鄂爾多斯盆地大路溝地區(qū)長(zhǎng)63 沉積特征分析

南北杰 王高虎 吳大全 曹樹(shù)金

（1、中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第四采油廠(chǎng)地質(zhì)所，陜西 靖邊 718500 2、長(zhǎng)慶油田第三采油廠(chǎng)大水坑采油作業(yè)區(qū)，寧夏 銀川 750000）

鄂爾多斯盆地是我國(guó)主要的含油氣盆地之一，晚三疊世延長(zhǎng)期主要發(fā)育河流-三角洲-湖泊相沉積，根據(jù)巖性和湖盆地演化特征，自下而上劃分為長(zhǎng)10 到長(zhǎng)1 十個(gè)油層組[1]。白于山-大路溝地區(qū)位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡中部，屬北東向物源的志丹-靖邊曲流河三角洲沉積體系。長(zhǎng)6 油層組是工區(qū)主力含油層段，早期主要勘探對(duì)象是中上部地層。隨著勘探開(kāi)發(fā)的深入，長(zhǎng)6 下部的長(zhǎng)63層逐漸成為新的勘探領(lǐng)域，但是卻面臨著沉積相特征不清楚，砂體展布特征不明的地質(zhì)問(wèn)題，直接影響了井位的部署。從區(qū)域研究背景上看，工區(qū)主要發(fā)育三角洲沉積，但到底是水上的三角洲平原沉積還是水下的三角洲前緣沉積需要進(jìn)一步研究，因此，判別湖岸線(xiàn)位置，進(jìn)而確定沉積亞相是工區(qū)長(zhǎng)63層研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

1 湖岸線(xiàn)位置確定的依據(jù)

湖盆沉積時(shí)期湖岸線(xiàn)位置的確定是正確劃分三角洲平原亞相和三角洲前緣亞相帶的關(guān)鍵問(wèn)題，亦是影響油田勘探開(kāi)發(fā)有利目標(biāo)區(qū)選擇的重要問(wèn)題。在前人研究基礎(chǔ)上，依據(jù)研究區(qū)沉積古地理背景及豐富的鉆巖巖心、測(cè)井等資料，綜合分析湖岸線(xiàn)位置判別標(biāo)志。

1.1 沉積物顏色

沉積學(xué)標(biāo)志是判別湖岸線(xiàn)最重要的依據(jù)之一，如：沉積物顏色深淺及變化趨勢(shì)。巖石顏色是一項(xiàng)直觀(guān)的重要標(biāo)志，因?yàn)閹r石的顏色往往反映沉積過(guò)程中所處的古地理位置、氧化還原狀況以及水動(dòng)力條件。

在水體較淺、沉積介質(zhì)具有氧化性的情況下形成的沉積物呈淺灰色、灰白色、灰色、灰黃色等淺色特征。反之，在水體較深、沉積介質(zhì)具有還原性的情況下，形成的沉積物（巖）往往表現(xiàn)為深灰色、黑灰色、黑色等深色特征。研究區(qū)長(zhǎng)63層鉆井巖心觀(guān)察表明，三角洲平原亞相分流河道砂體以灰白色、淺灰色等氧化色為主，反應(yīng)位于湖岸線(xiàn)之上氧化環(huán)境（圖1a、b、c、e、f），泥巖由于有機(jī)碳含量較高，通常深灰色（圖1d），用手觸摸污手。

三角洲前緣亞相水下分流河道砂體則以灰色、深灰色、黑灰色為主，反應(yīng)水體較深、弱-較強(qiáng)還原環(huán)境。同時(shí)，研究區(qū)長(zhǎng)63層三角洲沿北北東向入湖，三角洲平原亞相沉積逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿侵耷熬壋练e，儲(chǔ)集砂巖顏色亦由淺灰色、灰白色、灰色等氧化色逐步過(guò)渡為深灰色、黑灰色等還原色（圖2a、c、e），泥巖顏色深灰色，水平層理發(fā)育（圖2f），指示了研究區(qū)長(zhǎng)63時(shí)期沉積水體沿北北東向逐步加深。

