馮地坑-洪德地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)6沉積相特征研究

李 浩，羅順社，王 維，劉 俊

(1.西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系 /大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069;2.長(zhǎng)江大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州434023;3.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司，陜西 西安 710018)

鄂爾多斯盆地是我國(guó)第二大沉積盆地，蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源。三疊系總體為一西翼陡窄東翼寬緩的不對(duì)稱南北向矩形盆地，盆地邊緣斷裂褶皺較發(fā)育，而盆地內(nèi)部構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，地層平緩，一般不足 1°[1-2]。馮地坑 -洪德地區(qū)位于鄂爾多斯盆地的西部，在區(qū)域構(gòu)造上西接天環(huán)坳陷，東鄰伊陜斜坡，工區(qū)包括北起馮地坑北部池401井，南至洪德，東至王盤山，西達(dá)麻黃山(見(jiàn)圖1)。按沉積旋回將延長(zhǎng)組從上到下劃分為10個(gè)油層組[3]，其中長(zhǎng)6油組是主力油層之一[4]，厚約 105～130 m。采用標(biāo)志層 ～旋回分析法，將長(zhǎng)6油層組再細(xì)分為長(zhǎng) 61、長(zhǎng) 62和長(zhǎng) 63三個(gè)小層。在晚三疊系延長(zhǎng)時(shí)期，鄂爾多斯盆地為一大型內(nèi)陸淡水湖盆，經(jīng)歷了完整的湖進(jìn)一湖退過(guò)程。長(zhǎng)6油層組沉積期湖盆發(fā)展由盛轉(zhuǎn)衰，從長(zhǎng) 63、長(zhǎng) 62到長(zhǎng)61湖盆范圍逐漸縮小。砂體呈北西向、北東向展布，連通性較好。自下往上砂體發(fā)育程度逐漸增高，東北方向物源的供給也逐漸充足。總體上，體現(xiàn)出向上變細(xì)的正粒序旋回，構(gòu)成一個(gè)完整的水進(jìn)的退積序列。

1 沉積環(huán)境判別標(biāo)志

1.1 巖石學(xué)特征

研究區(qū)長(zhǎng)6油組時(shí)期，巖石類型包括泥巖、粉砂巖、細(xì)粒砂巖和中粒砂巖，發(fā)育的砂巖類型主要為長(zhǎng)石砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖(見(jiàn)圖2)。砂巖的礦物成分特征表現(xiàn)為:石英含量20% ～45%，長(zhǎng)石含量45% ～65%，巖屑含量 10% ～25%;雜基成分以高嶺石、綠泥石和云母為主。砂巖的顏色以灰色、灰綠色及褐灰色為主。砂巖顆粒磨圓程度差，多為次棱角狀，少見(jiàn)次圓狀，分選差到中等，顆粒支撐為主。這些特征表明研究區(qū)砂巖的礦物成熟度普遍較低，屬于沉積水體能量較低、弱還原環(huán)境的產(chǎn)物。

1.2 沉積構(gòu)造特征

流動(dòng)成因的構(gòu)造主要有平行層理、水平層理、板槽狀交錯(cuò)層理、透鏡狀層理、粒序?qū)永?、波狀層理。層面?gòu)造主要為底沖刷構(gòu)造，砂巖底面起伏不平，其中見(jiàn)大量沖刷泥礫，指示單向水流特征。同生變形構(gòu)造主要有滑塌變形構(gòu)造、包卷層理、砂枕或砂球構(gòu)造。這些沉積構(gòu)造均反映了曲流河三角洲的沉積特征。

圖1 鄂爾多斯盆地構(gòu)造與研究區(qū)位置圖

圖2 馮地坑-洪德地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)6砂巖分類圖

1.3 古生物標(biāo)志

古生物化石比較單調(diào)，砂巖和泥巖中主要含較多的植物碎屑、莖桿及葉片印模。雖然總體上植物碎屑相對(duì)較多，但巖心中也反應(yīng)出了從北部向南部植物碎屑的數(shù)量逐漸減少、個(gè)體大小變小的特征，這些可從側(cè)面反映出本區(qū)沉積物由北向南搬運(yùn)，且可能有較短的搬運(yùn)距離。

