鄂爾多斯盆地華慶地區(qū)長 63油層沉積相研究

劉九洲,張春生,狄貴東,肖夢華,王延奇

(1.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室 長江大學(xué),湖北 荊州 434023;2.中油大港油田公司,天津 300280)

鄂爾多斯盆地華慶地區(qū)長 63油層沉積相研究

劉九洲1,張春生1,狄貴東1,肖夢華1,王延奇2

(1.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室 長江大學(xué),湖北 荊州 434023;2.中油大港油田公司,天津 300280)

上三疊統(tǒng)延長組長 63油層是鄂爾多斯盆地華慶地區(qū)重要的勘探目的層。筆者從取心井巖心與測井資料入手,通過對長 63油層沉積相精細研究,認為長 63油層為三角洲前緣湖底滑塌濁積扇沉積。按沉積特征可進一步劃分出內(nèi)扇、中扇和外扇 3個亞相及若干微相,并對各亞相、微相特征進行了描述。其中以中扇分支水道微相最為發(fā)育,占整個濁積扇面積的 80%。在此基礎(chǔ)上,對有利沉積微相、沉積相平面展布規(guī)律及沉積模式進行了預(yù)測。

滑塌濁積扇;沉積相;沉積模式;鄂爾多斯盆地;華慶地區(qū)長 63油層

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西南部。上三疊統(tǒng)延長組按凝灰?guī)r標志層的出現(xiàn)、電性及含油氣性,劃分為 10層。其中長 6油層組為一套砂、泥巖呈旋回性韻律互層的組合,是中生界最重要的含油層段[3],可細分為長 61、長 62、長 633個油層,與下伏長 7油層組呈整合接觸。上三疊統(tǒng)延長組構(gòu)造活動較為穩(wěn)定,地層平緩,構(gòu)造簡單,傾角小于1°,其上僅發(fā)育若干軸向近東西的微鼻狀構(gòu)造,未發(fā)現(xiàn)明顯的斷裂和背斜型圈閉[4]。雖然沉積充填作用相對中、東部的中、新生界陸相斷陷盆地較為簡單,但受到陸相盆地巖性、巖相與儲層物性的影響,沉積相展布規(guī)律各具特色,成藏規(guī)律具有一定的復(fù)雜性。

2 沉積相標志

2.1 巖性標志

華慶地區(qū)長 63油層中廣泛發(fā)育的半深湖—深湖相灰黑、灰褐色泥頁巖,反映晚三疊世研究區(qū)具有較強還原環(huán)境。碎屑巖以粉—細粒砂巖為主,夾于大套暗色泥巖中,往往呈砂、泥巖互層,或泥、砂互相混攪的沉積序列。砂巖的碎屑成分以長石和石英為主,巖屑次之,巖性以粉—細粒長石砂巖為主,巖屑砂巖次之,偶見石英砂巖。砂巖顆粒分選中等,磨圓度差,富含黑色泥質(zhì)雜基。支撐類型和膠結(jié)方式多為顆粒支撐 -孔隙式膠結(jié),而雜基支撐-基底式膠結(jié)次之[5]?？傮w顯示長 6段砂巖結(jié)構(gòu)成熟度偏低,為低能沉積環(huán)境快速混雜堆積的產(chǎn)物。

2.2 沉積構(gòu)造標志

華慶地區(qū)長 63油層中反映濁流沉積成因的原生沉積構(gòu)造非常豐富,包括大型底沖刷面構(gòu)造,滑動截切構(gòu)造,條帶透鏡狀層理,重荷模和砂球構(gòu)造,滑塌包卷層理以及滑動截切構(gòu)造,呈撕裂狀產(chǎn)出的滑塌泥礫和小型同生斷層構(gòu)造,它們均是識別濁流沉積的重要標志[6]。濁積巖是由雜砂巖、粉砂巖、泥巖頻繁互層構(gòu)成的鮑馬序列[7],發(fā)育的鮑馬序列有 A段 (圖 1-1)、B段 (圖 1-4),下平行層理、B段 (圖 1-5)、D段 (圖 1-6),上平行層理,顯示包含有近源至遠源的濁流沉積類型[4]。

圖1 華慶地區(qū)長 63油層濁積巖中的沉積構(gòu)造

2.3 古生物標志

華慶地區(qū)長 63油層中生物化石較為稀少,偶見植物莖、葉碎片化石和脊椎動物骨骼化石。主要見于塞 263井巖樣中,脊椎動物骨屑含量多達7%,粒級大小相差懸殊,為 0.1～2.3 mm,骨骼細胞結(jié)構(gòu)清晰可見,經(jīng)化驗分析為魚化石?？傮w上,長 6段古生物化石較少,但已有的標志反映了覆水較深的半深湖—深湖沉積。

