鄂爾多斯盆地甘谷驛油田唐157井區(qū)長6油層組沉積相研究

劉秉晞，賀志亮，陳 宇，張漢生，宋 超，張春燕

(1.長安大學(xué) 數(shù)字油田研究所，陜西 西安 710054；2.長安大學(xué) 油田數(shù)據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710054；3.長安大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054)

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鄂爾多斯盆地甘谷驛油田唐157井區(qū)長6油層組沉積相研究

劉秉晞1,2,3，賀志亮1,2,3，陳 宇3，張漢生3，宋 超3，張春燕1,2,3

(1.長安大學(xué) 數(shù)字油田研究所，陜西 西安 710054；2.長安大學(xué) 油田數(shù)據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710054；3.長安大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054)

結(jié)合鄂爾多斯盆地晚三疊世延長期區(qū)域沉積背景，以巖心、薄片、測井資料等為基礎(chǔ)，通過對巖石類型、成分及顏色、粒度分布、沉積構(gòu)造、測井相等沉積相標(biāo)志進(jìn)行分析，研究了甘谷驛油田唐157井區(qū)長6油層組沉積相類型及沉積微相平面展布特征。結(jié)果表明，該區(qū)長6油層組位于三角洲前緣亞相，而不是三角洲平原亞相，主要分為水下分流河道及其側(cè)緣、水下天然堤、分流間灣、殘余河口壩、前緣席狀砂等微相類型。其中水下分流河道對油氣的聚集起主導(dǎo)作用。在三角洲前緣建設(shè)期的長61、長62、長63砂體巨厚，平面連通性較好，是主要油層發(fā)育段。

沉積相；長6油層組；甘谷驛油田；鄂爾多斯盆地；三角洲前緣

劉秉晞，高志亮，陳宇，等.甘谷驛油田唐157井區(qū)長6油層組沉積相研究[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2016，31(4):44-50.

LIU Bingxi,HE Zhiliang,CHEN Yu,et al.Study on sedimentary facies of Chang 6 oil-bearing strata in 157 well-block of Ganguyi Oilfield in Ordos Basin [J].Journal of Xi'an Shiyou University (Natural Science Edition),2016,31(4):44-50.

引　言

甘谷驛油田位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡帶上，三疊系延長組的長6油層為該區(qū)主力產(chǎn)油層，按沉積旋回從上至下劃分為 4個(gè)小油層，即長61、長62、長63和長64[1]。研究區(qū)唐157井區(qū)位于甘谷驛油田西北部，東起唐86井，西至唐151井，南到1352井，北抵唐87井。前人研究表明，長6 油層在研究區(qū)內(nèi)分布范圍、儲集性能及產(chǎn)能的高低主要受沉積特征的控制[2]，而對于研究區(qū)長6油層究竟位于水上三角洲平原還是三角洲前緣，一直存在分歧。因此，隨著開采程度的提高和開發(fā)難度的不斷加大，對研究區(qū)長6油層進(jìn)行巖石學(xué)特征及沉積相帶的詳細(xì)研究，對該區(qū)的油氣勘探和開發(fā)具有十分重要的指導(dǎo)意義。

1　沉積相劃分標(biāo)志

1.1巖石類型、成分及顏色

研究區(qū)長6油層組巖石類型多為砂巖、泥巖以及斑脫巖等。研究區(qū)巖石礦物組分中長石含量普遍較高，次為石英，同時(shí)發(fā)育有少量黑云母，巖屑以變質(zhì)巖巖屑和沉積巖巖屑為主，填隙物多為泥、鈣質(zhì)雜基。重礦物含量較少，其中穩(wěn)定組分為鋯石、磷灰石，穩(wěn)定性較差的組分包括石榴子石、黃鐵礦、綠簾石等。砂巖多呈灰色，泥巖以深灰色、黑色為主，局部見雜色，油頁巖主要為黑色。

對于研究區(qū)長6油層究竟位于水上三角洲平原還是三角洲前緣，筆者通過對研究區(qū)長6油層組砂巖薄片進(jìn)行鏡下分析，在部分樣品中發(fā)現(xiàn)水下指相次生礦物海綠石[3]， 如圖1所示， 其中圖1(a)中的變形海綠石由軟泥狀態(tài)下受壓形成，是原地生成的證據(jù)。該油層組巖石整體表現(xiàn)為還原條件下的暗色特征，可以認(rèn)為該區(qū)長6油層應(yīng)屬于水下三角洲前緣亞相。

