鄂爾多斯盆地南部延長(zhǎng)組深水沉積體系研究

陳銘培

摘要：通過(guò)大量的巖心觀(guān)察、鉆測(cè)井資料分析及野外剖面觀(guān)測(cè)，對(duì)鄂爾多斯盆地南部地區(qū)延長(zhǎng)組深水沉積做了精細(xì)研究。結(jié)果表明，研究區(qū)深水重力流沉積有砂屑流沉積、塌陷沉積、濁流沉積、泥質(zhì)碎屑流沉積4種類(lèi)型。通過(guò)對(duì)一口典型取心井的巖心觀(guān)測(cè)和分析，將深水沉積物的垂向疊加關(guān)系劃分為4種類(lèi)型，其中以多期砂屑流疊加最為常見(jiàn)，垂向疊加厚度較大的深水重力流砂體可形成大型儲(chǔ)層，極大地?cái)U(kuò)大了深水湖泊的勘探范圍。研究區(qū)長(zhǎng)6、長(zhǎng)7油層的砂巖碎屑流砂體具有良好的物性和含油性，是致密油藏的重要儲(chǔ)集層。

關(guān)鍵詞：深水重力流；致密油；延長(zhǎng)組；鄂爾多斯盆地

致密油、頁(yè)巖油氣、致密氣等非常規(guī)油氣資源成為全球勘探開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)[1-2]，美國(guó)、加拿大、澳大利亞等國(guó)家已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了商業(yè)開(kāi)發(fā)，其在全球能源結(jié)構(gòu)中也占據(jù)著越來(lái)越重要的地位[3-4]。中國(guó)非常規(guī)油氣資源豐富，但總體來(lái)說(shuō)還處于起步和探索階段[5-6]。鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組致密油資源非常豐富，其中以長(zhǎng)6、長(zhǎng)7油層組致密砂巖油最為典型。

1.區(qū)域地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地位于中國(guó)東西構(gòu)造單元的結(jié)合部位，面積約26km2×104km2，根據(jù)盆地現(xiàn)今構(gòu)造形態(tài)、基底性質(zhì)及構(gòu)造特征，盆地可劃分為伊盟隆起、渭北隆起、晉西撓褶帶、陜北斜坡、天環(huán)拗陷及西緣沖斷構(gòu)造帶六個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元[7]。

在上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)期，鄂爾多斯盆地經(jīng)歷了大型內(nèi)陸坳陷盆地形成、發(fā)展、消亡的全過(guò)程，沉積了一套厚度約1000m～1300m的陸源碎屑巖系，根據(jù)凝灰?guī)r標(biāo)志層（K0-K9）特征將延長(zhǎng)組自下而上可分為長(zhǎng)10～長(zhǎng)1，共10個(gè)油層組[8]。本文重點(diǎn)研究層位是長(zhǎng)7～長(zhǎng)6油層組，長(zhǎng)7期時(shí)是湖盆最大湖泛期，底部沉積了厚層灰黑色油頁(yè)巖及深灰色泥巖，中上部沉積厚層塊狀砂巖夾薄層泥巖，長(zhǎng)6期深湖面積有所萎縮，底部以厚層塊狀砂巖夾薄層泥巖為主，中上部為深灰色泥巖與薄層粉、細(xì)砂巖互層[9]，長(zhǎng)6、長(zhǎng)7期一般屬于深水沉積。

2.深水重力流沉積類(lèi)型

通過(guò)對(duì)研究區(qū)30口井的巖心觀(guān)察和野外剖面觀(guān)察，確定了塌陷沉積、砂屑流沉積、濁流沉積3種類(lèi)型深水重力沉積。

2.1滑塌沉積

滑塌砂體是位于三角洲前緣的砂體，受外力作用，使流體產(chǎn)生的超孔隙水壓力不足以支撐沉積物的重力，砂體被液化和整體搬運(yùn)，沿下凹滑動(dòng)面發(fā)生旋轉(zhuǎn)剪切運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)停留在前坡腳處，堆積形成巖石。在塌陷過(guò)程中，砂體常發(fā)生卷曲變形，形成變形層理、微褶皺、旋轉(zhuǎn)火焰結(jié)構(gòu)和球枕結(jié)構(gòu)。在砂泥交界處，有崩塌形成的摩擦鏡（圖1a），這些摩擦鏡成為識(shí)別滑塌砂體的重要特征。

2.2砂質(zhì)碎屑流沉積

砂質(zhì)碎屑流是一種流變的層流沉積流。沉積物通常是整體“凍結(jié)”的方式發(fā)生沉積[10]，沉積物頂部和底部與泥巖的接觸（圖1c）是沉積物凍結(jié)沉積的重要證據(jù)灰黑色泥巖裂隙碎屑呈層狀分布，方向性不明顯，是內(nèi)生碎屑沉積物，“漂”礫石呈淡黃色氧化色，較圓整，是外來(lái)碎屑沉積物類(lèi)型。砂質(zhì)碎屑流也具有典型的“泥團(tuán)礫石”特征結(jié)構(gòu)（圖1e），李相博等人通過(guò)研究這種結(jié)構(gòu)的形成[11]認(rèn)為“泥團(tuán)礫石”反映了砂體整體運(yùn)移狀態(tài)。砂質(zhì)碎屑流砂體是研究區(qū)分布范圍最廣，儲(chǔ)層物性、含油性較好的砂體。