3 沉積相類型及特征

3.1 內(nèi)扇亞相

內(nèi)扇離物源最近,以發(fā)育主水道為主。主水道可向中扇、外扇輸送沉積物,在垂向上往往被數(shù)個砂體連續(xù)疊置充填,但在橫向上厚度變化較大,巖性主要為灰色厚層細粒巖屑長石砂巖,分選和磨圓較差,顆粒支撐,少數(shù)為基質(zhì)支撐,偶夾薄層深灰色粉砂巖。砂體單層厚約 2～3 m,多個單砂體的連續(xù)疊置可達十數(shù)米,底面為巖性突變的底沖刷面,向上略顯正遞變粒序?qū)永?、平行層理、波狀層理等沉積構(gòu)造,以發(fā)育鮑馬序列的 AB段組合為主,自然電位、自然伽馬曲線呈齒化、箱形組合。

3.2 中扇亞相

中扇亞相是湖底滑塌濁積扇沉積的主體,約占整個濁積扇砂體分布面積的 60%～70%,而且往往也是厚度最大的部位。這部分的水道較多,而且頻繁變遷,巖性以細砂巖、粉細砂巖和粉砂巖為主,常與水道間漫溢微相呈韻律交互出現(xiàn),砂質(zhì)沉積物發(fā)育,但相對內(nèi)扇砂巖明顯減少,泥巖夾層增多,以灰黑色和黑色泥巖為主?？蛇M一步劃分為分支水道、水道間漫溢和無水道前緣席狀砂 3個微相。

3.2.1 分支水道微相

分支水道是中扇亞相最重要的微相類型,上與內(nèi)扇主水道相接,向下分支成一系列次級水道。巖性以細粒巖屑砂巖、粉—細粒巖屑長石砂巖和粉砂巖為主,常含撕裂狀泥礫和泥屑,發(fā)育交錯層理及沖刷 -充填構(gòu)造,并見有層內(nèi)變形構(gòu)造。多期形成的砂巖相互疊置,構(gòu)成疊合砂巖體,與水道間漫溢微相的泥、粉砂巖或中扇無水道前緣席狀粉—細砂巖呈韻律互層。該微相的砂質(zhì)具有分布范圍廣、厚度大和儲集性較好等特點,占整個濁積扇面積的80%,為湖底滑塌濁積扇中最為重要的骨架砂體和油氣儲集單元,與具備良好烴源巖條件的半深湖—深湖相泥巖組合,具備非常好的油氣成藏條件[8]。

3.2.2 水道間漫溢微相

水道間漫溢微相是在分流河道之間相對凹陷的湖盆地區(qū),當三角洲向前推進時,在分流河道間形成的一系列尖端指向陸地的楔形粒度較細的沉積體,主要為漫流出水道的低密度濁流沉積的粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖所組成。在垂向上和平面上均分布于分支水道之間。砂巖含量、粒度和單層厚度都從中扇上游向下逐漸變少、變細和變薄。韻律性不甚明顯,有時顯正韻律,層理不太發(fā)育,偶見波狀層理。3.2.3 無水道前緣席狀砂微相

無水道前緣席狀砂為中扇分支水道前端的無水道溢流沉積部分,通常與分支水道呈逐漸過渡關(guān)系,沉積物分布面廣但層薄,砂層呈正韻律。巖性以粉—細粒巖屑石英砂巖與泥質(zhì)粉砂巖互層為主。由于濁流出水道后的侵蝕能力減弱,砂巖中很少含有泥礫,但泥質(zhì)條帶、泥巖和泥質(zhì)粉砂巖夾層增多,底沖刷面不甚發(fā)育,常見的沉積構(gòu)造有平行層理、沙紋層理、滑塌包卷層理和砂球與泄水構(gòu)造等,可識別的鮑馬序列為 BCDE段和 CDE段組合[5],但沉積序列向上變粗。

3.3 外扇亞相

外扇位于中扇與半深湖—深湖之間寬廣的過渡帶,圍繞扇體呈彎曲環(huán)帶狀分布,以低密度濁流沉積為主。巖性為灰黑色泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖互層,夾黑色泥巖,具水平層理、沙紋層理和波狀層理,以發(fā)育鮑馬序列的 CDE段及DE段組合為主。

4 沉積相平面展布

從沉積相平面展布看,華慶地區(qū)長 63油層有南、北兩側(cè)湖底濁積扇發(fā)育。其北側(cè)一支濁積扇沉積體可視為北部姬塬 -吳旗 -安塞諸三角洲前緣沉積體向南部湖心方向進積失穩(wěn)而發(fā)生強烈滑塌而形成的產(chǎn)物。區(qū)域格局在受長 7最大湖侵期后,基底逐漸抬升、碎屑物強烈進積充填,以正北的陰山古陸為主物源方向[9]。因受北高南低和北陡南緩的影響,從三角洲前緣的河口壩開始,出現(xiàn)內(nèi)扇、中扇、外扇、半深湖、深湖相的分帶性沉積,以發(fā)育中扇分支水道為主體。南側(cè)一支為西峰 -鎮(zhèn)原 -環(huán)線三角洲前緣砂向北部湖心方向進積時向前滑塌在前三角洲形成的滑塌濁積扇。受南高北低的較緩地形構(gòu)造的影響,從三角洲前緣的河口壩開始,依次出現(xiàn)內(nèi)扇、中扇、外扇沉積。發(fā)育主體為多級次分流中扇分支水道[5]。

