劉 萍

(中國石油大慶油田采油五廠， 黑龍江 大慶 163000)

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紅河油田長8段生物遺跡構(gòu)造及沉積相研究

劉 萍

(中國石油大慶油田采油五廠， 黑龍江 大慶 163000)

鄂爾多斯盆地紅河油田延長組長8段屬河流三角洲沉積，發(fā)育波狀層理、水平層理等不同類型層理構(gòu)造。該沉積的遺跡構(gòu)造分為石針跡、石針跡 — 進食跡、牧食跡 — 進食跡等類型，分別形成于高能濱岸沉積、淺湖沉積和低能泥炭沼澤沉積中。該區(qū)自下而上依次發(fā)育前緣席狀砂、河口壩、水下分流河道、天然堤、分流間灣等微相。水下分流河道側(cè)向遷移能力較強，受水下分流河道沖刷侵蝕影響，河口壩、席狀砂等前緣沉積遭受破壞而難以保存。條帶狀分布的水下分流河道砂體是該區(qū)油氣勘探的有利目標區(qū)。

鄂爾多斯盆地；紅河油田；長8段；遺跡構(gòu)造；沉積微相

1 研究區(qū)域地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地晚三疊世延長組沉積期屬典型的內(nèi)陸坳陷盆地沉積，受印支期秦嶺構(gòu)造帶活動的影響，盆地南部強烈下陷，湖盆邊界斜坡變陡，在西緣陡坡帶上形成一系列向盆地中心發(fā)育的辮狀河三角洲沉積[1]。延長組巖系為盆地坳陷持續(xù)發(fā)育和穩(wěn)定沉降過程中形成的具有河流 — 湖泊相特征的陸源碎屑巖系。

研究區(qū)紅河油田位于鄂爾多斯盆地西南部、天環(huán)向斜南端。延長組長8段是紅河油田主要含油層位，儲層頂面構(gòu)造平緩，次級構(gòu)造不發(fā)育；以三角洲前緣沉積為主，砂體呈條帶狀展布，具有沉積層厚、相帶窄、相變快的特點，優(yōu)質(zhì)儲層分布受沉積作用控制的痕跡較明顯。本次研究將根據(jù)儲層巖石類型、沉積構(gòu)造、遺跡化石及沉積物粒度特征，對長8段沉積特征進行綜合分析，擬為砂體刻畫及有利相帶預(yù)測提供科學(xué)的地質(zhì)依據(jù)。圖1所示為研究區(qū)構(gòu)造位置及沉積微相簡圖。

2 研究區(qū)遺跡構(gòu)造特征

遺跡化石通常留存于沉積物表面或內(nèi)部，是隨沉積物固結(jié)成巖而保存下來的各種古代生物活動痕跡。遺跡化石的形態(tài)是判別沉積環(huán)境的良好標志，可用于獲取沉積速率、水體含氧量、含鹽度等環(huán)境信息[2-3]。研究區(qū)長8儲層巖心中發(fā)育了大量形態(tài)清晰的遺跡化石，按照生態(tài)或造跡生物的行為習(xí)性可將其分為居住跡、進食跡、牧食跡、逃逸跡等4種類型。圖2 所示為紅河油田長8段巖心遺跡化石特征示例。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置及沉積微相簡圖

圖2 紅河油田長8段巖心中遺跡化石特征示例

2.1 居住跡

居住跡又分為線性石針跡、垂直石針跡、瘤粒狀蛇形跡等不同類型。線性石針跡呈下細上粗的垂直管狀或U型管狀，與層面垂直或高角度傾斜，主要發(fā)育在粉砂巖中，充填物為泥質(zhì)粉砂巖。垂直石針跡呈細小針狀，略彎曲，與層面垂直呈高角度傾斜，主要發(fā)育在砂泥巖薄互層界面處，常成群出現(xiàn)，分布較密集。瘤粒狀蛇形跡呈簡單彎曲的圓柱形潛穴，與層面高角度斜交，巖心縱剖面呈圓形或次圓狀，主要發(fā)育在粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖中，內(nèi)壁光滑，外壁呈瘤粒狀，粒狀襯里厚約1 mm，球粒直徑為1～3 mm。

