黃陵-旬邑地區(qū)長(zhǎng)6油層組沉積特征

李永鋒,孟康,李艷,李二黨,韓作為,張小軍 (中石油長(zhǎng)慶油田分公司第一采油廠地質(zhì)研究所，陜西 延安 716000)

截止2014年底，在黃陵-旬邑地區(qū)長(zhǎng)6油層組共預(yù)測(cè)地質(zhì)儲(chǔ)量1×108t，探明可動(dòng)用儲(chǔ)量0.3895×108t。目前完鉆各類探井評(píng)價(jià)井72口，56口均有不同程度含油顯示，獲工業(yè)油流井28口；目前在黃陵正33井區(qū)已建成10×104t產(chǎn)建規(guī)模開(kāi)發(fā)區(qū)，外圍仍處于勘探評(píng)價(jià)階段。已發(fā)現(xiàn)油藏探明儲(chǔ)量面積小，試采效果差，動(dòng)用難度大。擴(kuò)大探明儲(chǔ)量及面積，預(yù)測(cè)可建產(chǎn)有利區(qū)，是黃陵-旬邑地區(qū)下一步勘探和開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵工作。其中，砂體的發(fā)育與分布的研究是勘探的核心工作。前人對(duì)黃陵和旬邑砂巖沉積體系進(jìn)行了大量的研究，對(duì)黃陵區(qū)的沉積物源和沉積特征研究存在爭(zhēng)議。劉錦等[1]從巖石學(xué)特征、重礦物組合研究認(rèn)為，黃陵地區(qū)以北東部物源體系為主；陳飛[2]、朱宗良等[3]從重礦物分析認(rèn)為，發(fā)育南部和北東部物源體系；自從付金華等[4]提出鄂多斯盆地西南地區(qū)發(fā)育濁流沉積的觀點(diǎn)以來(lái)，眾多學(xué)者從沉積特征、沉積機(jī)理、沉積相模式及沉積展布方面豐富了該認(rèn)識(shí)。但勘探實(shí)踐證明，該認(rèn)識(shí)在黃陵地區(qū)具有片面性。

1 沉積背景

近十年來(lái)，對(duì)鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組沉積研究取得了巨大的進(jìn)展，對(duì)沉積格局的認(rèn)識(shí)也不斷深入，眾多學(xué)者對(duì)鄂爾多斯盆地的沉積格局提出自已的認(rèn)識(shí)，對(duì)黃陵-旬邑地區(qū)的沉積相帶產(chǎn)生了不同的認(rèn)識(shí)。何自新[5]認(rèn)為，在長(zhǎng)6油層組沉積期，旬邑地區(qū)處于南部物源體系三角洲前緣區(qū)，黃陵地區(qū)處于深湖區(qū)。武富禮等[6]認(rèn)為，長(zhǎng)6油層組沉積期黃陵-旬邑地區(qū)處于南部物物源體系下的三角洲前緣地區(qū)。李文厚等[7]認(rèn)為，長(zhǎng)6油層組沉積期湖盆面貌發(fā)生了顯著的變化，黃陵地區(qū)處于東部物源體系富縣三角洲的前三角洲地區(qū)。楊華等[8]重新認(rèn)識(shí)了鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7油層組的沉積展布。通過(guò)對(duì)輕重礦物及巖屑資料的整理、分析和甄別，明確了長(zhǎng)7油層組重礦物、輕礦物和巖屑平面分布特征，分區(qū)性較為明顯，可劃分出6個(gè)區(qū)，反映5個(gè)物源方向，明確了長(zhǎng)7油層組沉積期物源來(lái)自盆地周邊5個(gè)方向，其中東北部、西南部為主要物源方向，西部、南部、西北部為次要物源方向；湖盆中部地區(qū)為半深湖-深湖亞相沉積，零星發(fā)育濁積巖；黃陵-旬邑地區(qū)處于深湖區(qū)。付金華等[9]繼承楊華的沉積相觀點(diǎn)，認(rèn)為鄂爾多斯盆地湖盆中部地區(qū)長(zhǎng)6油層組中下部大面積發(fā)育深水砂巖，該砂巖具有厚度大、平行于湖盆長(zhǎng)軸方向連續(xù)分布的特征；根據(jù)沉積結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及接觸關(guān)系，將深水砂巖劃分為砂質(zhì)碎屑流成因的砂巖、濁流成因的砂巖、滑塌成因的砂巖及三角洲前緣成因的砂巖等4種沉積類型，黃陵地區(qū)處于深湖相，發(fā)育濁積巖。

