鄂爾多斯盆地盒8段沉積相研究

郭偉鵬

（延長石油集團(tuán)油氣勘探公司延長氣田采氣一廠，陜西 西安 716000）

A氣田是鄂爾多斯盆地內(nèi)的大型巖性氣藏之一，該氣田中的盒8段是主力產(chǎn)氣層之一，由于其在天然氣產(chǎn)層中的重要意義，以往有眾多學(xué)者對其展開沉積相的研究。

1 區(qū)域構(gòu)造

鄂爾多斯盆地以太古界和早遠(yuǎn)古界的變質(zhì)結(jié)晶作為基底，經(jīng)過多年的發(fā)育與沉積，形成新生界地層，屬于典型的克拉通盆地。在該類盆地的基地上，第一次沉積底層是一套海相碳酸鹽巖沉積地層。在中一晚奧陶世的時候，該盆地地殼抬升，造成部分底層的缺失，據(jù)推斷，間斷時間大概為1.3億年。

在印支期之前，該區(qū)沉積基底自西向東傾斜；在印支期，該區(qū)地層的構(gòu)造應(yīng)力出現(xiàn)西強東弱的特征，受力出現(xiàn)不平衡，造成盆地東部開始慢慢上升；到了燕山運動時期，該區(qū)盆地受到的南北向的左行剪切力和縱向壓力較大，地層構(gòu)造發(fā)生巨大的形態(tài)變化，進(jìn)一步加劇了隆起作用，造成盆地東部出現(xiàn)大幅度的抬升，盆地徹底變?yōu)橄蛭鲀A斜，這時候，盆地內(nèi)部出現(xiàn)大量西傾的單斜構(gòu)造。在喜馬拉雅時期，該區(qū)盆地再次出現(xiàn)西南方向的抬升，進(jìn)而形成如今的構(gòu)造。由于在石炭紀(jì)到二疊紀(jì)，整個盆地發(fā)生了一次水退的過程，導(dǎo)致此處盆地由海相往陸相發(fā)展，直至二疊紀(jì)末期，該處盆地已經(jīng)完全發(fā)展成陸相沉積盆地。三疊紀(jì)晚期，盆地內(nèi)的淡水內(nèi)陸湖泊沉積逐漸發(fā)育，直到形成今天的構(gòu)造——三山夾兩盆?，F(xiàn)金，盆地構(gòu)造呈南北走向，同時，東坡陡，西坡緩，向斜不對稱，總面積約為25×104km2（圖1）。

圖1 鄂爾多斯盆地構(gòu)造單元劃分

2 地層基本特征

下石盒子組命名來源于石盒子溝，該地層頂部巖石為駱駝脖子砂巖，底部巖石為桃花泥巖段，底層厚度大概120m～160m，是晚古生代時期鄂爾多斯盆地發(fā)育的最大規(guī)模的辮狀河—三角洲沉積。為了方便研究工作的開展，將盒8段劃分成兩個小層，分別為盒8上、盒8下。

駱駝脖子砂巖底即為盒8下亞段底面，主要地層特點是發(fā)育灰白色細(xì)礫巖、含礫粗砂巖、灰色中砂巖夾薄層泥巖，其中，部分含有凝灰質(zhì)，地層頂部是比較穩(wěn)定的砂巖，經(jīng)過測井，獲得鐘形曲線。盒8下地層厚度大概為18.8m～47m，厚度不均勻，經(jīng)過測算，該處地層平均厚度為29.2m。盒8上地層巖性主要表現(xiàn)為灰色或灰綠色粗砂巖、中一細(xì)砂巖與深灰色、灰黑色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖及泥巖，其中，部分井段發(fā)育為暗色泥巖，盒8上地層厚度大概為14m～51m，厚度不均勻，經(jīng)過測算，該處地層平均厚度為29.2m。測井響應(yīng)顯示為“高GR、高AC、低RT”。

3 沉積相類型及特征

3.1 沉積相類型

根據(jù)對本研究區(qū)開展資料調(diào)查與分析，了解該區(qū)域巖石組合、沉積構(gòu)造、剖面結(jié)構(gòu)等特征，可以將盒8段沉積時期的沉積相總結(jié)為辮狀河三角洲平原亞相。具體沉積相劃分方案見表1。

