孫雨軒，王海紅，馮詩旸，方開銀，何 為，楊清宇長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢中石油長(zhǎng)慶油田分公司第十一采油廠，甘肅 慶陽中石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探部，陜西 西安

鄂爾多斯盆地演武地區(qū)延9油層組沉積相研究

孫雨軒1，王海紅2，馮詩旸1，方開銀1，何 為3，楊清宇3
1長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢2中石油長(zhǎng)慶油田分公司第十一采油廠，甘肅 慶陽3中石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探部，陜西 西安

Received: Mar.7th, 2016; accepted: Apr.11th, 2016; published: Jun.15th, 2016

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演武地區(qū)延9油層組是鄂爾多斯盆地延安組重要油層組之一，但一直以來對(duì)其沉積相的研究程度較低。結(jié)合整個(gè)鄂爾多斯盆地的構(gòu)造及沉積演化特征，綜合運(yùn)用沉積學(xué)、巖石學(xué)、測(cè)井地質(zhì)學(xué)、層序地層學(xué)等理論為指導(dǎo)，通過對(duì)泥巖顏色、巖石學(xué)特征、沉積構(gòu)造特征、古生物標(biāo)志以及測(cè)井相標(biāo)志的詳細(xì)研究認(rèn)為，演武地區(qū)延9油層組屬辮狀河三角洲沉積體系，發(fā)育辮狀河三角洲平原亞相，并進(jìn)一步將其劃分為分流河道、分流間洼地、天然堤、沼澤等4個(gè)主要沉積微相類型。根據(jù)延9油層組沉積微相的展布及演化規(guī)律，并結(jié)合區(qū)域沉積和構(gòu)造背景，建立了其沉積模式。

三角洲平原亞相，沉積模式，延9油層組，鄂爾多斯盆地

1.引言

鄂爾多斯盆地是一個(gè)大型的復(fù)合型盆地，其構(gòu)造體系復(fù)雜、旋回樣式豐富、沉積類型繁多。該盆地總體構(gòu)造特征呈現(xiàn)南北走向，但表現(xiàn)為不對(duì)稱的東緩西陡向斜。三疊紀(jì)末期的印支運(yùn)動(dòng)使得鄂爾多斯盆地發(fā)生整體抬升，且延長(zhǎng)組頂部因此遭受了風(fēng)化、河流侵蝕等地質(zhì)作用，形成了水系廣布、溝壑縱橫、高低起伏的古地貌，并在該背景下依次沉積了侏羅系富縣組和延安組[1]。其中，延安組自上而下可劃分為10個(gè)油層組，延9和延10油層組是主力油層組。通過頂煤標(biāo)志層、沉積旋回、巖性組合，將延9油層組又進(jìn)一步細(xì)分為延91、延92、延93共3個(gè)油層[2]。該次研究區(qū)域?yàn)榕璧匚髂喜康难菸涞貐^(qū)，行政區(qū)劃屬鎮(zhèn)原縣北部，地理范圍為北起合道，南到?jīng)艽?，西起平?jīng)觯瑬|至慶陽，總面積約4500 km2。演武地區(qū)區(qū)域構(gòu)造位于天環(huán)坳陷之內(nèi)的伊陜斜坡西側(cè)南段，近年來的勘探開發(fā)實(shí)踐證實(shí)了伊陜斜坡是鄂爾多斯盆地現(xiàn)階段最富潛力的勘探目標(biāo)區(qū)之一[3]。對(duì)演武地區(qū)延9油層組沉積相的研究為后期揭示該區(qū)成藏主控因素和分析油氣富集規(guī)律奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

2.沉積環(huán)境判別標(biāo)志

2.1.顏色特征

巖心的顏色可以直觀醒目地反映該地區(qū)所處的沉積環(huán)境和沉積特征，是良好的指示標(biāo)志，發(fā)揮著不可替代的重要作用。研究區(qū)延9油層組砂巖以淺灰色、灰色為主；而泥巖顏色多以灰色為主，紅褐色次之，可見植物碎片、炭屑以及煤層。由此可見，該段以陸相沉積為主，處于弱還原環(huán)境。

