鄂爾多斯盆地延長組長101期沉積特征

丁　熊，田景春，姚涇利，余杭航，李映宏（.成都理工大學博士后流動站，成都60059；.西南石油大學地球科學與技術學院，成都60500；3.中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，西安7008；4.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室，西安7008）

鄂爾多斯盆地延長組長101期沉積特征

丁熊1，2，田景春1，姚涇利3，4，余杭航2，李映宏2
（1.成都理工大學博士后流動站，成都610059；2.西南石油大學地球科學與技術學院，成都610500；3.中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，西安710018；4.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室，西安710018）

鄂爾多斯盆地三疊統(tǒng)延長組長101期發(fā)育河流—三角洲—湖泊沉積體系，河流相中辮狀河道和曲流河道，三角洲相中辮狀水下分流河道、陸上分流河道、水下分流河道和河口壩等沉積均發(fā)育砂巖。在沉積相研究的基礎上，分別對各沉積微相砂巖的沉積特征進行了深入研究。鄂爾多斯盆地西部的辮狀河道、辮狀分流河道及辮狀水下分流河道砂巖主要發(fā)育有沖刷面、槽狀交錯層理、板狀交錯層理和平行層理等，以向上變細的正粒序為主，砂巖粒度概率曲線主要為兩段式或三段式；盆地東部的曲流河道、陸上分流河道、水下分流河道和河口壩砂巖主要發(fā)育有沖刷面、槽狀交錯層理、板狀交錯層理、平行層理和砂紋層理等，以向上變細的正粒序為主，見向上變粗的逆粒序，砂巖粒度概率曲線主要為兩段式或三段式，可見四段式。通過進一步的對比分析，認為盆地內(nèi)長101期辮狀河道、辮狀分流河道、曲流河道和陸上分流河道中砂體較發(fā)育，辮狀水下分流河道、水下分流河道和河口壩砂體次之。

沉積特征；砂巖儲層；長101期；延長組；鄂爾多斯盆地

0　引言

鄂爾多斯盆地是我國第二大含油氣盆地［1-2］，上三疊統(tǒng)延長組是盆地內(nèi)主要的含油氣層系之一［3-6］。近年來，延長組長10油層組勘探不斷取得突破，在陜北地區(qū)長10油層組發(fā)現(xiàn)了多個小而肥的油藏，其中Gao52井試油獲得了64.7 t/d的高產(chǎn)工業(yè)油流，展示了其良好的石油勘探開發(fā)潛力［7］。根據(jù)前人的研究成果，長101期主要儲集巖是來自于河流相、三角洲相等陸相沉積中的砂體［8-9］，但目前對盆地內(nèi)長101期砂巖沉積特征認識不清，這勢必嚴重阻礙長101期乃至整個長10油層組的進一步勘探開發(fā)。鑒于此，筆者對鉆井、錄井、測井及巖心等基礎資料進行分析，深入研究長101期砂巖的沉積類型，剖析河流相中辮狀河道和曲流河道，三角洲相中辮狀水下分流河道、陸上分流河道、水下分流河道和河口壩等砂體的沉積特征，并對比不同沉積微相砂巖的沉積特征，以期為鄂爾多斯盆地長10油層組的下一步勘探開發(fā)提供地質(zhì)依據(jù)。

1　地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地是典型的克拉通盆地，它由5個一級構造單元組成：東西緣分別是逆沖帶、撓褶帶，南部和北部均為隆起區(qū)，中部為寬緩的斜坡，西部為南北展布的向斜帶，總體上顯示為東翼寬緩、西翼陡窄的不對稱矩形盆地［10-11］。根據(jù)巖性組合和含油特征，上三疊統(tǒng)延長組可劃分為5個巖性段和10個油層組［12-13］。位于延長組下部的長10油層組分別與下伏中三疊統(tǒng)紙坊組和上覆長9油層組呈整合接觸，自上而下可以進一步細分為長101、長102和長103共3個地層單元（表1）。上部的長101地層厚度一般為100～120 m，巖性主要為肉紅、灰綠、淺灰色粗?！毩ｉL石砂巖，砂巖中常含濁沸石和方解石膠結物，表面上呈不均勻的麻斑狀，夾灰綠、灰紫色粉砂巖及灰色—深灰色泥巖和砂質(zhì)泥巖。

