黃陵地區(qū)延長組長6油層組濁積巖特征及其成因

趙 敏，王 偉，楊 銳，楊維磊，胡桂林

(1.西北大學地質學系 大陸動力學國家重點實驗室，陜西 西安 710069;2.長慶油田分公司第一采油廠，陜西 延安716500)

鄂爾多斯盆地作為我國陸上第二大沉積盆地和重要的能源基地，多年來已為我國的能源產(chǎn)業(yè)提供了巨大資源支撐。在盆地的西南緣，由于受到晚三疊世初期，古特提斯洋和華北地塊的共同作用，形成了許多大型的不對稱拗陷。沿這些拗陷的邊緣，盆地西南緣主要發(fā)育辮狀河三角洲沉積，為油氣的聚集賦存提供了重要的場所。近年來，隨著勘探開發(fā)的進一步發(fā)展，與盆地三角洲沉積相伴生的濁積巖儲層的地位日益突顯，不僅在于其的理論意義，而且在油田實際生產(chǎn)中也起到了增儲穩(wěn)產(chǎn)的經(jīng)濟價值。

研究區(qū)主要位于黃陵地區(qū)，陜北斜坡南部，緊鄰渭北隆起，區(qū)內主要發(fā)育深湖相的濁積巖沉積。(圖1)盆地內的濁積巖常見于西南部三疊統(tǒng)延長組長6-長8油層組中。這一時期，盆地主要處于一個湖盆的建設階段，主要發(fā)育半深湖-深湖沉積相，發(fā)育大量湖相濁積巖沉積，成為油氣田重要的儲層。本文在參照前人研究的基礎上[1-3](李文厚，2001;何自新，2003;武富禮，2004;陳全紅，2006)，結合研究區(qū)自身實際，對研究發(fā)育的濁積巖沉積特征進行描述，為日后油氣藏勘探開發(fā)提供正確參考。

圖1 鄂爾多斯盆地晚三疊世延長組沉積體系分布略圖

1 濁積巖特征

1.1 巖性特征

研究區(qū)長6濁積巖主要由灰色粉一細粒砂巖、粉砂巖、灰綠色粉砂質泥巖、泥質粉砂巖、泥巖組成。濁積砂巖礦物成熟度低，研究區(qū)主要為長石巖屑砂巖、巖屑長石砂巖和長石砂巖;結構成熟度較低，分選較差，小部分分選中等，膠結物與雜基充填孔隙，含量較高，平均一般大于15%。根據(jù)研究區(qū)內所采樣品薄片分析，長6儲層三個小層內石英含量平均為37.8%，長石平均含量21.7%，巖屑平均含量22.6%。

1.2 粒度特征

根據(jù)研究區(qū)所采的巖心樣品做粒度分析，并根據(jù)分析數(shù)據(jù)做C-M圖版和粒度概率曲線，以此分析沉積環(huán)境。

研究區(qū)的C-M圖版表現(xiàn)為平行于C=M基線(圖2)，C值隨著M值的變化而改變，樣品中的最大粒徑和中值粒徑之間的比值大致相同。這主要是因為濁流是一種密度流，所含的粒級成分不同，密度大，流速快，沉積作用迅速，基本沒有顆粒的滾動，粗顆粒沉積后即被埋藏。反映了沉積物是呈遞變、均勻懸浮搬運沉積，這是濁流沉積的主要特征之一[4](張海峰，2012)。

圖2 Z 27井和Z 50井C-M圖版

在對研究區(qū)內粒度分析數(shù)據(jù)處理的基礎上，對研究區(qū)樣品粒度進行統(tǒng)計，并做粒度概率曲線(圖3)。圖中主要表現(xiàn)出了一次濁流沉積作用過程所形成層內碎屑顆粒由粗變細的粒級遞變過程，具有重力流沉積特征。在粒度概率曲線圖上，濁積巖一般為二段式或者一段式，主要由跳躍總體和懸浮總體組成，滾動總體不發(fā)育，這也是符合了濁流沉積的主特點。

圖3 Z 27井和Z 50井粒度概率統(tǒng)計曲線

1.3 沉積構造特征(巖心)