1.2 沉積構(gòu)造

沉積構(gòu)造是識(shí)別沉積環(huán)境、氣候及水動(dòng)力條件最重要的標(biāo)志之一。值得注意的是單一沉積構(gòu)造往往在不同沉積微環(huán)境均可出現(xiàn)，具有多解性，因此，通過(guò)目的層取心段巖心的詳細(xì)觀(guān)察，尋找典型環(huán)境下的典型構(gòu)造及沉積構(gòu)造組合，是沉積微相的劃分重要手段。

研究區(qū)長(zhǎng)63層沉積構(gòu)造豐富，三角洲平原亞相為三角洲沉積的陸上部分，其沉積環(huán)境及沉積特征與河流相有較多共同之處，常見(jiàn)的沉積構(gòu)造包括平行層理、槽狀交錯(cuò)層理、塊狀層理、沖刷面構(gòu)造、平行-交錯(cuò)層理等（圖1a、b、c），反映分流河道微相強(qiáng)水動(dòng)力特征。

三角洲前緣亞相位于三角洲入湖后河流的自然延伸方向，處于湖平面以下，為河流及湖水的共同作用地帶，其水動(dòng)力條件及沉積環(huán)境與三角洲平原亞相帶區(qū)別較大，典型的沉積構(gòu)造常見(jiàn)有波狀交錯(cuò)層理、波狀層理、變形層理、逆粒序?qū)永?、斜層理及變形層理等（圖2a、b、c、d、e）。特別是浪成波狀層理具有標(biāo)志性，淺水水下發(fā)育的典型指示性沉積構(gòu)造，具有波峰波谷較圓滑，對(duì)稱(chēng)性較好等識(shí)別特征。

圖1 大路溝地區(qū)長(zhǎng)63 水上沉積巖心特征

圖2 大路溝地區(qū)長(zhǎng)63 水下沉積巖心特征

1.3 植物化石

鉆井巖心資料中豐富的生物化石及化石組合為判別湖岸線(xiàn)位置提供了重要標(biāo)志。

三角洲平原陸上環(huán)境中，植物生長(zhǎng)較發(fā)育，植物根、莖、葉片、果實(shí)等埋藏后形成化石。植物根跡化石隨著向湖岸線(xiàn)位置的臨近，由直根、輻射狀根跡、須狀根跡向單根跡轉(zhuǎn)變。研究區(qū)主要是輻射狀根跡和直根跡較為常見(jiàn)（圖1e）。有時(shí)植物莖稈被水流沖攜后一起沉積，在砂巖中有時(shí)能見(jiàn)到碳化的植物莖稈。沼澤等泥巖中植物化石含量高的形成炭質(zhì)泥巖或煤線(xiàn)，由于就近堆積，葉片多較為完整。

三角洲前緣植物化石含量相對(duì)較少，多為陸上沖攜帶入湖水中，葉片等完整度較低，多為碎屑分布在層面。

1.4 動(dòng)物化石

一般而言，雙殼類(lèi)及腹足類(lèi)化石等往往生活在水體較淺的環(huán)境。此外，管狀潛跡亦可指示沉積時(shí)期的水體環(huán)境。三角洲平原環(huán)境中多發(fā)于大型潛跡，多為垂直（圖1f），管壁平直較厚，或具生物加工襯里，內(nèi)壁充填物多見(jiàn)逃逸構(gòu)造。

三角洲前緣多發(fā)于小型潛穴，多為斜交潛穴（圖2e、f），潛穴內(nèi)多為砂充填，這類(lèi)潛穴一般可指示具有一定水動(dòng)力條件的水下環(huán)境。此外，螺旋潛穴一般為覓食跡，代表湖水體較安靜的環(huán)境。有時(shí)能見(jiàn)到雙殼類(lèi)和介形蟲(chóng)化石。

1.5 侵蝕構(gòu)造

侵蝕構(gòu)造是突發(fā)性水流對(duì)下部底床侵蝕沖刷形成的，常表現(xiàn)為砂泥巖突變接觸，泥礫發(fā)育等特征。

三角洲平原環(huán)境由于河流水動(dòng)力較強(qiáng)，改道頻繁，沖刷面十分發(fā)育。常見(jiàn)的是砂巖底部的泥礫層，泥礫具有分選差、順層分布、一定的磨圓度等特征（圖1c），反映了瞬時(shí)沖刷后水動(dòng)力快速降低特征。

