周從業(yè)，張春生 (油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué))，湖北 荊州 434023)

何瑤瑤 (中石化江漢油田分公司物探研究院，湖北 武漢 430033)

曾凡成 (中石油吉林油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，吉林 松原 138000)

王文樂(lè) (油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué))，湖北 荊州 434023)

鄂爾多斯盆地華慶地區(qū)長(zhǎng)4+5層沉積微相研究

周從業(yè)，張春生 (油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué))，湖北 荊州 434023)

何瑤瑤 (中石化江漢油田分公司物探研究院，湖北 武漢 430033)

曾凡成 (中石油吉林油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，吉林 松原 138000)

王文樂(lè) (油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué))，湖北 荊州 434023)

上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組長(zhǎng)4+5層是鄂爾多斯盆地華慶地區(qū)元281～白284井區(qū)重要的勘探開(kāi)發(fā)目的層。根據(jù)已有的巖心、測(cè)錄井資料及前人的相關(guān)研究成果，對(duì)華慶地區(qū)元281～白284井區(qū)三疊紀(jì)長(zhǎng)4+5期的沉積相類(lèi)型、沉積微相特征及沉積微相展布進(jìn)行了系統(tǒng)研究，結(jié)果表明，華慶地區(qū)元281～白284井區(qū)三疊紀(jì)長(zhǎng)4+5期發(fā)育三角洲沉積體系，主要發(fā)育三角洲前緣亞相，缺三角洲平原亞相和前三角洲亞相；長(zhǎng)4+5期由于后期發(fā)生了一次湖侵，砂體產(chǎn)生退積，分流河道變寬，分割性減弱，砂體沉積范圍較前期擴(kuò)大；三角洲前緣亞相可劃分為6種微相類(lèi)型，其中以水下分流河道微相最為發(fā)育，是該區(qū)內(nèi)良好的儲(chǔ)集層，也是今后勘探和開(kāi)發(fā)的主要方向。

鄂爾多斯盆地；華慶地區(qū)；長(zhǎng)4+5；沉積微相；展布

華慶地區(qū)元281～白284井區(qū)地處鄂爾多斯盆地伊陜斜坡的西南部，其范圍東起白224井～白256井，西至里82～里79井，北達(dá)元281井，南抵里68～白284井,面積約2000km2，處于華池縣界內(nèi)。伊陜斜坡為一西傾單斜，在單斜背景下由于差異壓實(shí)作用，使得研究區(qū)長(zhǎng)4+5層形成了一些小的鼻狀隆起，這些發(fā)育在西傾單斜上的鼻狀隆起與小層砂體配合對(duì)油氣的聚集起到一定的控制作用[1]。根據(jù)沉積旋回和巖性的變化，鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組自下而上可分為10個(gè)油層組。盆地自長(zhǎng)10期開(kāi)始擴(kuò)張發(fā)育，到長(zhǎng)7期湖盆面積達(dá)到最大，之后湖盆進(jìn)入萎縮階段，至長(zhǎng)2期整個(gè)盆地內(nèi)部已無(wú)深湖區(qū)存在，其他地區(qū)皆為三角洲平原和沖積平原，氣候濕潤(rùn)，河流廣布。長(zhǎng)4+5期為一次短暫的湖侵期，湖水進(jìn)一步擴(kuò)大，分割性減弱，三角洲建設(shè)進(jìn)程趨于減慢，總體上湖盆已進(jìn)入枯竭期[2]。此段主要發(fā)育砂、泥互層沉積。此時(shí)，深湖相范圍退縮到富縣、華池、環(huán)縣一帶。研究區(qū)即接近深湖，物源方向仍以北東向?yàn)橹?，三角洲面積較之前減小[2-3]。

1 沉積相標(biāo)志

1)巖性標(biāo)志 研究區(qū)長(zhǎng)4+5層以泥巖居多，砂巖次之，其中砂巖又以粉細(xì)砂巖為主，且多見(jiàn)薄砂層夾于泥巖中形成砂泥互層。砂巖多為淺灰色或灰白色，泥巖主要為灰色和深灰色，砂巖、泥巖顏色均相對(duì)較深，反映了淺水至半深水的沉積環(huán)境。砂巖為一套極細(xì)～細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖和極細(xì)～細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖；碎屑成分以長(zhǎng)石為主，次為石英和少量巖屑。填隙物以膠結(jié)物為主，少量雜基。砂巖顆粒磨圓度中等，分選中等偏好。另外，碎屑顆粒在粒度分布圖上主要為兩段式和三段式，以跳躍組分和懸浮組分的組合為主，其中兩段式缺少滾動(dòng)組分。粒度頻率曲線峰值25%左右，主峰位于細(xì)粒一側(cè)，以細(xì)粒組分為主。以上巖石學(xué)特征說(shuō)明砂巖礦物成熟度較低，結(jié)構(gòu)成熟度較高。均表現(xiàn)出遠(yuǎn)距離搬運(yùn)、較強(qiáng)水動(dòng)力條件的牽引流沉積特點(diǎn)，符合三角洲前緣等水下沉積特征。