通過目的層段巖心的觀察和描述發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)內長6期在湖盆中發(fā)育多期規(guī)模不等的的濁積沉積，鮑馬序列較為常見，但是并非典型的 ABCDE段的標準組合，大多發(fā)育不完整，多發(fā)育兩段或三段，多期砂體常常夾在暗色泥巖中，可能是受到了構造地形以及水動力條件的影響所致。

圖4 研究區(qū)濁積巖構造特征

除了鮑馬序列，在剖面上還可以見到其它濁積巖沉積的特征構造(圖4)。

①底面構造，主要有三種類型[2]，一是由定向的濁流在尚未固結的軟泥表面侵蝕沖刷的凹槽被砂質重填而成，如槽模、溝模、梭模、刷模、椎模等;二是底部泥巖由于受到上部不均勻負載產(chǎn)生變形而形成的重荷模;三是在沉積過程中，由于下部的沉積物處于塑性狀態(tài)時，受到了來自上部不均勻負荷，使上覆砂質物質壓陷進入下伏泥質物中產(chǎn)生的，在巖心中常見火焰狀構造、包卷層理以及泥質撕裂屑等同生變形構造。

②粒序層理[5]，在巖心顯示上較為常見，由于濁流水動力較強，顆粒容易懸浮其中，在垂向上或縱向上形成粒度的遞變現(xiàn)象。反映了濁流在沉積時的水動力條件和顆粒的懸浮狀態(tài)，是濁流沉積的重要標志。

③巖性突變面。研究區(qū)濁流沉積砂巖多見夾于深色泥巖中，形成厚層泥巖夾薄層細砂巖互層的現(xiàn)象，構成明顯的巖性突變面。在黑色泥巖中，常見動植物化石，碳化植物碎屑，魚鱗碎片化石等生物遺跡[6]。

1.4 測井相特征

同時，測井曲線作為一種較為普遍易得的研究數(shù)據(jù)，對濁積巖的識別也有重要的指示作用。深湖亞相中都有濁流沉積，具正粒序，大多具鮑瑪序列，粒序層理、平行層理及沙紋交錯層理十分發(fā)育，底部常見槽模、溝模等各種底板印模。在鮑瑪序列中，A段為巖屑中砂巖，底面沖刷構造發(fā)育，底部有正粒序層理、均勻塊狀層理;B段以細砂巖和粉砂巖為主，內部見有細層狀平行層理、斷續(xù)狀平行層理;C段以粉砂巖為主，并有泥質粉砂巖，發(fā)育沙紋交錯層理和波狀層理;D段為正常深湖相暗色泥巖、油頁巖，發(fā)育水平層理，E段為厚層暗色泥巖，同樣發(fā)育水平層理。濁積巖的自然電位曲線呈弱起伏狀，自然伽瑪值較低，自然伽馬測井曲線形態(tài)上呈鐘形或是呈箱狀，具小的鋸齒狀起伏，反映的濁積巖正粒序的特征。期自然伽馬曲線底部常具陡變的形態(tài)，反映了濁積巖底部與下伏泥巖的突變解除關系。另外，從電阻率的成像測井也可以看出，又下至上顏色由深到淺，顯示了電阻率由下至上逐漸增大的趨勢，這也反映出濁積巖物性從好變到壞的趨勢特征[7]。

圖5 z30測井曲線特征

2 濁積巖類型及其成因

鄂爾多斯盆地三疊世南部地區(qū)一直是濁積巖較為發(fā)育的地區(qū)，濁積巖主要發(fā)育在盆地延長組長7、長6時期靠湖盆中心偏西南部的位置，研究區(qū)也包括在內。對于濁積巖沉積相的劃分，從20世紀50年代起就一直處于一種變化發(fā)展的狀態(tài)，許多國內外學者都對其進行了研究。Walker(1987)根據(jù)濁積巖地貌特征，將其劃分為內扇、中扇和外扇三個亞相，并在此基礎上又劃分了多種微相類型;吳崇筠[9]根據(jù)綜合了濁積砂體所處的位置和砂體形態(tài)特征，將砂體劃分為近岸洪水濁積扇(近岸濁積扇)、帶供給水道的遠岸濁積扇(遠岸濁積扇)、近岸淺水砂體前方的濁積砂體、陡岸斷槽濁積砂體、水下局部隆起的濁積砂體和湖底中央平原的席狀或水道狀濁積砂體共六種類型。在前人研究的基礎上，結合研究區(qū)實際，筆者將研究區(qū)濁積扇砂體劃分為滑塌濁積扇微相，并主要發(fā)育中扇和外扇沉積。

