育ABC、BCD、ABE、CDCD段鮑馬序列組合。

（3）長6段濁積砂體與湖相泥頁巖伴生，形成指狀、透鏡狀尖滅砂體，易于形成上傾尖滅的透鏡狀巖性圈閉。從平面上看，非均質(zhì)在側(cè)向上變?nèi)?，深湖相的暗色泥巖含有豐富的烴源巖，而濁積巖砂體是由深湖相的暗色泥巖構(gòu)成，孔滲物性好的區(qū)域易于形成良好的巖性圈閉。

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