2)沉積構(gòu)造標(biāo)志 研究區(qū)長(zhǎng)4+5層取芯井段保存的反映流動(dòng)成因的原生沉積構(gòu)造非常豐富，這些原生沉積構(gòu)造及其序列是判別沉積環(huán)境的有力工具。通過(guò)對(duì)該段的巖心觀察發(fā)現(xiàn)，該段自上而下廣泛發(fā)育有板狀交錯(cuò)層理-水平層理-楔形交錯(cuò)層理，偶見(jiàn)互層層理和透鏡狀層理(圖1)；與之對(duì)應(yīng)的巖性特征為細(xì)砂巖，泥巖，細(xì)粉砂巖，多互層。這些原生沉積構(gòu)造序列與巖性組合具有明顯的規(guī)律性。除此之外，取芯井段中還發(fā)育有一些同生變形構(gòu)造，如滑塌變形構(gòu)造、包卷層理、砂枕砂球構(gòu)造等，這是碎屑物質(zhì)快速堆積沉積的標(biāo)志，滑塌變形的出現(xiàn)表明存在著水下斜坡帶。以上沉積構(gòu)造上的特點(diǎn)綜合反映了河流入湖的三角洲前緣沉積環(huán)境。

1—波狀層理，白458井；2—板狀交錯(cuò)層理，白229井；3—泥礫，白457井；4—滑塌變形構(gòu)造，元238井；5—砂枕構(gòu)造，元292井；6—水平層理及交錯(cuò)層理，砂泥互層沉積，里70井；7—透鏡狀層理，235井；8—重荷模砂球，元238井。

3)古生物標(biāo)志 巖心觀察描述過(guò)程中的古生物標(biāo)志主要分為古生物遺體和遺跡2類(lèi)。通過(guò)對(duì)華慶地區(qū)長(zhǎng)4+5層的巖心觀察發(fā)現(xiàn)，留存的古生物化石較為稀少。偶爾可見(jiàn)植物的根莖碎片，里70井長(zhǎng)4+5層存在生物鉆孔留下的遺跡，元238井長(zhǎng)4+5層存在脊椎動(dòng)物化石，長(zhǎng)約10cm、寬3cm,骨骼脈絡(luò)非常清晰，經(jīng)過(guò)分析化驗(yàn)為魚(yú)類(lèi)化石?？傮w上，華慶地區(qū)長(zhǎng)4+5層古生物標(biāo)志稀少，魚(yú)類(lèi)化石的出現(xiàn)表明區(qū)域內(nèi)存在著湖泊沉積環(huán)境。

2 沉積微相類(lèi)型及特征

通過(guò)對(duì)研究區(qū)巖心、錄井資料的分析，綜合前人對(duì)區(qū)域沉積相的研究成果，認(rèn)為華慶地區(qū)長(zhǎng)4+5層沉積前古地形相對(duì)平緩，自北東向南西方向發(fā)育陜北古斜坡，北東方向?yàn)楣鸥叩?，在古地形的控制下，長(zhǎng)4+5時(shí)期主要發(fā)育三角洲前緣亞相沉積。

三角洲前緣亞相位于河流進(jìn)入湖口至變陡湖坡之間的濱淺湖地帶，是三角洲沉積體系中厚度最大、沉積類(lèi)型最復(fù)雜的部位。研究區(qū)長(zhǎng)4+5層的主體就位于該亞相帶中，按照沉積特征在研究區(qū)內(nèi)長(zhǎng)4+5層該亞相可以分為6個(gè)沉積微相：

