石　堃

(西安石油大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065)

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延長(zhǎng)東部本溪組沉積特征

石堃

(西安石油大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065)

[摘要]以本溪組標(biāo)志層及沉積旋回為基礎(chǔ)，將本溪組劃分為本1段和本2段。在現(xiàn)有資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)研究本區(qū)本溪組的相標(biāo)志，進(jìn)行單井相分析，確定該區(qū)沉積相類型，綜合分析其沉積特征。本1、本2期均以潮坪沉積為主，并可進(jìn)一步劃分出砂坪、混合坪、泥坪等微相。沉積物主要為灰白—深灰色細(xì)砂巖、泥巖、灰?guī)r及煤層。砂坪砂體作為研究區(qū)天然氣儲(chǔ)集的骨架砂體，沉積相帶的展布控制其發(fā)育。因?yàn)檠芯繀^(qū)本溪組的砂坪中主要發(fā)育成熟度較高的石英砂巖，其儲(chǔ)層物性好，所以預(yù)測(cè)的含氣有利區(qū)就分布在該區(qū)的大型砂坪砂體上。

[關(guān)鍵詞]延長(zhǎng)東部；本溪組；沉積相；沉積特征

鄂爾多斯盆地豐富的油氣資源奠定了其作為我國(guó)主力油氣區(qū)及大型綜合能源接替基地的地位。鄂爾多斯盆地探明含氣面積達(dá)11 280.5 km2，探明天然氣儲(chǔ)量超過(guò)2×1012m3，但是探明率僅為18%，探明程度很低，可供勘探的天然氣資源潛力還很大。但前人對(duì)盆地東部(尤其是對(duì)上石炭統(tǒng)本溪組)的研究及認(rèn)識(shí)較匱乏，所以選取鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)東部地區(qū)本溪組作為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)該地區(qū)進(jìn)行地層對(duì)比、沉積特征分析及沉積相劃分，對(duì)延長(zhǎng)地區(qū)進(jìn)—步的勘探部署工作具有一定的參考價(jià)值，有可能幫助指導(dǎo)該地區(qū)的下一步勘探。

1沉積特征

1.1沉積環(huán)境

早奧陶世加里東運(yùn)動(dòng)時(shí)期，盆地因抬升遭受剝蝕，缺失了中晚奧陶世至早石炭世沉積的地層。直到晚石炭世本溪期，由于盆地緩慢沉降，海水從東部侵入。海岸地區(qū)形成長(zhǎng)而狹窄的平行于海岸線的地質(zhì)體，它隔絕了近岸海與廣海，使海水處于局部循環(huán)狀態(tài)。

隨后，發(fā)生—次大規(guī)模海侵事件，延長(zhǎng)地區(qū)東部附近則是局限淺海背景上發(fā)育的潮坪—障壁島沉積體系。

在下—次海侵背景下，障壁島遷移，潮汐水道遷移，障壁島的位置和面積發(fā)生變化，這個(gè)時(shí)期大面積發(fā)育潮坪，瀉湖等沉積相。

這兩期大的海侵事件，在露頭和巖心、測(cè)井中都有反應(yīng)。并且通過(guò)對(duì)周邊古陸的構(gòu)造演化沉積演化分析，認(rèn)為提供物源的古陸是南邊的秦嶺古陸。

1.2沉積相標(biāo)志及特征

沉積相是沉積物的生成環(huán)境、生成條件和其特征的總和。它對(duì)于恢復(fù)與確定沉積環(huán)境有著非常重要的意義[1]。

相標(biāo)志作為沉積相劃分最主要的依據(jù)，研究中主要利用沉積巖的顏色、巖性，沉積結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、測(cè)井相特征及古生物化石等相標(biāo)志對(duì)沉積相進(jìn)行識(shí)別和劃分[2]。

1.2.1沉積學(xué)標(biāo)志

1)沉積巖顏色

不同沉積環(huán)境形成的沉積巖，顏色也不同。沉積巖顏色的不同是因?yàn)樗夭煌饹Q定性作用的就是有機(jī)質(zhì)和鐵質(zhì)。有機(jī)質(zhì)含量越高，巖石顏色越暗；沉積巖中因含F(xiàn)e2+的礦物而呈現(xiàn)綠色，若含有Fe3+的礦物則會(huì)呈現(xiàn)紅色。本研究區(qū)沉積巖以灰白、灰綠及深灰色為主。其沉積環(huán)境為弱氧化到弱還原環(huán)境。