2.2.巖石學(xué)特征

研究區(qū)延9油層組沉積時(shí)期，主要受西南方向物源控制，發(fā)育的砂巖類型主要為長(zhǎng)石巖屑砂巖。砂巖的礦物成分特征表現(xiàn)為：石英體積分?jǐn)?shù)為60%～70%；長(zhǎng)石體積分?jǐn)?shù)為10%～15%；巖屑主要以變質(zhì)巖巖屑為主，火山巖巖屑次之，其體積分?jǐn)?shù)約為20%左右。云母體積分?jǐn)?shù)小于6%，填隙物主要為黏土、含鐵方解石，其中黏土礦物以高嶺石和水云母為主。砂巖粒度較粗，以中砂巖為主，粗砂巖次之，分選性以中等居多，磨圓較差，主要為次棱角狀。綜合上述特征表明，研究區(qū)延9油層組的結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度均較低[4]。

2.3.沉積構(gòu)造特征

研究區(qū)延9油層組的沉積構(gòu)造特征十分明顯，常見的有平行層理、塊狀層理、大型交錯(cuò)層理以及底沖刷構(gòu)造。上述構(gòu)造標(biāo)志均為辮狀河三角洲的沉積特征[5]。

1) 平行層理：該類型層理多形成于砂巖中，反映當(dāng)時(shí)較強(qiáng)的水動(dòng)力沉積環(huán)境。該層理的形成是砂床在強(qiáng)水動(dòng)力介質(zhì)條件下發(fā)生快速遷移，砂粒在砂床上迅速連續(xù)的滾動(dòng)，從而產(chǎn)生粗細(xì)分開且相互平行的細(xì)層。該層理多發(fā)育于分流河道等沉積環(huán)境中。

2) 塊狀層理：也稱為均質(zhì)層理，是一種內(nèi)部物質(zhì)較均勻，沒有分異現(xiàn)象，不具任何紋層構(gòu)造的層理。形成于較強(qiáng)的水動(dòng)力條件下，沉積物供給速率與沉積速率均較大，內(nèi)部無明顯的層理分界面。該層理在研究區(qū)內(nèi)較為發(fā)育，厚度一般小于15 cm。

3) 板狀交錯(cuò)層理：主要發(fā)育于水動(dòng)力較強(qiáng)的環(huán)境中，其層系間界面是彼此平行的，常見板狀單層。其中發(fā)育的前積紋層與上部界面呈角度斜交，斜交角度約為25?，而在垂直于水流的剖面上與界面往往相互平行。該構(gòu)造多發(fā)育于分流河道中。

4) 槽狀交錯(cuò)層理：發(fā)育在強(qiáng)水動(dòng)力環(huán)境當(dāng)中，其最為典型的特征是底部的層系界面為槽形沖刷面，而內(nèi)部紋層在頂部被切割。在垂直水流方向的剖面上可見前積紋層與下界面相交呈槽型。在研究區(qū)內(nèi)槽狀交錯(cuò)層理往往呈不對(duì)稱形態(tài)，多見于分流河道沉積環(huán)境中。

5) 底沖刷構(gòu)造：由于介質(zhì)流速的突然增大，侵蝕下伏疏松沉積物，導(dǎo)致沖刷面高低不平，形成了不規(guī)則的侵蝕面，常含陸源礫石或泥礫。主要出現(xiàn)在河流沉積環(huán)境中。

2.4.古生物標(biāo)志

研究區(qū)古生物化石較多，但門類較為單一，主要以由水流流動(dòng)帶來的植物碎屑、莖干及葉片印模為主，在部分取心段可見煤層，表明其沉積環(huán)境主要為三角洲平原[6]。通過對(duì)研究區(qū)60余口井的巖心觀察可知，從西南部向東北部植物碎屑的數(shù)量逐漸減少，個(gè)體也逐漸變小，從側(cè)面反映出西南部為物源的主要供給方向。