筆者根據(jù)輕礦物，巖屑組份及重礦物組合特征，將黃陵地區(qū)物源體系劃分為4個(gè)區(qū)(見(jiàn)圖1)：Ⅰ區(qū)為北東物源體系區(qū)，主要是富縣三角洲體系向南西延伸，Ⅱa區(qū)是南西部物源體系區(qū)，Ⅱb區(qū)是南東部物源體系區(qū)，Ⅲ區(qū)是混合區(qū)。結(jié)合前人研究成果，可知黃陵-旬邑地區(qū)長(zhǎng)6油層組沉積期處于多物源體系交會(huì)區(qū)。

圖1 黃陵-旬邑地區(qū)長(zhǎng)6油層組沉積物源體系劃分圖

2 沉積構(gòu)造特征

在巖心觀察中，黃陵-旬邑總體上沉積構(gòu)造不發(fā)育，在黃陵地區(qū)以塊狀構(gòu)造為主，但也可見(jiàn)到2種類型的沉積構(gòu)造，即反映重力流的構(gòu)造和牽引流的構(gòu)造。

2.1 反映重力流的構(gòu)造

1)鮑馬序列。從南到北，都可發(fā)現(xiàn)。南部可以在正1井、正63井、正46井看到鮑馬序列。在北部正29井、正36井、正17井均能見(jiàn)到鮑馬序列，正1井長(zhǎng)63油層1531.3m井段鮑馬序列發(fā)育比較完整(見(jiàn)圖2(a))。

2)火焰狀構(gòu)造。是砂質(zhì)層堆積在含水且具高塑性泥質(zhì)層之上時(shí)，差異壓實(shí)引起砂質(zhì)層與泥質(zhì)層之間發(fā)生垂向運(yùn)移，泥質(zhì)層成尖舌狀貫入上覆砂質(zhì)層中，形成一排尖舌狀構(gòu)造，稱之為火焰狀構(gòu)造。這是突發(fā)性負(fù)重所致，是水下重力流中常見(jiàn)的構(gòu)造類型，黃陵-旬邑地區(qū)火焰狀構(gòu)造發(fā)育；從南部正46井到北部正36井均有發(fā)育(見(jiàn)圖2(b))，是黃陵-旬邑地區(qū)最常見(jiàn)的一類重力流構(gòu)造。

3)撕裂構(gòu)造。是原沉積的泥質(zhì)在重力流作用下，被破碎卷入上伏砂巖中的一種沉積現(xiàn)象；在深湖-半深湖區(qū)，泥巖撕裂發(fā)育于重力流底部；黃陵-旬邑地區(qū)這類現(xiàn)象常見(jiàn)(見(jiàn)圖2(c))，泥巖撕裂后，由于擾動(dòng)而出現(xiàn)高角度泥礫排列。

4)包卷層理。它是在一個(gè)層內(nèi)的層理揉皺現(xiàn)象，表現(xiàn)由連續(xù)的開(kāi)闊“向斜”和緊密背斜所組成，一般細(xì)層向巖層的底部逐漸變正常，包卷層理向頂部扭曲細(xì)層被上覆層截切，表明層內(nèi)扭曲發(fā)生在上覆層沉積之前。包卷構(gòu)造有多種成因，主要是由沉積層內(nèi)的沉積物液化流產(chǎn)生了細(xì)層的扭曲，也可以由沉積物內(nèi)孔隙水泄水作用形成。黃陵-旬邑地區(qū)長(zhǎng)6油層組包卷層理和變形構(gòu)造發(fā)育(見(jiàn)圖2(d))。

5)槽模構(gòu)造。指砂巖底面上的舌狀凸起，一端較陡，外形較清楚，呈圓形或橢圓形，另一端寬而平緩，與層面漸趨一致。一般認(rèn)為槽模是流水成因的，即具定向流動(dòng)的水流在下伏泥質(zhì)沉積物層面沖刷形成的小溝穴，后來(lái)又為上覆砂質(zhì)沉積物充填而成。槽模的長(zhǎng)軸平行水流方向，大小一般為2～10cm，陡的一端指向上游。它可以單獨(dú)或成群出現(xiàn)，成群時(shí)長(zhǎng)軸彼此平行，常見(jiàn)于濁積巖中，在正33井區(qū)最發(fā)育。