圖1　唐121井、唐109井長6油層組粉砂巖中的海綠石Fig.1　Glauconite in the Chang 6 reservoir siltstone of Tang121 well and Tang109 well

1.2粒度分布特征

碎屑巖的粒度分布及分選性是衡量沉積介質(zhì)能量的尺度，是判斷沉積時(shí)自然地理環(huán)境以及水動力條件的良好標(biāo)志[4]。研究區(qū)長6油層組巖性以細(xì)粒長石砂巖為主，平均粒徑為3.08目，標(biāo)準(zhǔn)偏差平均為0.52，粒度分布偏粗態(tài)，近于正態(tài)對稱尖銳分布。粒度概率累積曲線以“兩段式”為主，少數(shù)為“三段式”，發(fā)育跳躍總體及懸浮總體，部分曲線細(xì)截點(diǎn)段呈過渡段。

圖2(a)和圖2(b)為研究區(qū)唐108井和唐138井長6油層組砂巖粒度概率累積曲線，分別呈“兩段式”和“三段式”。跳躍總體含量一般大于80%，且斜率較陡，表明分選中等，部分跳躍總體發(fā)育次總體，細(xì)截點(diǎn)為3.0～3.5目[5]，而滾動組分發(fā)育較少，反映其沉積環(huán)境為三角洲前緣水下分流河道。

圖2　研究區(qū)長6油層組巖石粒度概率曲線(資料來源：文獻(xiàn)[5])Fig.2　Cumulative grain-size distribution curves of Chang 6 reservoir in study area

C-M圖顯示研究區(qū)長6油層組的C值平均為0.26 mm，M值平均為0.16 mm，主要發(fā)育牽引流成因的遞變懸浮沉積QR段[5](圖3)，符合三角洲前緣水下分流河道沉積特征。

圖3　研究區(qū)長6油層C-M圖(資料來源：文獻(xiàn)[5])Fig.3　C-M diagram of Chang 6 reservoir in the study area[5]

1.3沉積構(gòu)造

碎屑巖中的沉積構(gòu)造是對沉積環(huán)境的直觀反映，特別是物理成因的原生沉積構(gòu)造最能反映沉積物形成過程中的水動力條件。某1種或多種沉積構(gòu)造的組合可以作為判識水體環(huán)境、能量和深度等沉積信息的標(biāo)志。根據(jù)取心井巖心觀察，研究區(qū)長6油層組砂巖中可見平行層理、中小型交錯(cuò)層理、塊狀層理、變形層理等；泥巖中可見水平層理和脈狀層理等(圖4)。沉積構(gòu)造反映甘谷驛油田唐157井區(qū)長6油層組為牽引流沉積。

1.4測井相特征

通過對取心井進(jìn)行系統(tǒng)的微相解釋，并將其與測井響應(yīng)對比，研究區(qū)長6油層組三角洲相各沉積微相的測井相具有以下特征：

(1)中、高幅鐘形、箱形測井相

研究區(qū)水下分流河道砂體自然電位曲線以中-高幅箱形或鐘形為主(圖5(a))，其形態(tài)差異明顯，主要取決于分流河道的所處位置,在河道主體內(nèi)，河道砂體巨厚，天然堤不發(fā)育，則表現(xiàn)為箱形；位于河道側(cè)緣分流河道沉積減薄，天然堤沉積較厚，曲線表現(xiàn)為鐘形[5](圖5(a)和圖5(c))。

(2)中、高幅漏斗形測井相

該測井相模式代表研究區(qū)河口壩沉積微相，由于河口壩微相具有典型的上粗下細(xì)的反韻律特征，自然曲線形態(tài)呈漏斗形，幅度為中高幅，但比水下分流河道幅度要低(圖5(b))。

(3)低幅度齒形測井相

該測井相模式代表研究區(qū)分流間灣沉積或水下天然堤沉積，由于厚度較薄，常夾于河道砂體及河口壩砂體之間，大多僅顯示2個(gè)高幅度峰值間的低幅度谷狀單齒特征，只有分流河道砂體及河口壩砂體厚度較薄時(shí)，其間所夾的分流間灣及天然堤沉積出現(xiàn)多齒特征(圖5(d))。