2)巖石類型

研究區(qū)本溪組的巖石類型主要為內(nèi)源沉積巖和陸源碎屑巖組成。

(1)碎屑巖類

研究區(qū)本溪組發(fā)育的屑巖主要以含爍砂巖、粗砂巖、細(xì)砂巖、泥巖為主，頂部發(fā)育煤層。根據(jù)研究區(qū)本溪組砂巖成分統(tǒng)計(jì)表可看出砂巖的碎屑組成及含量差異不大(表1)。

表1　研究區(qū)本溪組砂巖成分統(tǒng)計(jì)表

(2)碳酸鹽巖類

研究區(qū)本溪組碳酸鹽類主要為灰?guī)r和泥灰?guī)r，本1和本2段主要發(fā)育厚度較大的吳家?；?guī)r和畔溝灰?guī)r。

3)結(jié)構(gòu)特征

碎屑巖的結(jié)構(gòu)是碎屑巖內(nèi)各結(jié)構(gòu)組分的大小、形狀以及空間組合方式，包括分選磨圓等特征。研究區(qū)本溪組主要發(fā)育中—細(xì)粒砂巖，分選性好，磨圓度較高，這也體現(xiàn)了當(dāng)時(shí)本溪組碎屑顆粒沉積時(shí)受到強(qiáng)烈的水流改造作用(圖1，表1)。

圖1　研究區(qū)本溪組砂巖粒度分布圖

4)沉積構(gòu)造

沉積構(gòu)造是沉積巖各個(gè)組成部分之間的空間分布和排列方式。常見(jiàn)的沉積構(gòu)造有層理、波痕、縫合線、生物擾動(dòng)構(gòu)造等。最常見(jiàn)的沉積構(gòu)造主要有水平層理、平行層理、交錯(cuò)層理、板狀層理、生物擾動(dòng)構(gòu)造等。根據(jù)研究區(qū)巖心錄井資料可知，該區(qū)多見(jiàn)交錯(cuò)層理、平行層理(圖2、圖3)、斜層理。

圖2　Y130井錄井巖心—交錯(cuò)層理

圖3　Y130井錄井巖心—平行層理

1.2.2古生物標(biāo)志

生物成因構(gòu)造是指與生物作用有關(guān)的構(gòu)造[3]。因?yàn)樗梢苑从钞?dāng)時(shí)生物的活動(dòng)及生存環(huán)境，并且原地保存，所以生物成因構(gòu)造可以用來(lái)判別古生物的沉積環(huán)境及年代。研究區(qū)本溪組的動(dòng)物化石較少，泥巖中可見(jiàn)少量的植物殘留，局部發(fā)育煤線或煤層，這些標(biāo)志都反映出當(dāng)時(shí)的潮濕沼澤相的沉積環(huán)境。

1.2.3測(cè)井相標(biāo)志

通過(guò)分析研究區(qū)本溪組多口井的測(cè)井曲線，建立了測(cè)井相特征，并用它指導(dǎo)沉積相的劃分。利用總結(jié)的特征，可得出障壁島沉積典型的測(cè)井曲線特征為：齒狀或箱狀高自然伽馬，高聲波時(shí)差。而瀉湖相的測(cè)井曲線特征為：低自然伽馬，低聲波時(shí)差。

2沉積特征對(duì)油氣分布的影響

通過(guò)對(duì)研究區(qū)沉積相進(jìn)行分析及查閱資料，認(rèn)為在研究區(qū)氣源巖生烴良好的情況下，天然氣成藏的地區(qū)為優(yōu)勢(shì)相帶儲(chǔ)集砂體或局部構(gòu)造高部位。厚度大、連通性較好的地區(qū)，對(duì)應(yīng)的氣層厚度較大、含氣飽和度較高[4]。

