曾 勇

(中國(guó)石油大港油田分公司第一采油廠，天津300280)

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鄂爾多斯盆地環(huán)縣地區(qū)長(zhǎng)8油層組淺水三角洲內(nèi)前緣沉積特征

曾 勇

(中國(guó)石油大港油田分公司第一采油廠，天津300280)

對(duì)鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)長(zhǎng)8油層組進(jìn)行了深入的沉積環(huán)境研究，通過(guò)巖心觀察、測(cè)井曲線識(shí)別，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)屬于西南三角洲沉積體系，具備形成淺水三角洲的地質(zhì)條件，研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育特殊的淺水三角洲內(nèi)前緣沉積。淺水三角洲發(fā)育時(shí)期，地貌平緩，構(gòu)造穩(wěn)定，三角洲平原、前緣、前三角洲各微相之間無(wú)大的間斷面。水下分流河道微相是主要的沉積微相，河口壩、水下分流間灣、前緣席狀砂等沉積微相在這一時(shí)期均有發(fā)育；砂體以淺灰色及灰色中—細(xì)粒砂巖及粉細(xì)砂巖為主，垂向上發(fā)育多套正韻律砂體；底部發(fā)育沖刷面，可見(jiàn)到泥礫，層理類型以平行層理和塊狀層理為主。水下分流河道電測(cè)曲線呈鐘形、箱形。長(zhǎng)8油層組沉積時(shí)期研究區(qū)整體以建設(shè)型三角洲為主要特點(diǎn)，水下分流河道因河流的頻繁改道而分布廣泛，河口壩不發(fā)育或難以保存，砂體規(guī)模大，與湖相泥巖交錯(cuò)接觸，具有優(yōu)良的成藏條件，利于巖性油氣藏的形成。

淺水三角洲內(nèi)前緣；沉積特征；鄂爾多斯盆地；油氣分布

水體深度是控制三角洲沉積的一個(gè)決定性因素。美國(guó)學(xué)者在研究美國(guó)東部石炭系含煤巖系中的淺水三角洲沉積時(shí)，發(fā)現(xiàn)其特點(diǎn)與深水三角洲有許多不同，原因在于他們是發(fā)育在盆地水體較淺和構(gòu)造較穩(wěn)定的臺(tái)地條件下。Fisk[1]于1961年最先將河控三角洲細(xì)分為深水三角洲和淺水三角洲，此后Donaldon等[2]進(jìn)一步總結(jié)了淺水三角洲的特征，Postma也將三角洲分為淺水及深水三角洲兩大類，在這兩大類型中識(shí)別出8種淺水三角洲端元。中國(guó)對(duì)淺水三角洲的研究開(kāi)始較晚，系統(tǒng)性的研究從20世紀(jì)晚期才開(kāi)始[3-4]，先期的研究主要以刻畫砂體形態(tài)和聚煤作用為主[5]。20世紀(jì)90年代中后期開(kāi)始涉及三角洲形成的主控因素及三角洲各亞相對(duì)油氣成藏的控制等研究。從目前的研究成果看，淺水三角洲空間上能發(fā)育更良好的儲(chǔ)層、物性更好，沉積范圍更廣。由于構(gòu)造穩(wěn)定，湖相泥巖廣泛發(fā)育，能形成良好的蓋層，具備較好的油氣成藏條件[6-13]。

前人[14]研究認(rèn)為，鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)8油層組沉積期地形平緩，湖泊水微咸，氣候相對(duì)干旱，蒸發(fā)量大于降雨量，水體的補(bǔ)給以季節(jié)性洪水為主。湖泊雖然水體面積較大，但水深較淺，一般小于5m，只有盆地東南部富縣地區(qū)可能存在面積相對(duì)較大的半深水環(huán)境。