2.2 進食跡

進食跡主要包括山地漫游跡和伯弗利漫游跡。山地漫游跡為直 — 微彎管狀潛穴，不分枝，平行于層面或與層面斜交，無襯壁，主要發(fā)育于粉砂質(zhì)泥巖、深灰色泥巖中，直徑2～4 mm。伯弗利漫游跡呈直、微彎曲狀或亞柱形潛穴，不分枝，表面光滑，無襯壁，與層面略傾斜，主要發(fā)育于深灰色粉砂質(zhì)泥巖、灰黑色泥巖中。

2.3 牧食跡

牧食跡中，以“S”形蝸行跡發(fā)育較好?！癝”形蝸行跡為細長“S”形覓食拖跡，表跡保存，沿層面分布，長8～12 cm，表面光滑，橫向紋飾不發(fā)育，單一痕跡寬窄一致。牧食跡主要發(fā)育于深灰色、灰黑色及粉砂質(zhì)泥巖中，其形成環(huán)境為沉積水動力條件平靜、水體富氧、食物供給充足的沉積環(huán)境。

2.4 逃逸跡

逃逸跡是造跡生物受到沉積物加積或沖刷作用影響后，在底層向上快速移動或向下逃跑掘穴時遺留下來的痕跡，多分布于砂泥巖薄互層中，常見于風(fēng)暴沉積層和濁積砂層中[4]。逃逸跡下伏泥巖中常發(fā)育石針跡，二者直徑相同，為同一造跡生物居住、逃逸所致，具明顯的人字形疊置構(gòu)造特征。逃逸跡常見于天然堤、水下分流河道及濁積砂層中。

3 研究區(qū)遺跡組合特征

遺跡構(gòu)造特征表明，區(qū)內(nèi)長8段主要發(fā)育石針跡、石針跡 — 進食跡、牧食跡 — 進食跡等3種遺跡組合。圖3所示為研究區(qū)生物遺跡組合特征示意圖。

3.1 石針跡遺跡組合

石針跡遺跡組合主要由較長的垂直或高角度傾斜懸食居住潛穴組成，并伴有少量傾斜分布的進食潛穴，以線性石針跡為代表。潛穴與圍巖接觸界面清晰，且泥巖層內(nèi)未見生物擾動，表明沉積時水體較淺，能量較強，且泥質(zhì)基底已固結(jié)。該類組合主要產(chǎn)生于平行層理和大量交錯層理的中 — 厚層狀細砂巖、粉砂巖中，砂巖底部有時含泥礫，具底沖刷構(gòu)造特征，形成于能量較高、底質(zhì)穩(wěn)定的三角洲平原 — 前緣水下分流河道沉積環(huán)境中。

圖3 研究區(qū)生物遺跡組合特征示意圖

3.2 石針跡 — 進食跡遺跡組合

該類組合主要由居住潛穴和進食潛穴組成，常見線性石針跡、垂直石針跡、伯弗利漫游跡和山地漫游跡，形成于潮濕氣候條件下的淺湖環(huán)境。其中，伯弗利漫游跡和山地漫游跡主要產(chǎn)于具脈狀層理、沙紋層理和透鏡狀層理的淺灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖。當(dāng)水動力條件平靜時，水體含氧量高，生物大量繁殖，產(chǎn)生與層面斜交或平行的伯弗利漫游跡和山地漫游跡，呈短柱狀密集分布在沉積物表面[5]。隨著水動力條件加強，造跡生物營造出垂直管狀潛穴以抵抗環(huán)境侵擾，懸浮生物可以不用移動身體而僅通過濾食水體中的懸浮有機質(zhì)來維持生命。當(dāng)水動力條件進一步增強時，受沉積物加積或沖刷作用的影響，沉積物與水界面的平衡被打破，造跡生物向上或向下掘穴，線性石針跡向上演變?yōu)樘右蒇E，具明顯的人字形疊置構(gòu)造特征。整個形成過程中處于水動力條件增強、沉積速率增加的沉積環(huán)境。

