鄂爾多斯盆地白河區(qū)早中侏羅世沉積相及其與油氣運聚的關(guān)系

袁 偉，周曉星，武富禮，趙思遠

（西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安710065）

鄂爾多斯盆地白河區(qū)位于吳倉堡的西部，在構(gòu)造位置上屬于陜北斜坡的中西部。三疊系末期，由于受印支運動的影響，鄂爾多斯盆地整體隆升并遭受了不同程度的風(fēng)化剝蝕，形成了前侏羅系溝壑交錯的古地貌形態(tài)［1－5］。在此地貌上發(fā)育了甘陜、寧陜、蒙陜等幾條大的主河道及一系列的分支河道［1－2］，白河區(qū)處于寧陜古河和蒙陜古河交匯的位置。研究區(qū)延安組地層平緩，構(gòu)造不發(fā)育，其油藏規(guī)模小，但油層物性好，產(chǎn)能高，具有“小而肥”的特點［6－7］。延安組油藏的運移、聚集和保存都受到古地貌條件、沉積微相等因素控制［8］。因此，本文旨在對研究區(qū)前侏羅紀古地貌，早中侏羅世富縣組、延10和延9油層組的沉積相進行研究，弄清楚沉積相、沉積微相的類型及其分布與演化，分析砂體的展布，進而探討沉積相與油氣富集的關(guān)系，這對該區(qū)的進一步勘探開發(fā)具有重要意義。

1 地層特征

研究區(qū)鉆遇的地層為中生界三疊系延長組和侏羅系富縣組、延安組、直羅組、洛河組，及白堊系和新生代地層。其中延長組和延安組由下而上均可劃分為10個油層組，即長10－長1油層組和延10－延1油層組［3，5］。三疊系地層和侏羅系地層之間由于印支運動的影響而出現(xiàn)沉積間斷，下侏羅統(tǒng)富縣組不整合于上三疊統(tǒng)延長組之上［1－4］。由于前侏羅系古地貌特征及古河道的影響，這種不整合關(guān)系也存在著差異。在古河道發(fā)育的地方，對下覆延長組地層的切割較深，長1油層組被完全侵蝕，富縣組地層與長2不整合接觸；在古河道不發(fā)育的地方，下覆地層的被切割程度較輕，長1油層組還有不同程度的殘余，富縣組地層與長1不整合接觸。在富縣組地層之上，發(fā)育中侏羅統(tǒng)延安組地層，兩者為連續(xù)沉積。延10期，河流在富縣組充填沉積的基礎(chǔ)上繼續(xù)填平補齊，但其程度已經(jīng)很微弱了，至延10期末，區(qū)域地貌開始趨于平緩。因此，在此基礎(chǔ)上沉積的延9地層厚度變化不是很大。

2 古地貌特征

三疊紀延長期之后，鄂爾多斯盆地由于印支運動的影響，地層整體抬升，開始遭受風(fēng)化剝蝕，形成了高低相間的古地貌特征［1－4］?？筛鶕?jù)地層厚度等值線圖、砂巖累積厚度等值線圖來描繪當(dāng)時的古地貌形態(tài)［3，9］。另外，根據(jù)砂巖累積厚度等值線圖、地層厚度等值線的變化趨勢，可指示地形的變化趨勢［9］。通常而言，等值線向上游方向有不斷變窄的趨勢，越向下游則越寬，說明上游的地勢陡，下游的地勢相對要緩，支流與主流間交匯的銳角一般指向下游方向［3］。根據(jù)上述原則與方法，編制了研究區(qū)延長組長1、長2的殘余地層厚度圖（圖1），恢復(fù)了白河區(qū)前侏羅紀的古地貌特征。從長1、長2的殘余地層厚度圖中可以看出，研究區(qū)延長組上部地層遭受了強烈侵蝕切割作用，形成了溝谷相間的古地貌格局。根據(jù)古地貌的形態(tài)特征，將其劃分為了侵蝕古河道、侵蝕緩坡帶和殘余高地三種古地貌單元。

研究區(qū)延長組長1地層大部分被剝蝕，只在研究區(qū)東北部、東南部和西南部少量殘余，其余地區(qū)零星分布，且地層殘余厚度較薄，基本都小于30 m。長1地層被剝蝕完之后，長2地層繼續(xù)遭受剝蝕，因此長2地層的被剝蝕區(qū)與長1基本相似。長2殘余地層厚度相差較大，在10幾米到100多米之間。長1、長2殘余地層厚度的分布規(guī)律顯示出了古河道的發(fā)育情況。在研究區(qū)的西南部為一條較寬的古河道，呈北西－南東向展布，靠其東北方向發(fā)育多條較窄的支流。

