定邊4930井區(qū)延9儲層沉積微相研究

雒婉瑩，張 瑞，龐振宇，喬宏亮

(1.西北大學地質(zhì)學系/大陸動力學國家重點實驗室，陜西 西安 710069;2.長慶油田公司第二采油廠樊家川作業(yè)區(qū)，甘肅 慶陽 745700)

定邊油田定4930井區(qū)地處定邊縣張崾峴鄉(xiāng)，向北30 km處為樊學鄉(xiāng)，東部與吳起縣相鄰。工區(qū)西至焦新莊，東至朱砂臺，南至白梁，北至陽山，面積約10.1 km2。區(qū)內(nèi)地形為典型的黃土高原地貌，地表起伏大，溝壑縱橫

研究區(qū)位于伊陜斜坡西緣，伊陜斜坡是一個東高西低的西傾單斜，構(gòu)造簡單，傾角小于1度。該構(gòu)造單元在盆地的六個一級構(gòu)造中面積最大，也是盆地的主要油氣聚集帶，常見的聚集體是鼻狀隆起，呈東西走向分布在斜坡上。研究區(qū)在區(qū)域西傾單斜的背景下，發(fā)育了較為獨特的、與盆地中常見的鼻狀隆起有所區(qū)別的小幅構(gòu)造類型。

1 定邊4930井區(qū)延9儲層沉積演化

通過總結(jié)前人的研究成果，認識到鄂爾多斯盆地大體經(jīng)歷了兩個階段的內(nèi)陸湖盆演化。其中上三疊統(tǒng)延長組是第一個階段，延長組沉積后，在晚印支運動的影響下，盆地抬升，延長組頂部即長1遭受風化剝蝕，形成古剝蝕面。剝蝕面上的河流沉積構(gòu)成了下侏羅統(tǒng)的早期沉積，盆地進入第二個坳陷演化階段。下侏羅統(tǒng)早期沉積與該時期的凹凸不平地表形態(tài)相關(guān)，沉積類型以辮狀河沉積體系和沖積扇體為主。經(jīng)過長期的河流侵蝕和沉積作用，至延9期，古剝蝕面的格局已發(fā)生較大變化;延9期盆地的中部和東南部相對沉降，河流開始向沉降處聚集，形成湖泊，范圍分布于安塞－志丹－吳旗－甘泉等地區(qū)域內(nèi)。該期盆地的沉積類型包括湖泊沉積和圍繞湖盆的三角洲沉積，以及上游的河流沉積。延9期后盆地沉積環(huán)境延續(xù)了延9期的特點。延6期后，由于盆地抬升，基準面提高，河流下切侵蝕作用減弱，沉積作用增強，三角洲沉積不斷向湖區(qū)推進，湖盆的面積大幅縮減。延5期三角洲平原上河道相互交織，水下分流河道向前推進，大量碎屑物質(zhì)被帶入湖泊，湖區(qū)進一步縮小。(見表1)

由早侏羅世沉積演化歷程可知，盆地中延9地層的沉積體系包括河流相、三角洲相和湖泊相。在盆地內(nèi)的不同位置，同屬延9期沉積的地層，由于沉積環(huán)境、構(gòu)造演化的差異，往往表現(xiàn)為不同的沉積相類型。

2 沉積相劃分依據(jù)

2.1 沉積巖顏色

研究區(qū)內(nèi)延9地層的砂巖主要為灰色和灰白色，泥巖多為黑色，可見植物化石。從巖心中砂巖和泥巖的顏色中可以看出，研究區(qū)地層的沉積環(huán)境表現(xiàn)為弱氧化環(huán)境，而泥巖沉積于弱還原環(huán)境中，故研究區(qū)地層的兼有水上沉積和淺水沉積的特點。

2.2 沉積巖類型

沉積巖類型可以反映沉積環(huán)境和沉積時的水動力條件，不同類型的沉積巖在空間上呈現(xiàn)的組合關(guān)系，也可以反推沉積相和沉積微相的類型。

研究區(qū)砂砂質(zhì)沉積包括含礫粗砂巖，細砂巖、粉砂巖。含礫粗砂巖發(fā)育于砂質(zhì)厚層沉積旋回的下部，中細砂巖發(fā)育于中部，細砂、粉砂巖發(fā)育于上部。砂巖顆粒整體較粗，表明沉積水動力較強;泥質(zhì)沉積有粉砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖和煤，泥巖中可見植物化石。泥質(zhì)沉積在沉積序列上位于砂層沉積旋回的頂部，以泥巖和煤層為界，可將砂質(zhì)沉積劃分為多個小旋回，而炭質(zhì)泥巖、煤與厚層砂質(zhì)沉積共生是三角洲平原亞相的重要特征之一。