近年來(lái)長(zhǎng)8油層組石油勘探成果顯著,表明長(zhǎng)8油層組在鄂爾多斯盆地具有良好的勘探開(kāi)發(fā)前景,隨著鉆井及測(cè)井資料的豐富，其儲(chǔ)層特征研究也開(kāi)始變得深入；但是總體來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)8油層組目前的研究處在初級(jí)階段，淺水三角洲的相關(guān)證據(jù)還需進(jìn)一步尋找及落實(shí)。筆者從沉積相標(biāo)志、沉積相類型及特征分析入手，刻畫出沉積相的平面展布特征，對(duì)于油田勘探開(kāi)發(fā)中的找油找氣具有重要的指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地西部，北起郝家澗，南抵馬嶺，西自環(huán)縣，東到白馬，區(qū)域構(gòu)造橫跨陜北斜坡和天環(huán)坳陷，研究區(qū)面積約為1500km2，屬于鄂爾多斯盆地西南三角洲沉積體系(圖1)。

晚三疊世早期，鄂爾多斯盆地開(kāi)始大規(guī)模沉降，周邊水體進(jìn)入，整個(gè)盆地開(kāi)始接受沉積，沉積物厚度平均達(dá)到1000m左右。從長(zhǎng) 10油層組沉積期開(kāi)始，盆地持續(xù)下降。長(zhǎng) 9油層組沉積晚期是第一次最大湖泛面時(shí)期。長(zhǎng)8油層組沉積時(shí)期構(gòu)造穩(wěn)定，盆地持續(xù)沉降，湖盆規(guī)模不斷擴(kuò)大，但水體輸送保持不變，所以水體面積短暫縮小，湖盆邊緣沉積物陸續(xù)露出水面，形成沉積間斷。長(zhǎng) 7油層組早期開(kāi)始第二次湖泛，兩次湖泛時(shí)期深水區(qū)均發(fā)育大規(guī)模的半深湖—深湖亞相。其中，長(zhǎng) 9油層組沉積晚期在沉積中心沉積了面積約為 1 × 104km2，厚十余米的黑色—暗色泥頁(yè)巖。長(zhǎng)7油層組沉積早期在沉積中心發(fā)育了更厚、面積更廣的頁(yè)巖，估算面積約為10×104km2、厚為幾十到上百米，最典型的為 “張家灘 ”黑色頁(yè)巖。長(zhǎng) 8油層組沉積時(shí)期，湖水深度變淺，湖盆周邊水下分流河道等砂體廣泛發(fā)育，受長(zhǎng)7和長(zhǎng)9兩套泥頁(yè)巖夾持，具備發(fā)育淺水三角洲的地質(zhì)背景，也具備發(fā)育大型油氣藏的地質(zhì)條件。

2 淺水三角洲沉積相標(biāo)志

環(huán)縣地區(qū)長(zhǎng)8油層組砂巖原生沉積構(gòu)造極為豐富，通過(guò)大量巖心觀察，在研究區(qū)長(zhǎng)8油層組中識(shí)別出煤線、交錯(cuò)層理、底沖刷、生物成因等多種沉積相標(biāo)志，為確定其沉積環(huán)境提供了可靠證據(jù)。

2.1 煤線

長(zhǎng)8油層組沉積期，由于水體深度淺，湖盆周邊的沉積物處于弱氧化環(huán)境，短暫露出地表后植被大量繁育，水體規(guī)模擴(kuò)大后又沉積在弱氧化環(huán)境中，使得煤線在長(zhǎng)8油層組較為發(fā)育，煤層厚度一般在10cm左右，多為3～6cm。泥質(zhì)含量高的形成暗色泥巖(圖2a)。

2.2 交錯(cuò)層理

槽狀交錯(cuò)層理：從橫剖面上看，各層系的底界呈凹弧形，具有明顯的槽狀侵蝕底界。大型槽狀交錯(cuò)層理常常是牽引流存在的標(biāo)志，一般由大型不對(duì)稱的舌狀或新月形沙波遷移而成(圖2b)。在研究區(qū)多見(jiàn)于淺水三角洲內(nèi)前緣水下分流河道。