1.4 測(cè)井相標(biāo)志

長(zhǎng)6油層組測(cè)井曲線的幅度以中、低幅為主，且以低幅所占比例最大，這顯然與沉積物粒度較細(xì)有關(guān)。突變式接觸在本區(qū)很發(fā)育，尤其是底部突變更為常見(jiàn)，反映沉積體沉積前后水動(dòng)力條件和沉積物供應(yīng)類型的劇烈變化。頂部漸變式較多見(jiàn)，指示沉積介質(zhì)水動(dòng)力強(qiáng)度的逐漸減小和(或)相對(duì)粗粒沉積物供給的減少。測(cè)井曲線的光滑程度有微齒和齒化二種，尤以微齒較為常見(jiàn)，表明砂巖具中等程度的分選性。砂巖測(cè)井曲線的形狀有鐘形、箱形、漏斗形、中 -低幅指狀指形、微齒形或直線形以及復(fù)合型[5]。

2 沉積相類型及特征

綜合以上沉積特征分析認(rèn)為，長(zhǎng)6發(fā)育湖成曲流河三角洲(圖3-圖5)，曲流河三角洲發(fā)育三角洲平原和三角洲前緣兩種亞相[6]。

2.1 三角洲前緣各微相特征

研究區(qū)三角洲前緣砂體以細(xì)砂-粉砂為主，發(fā)育有水下分支河道、支流間灣、水下天然堤、河口砂壩和前緣席狀砂5種微相。

2.1.1 水下分支河道微相

水下分支河道為陸上分支河道的水下延伸部分。在向海延伸過(guò)程中，河道加寬，深度減小，分叉增多，流速減緩，堆積速度增大[7]。沉積物以淺灰色、灰色的細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖為主，泥質(zhì)較少。河道中可見(jiàn)大量的交錯(cuò)層理、波狀層理及沖刷-充填構(gòu)造，并局部可見(jiàn)層內(nèi)的變形構(gòu)造。自然電位曲線特征為低至中幅微齒或齒化鐘形，有時(shí)呈箱形或兩者的復(fù)合[8]。粒度頻率累計(jì)曲線均表現(xiàn)為兩段式，顯示出砂巖碎屑物質(zhì)主要由跳躍總體與懸浮總體組成，缺少滾動(dòng)總體。

圖3 馮地坑-洪德地區(qū)長(zhǎng)6 1沉積相平面展布圖

圖4 馮地坑-洪德地區(qū)長(zhǎng)6 2沉積相平面展布圖

2.1.2 水下天然堤微相

水下天然堤是陸上天然堤的水下延伸部分，分布于水下分支河道兩側(cè)，沉積物為極細(xì)的的砂和粉砂。粒度概率曲線基本上只含有懸浮總體特征，常具有少量的粘土夾層。沉積構(gòu)造有波狀層理、交錯(cuò)層理、包卷層理等，并可見(jiàn)植物碎屑和生物鉆孔。其電性特征為河道砂體上部連續(xù)變細(xì)的鐘形曲線細(xì)尾部分，很少單獨(dú)出現(xiàn)。

2.1.3 支流間灣微相

支流間灣以深灰色泥巖沉積為主，含少量的粉砂或細(xì)砂。常呈泥巖夾薄層的砂巖。發(fā)育水平層理、透鏡狀層理及脈狀層理，局部可見(jiàn)浪成波痕和植物殘屑等，生物鉆孔較發(fā)育。電測(cè)曲線為微齒化或平滑的曲線。

圖5 馮地坑-洪德地區(qū)長(zhǎng)6 3沉積相平面展布圖

2.1.4 河口砂壩微相

河口砂壩位于水下分支河道的河口處，沉積速率較大。由于水流的反復(fù)沖刷淘選砂質(zhì)較純，而且分選性較好，主要為一些細(xì)砂和粉砂組成?？梢?jiàn)槽狀交錯(cuò)層理，局部可見(jiàn)水流或波浪成因的波痕。測(cè)井曲線形態(tài)以微齒或光滑的漏斗形或指形為主，或漏斗形一箱形的復(fù)合型。

2.1.5 前緣席狀砂微相

前緣席狀砂是河口砂壩受波浪流水淘洗和篩選，并發(fā)生側(cè)向遷移形成的。本區(qū)席狀砂沉積以細(xì)砂和粉砂為主，一般砂質(zhì)較純、分選好。沉積構(gòu)造包括交錯(cuò)層理、砂紋層理及水平層理等。測(cè)井曲線形態(tài)為指狀。