表1　鄂爾多斯盆地長10油層組特征Table 1The characteristics of Chang 10 oil reservoir set in Ordos Basin

2　沉積相類型及分布特征

2.1沉積相類型

根據(jù)前人研究成果［8-9］，在鄂爾多斯盆地延長組長101期中可識別出河流、三角洲和湖泊3類沉積體系以及辮狀河、曲流河、辮狀河三角洲、曲流河三角洲和湖泊5種沉積相類型，它們的亞相和微相劃分如表2所列。

表2　鄂爾多斯盆地長101期沉積體系與沉積相類型劃分Table 2The sedimentary systems and sedimentary facies division of Chang 101stage in Ordos Basin

2.2沉積相分布特征

通過采用優(yōu)勢相編圖方法［14-15］，繪制出長101期的沉積相平面分布圖，用以研究盆地內(nèi)長101期沉積相的分布特征。

盆地內(nèi)長101期以發(fā)育河流—三角洲—湖泊沉積體系為顯著特征（圖1）。盆地的西半部涇川—鎮(zhèn)原—環(huán)縣—鹽池以西以發(fā)育辮狀河為主，辮狀河向東延伸逐漸過渡為辮狀河三角洲，由北到南依次發(fā)育北西—南東向延伸的華池辮狀河三角洲，以及南西—北東向延伸的慶陽辮狀河三角洲；盆地東半部以發(fā)育曲流河、曲流河三角洲和濱淺湖為主，曲流河主要位于盆地北東部的靖邊—子長地區(qū)，曲流河向南西延伸逐漸過渡為曲流河三角洲，由東向西依次發(fā)育北東—南西向延伸的安塞、志丹和吳起3個曲流河三角洲，以及位于盆地南東部的北東—南西向延伸的黃陵曲流河三角洲。穩(wěn)定湖域分布在太白—宜君一帶，主要表現(xiàn)為濱淺湖沉積。總體上，長101期辮狀河及辮狀河三角洲主要發(fā)育于盆地的西半部，曲流河及曲流河三角洲主要發(fā)育于盆地的東半部。

圖1　鄂爾多斯盆地長101期沉積相平面分布Fig.1Sedimentary facies distribution of Chang 101stage in Ordos Basin

圖2　鄂爾多斯盆地長101期沉積相綜合柱狀圖Fig.2The integrated column of sedimentary facies of Chang 101stage in Ordos Basin

3　河流砂巖沉積特征

如前所述，長101期河流沉積體系可分為辮狀河和曲流河2種類型，它們分別位于鄂爾多斯盆地的西半部和東半部。辮狀河可細分為辮狀河道和河漫2個沉積單元；曲流河可細分為曲流河道、堤岸和河漫3個沉積單元。研究區(qū)砂巖主要發(fā)育于辮狀河道和曲流河道中。

3.1辮狀河道砂巖沉積特征

辮狀河道是辮狀河的骨架相，以粗粒砂質(zhì)沉積物為主。巖性主要為肉紅色含礫粗巖屑長石砂巖、淺灰色粗—細粒巖屑長石砂巖。砂巖成分成熟度較低，結構成熟度中等。單砂體常發(fā)育下粗上細的正粒序，下部一般為肉紅色含礫粗巖屑長石砂巖，上部常為深灰色中—細粒巖屑長石砂巖，單砂體厚度為2～5 m（圖2）。單砂體底部常見沖刷面構造，發(fā)育0.5～3.0 cm的泥礫富集層，屬于河道底部滯留沉積（圖版Ⅰ-1）。單砂體下部由于水動力相對較強，常見塊狀層理，向上水動力減弱，遞變?yōu)槠叫袑永砘虬鍫罱诲e層理。砂巖樣品粒度概率累積曲線以滾動、跳躍和懸浮所組成的三段式為主［圖3（a）］，表明辮狀河道砂體的形成條件是以較強的、向上水動力減弱的單向底流作用為主。

圖3　鄂爾多斯盆地長101期砂巖的典型粒度概率Fig.3Typical grain-size probability of sandstone of Chang 101stage in Ordos Basin

