鄂爾多斯盆地洪德南地區(qū)長72亞段重力流類型及物源分析

朱紅梅，陳中斌，曹鵬福，景文平

（中國石油長慶油田分公司第七采油廠，陜西 西安 710200）

0 引言

近年來，深水重力流沉積已成為沉積學(xué)和油氣田勘探開發(fā)的重要研究對象并在中國陸相湖盆油氣勘探中發(fā)揮了重要指導(dǎo)作用[1]。重力流屬于具有突發(fā)性、瞬時性沉積過程的事件沉積，是由含大量懸浮物質(zhì)的高密度流體在重力驅(qū)動下，沿斜坡向下呈整體塊狀移動的陣發(fā)性、短暫性的快速沉積，根據(jù)其流變學(xué)性質(zhì)和沉積物支撐機制可大致分為滑塌體、液化沉積物流、砂質(zhì)碎屑流、濁流、顆粒流和泥質(zhì)碎屑流等多種類型[2]。延長組是鄂爾多斯盆地中生界主要的產(chǎn)油層，具有廣闊的勘探開發(fā)前景。雖然洪德南地區(qū)所在的西南部長7期的重力流沉積體系被廣泛認可，但對該地區(qū)重力流沉積類型及其沉積物來源的研究尚不明確，而物源分析又對該地區(qū)沉積相、砂體、油層等方面的研究起基礎(chǔ)和指導(dǎo)作用。所以，洪德南地區(qū)重力流具體類型和沉積物源分析研究對該地區(qū)能源開采和開發(fā)甚至當?shù)亟?jīng)濟建設(shè)起著至關(guān)重要的作用。

1 地質(zhì)背景

鄂爾多斯盆地位于華北地臺的西部，是一個多旋回演化和多沉積類型的大型盆地，根據(jù)盆地演化史及現(xiàn)今的沉積構(gòu)造特征將盆地劃分為渭北隆起、晉西撓褶帶、伊盟隆起、陜北斜坡、天環(huán)坳陷和西緣逆沖帶共6個一級構(gòu)造單元[3]。三疊系延長組地層厚度在400～1 400 m之間，與下伏紙坊組、上覆富縣組、延安組地層之間均為不整合接觸，上世紀中后葉學(xué)者根據(jù)油田生產(chǎn)開發(fā)的需要將盆地三疊系延長組自下而上分為10個油層組（長10～長1）。長7油層組在整個盆地內(nèi)的厚度在80～12 m之間，地層厚度整體較均勻，以細砂巖，泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，泥巖和頁巖等5種巖性為主。本文的研究區(qū)位于盆地西南部的甘肅省環(huán)縣北部的洪德南地區(qū)，研究目的層為延長組長7油層組長72亞段，其厚度在29～60 m之間，平均厚度43.42 m，亞段內(nèi)發(fā)育大量的砂質(zhì)沉積，具有含油性，本次研究需通過長72亞段的巖性、電性及地球化學(xué)資料等數(shù)據(jù)對該層位重力流類型和沉積物來源有明確的認識。洪德南地區(qū)位置圖[4]如圖1 所示。

圖1 洪德南地區(qū)位置圖

2 重力流類型

重力流是由含大量懸浮物質(zhì)的高密度流體在重力驅(qū)動下，沿斜坡向下進行陣發(fā)性、短暫性的快速沉積。根據(jù)前人對重力流特征及分類方式的認識和洪德南地區(qū)長72亞段電測曲線、巖性、單期砂體厚度、沉積構(gòu)造等沉積特征，將洪德南地區(qū)長72亞段重力流砂體歸結(jié)為砂質(zhì)碎屑流沉積和濁流沉積兩種類型。

2.1 濁流

濁流是一種沿水下斜坡或峽谷流動的，其流體內(nèi)攜帶的泥質(zhì)、砂質(zhì)沉積物呈湍動狀態(tài)懸浮沉降，具牛頓流體性質(zhì)的湍流[5]。由濁流沉積下來的巖石稱濁積巖，濁積巖的巖性、構(gòu)造等特征可以在一定程度上反映濁流流動狀態(tài)、成因等特征。濁積巖由泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細砂巖組成，不同巖性的泥、砂巖條帶或薄層多呈平行、波狀互層。

2.2 砂質(zhì)碎屑流

砂質(zhì)碎屑流是一種以粉-細砂巖為主，混雜少量礫石和泥質(zhì)碎屑顆粒的，以層流狀態(tài)沿水底斜坡流入深水環(huán)境并以整體凍結(jié)的方式發(fā)生沉積的賓漢塑性流體[6]。砂質(zhì)碎屑流砂體的明顯特征為：砂體為塊狀層理，無其他明顯的沉積構(gòu)造；砂體內(nèi)見泥巖撕裂屑和泥質(zhì)“漂浮礫”，在伽馬曲線呈箱狀，曲線值在50～126API 之間。

3 重力流物源

物源分析是通過確定沉積物物源位置和性質(zhì)及沉積物搬運路徑，判斷整個盆地的沉積構(gòu)造演化的過程[7]。鄂爾多斯盆地延長組沉積時期存在東北、西北、東南、西南和南五個方向的沉積物源，長7期沉積盆地的物源主要來自西北、東北、北三個方向，東北區(qū)域的物源主要來自盆地東北-北方向的大青山和陰山古陸，西北區(qū)域的物源則主要來自盆地西北方向的阿拉善古陸，西南區(qū)域的物源則主要來自盆地西南方向的隴西古陸[8]。洪德南地區(qū)長72亞段樣品經(jīng)球粒隕石標準化后，其曲線的變化特征為輕陡重緩，為明顯的“右傾型”；輕稀土元素富集而重稀土元素相對虧損，鈰元素輕微虧損，銪元素嚴重虧損，與鄂爾多斯盆地西南部樣品稀土元素化學(xué)特征高度相似，指示洪德南地區(qū)長72亞段砂體物源主要來自盆地西南部，由隴西古陸供給（如圖2所示）。

圖2 洪德南地區(qū)長72亞段與盆地主要沉積區(qū)泥巖樣品稀土元素球粒隕石標準化分布模式圖

4 結(jié)語

通過巖心、測井、地球化學(xué)分析資料的整理結(jié)果以及對洪德南地區(qū)沉積相、砂體和油層的刻畫，得出以下結(jié)論：

洪德南地區(qū)長72亞段重力流主要為濁流和砂質(zhì)碎屑流，濁流巖性主要為細-粉砂巖和泥巖，砂泥巖不規(guī)則互層是其重要標志，見平行層理、波狀層理和沖刷面及不完整的鮑馬序列，自然伽馬值整體偏高，在100～180 API之間，曲線形態(tài)多呈鐘形。砂質(zhì)碎屑流巖性主要為塊狀細砂巖，泥礫呈撕裂狀漂浮于塊狀砂體中，自然伽馬曲線響應(yīng)特征多呈箱狀，齒化特征明顯，曲線值在41～108 API之間。

根據(jù)洪德南地區(qū)與盆地東北、西南、西北部的泥巖樣品稀土元素配分特征的參照和對比，洪德南地區(qū)長7期的物源主要來自盆地西南部，由隴西古陸供給。來自隴西古陸母源區(qū)的沉積物經(jīng)流水、風(fēng)力搬運等作用沉積于盆地西南部地區(qū)，由長7期短暫性、順發(fā)性地質(zhì)事件的影響，受重力作用形成重力流，最終沉積在洪德南地區(qū)。