3 沉積相的劃分

圖1 白河區(qū)延長組殘余地層厚度分布

根據(jù)巖性和測井曲線特征，對研究區(qū)的沉積相、微相類型進行了識別與劃分。研究區(qū)富縣組－延10油層組的測井曲線具有非常明顯的下粗上細二元結(jié)構(gòu)，其底層沉積發(fā)育良好、砂體厚度較大，頂層沉積發(fā)育厚度較小，為典型的辮狀河沉積，其沉積微相進一步可劃分為河道砂壩、心灘、河漫灘及河漫沼澤；延9油層組總體上表現(xiàn)為砂體不發(fā)育，泥巖厚度相對較大，且有煤線發(fā)育，為三角洲平原沉積，其沉積微相劃分為分流河道和分流間灣。

從貫穿研究區(qū)北西－南東的沉積相剖面圖（圖2）中可以看出，富縣組是在前侏羅紀凹凸不平的地貌上填平補齊沉積而形成的，其地層厚度變化較大，在侵蝕古河道的位置上，發(fā)育辨狀河道沉積，其沉積厚度大，由古河道向兩側(cè)延伸方向沉積厚度逐漸變薄。由于辮狀河道容易發(fā)生遷移和改道，不同期次的河道相互疊加，砂體連片發(fā)育，在廢棄河道之上及殘余高地處發(fā)育河漫沉積。這些細粒的泥巖在下一期的河道沉積中，又可能被侵蝕，在總體上形成砂包泥的格局。延10期仍為河道充填，但由于經(jīng)歷了整個富縣期的填平補齊，地勢已變得相對平緩，河流能量變?nèi)酰臑┖秃勇练e相間，砂體連通性變差，在殘余高地處形成的漫灘表現(xiàn)出砂體變薄甚至間斷。延9期，盆地下降，湖面擴大，研究區(qū)從河流沉積逐漸演化為三角洲平原沉積，其上發(fā)育的分流河道砂體厚度小，呈透鏡體展布，分流間灣沉積則非常發(fā)育。

4 沉積相展布與演化

4．1 富縣期

由于三疊紀末構(gòu)造抬升強烈，研究區(qū)在富縣期河谷下切作用劇烈［1－4］，充填沉積特征明顯，主要發(fā)育辮狀河沉積。沉積相的平面展布與長1、長2殘余地層厚度分布基本相似（圖1）。主河道沿著侵蝕河谷呈北西－南東向展布，并發(fā)育有北西－南東向和北東－南西向的兩條支流，河漫灘或河漫沼澤則主要分布在殘余高地處。該時期地形高低差異較大，水動力較強，因此在辮狀河道中沉積了巨厚的砂巖。這些砂巖堆積的速度快，泥砂混雜，分選性差，顏色為雜色［10］。

圖2 白河區(qū)W51～Z3－1沉積相剖面

4．2 延10期

富縣期沉積之后，溝谷相間的地貌格局基本被填平補齊，地形高差減小，水動力減弱，在此基礎(chǔ)上形成了北西－南東向相互交錯的辮狀河沉積體系（圖3A）［11－12］。巖性以砂礫質(zhì)為主，沉積厚度大?？v向上一般有兩個由含礫粗砂巖到泥巖的正韻律旋回組成，表明河道經(jīng)歷了兩次遷移，在河道旋回的頂部常見煤層。辮狀河道兩側(cè)有河漫沼澤、河漫灘和洪泛平原等沉積微相發(fā)育，特別在支流與干流交匯處，常形成較厚的泥質(zhì)巖沉積。

4．3 延9期

受構(gòu)造作用的影響，盆地在該期出現(xiàn)較大幅度的沉降，盆內(nèi)積水形成湖泊，隨后積水面積向西北方向擴大，湖水達到王洼子地區(qū)，為最大湖侵期［5，13］。盆內(nèi)高地、殘丘等正地形消失，普遍接受河湖三角洲沉積。研究區(qū)在延9期由富縣期、延10期的辮狀河沉積演變成了三角洲平原網(wǎng)狀砂質(zhì)分流河道沉積，呈北西－南東向展布（圖3B），其河道范圍減小，砂體變薄。分流河道之間，廣泛發(fā)育三角洲平原含煤沼澤沉積。