3.2曲流河道砂巖沉積特征

曲流河道為曲流河的下部結構，以堆積砂質(zhì)沉積物為主。巖性主要為淺灰色中—細粒巖屑長石砂巖。砂巖成分成熟度較低，結構成熟度中等。單砂體常發(fā)育下粗上細的正粒序，下部一般為淺灰色含中粒巖屑長石砂巖，上部常為淺灰色細粒巖屑長石砂巖，單砂體厚度為4～5 m（偶見大于5 m）（參見圖2）。單砂體底部常見沖刷面構造，發(fā)育泥礫富集層，屬于河道底部滯留沉積（圖版Ⅰ-2）。單砂體下部由于水動力相對較強，常見塊狀層理，向上水動力減弱，遞變?yōu)椴蹱罱诲e層理（圖版Ⅰ-3）或板狀交錯層理。砂巖樣品粒度概率累積曲線以跳躍和懸浮所組成的兩段式為主［圖3（b）］。表明曲流河道砂體的形成條件是以向上水動力減弱的單向底流作用為主。

4　辮狀河三角洲砂巖沉積特征

辮狀河三角洲是由鄂爾多斯盆地西半部多條入湖辮狀河所攜帶的沉積物快速堆積而形成的，屬于較強烈進積作用的典型河控三角洲，可分為辮狀三角洲平原、辮狀三角洲前緣、前辮狀三角洲3個沉積單元。砂巖主要發(fā)育于辮狀三角洲平原的辮狀分流河道和辮狀三角洲前緣的辮狀水下分流河道中［16-19］。

4.1辮狀分流河道砂巖沉積特征

辮狀分流河道構成了辮狀三角洲平原的主要骨架，以沉積較粗的砂巖為主。巖性主要為肉紅色粗粒巖屑長石砂巖、淺灰—灰色中粒巖屑長石砂巖。砂巖成分成熟度較低，結構成熟度中等。單砂體常發(fā)育下粗上細的正粒序，下部一般為肉紅色粗粒巖屑長石砂巖，上部常為淺灰色中粒巖屑長石砂巖，單砂體厚度為2～6 m（以2～4 m為主）（參見圖2）。單砂體底部常見沖刷面構造，發(fā)育0.5～3.0 cm的泥礫層，常具撕裂屑特征，屬于河道底部滯留沉積（圖版Ⅰ-4）。單砂體下部由于水動力條件相對較強，常見塊狀層理（圖版Ⅰ-5）或槽狀交錯層理，向上水動力減弱，遞變?yōu)槠叫袑永砘虬鍫罱诲e層理（圖版Ⅱ-1）。砂巖樣品粒度概率累積曲線以粗粒跳躍和相對少量的細粒懸浮所組成的兩段式為主，少見由滾動、跳躍和懸浮所組成的三段式［圖3（c）］。表明辮狀分流河道砂體的形成條件是以較強的、向上水動力減弱的單向底流作用為主。

4.2辮狀水下分流河道砂巖沉積特征

辮狀水下分流河道是辮狀河入湖并沿湖底水道向湖盆方向繼續(xù)作慣性流動和向前延伸的部分，構成了辮狀河三角洲前緣亞相的骨架砂體。巖性主要為淺灰色中—細粒巖屑長石砂巖和黑灰色粉砂巖。砂巖成分成熟度較低，結構成熟度中等。單砂體常發(fā)育下粗上細的正粒序，下部一般為淺灰色中—細粒巖屑長石砂巖，上部常為黑灰色粉砂巖，單砂體厚度為2～5 m（以2～3 m為主）（參見圖2）。單砂體底部可見泥礫層，常具撕裂屑特征，屬于河道底部滯留沉積。單砂體下部由于水動力相對較強，常見塊狀層理或平行層理，向上水動力減弱，遞變?yōu)槠叫袑永砘蛏凹y交錯層理。砂巖樣品粒度概率累積曲線常為三段式，多具有雙跳躍段［圖3（d）］，表明辮狀水下河道砂體的形成條件是以向上水動力減弱的、單向底流作用疊加的湖浪改造作用為主。

需要指出的是，辮狀河三角洲前緣中先期堆積的河口壩及遠砂壩沉積體，由于后期辮狀水下分流河道的較頻繁改道，常易受到?jīng)_刷截切且難以保存，所以在盆地內(nèi)長101期中極少見到。