陸相濁積巖主要發(fā)育于深湖環(huán)境中，盆地長6，長7期正好處于一個湖盆建設的鼎盛時期，為濁積巖的發(fā)育提供的基本的環(huán)境基礎。濁積扇的發(fā)育也主要受到地形和補給沉積物重力流性質的控制。前人研究表明，鄂爾多斯盆地作為一個大型的穩(wěn)定克拉通盆地，在中晚三疊世進入前陸盆地性質的發(fā)展階段[8]，由于受到印支運動的影響，盆地西南部區(qū)域受到強烈的擠壓和逆沖作用，形成了不均衡的沉降，形成許多淺湖-深湖盆;與此同時，晚三疊世南部勉略有限洋的關閉，使盆地能夠持續(xù)發(fā)展和穩(wěn)定沉降，堆積了一套以河流-湖泊相為主的路源碎屑沉積建造[4-6]。隨著這些近岸河流的搬運沉積，將大量的細粒碎屑物質拖曳匯入湖盆內，經(jīng)過河流長期的沖擊作用，湖盆邊緣變陡，在重力的作用下形成湍流運動向盆地中心流動。最終由于湍流的流速降低，導致了濁流體系中的沉積物先后發(fā)生沉積，最終形成咱們現(xiàn)在看到的鮑馬序列。如此，隨著三角洲的不斷向前推進，在湖盆的邊緣形成了一系列連續(xù)沉積的濁積巖。

除此之外，一些陣發(fā)性因素如波浪、火山、地震、洪水、風暴等也可誘發(fā)濁積巖的形成;另外 ，氣候條件的影響也不容小覷。

3 結語

1)研究區(qū)具有明顯的濁積巖特征:主要包括鮑馬序列，構造特征、測井相特征，以及粒度特征平行于C=M基線。

2)研究區(qū)發(fā)育濁積巖主要為滑塌濁積扇沉積，可以細分為外扇、中扇和內扇，并以中扇和外扇為主。

3)研究的濁積扇主要受到湖盆邊緣地形和構造條件的影響，各種突發(fā)性的因素和氣候因素的影響也不容忽視。

[1]李文厚，邵磊，魏紅紅，等.西北地區(qū)湖相濁流沉積[J].西北大學學報(自然科學版).2001.31(1):57-62.

[2]陳全紅，李文厚，高永祥.等.鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長組深湖沉積與油氣聚集意義[J].中國科學(D)，2007.37(增 I):39-48.

[3]陳全紅，李文厚，郭艷琴，等.鄂爾多斯盆地南部延長組濁積巖體系及油氣勘探意義[J].地質學報.2006.80(5):656-663.

[4]張海峰，田景春，張濤等.華池 -慶陽地區(qū)延長組長6-長7油層組濁積巖特征及成因[J].成都理工大學學報(自然科學版).2012.29(3):238-243.

[5]馮娟萍，李文厚，歐陽征健.鄂爾多斯盆地黃陵地區(qū)上三疊統(tǒng)延長組長7、長6油層組濁積巖沉積特征及地質意義[J].古地理學報.2012.14(3):295-302.

[6]夏青松，田景春.鄂爾多斯盆地西南部上三疊統(tǒng)長6油層組湖底扇特征[J].古地理學報.2007.9(1):33-43.

[7]張世懋，丁曉琪.鄂爾多斯盆地延長組濁積巖特征及其影響因素[J].測井技術.2011，35(6):594-598.

[8]趙俊興，李風杰，申曉莉，等.2008.鄂爾多斯盆地南部長6和長7油層濁流事件的沉積特征及發(fā)育模式[J].石油學報.29(3):389-394.

[9]馮增昭，王英華，劉煥杰等.中國沉積學[M].北京:中國地質出版社.1994，427-456.