(4)中低幅指狀測井相

自然電位中部較低，頂?shù)纵^高，曲線變化幅度小，本身巖性較細(xì)，厚度較薄。該測井相模式反映沉積過程中能量變化快，主要代表席狀砂微相。

2　沉積微相類型及特征

根據(jù)以上對研究區(qū)延長組長6油層組的巖石類型、成分及顏色，粒度分布特征，沉積構(gòu)造，測井相特征等沉積相劃分標(biāo)志的研究，可以認(rèn)為研究區(qū)上三疊統(tǒng)延長組長6油層主要處于三角洲前緣亞相帶，可劃分為水下分流河道及其側(cè)緣，以及水下天然堤、分流間灣、殘余河口壩、前緣席狀砂等5種沉積微相。

圖4　研究區(qū)長6油層組巖心沉積構(gòu)造特征Fig.4　Sedimentary tectonic characteristics of Chang 6 reservoir cores in the study area

圖5　甘谷驛油田唐157井區(qū)長6油層組唐87井沉積微相測井相特征Fig.5　Logging characteristics of sedimentary microfacies in Chang 6 reservoir of Tang 87 well

(1)水下分流河道及其側(cè)緣

水下分流河道是研究區(qū)主要砂體成因類型，巖性為灰色細(xì)粒長石砂巖，垂向上呈正韻律，單層砂體厚4～8 m。河道底部見有沖刷構(gòu)造，沖刷面上分布有泥礫，砂體發(fā)育平行層理、塊狀層理、板狀和槽狀交錯(cuò)層理。砂體在橫剖面上呈頂平底凸的透鏡狀，在平面上呈條帶狀或網(wǎng)狀分布。

(2)殘余河口壩

研究區(qū)河口壩總體不發(fā)育，僅為局部殘留。這是由于該區(qū)三角洲為長流程淺水臺地型三角洲，分流河道沖刷強(qiáng)烈。巖性主要為細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖。

(3)水下天然堤

水下天然堤是三角洲陸上辮狀河天然堤的自然延伸。研究區(qū)水下天然堤巖性為極細(xì)的砂和粉砂巖；沉積構(gòu)造以波狀層理為主，局部出現(xiàn)流水與波浪共同作用形成的復(fù)雜交錯(cuò)層理。

(4)分流間灣

分流間灣常分布于水下河道之間的低洼區(qū)。研究區(qū)分流間灣巖性為深灰色、黑色泥巖與泥質(zhì)粉砂巖的薄互層組合，厚度變化較大；沉積構(gòu)造以水平層理為主，次為沙紋層理、波狀層理、變形層理。

(5)前緣席狀砂

前緣席狀砂是三角洲前緣至前三角洲一帶呈席狀分布的薄砂層。研究區(qū)前緣席狀砂不發(fā)育，巖性主要為粉砂巖、粉細(xì)砂巖，可見脈狀層理、沙紋層理。

3　沉積微相平面分布特征

沉積微相的平面展布規(guī)律是沉積相研究的核心和與實(shí)際生產(chǎn)聯(lián)系的紐帶[6]。本文分別介紹甘谷驛油田唐157井區(qū)長6油層組各單層沉積微相平面分布特征。

長64沉積期，三角洲開始進(jìn)積，如圖6所示，研究區(qū)以三角洲前緣水下分流河道為主，相互拼接，主體位于研究區(qū)中部及其西北，東南方向逐漸過渡為河道側(cè)緣。長63沉積期，三角洲處于建設(shè)期，如圖7所示，研究區(qū)仍以發(fā)育三角洲前緣水下分流河道為主，三支分流主河道相互拼接，主體位于研究區(qū)中部。長62-2沉積期，三角洲建設(shè)進(jìn)一步加速[5]。長62-1沉積期，如圖8所示，研究區(qū)大面積發(fā)育三角洲前緣水下分流河道，連片分布，頻繁分支。長61-3沉積期，三角州砂體強(qiáng)烈進(jìn)積[5]。長61-2沉積期，研究區(qū)仍主要為水下分流河道沉積，砂體更為發(fā)育，分布廣泛，相互疊置拼接。長61-1沉積期，三角洲建設(shè)處于間歇期，如圖9所示，研究區(qū)自北東到西南方向上有2條水下分流主河道，在西南部相互拼接，連片分布，而研究區(qū)西北、東南、東北部大片發(fā)育分流間灣細(xì)粒沉積。