表1 鄂爾多斯盆地下侏羅統(tǒng)沉積演化

2.3 沉積構(gòu)造

沉積構(gòu)造能較好的反映沉積物沉積時的水動力環(huán)境，在成巖作用過程中，其受到的影響很小，基本能夠保持原生的狀態(tài)，所以經(jīng)常被看做是分析、判別沉積相的重要標志。通過巖心觀察，定邊地區(qū)延9地層發(fā)育有以下幾種沉積構(gòu)造:

水平層理，主要發(fā)育于泥巖和粉砂質(zhì)泥巖等細粒沉積中，一般認為其形成于靜水或者低能量的水動力環(huán)境中，多出現(xiàn)于沉積旋回的頂部;

平行層理(見圖1a)，主要出現(xiàn)在細砂巖以上的粗粒砂質(zhì)沉積中，由相互平行的水平紋層狀砂組成，顆粒大小不同的紋層相互疊覆，一般沉積于水動力較強的高能沉積環(huán)境中，位于沉積旋回的中上部;

塊狀層理(見圖1b)，反映了水動力環(huán)境較強、沉積物豐富，沉積體快速堆積的沉積過程，在中、粗砂巖中最常見。塊狀層理內(nèi)部可見礫石，礫石大小不一，棱角明顯，分選性和磨圓度均較差，塊狀層理多發(fā)育在砂層沉積旋回的中下部分;

沖刷面(見圖1c)，分布在含礫粗砂巖層下部，沖刷面中常有大量礫石，以泥礫為主，缺少細顆粒的沉積物，表明沖刷面處水動力很強，只有比重較大的礫石堆積。沖刷面多出現(xiàn)在一個完整沉積旋回的最低部。

圖1 研究區(qū)延9沉積巖沉積構(gòu)造

3 沉積微相特征以及沉積相展布特征

3.1 沉積微相特征

綜合研究區(qū)沉積巖顏色、類型和沉積構(gòu)造的特點，結(jié)合前人在定邊地區(qū)下、中侏羅統(tǒng)沉積演化研究所取得的成果和認識，我們將定4930井區(qū)延9期的沉積相確定為三角洲相，進一步根據(jù)沉積巖組合、煤層的發(fā)育確定研究區(qū)延9為三角洲平原亞相。

研究區(qū)沉積相亞相為三角洲平原相，依據(jù)三角洲平原亞相的微相構(gòu)成，結(jié)合研究區(qū)的巖心、測井等資料，分析得出研究區(qū)主要包括分流喝道、天然堤、決口扇和沼澤。

3.1.1 分流河道

又稱分支河道或者分流河床。分流河道的沉積模式和沉積特征與河流相沉積中的河床沉積類似，以砂質(zhì)沉積為主，可發(fā)育邊灘和點砂壩，其構(gòu)成三角洲平原亞相沉積的骨架。在垂向上，呈現(xiàn)多個下粗上細的正韻律沉積旋回的疊加，旋回底部可見沖刷面，發(fā)育沖刷－充填構(gòu)造和薄層礫石堆積，上部依次沉積含礫粗砂巖、粗砂巖、中砂巖、細砂巖和粉砂巖，整體粒度比鄰近的沉積微相粗，常見板狀交錯層理和槽狀交錯層理。研究區(qū)的分流河道微相主要沉積灰色、灰白色的含礫粗砂巖、中細砂巖和粉砂巖，砂體厚度大，常為兩到三個正韻律旋回疊置(2b)。

3.1.2 天然堤

洪水期河流水位升高，溢出河道，其攜帶的細粒物質(zhì)沿著河床兩岸沉積，形成天然堤。隨著河流水位的提高，天然堤也相應(yīng)加高，其最大高度可以反映河流的最高水位。天然堤一般與河床平行，沉積物比河道沉積細，以細砂和粉砂質(zhì)沉積為主，在垂向上呈現(xiàn)砂層和泥層的薄互層，整體為下粗上細的正韻律，常見波狀交錯層理和槽狀交錯層理(見圖2a)。

3.1.3 決口扇

洪水期河水沖開天然堤，水流攜帶沉積物由決口處流向河道外側(cè)，砂、泥等沉積物在缺口處堆積，形成扇形的沉積體和大面積的席狀砂。決口扇常發(fā)育于河道邊緣，向漫灘變薄尖滅，在剖面上呈透鏡狀。決口扇沉積物的粒度比河床沉積物細，比天然堤粗，主要為細砂巖與粉砂巖，發(fā)育交錯層理和水平層理。

