羅薇，馬波，趙景輝，吳偉

（1.中國(guó)石化華東分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，江蘇南京210011；2.中國(guó)石化華東分公司非常規(guī)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)指揮部，江蘇南京210019）

延川南區(qū)塊山一段沉積相研究

羅薇1，馬波2，趙景輝1，吳偉1

（1.中國(guó)石化華東分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，江蘇南京210011；2.中國(guó)石化華東分公司非常規(guī)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)指揮部，江蘇南京210019）

沉積相研究是儲(chǔ)層研究的基礎(chǔ)。通過(guò)巖心觀察、分析化驗(yàn)及測(cè)井解釋等技術(shù)對(duì)延川南區(qū)塊山一段的沉積相標(biāo)志進(jìn)行了詳細(xì)的辨別，對(duì)沉積相類型進(jìn)行了系統(tǒng)的劃分，認(rèn)為研究區(qū)山一段發(fā)育三角洲平原沉積，主要包括分流河道微相與沼澤微相。分流河道沉積在平面上沿南東—北西向展布，砂體的展布對(duì)沉積相的發(fā)育有明顯的控制作用。

沉積相；三角洲平原；山一段；延川南

延川南區(qū)塊位于鄂爾多斯盆地東緣南段，是我國(guó)重要的煤層氣聚集區(qū)塊之一。中國(guó)石化華東分公司自2008年在該區(qū)塊開(kāi)展工作以來(lái)，煤層氣勘探開(kāi)發(fā)都取得了重大突破，引起國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注。前人主要在煤層氣地質(zhì)特征、儲(chǔ)層特征及排采壓裂工藝等方面做了大量研究[1-3]，但對(duì)該區(qū)沉積相的認(rèn)識(shí)卻不夠詳盡和準(zhǔn)確，在海相、陸相環(huán)境認(rèn)識(shí)上存在較大爭(zhēng)議[4]或僅將山一段籠統(tǒng)的劃分為三角洲相，未進(jìn)一步細(xì)分[5]，為下一步致密砂巖儲(chǔ)層的勘探和開(kāi)發(fā)造成了困難。鑒于此，本文在分析研究區(qū)地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)山一段沉積相進(jìn)行了精細(xì)劃分，對(duì)擴(kuò)展和深入研究區(qū)致密砂巖氣的勘探具有指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

延川南區(qū)塊位于山西省與陜西省的交界處，構(gòu)造上位于鄂爾多斯盆地東緣南段，地質(zhì)構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，總體地形為東高西低[1]。二疊紀(jì)作為延川南區(qū)塊致密砂巖氣的重要發(fā)育期，發(fā)育的地層主要有下二疊統(tǒng)山西組、下石盒子組，及上二疊統(tǒng)上石盒子組、石千峰組（表1）。本次研究的目的層段為山西組山一段。

表1 延川南區(qū)塊二疊系地層發(fā)育特征Table 1 Permian formation development characteristics of South Yanchuan block

圖1 延川南區(qū)塊山一段巖性巖心及薄片照片F(xiàn)ig.1 Lithology and cores wafer pictures of granularity of Shan-1 member in South Yanchuan block

2 相標(biāo)志

2.1 巖性標(biāo)志

研究區(qū)山一段巖性主要為細(xì)砂巖與泥巖的互層，細(xì)砂巖顏色以淺灰色、灰白色為主，泥巖顏色以灰色為主，代表了水體相對(duì)較淺的弱氧化—弱還原環(huán)境。

通過(guò)對(duì)15口井的巖心及51片砂巖普通薄片（圖1a，圖1b）進(jìn)行觀察鑒定得出，砂巖中碎屑顆粒含量為53%～89%，平均74.5%，其中石英含量為65%～98%，平均為88.9%；長(zhǎng)石含量為0%～8%，平均為1.7%，巖屑含量為1%～34%，平均為9.3%，主要為燧石、泥巖巖屑，局部含少量絹云母及千枚巖巖屑。碎屑顆粒大小0.05～0.8 mm，一般0.14～0.4 mm，次棱—次圓狀，磨圓較好；填隙物含量為11%～47%，平均25.5%，其中雜基含量約占5%～15%，以泥質(zhì)為主，膠結(jié)物含量約占6%～ 18%，以方解石為主，常發(fā)育黃鐵礦、菱鐵礦，顆粒支撐，孔隙式膠結(jié)為主，主要屬中細(xì)粒石英砂巖、巖屑質(zhì)石英砂巖（圖2）。反映出研究區(qū)距物源區(qū)較遠(yuǎn)，沉積物在較強(qiáng)的水動(dòng)力條件下經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的搬運(yùn)，沉積速率緩慢。