5 長 6油層沉積模式

區(qū)域上,鄂爾多斯盆地長 63油層各沉積體系的沉積相、亞相、微相類型及其變化和平面配置關(guān)系,可歸結(jié)為河—湖過渡帶至水下三角洲—湖底滑塌濁積扇 2個毗鄰發(fā)育的疊置扇沉積模式。從該模式中可看出,沖積平原和湖岸線都位于研究區(qū)北部,往南則進入三角洲 -湖泊沉積區(qū),并在河流入湖口處形成三角洲相前緣相帶和三角洲相前緣相帶沉積物強烈滑塌形成的湖底濁積扇,同樣也具有內(nèi)扇、中扇、外扇的沉積亞相分帶性。沉積演化序列可進行如下解釋：在低水位期和高水位晚期間歇發(fā)生的洪水泛濫期,河流的流速和流量很大,可攜帶大量的碎屑物質(zhì)在三角洲前緣迅速堆積,不但使得三角洲前緣部分的沉積坡度快速增大,而且在沉積物內(nèi)部產(chǎn)生超孔隙壓力,當沉積界面傾斜角超過穩(wěn)定休止角時,或在外力作用的觸發(fā)下導(dǎo)致沉積體失穩(wěn)而發(fā)生液化與滑塌,大量沉積物沿斜坡發(fā)生重力滑塌、流動和最終形成濁流,并被搬運到三角洲前緣的下斜坡帶或更遠的深水湖區(qū)形成滑塌濁積扇沉積體[10],從而構(gòu)成了連續(xù)發(fā)育的三角洲—湖底滑塌濁積扇沉積模式。

6 結(jié) 論

(1)通過對研究區(qū)長 63油層沉積相的研究,確定了長 63油層屬于三角洲前緣湖底滑塌濁積扇沉積,有內(nèi)扇、中扇和外扇 3個亞相。內(nèi)扇不甚發(fā)育,主要微相為主水道;中扇以分支水道微相最為發(fā)育,其次為河道間漫溢和無水道前緣席狀砂微相;外扇特征與深湖 -半深湖相特征相似,發(fā)育漫流砂微相?？傮w上,中扇分支水道微相占整個濁積扇面積的 80%,依據(jù)南北兩側(cè)扇體的發(fā)育情況,可推測中扇分支水道微相為研究區(qū)有利沉積微相。

(2)該地區(qū)滑塌濁積扇砂體與長 7的烴源巖直接接觸,具備非常優(yōu)越的以自生、自儲、自蓋為特色的地層 -巖性油藏形成條件。通過標準井與全區(qū)所有井的微相對比,對工區(qū)砂體平面展布規(guī)律進行了橫向預(yù)測。依據(jù)沉積相、亞相、微相類型及其變化、平面配置關(guān)系及物源方向,建立了研究區(qū)以三角洲—湖底滑塌濁積扇 2個毗鄰發(fā)育的疊置扇沉積模式,并解釋了其沉積演化機制。

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Sed imentary facies of the Chang 63reservoir in the Huaqing area of the Ordos Basin

L IU Jiu-zhou1,ZHANG Chun-sheng1,D I Gui-dong1,X IAO Meng-hua1,WANG Yan-qi2
(1.MOE Key Laboratory of O il&Gas Resources and Exploration Technology,Yangtze University,Jingzhou,Hubei434023,China;2.Dagang O ilfield Com pany,PetroChina,Tianjin300280,China)

The Chang 63reservoir in the upper Triassic Yanchang formation is an important exploration target in the Huaqing area,OrdosBasin.The sedimentary facies of the Chang 63reservoir has been studied meticulously based on core data and log data.It is recognized that the Chang 63reservoir belongs to delta front sublacustrine slump turbidite fan deposition,which can be further divided into 3 subfacies of inner,middle and outer fans and severalmicrofacies according to sed imentary characteristics.The distributary channelmicrofacies of the middle fan were most developed,covering 80%of the total turbidite fan area.On this basis,this paper predicts favorable sed imentarymicrofacies distribution and sedimentation model.

slump turbidite fan;sed imentary facies;sed imentation model;Ordos basin;Chang 63reservoir in the Huaqing area

TE121.3

A

1006-6535(2010)05-0057-03

20100118;改回日期：20100604

中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司 (勘探開發(fā)研究院)委托長江大學(xué)進行的專題研究“華慶地區(qū)元 284—白 281井區(qū)長 63儲層分類評價及單井產(chǎn)能預(yù)測研究”

劉九洲 (1982-),男,2007年畢業(yè)于長江大學(xué)電子信息工程專業(yè),現(xiàn)為該校在讀碩士研究生,主要從事儲層沉積學(xué)研究

編輯王 威 孟凡勤