3.3 牧食跡 — 進食跡遺跡組合

該類遺跡組合由“S”形蝸行跡、伯弗利漫游跡、山地漫游跡組成。遺跡化石形成于低能的泥炭沼澤環(huán)境，常見大量植物莖葉化石及薄層煤巖，存在于灰黑色泥巖、碳質(zhì)泥巖中，沉積構(gòu)造以波狀層理、水平層理為主，沉積水動力條件較弱。水體長期處于還原環(huán)境，不適宜生物生存。受間歇性強水動力作用影響，水體中含氧量增加而帶來大量養(yǎng)料，形成了一個短暫的殖居窗[6]。于是，沉積物層內(nèi)、層面上的生物活動加強，產(chǎn)生強烈的生物擾動，破壞原生沉積構(gòu)造。

4 沉積相類型及特征

研究區(qū)長8段沉積屬河流 — 三角洲沉積體系，三角洲前緣亞相發(fā)育最充分。三角洲前緣沉積相又可進一步細分為水下分流河道、河口壩、席狀砂、天然堤、分流間灣等沉積微相。圖4所示為各類沉積微相粒度累積概率曲線。

4.1 三角洲前緣水下分流河道

水下分流河道以中砂巖、細砂巖沉積為主，常見槽狀交錯層理、平行層理等沉積構(gòu)造，河床底部發(fā)育沖刷面或泥礫富集層。平面上分流河道遷移、匯合形成網(wǎng)狀或條帶狀砂體，垂向上多期分流河道連續(xù)疊置，或向上漸變?yōu)榉至鏖g灣、天然堤沉積。累積概率曲線以“兩段式”和“低斜三段式”曲線為主?！皟啥问健辈糠钟商S總體和懸移總體組成(見圖4(a))，分選較好的“兩段式”累積概率曲線主要對應(yīng)分流河道中上部平行層理細砂巖、交錯層理細砂巖。隨沉積物向上粒度變細，跳躍總體與懸浮總體間交切點φ值逐漸增大，反映出水流進入湖盆后能量減小、向上水動力條件降低的特征[7]。“低斜三段式”部分由滾動總體、跳躍總體和懸移總體等3個次總體組成(見圖4(b))，主要出現(xiàn)在河道底部含礫粗砂巖、中砂巖中，反映出洪水期河流攜帶大量碎屑物質(zhì)入湖、受湖水阻礙作用、水動力迅速下降、沉積物快速沉降的沉積特征。

4.2 三角洲前緣河口壩

河口壩位于分流河道向湖延伸末端，沉積物以細砂巖、粉砂巖為主，常見交錯層理、波狀層理及滑塌、變形構(gòu)造。累積概率曲線以“高斜兩跳一懸”式和“一跳一懸加過渡”式曲線為主?！案咝眱商粦摇辈糠钟?個跳躍次總體和懸移總體組成(見圖4(c))，反映出河口處沉積物受河流搬運和湖浪沖刷雙重作用影響，以及不同特征的跳躍次總體在河口處快速堆積的特征?！耙惶粦壹舆^渡”部分由跳躍總體、懸移總體及二者間過渡段組成(見圖4(d))，反映出沉積時受多種水流影響水體動蕩、能量不穩(wěn)定、自下而上懸浮總體含量減少、與跳躍總體交切點φ值減小、向上水動力條件逐漸增加、沉積物粒度增加的特征。