雙向交錯(cuò)層理：主要表現(xiàn)為兩個(gè)相鄰層系中，內(nèi)部細(xì)層的傾斜方向相反且相互重疊，呈羽狀或人字形，層系間發(fā)育薄的泥質(zhì)層。其主要在淺水中由雙向流動(dòng)的沉積介質(zhì)對(duì)沉積物交替沖刷而形成(圖2c)。

2.3 波狀層理

波狀層理一般由活躍和平緩的水動(dòng)力條件交替形成。在湖水或波浪作用較弱時(shí)，水流攜帶的沉積物不足，導(dǎo)致粉砂巖與泥巖互層，主要出現(xiàn)在水下天然堤或決口扇等溢岸的沉積微相中(圖2d)。

2.4 變形構(gòu)造

細(xì)砂巖和粉砂巖中比較容易形成變形構(gòu)造，主要特征為在單個(gè)層內(nèi)同時(shí)相鄰發(fā)育“向斜”和“背斜”。目前認(rèn)為，其主要是由沉積層內(nèi)未完全固結(jié)的沉積物在縱向外力作用下發(fā)生扭曲而形成，沉積物孔隙泄水作用也能形成變形構(gòu)造(圖2e)。

2.5 沖刷構(gòu)造

水體高速?zèng)_刷沉積面后留下的沉積構(gòu)造稱為沖刷構(gòu)造。一般表現(xiàn)為水體能量突然由弱變強(qiáng)，長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)沖刷尚未完全固結(jié)成巖的沉積物后留下凹凸不平的沉積底面。較細(xì)的沉積物被剝離之后，留下粗粒沉積物，從具體表現(xiàn)上看，巖石粒度一般比下部粗，有時(shí)有下伏地層的泥礫存在其中(圖2f)。沖刷面通常在水下分流河道中發(fā)育較多。

2.6 古生物成因構(gòu)造

環(huán)縣地區(qū)長(zhǎng)8油層組沉積時(shí)期，湖盆周邊淺水部位沉積物短暫露出地表時(shí)發(fā)育了大量植物，沉降入湖后固結(jié)成巖，在后期露頭和鉆井取心中就發(fā)現(xiàn)大量的植物化石(圖2g、h)，還有一些垂直蟲(chóng)孔化石(圖2i)。

3 沉積相類型及特征

根據(jù)巖心觀察，測(cè)井資料的識(shí)別及前人研究成果綜合研究認(rèn)為，研究區(qū)主要沉積相帶為三角洲內(nèi)前緣亞相，由于構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)平緩，沉積環(huán)境穩(wěn)定，相關(guān)微相在這一地區(qū)均有發(fā)育，主要的沉積微相有水下分流河道、河口壩、席狀砂、水下決口扇和水下分流間灣等。

3.1 水下分流河道

研究區(qū)最主要的沉積亞相類型為淺水三角洲內(nèi)前緣亞相，而這一亞相最主要發(fā)育的沉積微相為水下分流河道微相，其在湖盆周邊廣泛發(fā)育。巖石類型以細(xì)砂巖和粉砂巖為主，顏色常呈淺灰色或灰色，粒度中—細(xì)，垂向上發(fā)育多套正韻律砂體。由于河流改道頻繁，經(jīng)常有水體能量強(qiáng)弱分明的不規(guī)則水流沖刷沉積物底面，形成沖刷面和泥礫，主要發(fā)育平行層理，自然電位曲線以鐘形、箱形為主要特征(圖3)。

3.2 河口壩

水下分流河道向前延伸入湖時(shí)，由于水體能量快速減弱，河水?dāng)y帶的沉積物在河口遠(yuǎn)端快速堆積下來(lái)，較細(xì)的沉積物首先沉積，較粗的沉積物覆蓋其上，形成河口壩。巖石類型以細(xì)砂巖、細(xì)—粉砂巖為主，層理類型以波狀層理、水平層理為主，測(cè)井曲線在頂部突變，這種微相在研究區(qū)內(nèi)發(fā)育不多。河口壩在整個(gè)鄂爾多斯盆地都較為少見(jiàn)，主要是入湖河流沉積物豐富，河水密度較大，水體常呈現(xiàn)噴射流形式，能量較高，不具備形成河口壩的沉積環(huán)境；后期的河流改道也會(huì)對(duì)偶爾形成的河口壩造成破壞，使得該亞相難以保存(圖4)。