6　曲流河三角洲砂巖沉積特征

長101期曲流河三角洲主要分布于鄂爾多斯盆地的東半部，它們是由曲流河入湖建造的河流三角洲，是在湖盆邊緣緩坡淺水地帶形成的向湖突出的略呈三角形的沉積體，可分為三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲3個沉積單元。砂巖主要發(fā)育于三角洲平原的陸上分流河道、三角洲前緣的水下分流河道及河口壩+遠砂壩中［16-19］。由于水下分流河道砂巖沉積特征和辮狀水下分流河道砂巖沉積特征類似，所以后文不再復述。

5.1陸上分流河道砂巖沉積特征

陸上分流河道構成了三角洲平原的主要骨架，以沉積砂巖為主。巖性主要為肉紅色粗粒巖屑長石砂巖，淺灰—灰色、中—細粒巖屑長石砂巖。砂巖成分成熟度較低，結構成熟度中等。單砂體常發(fā)育下粗上細的正粒序，下部一般為淺灰色粗—中粒巖屑長石砂巖，上部常為淺灰色細粒巖屑長石砂巖或黑灰色粉砂巖，單砂體厚度為3～4 m（參見圖2）。砂體底部常發(fā)育沖刷面，見泥礫富集層，屬河道底部的滯留沉積。砂體下部以發(fā)育塊狀或槽狀交錯層理（圖版Ⅱ-2）為主，上部主要發(fā)育平行層理（圖版Ⅱ-3）和板狀交錯層理，頂部可見砂紋層理和波狀層理，顯示分流河道水動力向上逐漸減弱。砂巖樣品粒度概率累積曲線一般為跳躍和懸浮所組成的兩段式，或者增加由過渡段組成的三段式［圖3（e）］。

5.2河口壩+遠砂壩砂巖沉積特征

相對而言，曲流河三角洲水下分流河道較辮狀河三角洲辮狀水下分流河道不易改道，所以河口壩+遠砂壩沉積體更加易于保存［20］。河口壩+遠砂壩巖性主要由淺灰色細粒巖屑長石砂巖、黑灰色粉砂巖組成。砂巖成分成熟度較低，結構成熟度中等。單砂體常發(fā)育下細上粗的逆粒序，下部一般為淺灰色細粒巖屑長石砂巖，上部常為黑灰色粉砂巖或黑灰色含泥質(zhì)條帶粉砂巖，單砂體厚度為2～4 m（參見圖2）。單砂體下部常見水平層理、浪成爬升砂紋層理（圖版Ⅱ-4）及變形構造（圖版Ⅱ-5），上部一般為平行層理和板狀交錯層理等。砂巖樣品粒度概率累積曲線一般為三段式或四段式［圖3（f）］，與水下分流河道砂巖相比，除了仍具有雙跳躍組分和懸浮組分外，出現(xiàn)了少量的滾動組分，反映了湖浪對砂體的疊加改造作用。

6　不同沉積微相砂巖的沉積特征對比

如前所述，鄂爾多斯盆地長101期辮狀河道、曲流河道、辮狀分流河道、辮狀水下分流河道、陸上分流河道、水下分流河道及河口壩+遠砂壩等沉積均發(fā)育砂巖。通過分別統(tǒng)計各微相砂體累計厚度，并結合巖性特征、沉積構造及沉積序列等，總結對比了不同沉積微相砂巖的沉積特征（表3）。

續(xù)表

從表3可以看出：辮狀河道、曲流河道、辮狀分流河道及陸上分流河道均發(fā)育粗—細粒巖屑長石砂巖，并以塊狀層理、槽狀和板狀交錯層理等為主，砂巖樣品粒度概率曲線為兩段式或三段式，發(fā)育向上變細的正粒序，砂巖平均累計厚度較大，均大于35 m；辮狀水下分流河道、水下分流河道和河口壩+遠砂壩的巖性主要為淺灰色粗—細粒巖屑長石砂巖和黑灰色粉砂巖等，發(fā)育爬升砂紋層理、各種交錯層理及平行層理等，砂巖樣品粒度概率曲線為三段式或四段式；水下分流河道發(fā)育向上變細的正粒序，河口壩發(fā)育向上變粗的逆粒序，砂巖平均累計厚度較小，均小于30 m?？傊?，盆地內(nèi)長101期辮狀河道、辮狀分流河道、曲流河道和陸上分流河道砂體最發(fā)育；辮狀水下分流河道、水下分流河道及河口壩+遠砂壩砂體次之。