圖6　研究區(qū)長64沉積微相平面分布Fig.6　Sedimentary microfacies distribution map of Chang 64 reservoir in the study area

圖7　研究區(qū)長63沉積微相平面分布Fig.7　Sedimentary microfacies distribution map of Chang 63 reservoir in the study area

圖8　長62-1沉積微相平面分布Fig.8　Sedimentary microfacies distribution map of Chang 62-1 reservoir in the study area

圖9　長61-1沉積微相平面分布Fig.9　Sedimentary microfacies distribution map of Chang 61-1 reservoir in the study area

研究區(qū)水下分流河道廣泛分布，在三角洲前緣建設(shè)期的長61、長62、長63，砂體巨厚，形成縱向上疊置、橫向上拼接的復(fù)合砂體，平面連通性較好，是主要油層發(fā)育段。此外，不同成因單元水下分流河道頻繁改道或拼接分叉，無固定水道，結(jié)構(gòu)形式上呈網(wǎng)結(jié)狀，與現(xiàn)代河流三角洲發(fā)育形式相一致。綜合來看，水下分流河道總體上為北東—西南向?yàn)橹鳎媳毕虼沃?，對油氣的聚集起主動作用?/p>

4　結(jié)　論

(1)甘谷驛油田唐157井區(qū)長6油層組沉積期處在水下三角洲環(huán)境中，發(fā)育三角洲前緣亞相。

(2)甘谷驛油田唐157井區(qū)長6油層組主要微相類型為水下分流河道及其側(cè)緣，水下天然堤、分流間灣、殘余河口壩、前緣席狀砂等。其中殘余河口壩、前緣席狀砂不發(fā)育。

(3)甘谷驛油田唐157井區(qū)長6油層組水下分流河道廣泛分布，總體上為北東—西南向?yàn)橹?，近南北向次之，無固定水道，結(jié)構(gòu)形式上呈網(wǎng)結(jié)狀。在三角洲前緣建設(shè)期的長61、長62、長63，砂體巨厚，平面連通性較好，是主要油層發(fā)育段。

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責(zé)任編輯：張新寶

Study on Sedimentary Facies of Chang 6 Oil-bearing Strata in 157 Well-block of Ganguyi Oilfield in Ordos Basin

LIU Bingxi1,2,3,HE Zhiliang1,2,3,CHEN Yu3,ZHANG Hansheng3,SONG Chao3,ZHANG Chunyan1,2,3

(1.Digital Oilfield Institute,Chang' an University,Xi'an 710054,Shaanxi,China;2.Oilfield Data Science Laboratory,Chang' an University,Xi'an 710054,Shaanxi,China;3.College of Earth Science and Resources,Chang' an University,Xi'an 710054,Shaanxi,China)

The types of sedimentary facies and the plane distribution characteristics of sedimentary microfacies of the Chang 6 reservoir in 157 Well-block of Ganguyi Oilfield are studied according to the analysis of the sedimentary facies marks such as rock type,composition and color,particle size distribution,sedimentary structure and logging facies based on core,thin slice and logging data and the regional sedimentary background of Ordos Basin in late Triassic Yangchang period.The research results show that,the Chang 6 reservoir in the study area is in delta front sub-faces,rather than delta plain sub-facies,its microfaces mainly include underwater distributary channel and its lateral margin,underwater natural levee,split bay,residual estuary dam and frontal sheet sand.Of them,the underwater distributary channel micrfacies played a dominant role in oil and gas accumulation.The oil layers of Chang 61,Chang 62and Chang 63developed in the construction period of delta front,they have great sand-body thickness and good plane connectivity,and they are main oil/gas-bearing layers of Chang 6 reservoir in the study area.

sedimentary facies;Chang 6 oil reservoir;Ganguyi Oilfield;Ordos Basin;delta front

A

2016-01-15

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)礦產(chǎn)評價(jià)專項(xiàng)(編號：12120114007501；12120113044000)

劉秉晞(1988-)，女，碩士，主要從事石油地質(zhì)研究。E-mail:370235806@qq.com

10.3969/j.issn.1673-064X.2016.04.008

TE121.1；P618.130

1673-064X(2016)04-0044-07