2.5.測(cè)井相標(biāo)志

研究區(qū)延9油層組測(cè)井曲線幅度以中、高幅為主，反映了沉積物粒度較粗。接觸關(guān)系可劃分為突變式和漸變式2類，主要反映沉積初期和末期水動(dòng)力條件的變化。研究區(qū)突變式接觸關(guān)系較發(fā)育，說明水動(dòng)力條件變化快，尤其在底部更為常見。自然伽馬曲線形態(tài)多呈箱形、鐘形、中-低幅指狀、直線形、細(xì)齒形以及復(fù)合型[7]。

3.沉積微相類型及特征

研究區(qū)發(fā)育辮狀河三角洲平原亞相即三角洲沉積體系的陸上部分。三角洲平原亞相可進(jìn)一步劃分為分流河道、分流間洼地、天然堤、決口扇、沼澤等微相類型，而區(qū)內(nèi)主要發(fā)育4種微相即分流河道、分流間洼地、天然堤和沼澤，不同的沉積微相有著不同的沉積特征[8]。

3.1.分流河道微相

分流河道微相是辮狀河三角洲平原亞相最為重要的微相類型之一，是構(gòu)成三角洲平原格架的重要沉積單元。它主要是由河流攜帶大量陸源碎屑沉積物至河口處快速堆積而形成。在河床底部往往可見明顯的底沖刷構(gòu)造，發(fā)育典型的粒序?qū)永?，表現(xiàn)出下粗上細(xì)的層序特征。通過巖心觀察可見，分流河道砂巖主要以灰色中砂巖為主，粗砂巖次之，在河道底部礫石顆粒較為發(fā)育，并有少量植物碎片殘留物夾雜其中。于此同時(shí)可見大型的槽狀、板狀交錯(cuò)層理，反映出強(qiáng)水動(dòng)力沉積環(huán)境。其測(cè)井曲線多為鐘形及箱形(圖1)，具有向上變細(xì)的正粒序結(jié)構(gòu)。

3.2.分流間洼地微相

在通常情況下，分流間洼地沉積微相主要發(fā)育在2條分流河道中間地勢(shì)較低的部位，也可形成于牛軛湖的不斷下沉部位。其沉積一般發(fā)生在洪水時(shí)期，以泥質(zhì)懸浮物作為其主要沉積物。對(duì)于該沉積微相，所對(duì)應(yīng)的地層中發(fā)育有大量的植物化石，主要以灰色泥質(zhì)作為沉積物，處于水動(dòng)力作用較弱的環(huán)境，水平層理、砂紋層理等較為發(fā)育。分流間洼地沉積微相在測(cè)井曲線上具有良好的響應(yīng)特征，主要表現(xiàn)為曲線形態(tài)近直線形和細(xì)齒形(圖2)。

3.3.天然堤微相

天然堤微相發(fā)育在分流河道兩側(cè)，內(nèi)側(cè)河道較陡，而外側(cè)較為平緩，厚度約為0.1～0.5 m，以細(xì)粒沉積為主，巖性多為粉砂巖及泥質(zhì)粉砂巖，由于離河床沉積較遠(yuǎn)而粒度變細(xì)、泥質(zhì)增多。常見水平層理、平行層理、小型交錯(cuò)層理及流水波痕，少見植物碎片。電測(cè)曲線多為鋸齒狀(圖3)。

3.4.沼澤微相

沼澤微相位于三角洲平原中分流河道間的低洼地區(qū)。沼澤中植被繁茂，當(dāng)排水不暢時(shí)，為停滯的還原沉積環(huán)境。沉積物為富含有機(jī)質(zhì)的深色黏土礦物、泥炭、褐煤，并夾有由洪水因素形成的紋層狀粉砂巖。富含保存較為完好的植物碎片，以及較為豐富的自生礦物，如黃鐵礦等。當(dāng)排水通暢時(shí)，沉積物中有機(jī)質(zhì)含量較低，可見生物、藻類植物等化石。