1)水下分流河道微相 華慶地區(qū)長(zhǎng)4+5時(shí)期古地形坡度較緩，因此河流在進(jìn)入湖泊后沿湖底水道向湖盆方向繼續(xù)作慣性流動(dòng)延伸形成水下河道，由于河道的位置不穩(wěn)定，分流匯合和側(cè)向遷移頻繁，因而在同一時(shí)期的水下分流河道在平面上呈條帶交織狀分布，具有成層性好、可比性強(qiáng)的特點(diǎn)，形成湖泊三角洲前緣的骨架砂體。此微相為研究區(qū)的主要分布砂體，發(fā)育有板狀交錯(cuò)層理、平行層理，有時(shí)可見(jiàn)到楔型交錯(cuò)層理、變形層理和砂枕構(gòu)造，砂體上部發(fā)育砂紋層理。該微相的巖性以細(xì)砂巖為主，局部可見(jiàn)到中砂巖，常見(jiàn)底部為中砂、向上為細(xì)砂為主過(guò)渡到粉砂的正粒序。單砂層的厚度在1～2m之間，個(gè)別可達(dá)3～7m。砂巖中常發(fā)育沖刷面，在沖刷面上常見(jiàn)的泥礫富集層。粒度曲線多為兩段式，部分為三段式，其中跳躍部分斜率較高，說(shuō)明分選較好，含量一般在70%～80%，懸浮總體含量常小于10%。其斜率常隨跳躍總體的變細(xì)而變緩，少發(fā)育滾動(dòng)總體。自然電位曲線形態(tài)多數(shù)為中-高幅寬箱形，反映物源供給和水動(dòng)力條件穩(wěn)定的均質(zhì)沉積；其次為中-高幅厚的鐘形，具有正韻律特征，在砂體頂部還可見(jiàn)小型浪成沙紋層理，反映砂體頂部受湖浪作用的結(jié)果(圖2)。

水下分流河道微相的主體橫剖面形態(tài)呈頂平底凸的透鏡狀，河道中心厚度一般為5～10m，最大厚度可達(dá)30m。但水下分流河道沿較早砂壩頂繼續(xù)向前推進(jìn)時(shí)，自然電位曲線形態(tài)呈現(xiàn)下壩上河的中-高幅漏斗-箱形或漏斗-鐘形特征。此類(lèi)砂體在剖面上與下伏的河口壩砂體或河道側(cè)緣沉積呈截切超覆關(guān)系，而邊部與河道側(cè)緣為漸變關(guān)系，構(gòu)成連續(xù)向上的正韻律。在平面上具備一定的離散輻射狀向湖盆方向延伸，并由不同級(jí)次的河道頻繁分流匯合，構(gòu)成向湖盆深處不斷推進(jìn)的和擴(kuò)大發(fā)散的網(wǎng)狀水系。

2)水下分流河道側(cè)緣微相 該微相為水下分流河道兩側(cè)靠邊部的沉積，比河道中心的主砂體巖性要細(xì)些、厚度要薄。主要由細(xì)砂巖、粉砂巖組成具有向上變細(xì)的正韻律特征，發(fā)育小型交錯(cuò)層理、斜層理、透鏡狀層理、沙紋層理。由于砂體從河道主體向河道側(cè)緣變薄尖滅，含油性較差，在研究區(qū)該微相的砂巖厚度一般在2～5m，砂巖一般多段分布。

3)分流河口砂壩微相 分流河口砂壩位于水下分流河道的河口外，沉積速率最高。由于河水在注入湖泊以后仍保持較高的流速沿湖底水道繼續(xù)向前流動(dòng)，并將大部分的懸浮和推移載荷帶到河口以外的湖區(qū)中心沉積下來(lái)，從而形成以水下分流河道沉積為主，河口壩沉積為輔的湖泊三角洲沉積特征。研究區(qū)在鉆井中鉆遇的三角洲河口壩常不完整，規(guī)模較小，其厚度常在0.5～2m之間，最厚可達(dá)6～8m，較少見(jiàn)到多個(gè)河口壩砂體連續(xù)迭置構(gòu)成的進(jìn)積序列。但從總體上來(lái)看，河口壩砂體仍是該區(qū)重要的含油砂體之一，而且常常上部含油性較好。河口壩砂體由粉砂巖、粉-細(xì)砂巖構(gòu)成，單個(gè)砂體有向上變粗的反粒序。沉積構(gòu)造最豐富，砂體下部發(fā)育水平層理、沙紋層理，局部為塊狀層理，上部出現(xiàn)板狀交錯(cuò)層、小型槽狀交錯(cuò)層理，具有滑塌構(gòu)造與包卷構(gòu)造和重荷模砂球，顯示出在沉積初期處于有間歇湖浪作用的弱動(dòng)蕩環(huán)境，當(dāng)水深變淺，能量作用增強(qiáng)而快速堆積，易發(fā)生滑塌作用的特點(diǎn)。但由于水下分流河道的作用，早期河口壩常被后期河道破壞，形成沿河道方向展布的一系列殘留河口壩。其自然電位曲線以單個(gè)中幅三角形和指狀為主，局部可見(jiàn)到幅度向上加大的漏斗復(fù)合體(圖3)。

圖2 華慶地區(qū)長(zhǎng)4+5期水下分流河道微相剖面圖

圖3 華慶地區(qū)長(zhǎng)4+5期分流河口砂壩微相剖面圖

4)水下天然堤微相 研究區(qū)該微相的巖性為極細(xì)的砂和粉砂及泥質(zhì)夾層，發(fā)育波狀層理、沙紋層理及包卷層理等沉積構(gòu)造，還有少量生物鉆孔遺跡(里70井)。自然電位曲線形態(tài)呈現(xiàn)中-低幅指形曲線，粉砂巖厚度一般小于1m，含油性大多為油斑以下或不含油。