4.3 三角洲前緣席狀砂

席狀砂是三角洲前緣呈席狀或帶狀分布的薄層砂體，沉積物以粉細砂巖、粉砂巖為主，砂體厚度明顯減薄，大型層理少見，以波狀層理、沙紋層理、水平層理為主，含碳化植物莖葉化石、生物遺跡化石發(fā)育。沉積層序上表現(xiàn)為頂?shù)淄蛔儯话闩c分流河道和河口砂壩共生。粒度累積概率曲線以“高斜兩段式”為主，由跳躍總體和懸移總體組成(見圖4(e))。跳躍總體含量一般大于70%，斜率一般大于70°，懸移總體含量大于20%，缺少滾動總體。這反映出河流入湖后隨距離增加河流搬運量、湖浪作用減弱以及沉積物粒度變細、分選變好的沉積特征。

4.4 水下天然堤

水下天然堤由溢出水下分流河道的懸浮物質(zhì)在兩側(cè)大量沉積而成，以粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，沉積物粒度較細，最大粒徑一般大于1φ，層理類型以平行層理、波狀層理為主，可見脈狀層理、變形層理。自然電位以低幅度指狀為主，垂向上與分流河道伴生，向上漸變?yōu)榉至鏖g灣沉積。天然堤懸浮組分含量高，跳躍總體含量一般低于15%，粒度累積概率曲線為一條由正態(tài)組分所組成的直線段(見圖4(f))，斜率為45°～60°，沉積物分選較差。

圖4 各類沉積微相粒度累積概率曲線

4.5 分流間灣

分流間灣是分流河道間低洼地區(qū)形成的富含有機質(zhì)的泥質(zhì)沉積區(qū)，沉積物以深灰色、灰黑色泥巖、碳質(zhì)泥巖為主，夾薄層粉砂巖、細砂巖。層理類型以平行層理、透鏡狀層理為主，常見大量碳化植物碎屑及生物擾動構(gòu)造發(fā)育。

5 結(jié) 語

紅河油田延長組長8段巖心中存在居住跡、進食跡、牧食跡、逃逸跡等類型遺跡構(gòu)造，遺跡組合為石針跡、石針跡 — 進食跡、牧食跡 — 進食跡等3種遺跡組合，分別形成于高能的濱岸沉積、淺湖沉積和低能的泥炭沼澤環(huán)境中。

研究區(qū)延長組長8段屬三角洲前緣沉積，可細分為水下分流河道、河口壩、席狀砂、天然堤、分流間灣等沉積微相，其中以水下分流河道沉積為主。條帶狀分布的水下分流河道砂體厚度大，分布范圍廣，儲集物性好，是研究區(qū)油氣勘探的有利目標區(qū)。同時，水下分流河道對下伏沉積物強烈的沖刷侵蝕作用破壞了河口壩、席狀砂等前緣沉積物的保存。

[1] 李文厚,龐軍剛,曹紅霞,等.鄂爾多斯盆地晚三疊世延長期沉積體系及巖相古地理演化[J].西北大學(xué)學(xué)報,2009,39(3):502-506.

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Analysis of the Sedimentary Characteristics and Trace Structure of Chang 8 Member in Honghe Oilfield, Ordos Basin

LIUPing

(The 5th Oil Production Plant, Daqing Oilfield Company of PetroChina, Daqing Heilongjiang 163000, China)

Chang 8 member reservoir of Yanchang formation (Honghe Oilfield) is fluvial delta sediment, which contains different kinds of bedding such as current bedding and horizontal bedding in Ordos Basin. The core contains lots of trace structures which can be divided into skolithos, fodinichnia, pascichnia and gichnion by ecological classification. According to the sedimentary sequence and the characteristics of grain size, the sequence is sheet sand of delta front, mouth bar, underwater distributary channel, natural levee and inter-distributary bay from bottom to top. The underwater distributary channel has strong cross range migration, and the mouth bar and sheet sand of delta front cannot be preserved because of the source and erode leading by distributary channel. While the sandstones in distributary channel which has a banding distribution is the target area of oil and gas exploration in study area.

Ordos Basin; Honghe Oilfield; Chang 8 member; trace structure; sedimentary microfacies

2016-10-08

國家科技重大專項 (2016ZX05005-001)

劉萍(1986 — )，女，碩士，研究方向為儲層沉積學(xué)和儲層評價。

TE122

A

1673-1980(2017)02-0033-05