Figure 1.Logging curve characteristics of distributary channel of Yan 9 Reservoir in Yanwu Area圖1.演武地區(qū)延9油層組分流河道測(cè)井曲線特征

Figure 2.Logging curve characteristics of inter-channel depressions of Yan 9 Reservoir in Yanwu Area圖2.演武地區(qū)延9油層組分流間洼地測(cè)井曲線特征

Figure 3.Logging curve characteristics of natural levee of Yan 9 Reservoir in Yanwu Area圖3.演武地區(qū)延9油層組天然堤測(cè)井曲線特征

Figure 4.Sedimentary model of Yan 9 Reservoir in Yanwu Area圖4.演武地區(qū)延9油層組沉積模式圖

4.沉積模式

通過對(duì)演武地區(qū)延9油層組沉積特征的研究，并結(jié)合區(qū)域沉積和構(gòu)造背景，建立了其沉積模式(圖4)。由圖4可知，延9油層組沉積時(shí)期主要發(fā)育辮狀河三角洲平原亞相，可劃分為分流河道、分流間洼地、天然堤、沼澤等4種主要沉積微相類型。三角洲砂體主要以分流河道微相中的高建設(shè)性骨架砂體沉積為主，自西南向東北方向延伸，砂體巖性較粗，以中砂巖為主，粗砂巖次之，發(fā)育槽狀、塊狀、板狀等大型交錯(cuò)層理。

5.結(jié)論

1) 演武地區(qū)延9油層組屬于三角洲平原亞相沉積，發(fā)育分流河道、分流間洼地、天然堤、沼澤等4種主要沉積微相類型。

2) 延9油層組以分流河道微相中的高建設(shè)性骨架砂體沉積為主，自西南向東北方向延伸，砂體巖性較粗，層理發(fā)育，為良好的油氣儲(chǔ)集體。

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Study on the Sedimentary Facies of Yan 9 Reservoirs in Yanwu Area of Ordos Basin

Yuxuan Sun1, Haihong Wang2, Shiyang Feng1, Kaiyin Fang1, Wei He3, Qingyu Yang3
1School of Geosciences, Yangtze University, Wuhan Hubei2No.11 Oil Production Plant, Changqing Oilfield Company, PetroChina, Qingyang Gansu3Exploration Department, Changqing Oilfield Company, PetroChina, Xi’an Shaanxi

The Yan 9 Reservoir of Yanwu Area was one of the important oil-bearing formations of Yan’an Formation in Ordos Basin, the research degree on the sedimentary facies of the sedimentary facies was lower.Combined with the structure and sedimentary evolution characteristics of the whole Ordos Basin, by synthetically using the geological theories, such as petrology, sedimentology, logging geology, sequence stratigraphy and so on, and through researching in detail the mudstone color, petrological characteristics, sedimentary structural characteristics, paleontologic evidence and logging facies markers, the result showed that Yan 9 Reservoir of Yanwu Area belonged to a braided river delta sedimentary system, where developed braided river delta plain facies.It is further divided into 4 sedimentary microfacies, i.e.the distributary channel, the inter-flow depression, the natural levee, and the swamp.According to the distribution and evolution of sedimentary microfacies in the Yan 9 Reservoir, and combined with regional sedimentary and tectonic background, the sedimentary mode of the Yan 9 Reservoir is established in the study area.

Delta Plain Facies, Sedimentary Mode, Yan 9 Reservoir, Ordos Basin

孫雨軒(1991-)，男，碩士生，現(xiàn)主要從事沉積學(xué)與儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)方面的學(xué)習(xí)與研究。

2016年3月7日；錄用日期：2016年4月11日；發(fā)布日期：2016年6月15日

文章引用: 孫雨軒, 王海紅, 馮詩旸, 方開銀, 何為, 楊清宇.鄂爾多斯盆地演武地區(qū)延9油層組沉積相研究[J].石油天然氣學(xué)報(bào), 2016, 38(2): 13-18.http://dx.doi.org/10.12677/jogt.2016.382010