5)遠(yuǎn)砂壩及前端席狀砂微相 遠(yuǎn)砂壩和席狀砂微相在研究區(qū)長(zhǎng)4+5層出現(xiàn)較少，含油性一般較差，多數(shù)在油斑級(jí)以下。

6)水下分流間灣微相 研究區(qū)內(nèi)長(zhǎng)4+5層該微相的巖性為泥巖和泥質(zhì)粉砂巖的韻律薄層互層組合，其厚度變化較大為0.5～2m。發(fā)育水平層理、砂紋層理，顯示該微相主要處于較平靜的低能環(huán)境。在剖面上該微相位于水下天然堤之上，并可能夾有決口扇沉積。頂部過(guò)渡為前三角洲的黑色泥巖沉積，電測(cè)曲線呈低幅的齒狀或光滑的曲線。同樣由于研究區(qū)接近深湖，該微相常被視作前三角洲泥沉積。

3 沉積微相展布

研究區(qū)長(zhǎng)4+5層主要屬于吳旗-華池曲流河三角洲前緣亞相沉積，物源呈北東往南西方向。通過(guò)地層對(duì)比將長(zhǎng)4+5期分為長(zhǎng)4+51和長(zhǎng)4+52前后2期，兩期均以水下分流河道沉積為主，均有3條主河道呈北東-南西方向分布，古水流自北東向南西流動(dòng)，河道較寬。前期3條河道相對(duì)獨(dú)立，第1、第2條河道較平直，而第3條河道較彎曲，發(fā)散成多條分支；該時(shí)期砂體不發(fā)育，基本上已經(jīng)到達(dá)淺湖區(qū)，第2、第3條河道到這里消失。河口壩在河道消失前端發(fā)育，河道側(cè)緣以及前緣席狀砂分布較廣(圖4)。后期3條河道在元287井、白259井一線匯合，然后中間河道消失，分流為兩邊2條河道，進(jìn)入淺湖區(qū)，入湖的碎屑物質(zhì)逐一沉積下來(lái)，呈席狀砂平鋪在深湖相泥巖上面。綜合分析表明,由于后期發(fā)生了一次湖侵，水體加深，沉積砂體明顯較前期后退，發(fā)生退積作用。同時(shí)后期河道分割性也減弱，河道變寬，河道側(cè)緣及前緣席狀砂體也較前期發(fā)育，范圍更廣(圖5)。

圖4 華慶地區(qū)元281～白284井區(qū)長(zhǎng)4+52沉積微相平面展布圖

圖5 華慶地區(qū)元281～白284井區(qū)長(zhǎng)4+51沉積微相平面展布圖

4 長(zhǎng)4+5油層組沉積模式

從區(qū)域上看，晚三疊系延長(zhǎng)組時(shí)期鄂爾多斯盆地是一個(gè)東緩西陡的不對(duì)稱(chēng)盆地，在長(zhǎng)4+5沉積前，盆地東北部為一古高地，地形較為平坦，在此基礎(chǔ)上發(fā)育了一套河流相-三角洲相-湖泊相的沉積體系。在長(zhǎng)4+5期研究區(qū)處于這一沉積體系的中段即三角洲前緣亞相沉積；往北是遠(yuǎn)源流長(zhǎng)的河流相-三角洲平原亞相沉積，是研究區(qū)最重要的碎屑物質(zhì)來(lái)源，廣泛發(fā)育著一套較厚的沖積平原沉積；往南則是前三角洲亞相-湖相沉積，發(fā)育著一套湖相泥巖沉積，這些泥巖富含有機(jī)質(zhì)，可以成為很好的烴源巖。從研究區(qū)已探明的砂體展布和發(fā)育情況來(lái)看，分流河道微相砂體分布密集，存在著明顯的分叉現(xiàn)象，是研究區(qū)的骨架砂體，分流河道砂體非常連續(xù)且水下延伸較遠(yuǎn), 往南向湖泊中心逐漸變薄至消失；河口壩微相砂體相對(duì)不甚發(fā)育；此外，研究區(qū)缺乏岸線沉積標(biāo)志，南部的暗紫色泥巖顯示為弱氧化環(huán)境的淺湖相前三角洲沉積。所有的這些特征均符合河控淺水三角洲沉積模式。綜合考慮認(rèn)為華慶地區(qū)長(zhǎng)4+5層為一套河控淺水三角洲前緣沉積。

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[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409.2012.01.009

P618.13

A

1673-1409(2012)01-N025-04