3.3 淺水三角洲內(nèi)前緣席狀砂

淺水三角洲內(nèi)前緣席狀砂的形成受周期性、季節(jié)性氣候影響。受季節(jié)性降雨的影響，湖水深度不斷波動(dòng)，在湖盆整體下降過(guò)程中，先期形成的河口壩、水下分流河道和水下決口扇被岸邊水體強(qiáng)烈沖刷改造，在湖盆周邊形成薄層的席狀砂。該微相主要以細(xì)砂巖和粉砂巖夾泥質(zhì)粉砂巖組成，受水體能量較弱的影響，交錯(cuò)層理和水平層理發(fā)育，常到植物化石。測(cè)井曲線上表現(xiàn)為指狀或尖峰狀(圖5)。

3.4 水下決口扇

水下分流河道在洪水期發(fā)生決堤后，之前的沉積物快速注入到?jīng)Q堤前相對(duì)安靜的河道邊分流間灣中，在決口附近形成了水下決口扇，這種沉積類型一般面積不大，平面上呈放射狀扇形存在，水下分流河道砂體兩側(cè)能發(fā)現(xiàn)水下決口扇的存在，曲線類型以中幅指狀為主要特征(圖6)。

3.5 水下分流間灣

在水下分流河道之間存在相對(duì)凹陷的地區(qū)，容易形成水下分流間灣。水下分流間灣內(nèi)基本不存在水動(dòng)力條件，水體較淺且鹽度較高，常暴露地表，隨著周期性降水的變化，水體深度周期性變化。巖性類型以深褐色泥巖和淺灰色泥巖為主，含少量的粉砂巖或細(xì)砂巖。常見(jiàn)水平層理，局部可見(jiàn)到植物殘屑、碳質(zhì)泥巖和煤線。電測(cè)曲線為微齒化或平滑的曲線(圖7)。

4 沉積微相平面展布特征

4.1 長(zhǎng)82沉積微相平面展布特征

長(zhǎng)82沉積期水下分流河道和水下分流間灣兩種微相最為發(fā)育。水下分流河道的巖性以中—細(xì)粒砂巖為主，顏色主要為灰褐色、深灰色。河道砂體正旋回特征明顯，測(cè)井曲線以鐘形或箱形為主，砂體上細(xì)下粗，厚度為2.0～15.1m，砂地比為0.14～0.89，發(fā)育水平層理、塊狀層理和各種中、小型交錯(cuò)層理。由于河流改道，河道砂體不規(guī)則發(fā)育，經(jīng)常疊加存在，平面上連片發(fā)育，河道寬一般為2～6km；水下分流河道之間發(fā)育水下分流間灣，植被豐富，植物化石多見(jiàn)(圖8)。

4.2 長(zhǎng)81沉積微相平面展布特征

長(zhǎng)81沉積期，水下分流河道砂體發(fā)育范圍較廣，開(kāi)始進(jìn)入淺水三角洲沉積砂體的重要建設(shè)期(圖9)。研究區(qū)順物源方向發(fā)育北東方向的水下分流河道，沉積特征與長(zhǎng)82沉積時(shí)期相似，但砂體厚度大，最厚達(dá)到21.6m，砂地比為0.17～0.90；水下分流河道之間同樣發(fā)育水下分流間灣。