表1 研究區(qū)沉積相劃分方案表

3.2 沉積相特征

在本研究區(qū)，盒8段沉積時期處在辮狀河三角洲沉積的三角洲平原亞相相帶，該處沉積物具有粒度粗，心灘分布散落的特點。根據(jù)研究，心灘主要處于辮狀河道交叉處。該處具有河道寬、水淺、細(xì)粒沉相不發(fā)育的特征。在以上環(huán)境中，河道走勢隨著水流量的變化出現(xiàn)一定的擺動，造成辮狀河河道的底部沉積物出現(xiàn)粗顆粒沉積物，由于水流變化頻率較高，導(dǎo)致河道頻繁發(fā)生改變，導(dǎo)致沉積下來的河道砂體反復(fù)切割與疊置，上部細(xì)粒沉積較少。

3.2.1 心灘

心灘微相在辮狀河沉積儲層最為有利。該處占據(jù)主導(dǎo)地位的巖相是塊狀層理砂巖相，接著是發(fā)育平行層理砂巖相。根據(jù)心灘沉積序列可見，該處巖相呈現(xiàn)出正韻律或復(fù)合韻律特點，主要特點是向上粒度逐漸變細(xì)。根據(jù)相關(guān)研究繪出其測井曲線，曲線呈現(xiàn)為箱型或是鐘型形狀，巖性也表現(xiàn)為向上變細(xì)的趨勢。層理規(guī)模也呈現(xiàn)從下到上逐漸變薄的趨勢。根據(jù)復(fù)合韻律和正韻律可以得知，改層段水動力比較穩(wěn)定，同時物源充足，見圖2（a）。

圖2 辮狀河三角洲沉積微相曲線特征

3.2.2 辮狀河道

滯留含礫砂巖相發(fā)育規(guī)模小，且一般只在河底發(fā)育，砂質(zhì)泥礫巖相發(fā)育范圍更小，僅僅在個別井的河道底部，且厚度非常不均勻，變化較大，平行層理砂巖相主要發(fā)育在河道沉積末期，同樣表現(xiàn)為厚度不均勻，變化大，具體見圖2（b）。

根據(jù)河道沉積序列可見，該河道巖相具有向上粒度變細(xì)的正韻律結(jié)構(gòu)特點，自河道底部往上，單層厚度、層理規(guī)模均逐漸變小，巖性也從含礫粗砂巖轉(zhuǎn)變成粗砂巖、中細(xì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖。

3.2.3 河道側(cè)翼

由于河道兩側(cè)水動力較弱，該處微相經(jīng)過水流沖刷由充填懸浮細(xì)粒沉積物發(fā)育而成，巖相組合的粒度比較細(xì)。沉積構(gòu)造主要呈現(xiàn)為水平層理，尤其是在粉砂質(zhì)泥巖及泥巖中，多見厚度不大的水平層理。根據(jù)相關(guān)研究繪出其自然伽馬和電阻率曲線，大多表現(xiàn)為中低幅度微齒鐘型，見圖2（c）。

3.2.4 泛濫平原

泛濫平原一般以泥巖的形式出現(xiàn)在沉積旋回的頂部，偶爾可見水平層理的泥巖夾塊狀砂巖，也有可能出現(xiàn)砂泥互層，植物化石等，根據(jù)相關(guān)研究繪出其自然伽馬曲線和電阻率曲線，大多表現(xiàn)為鋸齒狀，具體見圖2（d）。

根據(jù)本文研究，基本上可以確定辮狀河三角洲平原亞相沉積的主要發(fā)育時期為盒8段沉積時期，根據(jù)構(gòu)造特征，將其細(xì)致的劃分為心灘、辮狀河道、河道側(cè)翼、泛濫平原。另外，本文研究認(rèn)為，曲流河三角洲平原亞相沉積多發(fā)育在山1段沉積時期，根據(jù)構(gòu)造特征可以細(xì)致的劃分成河床滯留沉積、邊灘、天然堤、泛濫平原。

4 結(jié)語

綜上所述，鄂爾多斯盆地A氣田盒8段沉積區(qū)平坦開闊，氣候呈現(xiàn)干旱—半干旱的氣候特征，物源豐富，多水系發(fā)育，為沖積扇—沖積平原的沉積提供了良好的自然條件，最終形成了河道、泛濫平原與河間漫湖交互分布的沉積格局。根據(jù)相關(guān)古地理恢復(fù)研究結(jié)果，盒8沉積時期，該盆地是大華北盆地西部流域的“過水區(qū)”，各個方向的水系經(jīng)過匯合之后，集中流向東南方，該區(qū)主體為沖積平原沉積環(huán)境，發(fā)育沖積扇、辮狀河、泛濫平原、低彎度曲流河、洪泛湖（河間漫湖）等沉積相。