7　結論

（1）鄂爾多斯盆地三疊統(tǒng)延長組長101期發(fā)育河流、三角洲、湖泊沉積體系；辮狀河及辮狀河三角洲主要發(fā)育于盆地的西半部，曲流河及曲流河三角洲主要發(fā)育于盆地的東半部。

（2）辮狀河砂巖主要發(fā)育于辮狀河道中；辮狀河三角洲中砂巖主要發(fā)育于辮狀分流河道和辮狀水下分流河道中。砂巖中發(fā)育沖刷面、槽狀交錯層理、板狀交錯層理和平行層理等，以向上變細的正粒序為主。

（3）曲流河砂巖主要發(fā)育于曲流河道中；曲流河三角洲砂巖主要發(fā)育于陸上分流河道、水下分流河道及河口壩+遠砂壩中。砂巖中發(fā)育沖刷面、多種交錯層理、平行層理和砂紋層理，以向上變細的正粒序為主，可見向上變粗的逆粒序。

（4）辮狀分流河道、曲流河道和陸上分流河道中砂體較發(fā)育，辮狀水下分流河道、水下分流河道和河口壩砂體次之。

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圖版Ⅰ

圖版Ⅱ

（本文編輯：楊琦）

Sedimentary characteristics of sandstone in Chang 101stage of Yanchang Formation in Ordos Basin

Ding Xiong1，2，Tian Jingchun1，Yao Jingli3，4，Yu Hanghang2，Li Yinghong2
（1.Post-Doctor Station，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China；2.School of Geosciences and Technology，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China；3.Research Institute of Exploration and Development，PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an 710018，China；4.National Engineering Laboratory for Exploration and Development of Low-Permeability Oil＆Gas Fields，Xi'an 710018，China）

The fluvial-delta-lacustrine depositional system develops for long in Chang 101stage of Triassic Yanchang Formation in Ordos Basin.The sedimentary microfacies as braided channel and meandering channel of fluvial facies，braided subaqueous distributary channel，land distributary channel，subaqueous distributary channel and mouth bar of delta facies all develop sandstones.Based on the sedimentary facies study，the sedimentary characteristics of each sedimentary microfacies sandstone are deeply studied.The result shows that scour surface，trough cross-bedding，tabular cross-bedding and parallel bedding mainly developed in sandstone of braided channel，braided distributary channel and braided subaqueous distributary channel distributed in the west of the basin with fining-upwards normal cycle as the dominate feature.The grain-size probability curve of sandstone mostly has two steps or three steps.In the east of thebasin，scour surface，trough cross-bedding，tabular cross-bedding，parallel bedding and sand bedding mainly developed in sandstone of meander channel，land distributary channel，subaqueous distributary channel and mouth bar with finingupwards normal cycle as the dominate feature while coarsening-upward inverse cycles can be recognized as well.The grain-size probability curve of sandstone mostly has two steps or three steps，moreover，four steps.Further comparative analysis indicates that sand bodies are mostly developed in braided channel，braided distributary channel，meandering channel and land distributary channel，followed by braided subaqueous distributary channel，subaqueous distributary channelandmouthbarinChang101stage.

sedimentarycharacteristics；sandstone reservoir；Chang101stage；YanchangFormation；Ordos Basin

TE121.3

A

1673-8926（2015）04-0025-07

2014-11-26；

2015-01-20

中國石油股份有限公司重大科技專項“鄂爾多斯盆地延長組下組合石油富集規(guī)律研究與目標優(yōu)選”（編號：2011E-13-2）資助

丁熊（1981-），男，博士，講師，主要從事儲層沉積地質(zhì)、數(shù)學地質(zhì)等方面的教學與科研工作。地址：（610500）四川省成都市新都區(qū)新都大道8號西南石油大學地球科學與技術學院。E-mail：dingxiong_2007@126.com。