圖2 黃陵-旬邑重力流構(gòu)造

2.2 反映牽引流的構(gòu)造

1)層理構(gòu)造。是牽引流典型的構(gòu)造，河流和三角洲前緣分流河道中常見(jiàn)該類構(gòu)造，黃陵-旬邑地區(qū)砂巖主要發(fā)育3類層理構(gòu)造，即平行層理、板狀交錯(cuò)層理、槽狀交錯(cuò)層理。平行層理在外貌上與水平層理極相似，是在較強(qiáng)的水動(dòng)力條件下，高流態(tài)中由平坦的床沙遷移、在床面上連續(xù)滾動(dòng)的沙粒產(chǎn)生粗細(xì)分離而顯出的水平細(xì)層，沿層理面易剝開(kāi)，在剝開(kāi)面上可見(jiàn)到剝離線理構(gòu)造，平行層理一般出現(xiàn)在急流及能量高的環(huán)境，如河流、海灘等環(huán)境中，常與大型交錯(cuò)層理、底沖刷相伴生，主要發(fā)育于正5井以南地區(qū)。

2)板狀交錯(cuò)層理由具平直脊的波痕遷移而成。由于沙浪移動(dòng)而造成的板狀交錯(cuò)層理有大型(層系厚大于10cm)、中型(層系厚5～10cm)及小型(層系厚小于5cm)板狀交錯(cuò)層理之分。大、中型板狀交錯(cuò)層理常是河流凸岸壩、潮道等環(huán)境中的典型層理，黃陵-旬邑地區(qū)中型板狀交錯(cuò)層理發(fā)育，主要分布于正5井以南地區(qū)。

3)槽狀交錯(cuò)層理是由彎曲、舌狀、新月形床沙形態(tài)的脊遷移形成的。大型槽狀交錯(cuò)層理常為游蕩性河流的沉積特征。常見(jiàn)于濱河床砂壩沉積物中，由大型舌狀沙丘遷移而成；小型槽狀交錯(cuò)層理系由舌狀沙紋拖移而成的。主要發(fā)育于河流相河床中，也發(fā)育于三角洲前緣水下分流河道的河床中。該類構(gòu)造較發(fā)育，主要發(fā)育于正81井以南的區(qū)域。

2.3 塊狀層理

黃陵-旬邑地區(qū)塊狀層理最發(fā)育(見(jiàn)圖3)，且多與厚層塊狀砂巖共生，說(shuō)明其為黃陵-旬邑地區(qū)發(fā)育的一類主要沉積類型，造成快速的砂質(zhì)沉積。在黃陵-旬邑地區(qū)深湖的沉積背景下，只有砂質(zhì)碎屑流具有形成該類巖性的能力。所以，可以預(yù)測(cè)砂質(zhì)碎屑流是黃陵-旬邑地區(qū)砂巖主要的沉積類型。

圖3 黃陵-旬邑地區(qū)塊狀層理構(gòu)造

根據(jù)巖心觀察、沉積構(gòu)造分析認(rèn)為，黃陵-旬邑地區(qū)發(fā)育3類沉積相類型，即三角洲前緣分流河道、濁流沉積、砂質(zhì)碎屑流沉積。分析沉積構(gòu)造的平面分布可以發(fā)現(xiàn)，黃陵-旬邑地區(qū)均發(fā)育重力流構(gòu)造，但牽引流層理構(gòu)造只發(fā)育于正5井以南地區(qū)(見(jiàn)圖4)。所以三角洲前緣分流河道只發(fā)育于正5井以南地區(qū)，而濁流沉積、砂質(zhì)碎屑流主要發(fā)育于正5井以北地區(qū)。

3 沉積相平面分布

根據(jù)沉積背景和沉積物源體系分析，黃陵-旬邑及周邊地區(qū)處于深湖-半深湖環(huán)境，發(fā)育3個(gè)物源體系，在深湖-半深湖區(qū)發(fā)育碎屑流砂體，從而可以建立黃陵-旬邑地區(qū)的沉積相模式(見(jiàn)圖5)。

圖4 黃陵-旬邑地區(qū)沉積構(gòu)造類型平面分布

碎屑流發(fā)育于深湖-半深湖區(qū)；碎屑流與三角洲前緣分流河道不連續(xù)，但延伸方向基本一致；碎屑流分布于前三角洲區(qū)向盆地中心區(qū)，呈斑塊狀分布或垂直物源方向疊加連片；上畛子地區(qū)是多期次多方向碎屑流疊置連片區(qū)。

4 結(jié)論

1)黃陵-旬邑地區(qū)處于3個(gè)物源體系交匯的深湖-半深湖區(qū)。

2)黃陵-旬邑地區(qū)南部發(fā)育牽引流構(gòu)造，北部發(fā)育重力流構(gòu)造，但在北部，塊狀層理構(gòu)造砂巖最發(fā)育。

3)黃陵-旬邑地區(qū)在北東部、南部和西南部發(fā)育三角洲前緣，在上畛子地區(qū)發(fā)育多期次多方向碎屑流疊置。

圖5 黃陵-旬邑地區(qū)長(zhǎng)6油層組沉積相平面分布