圖2 延川南區(qū)塊山一段砂巖分類Fig.2 Sandstone classification of granularity of Kuaishan1 member in South Yanchuan block

圖3 延川南區(qū)塊山一段粒度概率Fig.3 Probability of granularity of Kuaishan1 member in South Yanchuan block

粒度概率曲線一般呈兩段式，由跳躍總體與懸浮總體組成，二者之間常具過(guò)渡段，其中跳躍總體含量為80%～85%，分選較好，懸浮總體含量15%～20%，兩總體間的交截點(diǎn)在2.75～3.5φ，反映三角洲平原分流河道沉積特征[6]（圖3）。

泥巖在研究區(qū)常與砂巖互層出現(xiàn)，以灰色、灰黑色黏土為主，常含有機(jī)質(zhì)，含有豐富的黃鐵礦、菱鐵礦等自生礦物，反映停滯的還原環(huán)境[6-7]。

2.2 古生物標(biāo)志

泥巖中植物繁茂，常見(jiàn)植物根莖及葉片化石（圖1c），黏土中不含有機(jī)質(zhì)時(shí)，偶見(jiàn)介形蟲(chóng)、腹足等化石，反映溫暖潮濕的沼澤環(huán)境[6-7]。

2.3 地球化學(xué)標(biāo)志

圖4 Sr/Ba含量關(guān)系Fig.4 Content relationship of Sr/Ba

C.M.卡特欽科夫提出：在淡水沉積物中Sr/Ba＜1，海相沉積物中Sr/Ba＞1，并為人們所接受[8-9]。但在不同地區(qū)、不同時(shí)代，Sr/Ba值具體大小不一，只能反映沉積環(huán)境的相對(duì)意義和變化趨勢(shì)。本文通過(guò)對(duì)泥巖樣品的微量元素、稀土元素等分析測(cè)試，結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況，將延川南區(qū)塊泥巖樣品的Sr/Ba＜0.3定義為陸相環(huán)境，0.3＜Sr/Ba＜0.6為過(guò)渡相環(huán)境，Sr/Ba＞0.6為海相環(huán)境。研究區(qū)Sr/Ba含量關(guān)系圖顯示（圖4），山一段數(shù)據(jù)投點(diǎn)主要位于海陸過(guò)渡區(qū)與陸相區(qū)，說(shuō)明山一段沉積期主要為受海水影響較小的三角洲平原環(huán)境。

2.4 沉積構(gòu)造標(biāo)志

研究區(qū)砂巖發(fā)育板狀交錯(cuò)層理（圖5a）、槽狀交錯(cuò)層理，在砂巖與下伏泥巖的接觸面上常具底沖刷構(gòu)造（圖5b）等沉積構(gòu)造。板狀交錯(cuò)層理是在較強(qiáng)水動(dòng)力作用下，由沙浪遷移形成的，槽狀交錯(cuò)層理是由沙丘遷移形成的，它們都是三角洲平原分流河道沉積中典型的沉積構(gòu)造[6-7]。

3 沉積微相特征

綜合巖心、薄片觀察結(jié)果及分析化驗(yàn)、測(cè)井等資料，將研究區(qū)山一段劃分為三角洲相中的三角洲平原沉積，主要發(fā)育分流河道和沼澤微相。

3.1 分流河道微相

圖5 延川南區(qū)塊山一段沉積構(gòu)造Fig.5 Sedimentary tectonics of Kuaishan1 member in South Yanchuan block

分流河道微相沉積是三角洲平原亞相沉積的骨架。研究區(qū)山一段分流河道沉積的巖性主要為灰色、灰白色中—細(xì)粒石英砂巖、巖屑質(zhì)石英砂巖，垂向上逐漸變?yōu)榉凵皫r或泥質(zhì)粉砂巖，具下粗上細(xì)的正韻律。常見(jiàn)板狀、槽狀交錯(cuò)層理及底沖刷構(gòu)造。測(cè)井曲線呈寬緩的箱形或顯正韻律的鐘形（圖6）。

3.2 沼澤微相

沼澤微相沉積是三角洲平原亞相沉積的主要組成部分。研究區(qū)山一段沼澤沉積的巖性主要為灰色、灰黑色泥巖、黏土巖，富含有機(jī)質(zhì)及完整的植物根莖、葉片化石，常見(jiàn)黃鐵礦、菱鐵礦等自生礦物，反映溫暖潮濕的還原環(huán)境。測(cè)井曲線呈平直的活微齒狀的基線（圖6）。