2.3濁流沉積

濁流沉積是研究區(qū)重力流沉積的另外一種形式。它位于重力流沉積底部，其流動(dòng)狀態(tài)屬于紊流，如槽型和槽型（圖1f）。濁積巖礦床為重力分異作用形成的擁有屬性正粒序列，研究區(qū)濁積砂體可分為近源砂質(zhì)濁積砂體以及遠(yuǎn)源細(xì)粒濁積砂體。在這項(xiàng)研究中，最常見(jiàn)的組合在研究區(qū)域是ace，ae，cd和ce（圖1g，1h）。遠(yuǎn)源細(xì)粒濁積巖主要為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖和有機(jī)質(zhì)，是低密度濁積流的產(chǎn)物。巖相組合主要由級(jí)配層狀泥巖相和塊狀泥巖相組成。級(jí)配層狀泥巖通常由泥巖和底部粉砂巖頂部的有機(jī)質(zhì)組成。從底部到頂部的完整數(shù)列組合是底部的梯度段和中部的水平疊層段，頂部有機(jī)層的“三元結(jié)構(gòu)”和頂部有機(jī)層的“二元結(jié)構(gòu)”。塊狀泥巖是由泥質(zhì)滑塌形成[14]粒度變化不明顯，但明顯有組分變化，沒(méi)有沉積構(gòu)造現(xiàn)象。巖心上可見(jiàn)小變形層理、波浪層理和泥巖撕裂碎屑（圖1i）。

3.典型垂向?qū)有蚣捌浣M合

研究區(qū)存在多種形式的深水重力流，其在形成過(guò)程中必然存在多種性質(zhì)的流體，不同性質(zhì)的流體之間并不是孤立的，而是存在流體性質(zhì)的轉(zhuǎn)換[17]通過(guò)對(duì)不同流體性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化關(guān)系的研究，對(duì)分析重力流的形成機(jī)理和過(guò)程具有重要意義。垂向?qū)有虻慕M合是流體性質(zhì)轉(zhuǎn)換或同種性質(zhì)流體疊置最直接的反映，通過(guò)對(duì)研究區(qū)巖心觀(guān)察及描述（圖2），根據(jù)流體類(lèi)型及其組合關(guān)系，將研究區(qū)重力流的垂向組合歸納為四類(lèi)：

（1）多期砂質(zhì)碎屑流垂向疊置。

這種組合在研究區(qū)最為常見(jiàn)，表現(xiàn)為多期砂質(zhì)碎屑流在垂向上的相互疊置，厚層塊狀砂巖之間有時(shí)常被薄層灰黑色泥巖隔開(kāi)，累計(jì)厚度可達(dá)15m，期間并沒(méi)有發(fā)生流體性質(zhì)的轉(zhuǎn)換。

（2）砂質(zhì)滑塌與砂質(zhì)碎屑流之間的疊置。

在三角洲前緣坡腳處，變形層理的砂質(zhì)滑塌體上部被塊狀碎屑流砂體覆蓋，相互形成垂向疊加關(guān)系，并可發(fā)現(xiàn)砂質(zhì)滑塌體與砂質(zhì)碎屑流多期疊加。

（3）泥質(zhì)碎屑流與砂質(zhì)碎屑流的疊置。

這種組合在研究區(qū)也很常見(jiàn)，有不同于正常沉積的湖相泥巖相的撕裂泥巖碎屑和粉砂巖塊，上部覆蓋著大量的砂屑流、灰黑色泥巖的“漂浮”碎屑。

（4）砂質(zhì)碎屑流與濁流的疊置。沙質(zhì)泥石流含沙量的降低可形成濁流。這種疊加關(guān)系的出現(xiàn)反映了兩種流體之間流體性質(zhì)的轉(zhuǎn)換。其次，不同時(shí)期不同流態(tài)的沉積物在同一地點(diǎn)的疊加也可以形成這種垂向關(guān)系。

4.結(jié)論

（1）通過(guò)巖心觀(guān)察和野外剖面觀(guān)察，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)6～長(zhǎng)7期廣泛發(fā)育深水重力流沉積。深水重力流沉積可劃分為砂屑流沉積、塌陷沉積、濁流沉積、泥質(zhì)碎屑流沉積4種類(lèi)型。

（2）根據(jù)室外巖心觀(guān)察和分析，研究區(qū)重力流沉積物的垂向組合可分為四種類(lèi)型：砂質(zhì)滑塌與砂質(zhì)泥石流的疊加、砂質(zhì)泥石流的垂直疊加、泥石流砂泥巖的疊加，砂性泥石流和濁積流的疊加，其中以多級(jí)砂泥石流最為常見(jiàn)。

（3）鄂爾多斯盆地南部地區(qū)擁有良好的“生、儲(chǔ)、蓋”組合關(guān)系，長(zhǎng)6～長(zhǎng)7油層組的深水重力流砂體及油頁(yè)巖成藏條件優(yōu)越，致密油資源豐富，理應(yīng)重視。

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