2.2 三角洲平原各微相特征

研究區(qū)三角洲平原沉積砂體以細(xì)砂和粉砂為主，最粗可達(dá)到中砂級(jí)，其中可見(jiàn)到分支河道微相，陸上天然堤微相及沼澤微相。

2.2.1 分支河道微相

分支河道微相構(gòu)成三角洲平原亞相的沉積骨架。本區(qū)分支河道砂體以淺灰色，灰色中-細(xì)粒砂巖，粉細(xì)砂巖為主，垂向上多表現(xiàn)為多層正韻律砂體的復(fù)合疊加，向上粒度由粗變細(xì)的正粒序結(jié)構(gòu);砂體底部發(fā)育明顯的沖刷面和泥巖礫石，層理類型主要有平行層理，槽狀交錯(cuò)層理和砂紋層理等。自然電位曲線常呈鐘形，箱型或鐘形與箱型的復(fù)合型。粒度頻率累計(jì)曲線均表現(xiàn)為兩段式，顯示出砂巖碎屑物質(zhì)主要由兩種組分組成即，跳躍總體與懸浮總體，缺少滾動(dòng)總體。

2.2.2 陸上天然堤微相

此種微相主要發(fā)育于分支河道兩側(cè)，尤其在曲流河河道的凹岸更為發(fā)育，主要成分為粉砂巖，粉砂質(zhì)泥巖與泥巖薄層的互層，略具向上變細(xì)變薄的粒序性。層內(nèi)主要發(fā)育砂紋層理，波狀層理和水平層理，且可見(jiàn)一些生物鉆孔比較發(fā)育。

2.2.3 沼澤微相

沼澤微相在曲流河三角洲平原亞相中占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，它是三角洲平原各微相中比較發(fā)育的一種微相。此微相在工區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為以河漫沼澤為主，其中主要發(fā)育一些灰色，深灰色，灰黑色的泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，厚度變化較大。沉積構(gòu)造以水平層理為主。含有大量的植物炭化植物碎屑，生物擾動(dòng)構(gòu)造與生物鉆孔構(gòu)造在本種微相也較為發(fā)育。測(cè)井曲線主要為一些低幅度的齒狀或光滑曲線。

3 沉積模式

通過(guò)對(duì)工區(qū)長(zhǎng)6油層組時(shí)期沉積相特征的研究，并結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景，建立長(zhǎng)6油層組沉積模式見(jiàn)圖6。由圖6可知，長(zhǎng)6油層組沉積時(shí)期工區(qū)發(fā)育了曲流河三角洲相。三角洲砂體自北西和北東及盆地的西部邊緣三個(gè)方向推進(jìn)，發(fā)育六種微相。南部為前緣亞相，西部和北西方向的砂體部分交匯于工區(qū)中西部，而東部的河道則主要表現(xiàn)為沿北東 -南西方向呈條帶狀，依次排開。另外，三角洲前緣亞相中水下分支河道微相均由中細(xì)粒細(xì)砂、粉砂巖組成，說(shuō)明河流入湖時(shí)以細(xì)粒沉積物為主。通過(guò)構(gòu)造研究分析，可知當(dāng)時(shí)的沉積中心應(yīng)該位于工區(qū)的西南部，即劉峁塬地區(qū)附近。

圖6 馮地坑-洪德地區(qū)長(zhǎng)6沉積模式圖

4 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)6油層組時(shí)期，鄂爾多斯盆地馮地坑-洪德地區(qū)屬于氣候潮濕、地勢(shì)平坦的河流一湖泊過(guò)渡沉積環(huán)境，發(fā)育了一套曲流河三角洲沉積體系沉積體系。曲流河三角洲相發(fā)育三角洲前緣和三角洲平原2種亞相，前者可劃分為水下分支河道、水下天然堤、支流間灣、河口砂壩和前緣席狀砂五種微相，后者發(fā)育分支河道微相，陸上天然堤微相及沼澤微相。

根據(jù)研究區(qū)沉積體系和平面展布特征，建立了長(zhǎng)6油層組沉積體系的沉積模式。

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