圖3 白河區(qū)延安組沉積相平面分布

5 沉積相與油氣運聚的關(guān)系

研究區(qū)侏羅系富縣組－延9油層組油源為下部延長組長7黑頁巖，前人研究表明［14－15］，延長組長7烴源巖存在異常高的過剩壓力，它為油氣向上部侏羅系地層的運移提供了動力（圖4）。富縣組辮狀河道的強烈下切作用切穿了長1油層組的區(qū)域性泥巖蓋層，沉積了巨厚的雜色砂巖。這些砂巖與長1油層組的泥巖相比，孔、滲較好，封蓋能力差，更有利于儲層流體的運移，因此，富縣組下切河道的巨厚砂巖成為了下部過剩壓力的泄壓口。油氣在過剩壓力及浮力的驅(qū)動下，通過泄壓口進入富縣組地層。富縣期、延10期沉積的辮狀河道砂體相互疊置，連通性好，為油氣向上運移至延10、延9地層的通道。研究區(qū)油藏主要分布在延10、延9油層組，其構(gòu)造較平緩，只發(fā)育小幅的鼻狀隆起，油藏主要受沉積相帶展布的控制。延10期、延9期的河道砂體是油氣富集的有利沉積相帶，延9最大湖泛期沉積的三角洲平原煤系沼澤，為油藏提供了良好的保存條件。

圖4 侏羅系富縣組－延9油層組沉積相與油氣富集關(guān)系

6 結(jié)論

（1）通過繪制延長組長1、長2油層組的殘余地層厚度圖，恢復(fù)了白河區(qū)的古地貌特征，并將其劃分為侵蝕古河道、侵蝕緩坡帶和殘余高地三種古地貌單元。

（2）富縣期和延10期主要發(fā)育辮狀河沉積，延9期為三角洲平原沉積。

（3）通過分析沉積相與油氣富集的關(guān)系，認為富縣組的巨厚砂體是下部過剩壓力的泄壓口，是下部油氣向延安組運移的主要通道；延10、延9油藏主要受沉積相帶的控制，河道砂體為油氣富集的有利沉積相帶，三角洲平原煤系沼澤為其良好的蓋層。

［1］時志強，韓永林，趙俊興，等．鄂爾多斯盆地中南部中侏羅世延安期沉積體系及巖相古地理演化［J］．地球?qū)W報，2003，24（1）：49－54．

［2］王東東，邵龍義，李智學(xué)，等．陜北地區(qū)中侏羅世延安期古地理特征［J］．古地理學(xué)報，2012，14（4）：451－460．

［3］劉犟，李鳳杰，侯景濤，等．鄂爾多斯盆地吳起地區(qū)下侏羅統(tǒng)富縣組沉積相特征［J］．巖性油氣藏，2012，24（3）：74－77．

［4］孟立娜，李鳳杰，方朝剛，等．鄂爾多斯盆地吳起地區(qū)侏羅紀早中期河流沉積及油氣分布［J］．西安石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，27（6）：1－6．

［5］卜軍，李文厚，曾明，等．鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)中侏羅統(tǒng)延9油層組儲層成巖作用及對孔隙的影響［J］．石油地質(zhì)與工程，2010，24（3）：24－27．

［6］柴方園，丁曉琪，樂錦波，等．麻黃山西區(qū)塊延安組沉積相特征研究［J］．石油地質(zhì)與工程，2010，24（6）：29－33．

［7］劉聯(lián)群，劉建平，李勇，等．鄂爾多斯盆地彭陽地區(qū)侏羅系延安組油氣成藏主控因素分析［J］．地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報，2010，32（3）：263－267．

［8］王碧濤，李化斌，沈煥文，等．陜北地區(qū)侏羅系油藏古地貌特征與油氣富集規(guī)律研究［J］．石油化工應(yīng)用，2011，30（10）：57－59．

［9］趙俊興，陳洪德．鄂爾多斯盆地侏羅紀早中期甘陜古河的演化變遷［J］．石油與天然氣地質(zhì)，2006，27（2）：152－158．

［10］樊成．鄂爾多斯盆地吳旗油田區(qū)域沉積巖相研究與分析［J］．石油化工與應(yīng)用，2009，28（3）：30－35．

［11］郭強，夏玲燕，侯寶寧，等．陜北斜坡中部TBC地區(qū)侏羅系延安組延10與延9沉積相研究［J］．西北地質(zhì)，2009，42（2）：89－93．

［12］李旦，葛芷淵，程小兵．志丹油田侏羅紀沉積前古地貌特征與延10油藏分布［J］．西北地質(zhì)，2006，39（3）：55－58．

［13］李鳳杰，王多云，劉自亮，等．鄂爾多斯盆地華池地區(qū)中侏羅統(tǒng)延安組延9油層組河流沉積及演化［J］．古地理學(xué)報，2009，11（3）：275－283．

［14］李興文，李仲東，郭敏，等．鄂爾多斯麻黃山西區(qū)中生界過剩壓力與油氣關(guān)系［J］．石油勘探與開發(fā)，2011，38（3）：294－298．

［15］楊飏，郭正權(quán)，黃錦繡，等．鄂爾多斯盆地西南部延長組過剩壓力與油藏的關(guān)系［J］．地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報，2006，28（2）：49－52．