由該區(qū)本溪組氣層厚度等值線圖(圖4)可知，本溪組氣層在Y130—Y149—Y336一帶較厚，與本溪組地層厚度具有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。地層較厚處，砂坪發(fā)育區(qū)，氣層厚度較大。本溪組氣層和含氣層較發(fā)育，氣層最大厚度14.2 m，最小厚度1 m，平均厚度7 m。含氣層最大厚度4.1 m，最小厚度1.1 m，平均厚度2.6 m。但氣層連續(xù)性差，分布較為分散。氣藏剖面和氣層等值線圖顯示研究區(qū)本溪組西北部和南部的氣藏較發(fā)育，而該區(qū)域多為砂坪沉積。

利用巖心和測(cè)井等數(shù)據(jù)，選取了研究區(qū)的20口井分別做單井沉積相分析、連井沉積相分析。

本溪組早期為泥坪沉積，晚期為泥炭坪沉積。測(cè)井曲線由低幅齒形向低值轉(zhuǎn)化。本1段和本2段均發(fā)育潮坪相沉積，兩段均發(fā)育砂體。本1段砂體的測(cè)井曲線特征為：自然電位呈箱形或鐘形，自然伽馬呈箱形或低幅齒狀。砂巖頂部、底部與泥巖均呈漸變接觸。

通過(guò)連井沉積相剖面分析，得出：本溪組頂部發(fā)育的煤層，展布范圍較廣，分布穩(wěn)定且厚度較大，各別層位發(fā)育薄層灰?guī)r。幾期砂體疊置且連通性較好。

總體而言，砂體展布受控于沉積相展布。研究區(qū)本溪組砂坪的細(xì)砂巖和障壁島砂壩的巖屑石英砂巖廣泛發(fā)育，且分布較穩(wěn)定。通過(guò)天然氣產(chǎn)出情況來(lái)看，主要含氣層都集中在以石英砂巖和巖屑石英砂巖為儲(chǔ)層的地區(qū)。由于海水的反復(fù)沖刷，研究區(qū)中東部地區(qū)砂坪砂體上主要發(fā)育石英砂巖，且砂巖儲(chǔ)層的物性較好，而預(yù)測(cè)的含氣有利區(qū)就分布在該區(qū)的大型障壁砂體及砂坪砂體上。

圖4　研究區(qū)本溪組氣層厚度等值線圖

3結(jié)語(yǔ)

(1) 研究區(qū)本溪組地層是在兩次海侵海退的背景中開(kāi)始沉積的。最典型的相標(biāo)志為下煤組煤層、吳家峪灰?guī)r、晉祠砂巖、畔溝灰?guī)r以及湖田鋁土巖。主要發(fā)育潮坪沉積體系。沉積物多為分選較好的灰白色細(xì)砂巖、粉砂巖、石英砂巖，泥巖及煤層。多發(fā)育交錯(cuò)、平行、斜層理。

(2)天然氣主要儲(chǔ)集在砂坪砂體之中，而砂坪砂體的發(fā)育受控于沉積相帶的展布。本溪組砂坪呈北東—南西向展布，且砂體連通性好。本1、本2期均以潮坪沉積為主。

(3)本溪組氣層較發(fā)育的區(qū)域?qū)?yīng)砂坪沉積。由于本區(qū)本溪組砂坪主要發(fā)育分選較好的石英砂巖，其砂巖的儲(chǔ)層的物性好，所以預(yù)測(cè)的含氣有利區(qū)就分布在該區(qū)的大型砂坪砂體上。

參考文獻(xiàn)

[1]朱筱敏.沉積巖石學(xué)[M].北京石油工業(yè)出版社.2008：241-247.

[2]陳友飛.沉積相研究及其若干理論[J].福建師范大學(xué)學(xué)報(bào).1998，112-118.

[3]倪良田.延長(zhǎng)氣田本溪組沉積體系研究[D].北京：中國(guó)石油大學(xué).2012：4-13.

[4]劉春雷. 鄂爾多斯盆地東部本溪組沉積體系研究[D].西北大學(xué).2012.

[收稿日期]2015-10-09

[作者簡(jiǎn)介]石堃(1991-)，女，甘肅慶陽(yáng)人，在讀碩士研究生，主攻方向：石油地質(zhì)。

[中圖分類號(hào)]TE122.2+21

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B

[文章編號(hào)]1004-1184(2016)01-0244-02