3.1.4 沼澤

沼澤是處于三角洲平原分流河道之間的低洼積水地區(qū)，水體停滯，生長有大量的植物。沼澤沉積和分支河道是三角洲平原相的主體，其沉積物為暗色、黑色的有機質(zhì)粘土、褐煤、泥炭，并夾有洪泛時期沉積的薄層粉砂。在對三角洲平原相地層進行劃分時，分布范圍廣，層位穩(wěn)定的沼澤有機質(zhì)沉積可作為地層劃分、對比的標志層，其分布也可指示三角洲平原亞相的范圍(見圖3b)。研究區(qū)沼澤沉積主要為炭質(zhì)泥巖、有機質(zhì)粘土和煤。

圖2 沉積微相與電性特征

3.2 沉積相平面展布特征

研究區(qū)中侏羅統(tǒng)延安組為水上沉積體系，延10為沖積扇－河流沉積體系，主要沉積體為沖積扇和辮狀河道砂層，延9－延4+5為三角洲平原沉積體系，主要沉積體為分流河道砂體和沼澤泥質(zhì)。經(jīng)過富縣及延10期的河流侵蝕、堆積作用，早侏羅世溝壑縱橫的古地貌形態(tài)發(fā)生了較大變化，高地等正地形被夷平，河谷填平補齊，至延9期定邊南部地區(qū)的沉積環(huán)境已演化為沼澤化的平原環(huán)境，并發(fā)育多條南北向、北西－南東向的河流，自北向南流經(jīng)本區(qū)，最終匯入湖泊。由于沉積地形平緩，故三角洲平原的河流類型為網(wǎng)狀河，河流水動力較弱，沉積作用較強，當沉積物淤積河床時，河流常見分叉、改道，所以研究區(qū)分流河道沉積寬度和厚度較大。網(wǎng)狀河道間為面積廣大的沼澤，與分流河道微相構(gòu)成三角洲平原的主體。

圖3 研究區(qū)延9儲層各小層沉積微相分布圖

根據(jù)研究區(qū)沉積相類型和沉積特征，分別繪制了延9三個小層的沉積微相平面圖(見圖3a，3b，3c)。與剖面圖反映的層間特征一致，研究區(qū)延9主要發(fā)育分流河道、天然堤和沼澤微相，其中延92小層河道砂體沉積發(fā)育最好，幾乎展布全區(qū)，并沉積了東南部的河道間沉積顯示有兩條河流流經(jīng)研究區(qū)，較厚的河道砂體。由于主河道遷移，延912小層的分流河道微相規(guī)模變小(見圖3b)，兩側(cè)主河流的支流在研究區(qū)中部交匯，沉積了小規(guī)模的河道砂，北部和南部為大面積的沼澤微相。延912小層主要以沼澤微相為主，分流河道為小型支流，只在小范圍內(nèi)沉積了薄層的砂層。

4 結(jié)語

(1)定4930井區(qū)延9期的沉積相確定為三角洲相，進一步根據(jù)沉積巖組合、煤層的發(fā)育確定研究區(qū)延9為三角洲平原亞相。延9包括的微相有分流河道，天然堤，決口扇以及沼澤。

(2)延92小層河道砂體沉積發(fā)育最好，河道砂體較厚;延912小層的分流河道微相規(guī)模變小，延912小層主要以沼澤微相為主，分流河道為小型支流，只在小范圍內(nèi)沉積了薄層的砂層。

［1］周凱，魏延平，張昂昂，等.鄂爾多斯盆地侏羅系地層劃分與對比.遼寧化工.2011－3－40－3.

［2］趙俊峰，劉池洋，趙建設(shè)，等.鄂爾多斯盆地侏羅系直羅組沉積相及其演化.西北大學學報(自然科學版).2008－6－38－3.

［3］郭泳妤，吳少波，熊哲.鄂爾多斯盆地定邊地區(qū)延9延10長1標志層特征及其成因.延安大學學報(自然科學版).2012－12－31－4.

［4］宋凱，呂劍文，凌升階，等.鄂爾多斯盆地定邊——吳旗地區(qū)前侏羅紀古地貌與油藏古地理學報.2003－11－5－4.

［5］劉小琦，王宏亮，張永旺.鄂爾多斯盆地甘谷驛油田東部長6儲層沉積微相研究.天然氣地球科學.2007－2－18－1.

［6］余秋華，李相明.安塞王窯南地區(qū)長612儲層沉積微相研究.內(nèi)蒙古石油化工.2007－9.