5 淺水三角洲內(nèi)前緣與油氣分布

鄂爾多斯盆地長(zhǎng)8油層組沉積時(shí)期環(huán)縣地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)較弱，地勢(shì)平坦，以穩(wěn)定沉降為主，湖盆范圍持續(xù)擴(kuò)大，具備發(fā)育大面積淺水三角洲內(nèi)前緣沉積的條件。由于水下分流河道砂體大量存在且延伸距離較遠(yuǎn)，進(jìn)一步擴(kuò)大了盆地的勘探面積。上覆長(zhǎng)7湖相泥頁(yè)巖提供了充足的油氣來(lái)源。穩(wěn)定的沉積環(huán)境，有利的圈閉構(gòu)造，易聚集大量油氣，形成油氣富集區(qū)?？v向上，多期水下分流河道砂體與湖相泥巖之間交錯(cuò)疊置，生油層和儲(chǔ)層之間大面積接觸，形成 “三明治”結(jié)構(gòu)。平面上，局部地區(qū)由于特殊的沉積或溶蝕作用偶爾發(fā)育高孔高滲儲(chǔ)層，在大范圍的低孔低滲地區(qū)，這種高孔高滲儲(chǔ)層可成為后期油氣勘探開(kāi)發(fā)的“甜點(diǎn)”。其次，淺水三角洲內(nèi)前緣發(fā)育濱淺湖泥巖、水下分流間灣泥巖和三角洲平原沼澤沉積，這些沉積物粒度細(xì)，滲透性差，能較好地封堵儲(chǔ)層，形成天然圈閉，成為了油氣成藏中好的蓋層。

6 結(jié) 論

(1)鄂爾多斯盆地長(zhǎng)8油層組沉積時(shí)期，盆地以持續(xù)的穩(wěn)定沉降為主。地形高差小，坡度平緩，盆地周邊水體較淺，溫暖濕潤(rùn)的氣候都為淺水三角洲沉積提供了有利的沉積背景。

(2)研究區(qū)以水下分流河道和水下分流間灣為優(yōu)勢(shì)相，水下分流河道呈枝狀展布，延伸較遠(yuǎn)，分叉、改道、交匯頻繁；水下分流間灣沉積褐色—灰色泥巖，電測(cè)曲線表現(xiàn)為極低幅值或低幅值的直線或微齒狀。

(3)研究區(qū)淺水三角洲具有建設(shè)性三角洲特征，水下分流河道發(fā)育，河口壩不甚發(fā)育，砂體與湖相泥巖犬牙交錯(cuò)，分流間灣泥巖和上覆三角洲平原沼澤沉積有效封蓋儲(chǔ)層，成藏條件優(yōu)越，有利于巖性油氣藏的形成。

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Sedimentary Characters of Shallow-Water Delta Front in Chang 8Oil Layers in Huanxian Area

Zeng Yong

(No.1OilProductionPlantofPetroChinaDagangOilfieldCompany,Tianjin300280,China)

There are more and more researchers being interested in the sedimentary characteristics of shallow-water delta rich in hydrocarbon. Chang 8 oil-bearing formation of Triassic series in Ordos Basin has been further studied for the deployment of oil and gas exploration. By means of core observation, logging identification and granularity analysis, it is found that northwest sources and sedimentary system of the study area rendered the geological conditions for shallow-water delta. It mainly develops shallow-water delta front sedimentary in the area. Due to the gentle landform, stable structures and minor differences of height, it seems that In plane view, there are no discontinuous surfaces among the delta plain, delta front and prodelta at the development period of shallow-water delta, progradation was the major sedimentation . The major skeleton sedimentary micro-phase is underwater distributary channel, and the other micro-phases, such as mouth bar, distributary clearance, frontal sheet sand, are formed in this period. The sand body is mainly composed of light gray and gray middle-fine sandstone and siltstone. Mult-set positive rhythm sand bodies are formed in vertical direction. At the bottom, scour surface is formed, and scour surface is also developed. Parallel bedding and massive bedding are the main bedding types. The SP curve of underwater distributary channel presents bell-shaped, thin- walled and the compound of them. It can be determined that the main characteristic of the study area is constructional delta deposit, and underwater distributary channel caused by river diversion is widely distributed. The large sand bodies in touch with lacustrine mudstone was favourable for occurrence of lithologic reservoir.

shallow-water delta front; sedimentary characteristics;Ordos Basin;hydrocarbon distribution

曾勇(1981年生)，男，工程師，從事油氣田開(kāi)發(fā)及管理工作。郵箱：879693149@qq.com。

TE122

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