4 沉積相展布

圖6 Y14井單井相Fig.6 Single well facies of well Y14

圖7 延川南區(qū)塊山一段砂體厚度與沉積相展布Fig.7 Sand body thickness and distribution of sedimentary facies of Kuaishan1 member in South Yanchuan block

研究區(qū)山一段砂體厚度為0～20.7 m，一般厚5.9 m，研究區(qū)北部Y6-40-36井—Y6-26-42井—Y6-20-34井一帶，中西部Y3-26-30井—Y3-24-32井一帶以及西北部Y29井一帶砂巖厚度較大，達(dá)18 m以上。砂體的變化趨勢(shì)是研究區(qū)中部、北部、西北部最厚，砂體沿南東—北西向展布（圖7），說(shuō)明研究區(qū)中部、北部、西北部可能為三角洲分流河道沉積的主體，或?yàn)榉至骱拥滥┒说瘸练e速率大的區(qū)域。

在單井相分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合砂體厚度圖及區(qū)域地質(zhì)資料，編繪了研究區(qū)山一段沉積相平面展布圖（圖7）。山一段沉積時(shí)期，研究區(qū)屬于氧化、還原環(huán)境交替的，受海水影響較小的淺水三角洲沉積環(huán)境，受東南部物源影響，主要發(fā)育分流河道、沼澤微相。其中沼澤微相在研究區(qū)大面積分布，分流河道微相也較發(fā)育，主河道展布面積廣，大致沿南東—北西向展布。砂體的展布對(duì)沉積相的發(fā)育有明顯的控制作用。

5 結(jié)論

1）延川南區(qū)塊山一段劃分為三角洲相中的三角洲平原沉積，主要發(fā)育分流河道和沼澤微相。

2）研究區(qū)山一段沉積相在平面上大致沿南東—北西向展布，沉積相的發(fā)育受砂體展布的控制。

[1]吳英.鄂爾多斯盆地延川南地區(qū)煤層氣地質(zhì)特征分析[J].江蘇經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，27（4）：56-59.

[2]高和群，丁安徐，韋重韜，等.延川南地區(qū)煤儲(chǔ)層特征及煤層和井區(qū)優(yōu)選評(píng)價(jià)[J].中國(guó)煤炭地質(zhì)，2012，24（10）：14-25.

[3]謝學(xué)恒，李小龍，陳貞龍，等.延川南地區(qū)2號(hào)和10號(hào)煤層分壓合采的可行性研究[J].油氣藏評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā)，2011，1（3）：66-69.

[4]陳洪德，李潔，張成弓，等.鄂爾多斯盆地山西組沉積環(huán)境討論及其地質(zhì)啟示[J].巖石學(xué)報(bào)，2011，27（8）：2213-2229.

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[6]何幼斌，王文廣.沉積巖與沉積相[M].北京：石油工業(yè)出社，2006：33-42.

[7]《沉積構(gòu)造與環(huán)境解釋》編譯組.沉積構(gòu)造與環(huán)境解釋[M].北京：科學(xué)出版社，1984：3-39.

[8]趙振華.微量元素地球化學(xué)原理[M].北京：科學(xué)出版社，1997：143-225.

[9]彭海艷，陳洪德，向芳，等.微量元素分析在沉積環(huán)境識(shí)別中的應(yīng)用——以鄂爾多斯盆地東部二疊系山西組為例[J].新疆地質(zhì)，2006，24（2）：202-205.

（編輯：尹淑容）

Research of sedimentary facies of Shan-1 member in South Yanchuan block

Luo Wei1,Ma Bo2,Zhao Jinghui1and Wu Wei1
(1.Exploration and Development Research Institution,East China Company,SINOPEC,Nanjing,Jiangsu 210011,China; 2.Unconventional Oil and Gas Exploration and Development Headquarters,East China Company,SINOPEC,Nanjing,Jiangsu 210019,China)

∶Sedimentary facies research is the foundation for the reservoir study.Based on core observation,and combining with date of analysis assay and well logging,facies marks of Shan-1 member in South Yanchuan block have been distinguished exhaustively, facies types have been analysed systematically.It is considered that Shan-1 member of study area developed delta plain facies, which can be further divided into microfacies of distributary channel and swamp.The sediment of distributary channel spreaded along ES-WN direction.The development of sedimentary facies are obviously controlled by the spread of sand body.

∶sedimentary facies,distributary channel,Shan-1 member,South Yanchuan block

P618.13

A

2015-01-08。

羅薇（1986—），女，助理工程師，非常規(guī)油氣勘探研究。