三角洲前緣環(huán)境中隨著河流入湖，受湖水阻擋，水動(dòng)力快速降低，沖刷能力降低，沖刷面相對(duì)不發(fā)育。

1.6 測(cè)井相

受成本制約，不可能每口井都取芯，而測(cè)井成本相對(duì)較低，每口井都有測(cè)井曲線(xiàn)，因此，在已取芯井曲線(xiàn)特征的總結(jié)下，可以對(duì)未取芯井段的沉積相進(jìn)行分析，這是測(cè)井沉積相分析的基本原理。通常從測(cè)井曲線(xiàn)幅度、形態(tài)、旋回、齒化程度等方面進(jìn)行分析。

三角洲平原環(huán)境測(cè)井曲線(xiàn)主要表現(xiàn)為幅度較大，鐘型或箱型為主，正旋回發(fā)育，齒化程度較弱，這與分流河道砂體相對(duì)發(fā)育、粒度相對(duì)較粗等有關(guān)。

三角洲前緣環(huán)境測(cè)井曲線(xiàn)主要表現(xiàn)為幅度較小，漏斗型-箱型為主，反旋回發(fā)育，齒化程度較強(qiáng)，這與分流河道砂體相對(duì)不發(fā)育、粒度相對(duì)較細(xì)、湖水頻發(fā)擺動(dòng)等有關(guān)。

根據(jù)以上識(shí)別標(biāo)志，綜合分析可以判別出湖岸線(xiàn)的位置，進(jìn)而分析出不同三角洲亞相空間范圍，為沉積相的進(jìn)一步分析奠定基礎(chǔ)。

2 沉積相剖面特征

該剖面位于研究區(qū)西南部，為平行物源方向。湖岸線(xiàn)基本位于楊241 井～塞39 井區(qū)域，該區(qū)域以南主要發(fā)育三角洲前緣亞相沉積，以北發(fā)育三角洲平原亞相沉積。相較而言，三角洲平原亞相區(qū)分流河道砂體較三角洲前緣亞相區(qū)水下分流河道砂體規(guī)模較大，砂體連通性較好（圖3）。

圖3 大路溝地區(qū)柳8-天232 井沉積相剖面圖

3 沉積相平面特征

長(zhǎng)63期，研究區(qū)東北部三角洲平原亞相優(yōu)勢(shì)發(fā)育，以分流河道為骨架。湖岸線(xiàn)基本位于大路溝-化子坪沿線(xiàn)，西南部地區(qū)主要發(fā)育三角洲前緣亞相沉積，水下分流河道及水下分流間灣較為發(fā)育。

北部及東部廣大區(qū)域被三角洲平原亞相占據(jù)，主要發(fā)育分流河道微相及分流間灣微相。三角洲（水下）分流河道呈北東-南西向條帶狀展布，河道砂地比介于0.3-0.6 之間。（水下）分流河道微相連片發(fā)育，（水下）分流間灣（砂地比小于0.3）亦呈北東-南西向分布于河道間（圖4）。

圖4 大路溝地區(qū)長(zhǎng)63 沉積相平面圖

在綜合研究基礎(chǔ)上，明確了工區(qū)沉積相模式。長(zhǎng)63時(shí)期，鄂爾多斯盆地沉降作用趨于減慢，湖盆開(kāi)始收縮，沉積作用明顯增強(qiáng)，湖泊進(jìn)入三角洲建設(shè)時(shí)期。長(zhǎng)63湖岸線(xiàn)退至研究區(qū)南部區(qū)域，志靖三角洲總體呈北北東向展布，三角洲平原亞相在研究區(qū)優(yōu)勢(shì)發(fā)育，至大路溝-化子坪沿線(xiàn)入湖，形成三角洲前緣沉積，并不斷向湖盆中心延伸。

4 結(jié)論

4.1 根據(jù)大量巖心及測(cè)井曲線(xiàn)資料，建立三角洲沉積環(huán)境水上環(huán)境和水下環(huán)境識(shí)別的沉積學(xué)標(biāo)志，明確了湖岸線(xiàn)綜合判別方法，為三角洲平原及前緣亞相的判識(shí)奠定了基礎(chǔ)。

4.2 研究區(qū)主要發(fā)育三角洲平原及三角洲前緣亞相，湖岸線(xiàn)位于大路溝-化子坪一帶，分流河道和水下分流河道微相是主要的有利沉積微相。