鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)長9段砂體構(gòu)型

吳澤民，柯先啟，張攀，文鳳琴，童強(qiáng)，劉林玉

（1.中國石油 長慶油田分公司a.第十一采油廠；b.第五采油廠，西安 710021；2.西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系 大陸動力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710069）

隨著致密砂巖油氣勘探開發(fā)理論和實(shí)踐的不斷突破，鄂爾多斯盆地延長組下組合頗受關(guān)注[1-5]，尤其在源儲特征與沉積演化[6-9]、成巖與成藏關(guān)系、控藏機(jī)理等方面收獲了較多認(rèn)識[10-12]。以姬塬油田為代表，正逐漸將視野向深部拓展，以尋找戰(zhàn)略接替?？紤]到現(xiàn)階段勘探主要集中在長8 段，而其深部長9 段的油氣勘探開發(fā)進(jìn)程相對遲滯，油藏評價(jià)效果較差，開發(fā)矛盾衍生，需要重新對研究區(qū)沉積構(gòu)型進(jìn)行精細(xì)劃分。

姬塬地區(qū)物源方向主要受西北部物源體系控制[11-13]，但其東部和西部的沉積和儲集層特征差異顯著[14]。東部和西部砂體類型、結(jié)構(gòu)及成因已受到關(guān)注[8，15-16]，但由于對雙物源沉積體系下的砂體構(gòu)型組合尚未開展深入研究，導(dǎo)致對其控制下的儲集層發(fā)育和油氣分布規(guī)律的認(rèn)識模糊，對東西部油氣成藏富集規(guī)律的認(rèn)識亦不明。因此，亟需開展砂體構(gòu)型研究，并分析其對油氣富集的控制作用。本文利用巖心、測井、露頭、測試及生產(chǎn)資料，對姬塬地區(qū)長9 段沉積特征和砂體構(gòu)型開展研究，旨在建立其沉積構(gòu)型模式，為油氣勘探開發(fā)提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地在中生代處于內(nèi)陸湖盆發(fā)展階段。姬塬地區(qū)位于盆地中—西部，構(gòu)造上橫跨天環(huán)坳陷和伊陜斜坡（圖1a），受印支、燕山和喜馬拉雅運(yùn)動影響，現(xiàn)今構(gòu)造主體為平緩的西傾單斜，發(fā)育眾多近東西向鼻狀隆起[17]。延長組自上而下劃分為10 段，在長9 段至長82亞段沉積期，湖盆經(jīng)歷了水侵背景下的持續(xù)沉降并逐漸大幅擴(kuò)張的過程，總體屬于三級層序SQ2（圖1b），長9段為低位體系域[18]。

前人認(rèn)為，上三疊統(tǒng)延長組發(fā)育一套以河流—三角洲—湖泊為主的陸源碎屑沉積[19-20]，在湖盆擴(kuò)張背景下，研究區(qū)同時接收來自西北部阿拉善古陸和東北部陰山古陸供給的物質(zhì)[21-24]，研究區(qū)長9 段雙物源體系基本明確[22]，西部發(fā)育辮狀河三角洲沉積，東部為曲流河三角洲沉積[14]。但2個沉積體系的界線及其亞相和微相類型均不明確[25-27]，對于砂體展布及構(gòu)型規(guī)律認(rèn)識不清晰，制約了研究區(qū)的油氣勘探。

2 雙物源體系沉積特征

2.1 巖石學(xué)特征

據(jù)348 塊鑄體薄片資料統(tǒng)計(jì)，研究區(qū)長9 段以巖屑長石砂巖和長石巖屑砂巖為主（圖2a），石英含量為30.84%，長石含量為38.21%，巖屑含量為20.15%，以高長石和低巖屑含量為主要特征，成分成熟度中等偏低。填隙物含量平均為10.80%，主要為綠泥石（3.66%）、硅質(zhì)（2.64%）和濁沸石（2.38%），其次為鐵方解石（1.13%）和伊利石（0.96%），還有少量其他礦物，如黃鐵礦。研究區(qū)東部和西部長9段巖石組分差異較明顯（表1），西部長9 段石英和長石含量低于東部，而巖屑含量高于東部，表明研究區(qū)長9段為雙物源沉積。

表1 研究區(qū)東西部長9段巖石碎屑顆粒含量差異Table 1.Contents of clastics in Chang 9 member in the east and west of the study area

研究區(qū)長9段以細(xì)砂巖為主，偶見中砂巖。204塊樣品統(tǒng)計(jì)的砂巖粒度概率累計(jì)曲線總體為兩段式，跳躍組分顯著，懸浮組分較少，呈截點(diǎn)突變式（圖2b），牽引流沉積特征較顯著，為河流—三角洲沉積。

2.2 沉積相特征

姬塬地區(qū)長9 段砂巖以灰色和灰白色為主，砂泥過渡段可見灰綠色粉—細(xì)砂巖和粉砂巖，反映偏還原的沉積環(huán)境。研究區(qū)長9段沉積構(gòu)造類型多樣（圖3），沉積環(huán)境標(biāo)志顯著，大型交錯層理較為發(fā)育，反映河道沉積水體能量較強(qiáng)；相對低能的偏靜水沉積構(gòu)造也較常見，反映河道間或溢岸沉積環(huán)境，動植物碎屑化石常見且碳化明顯，反映湖浪波動較為劇烈，湖岸線遷移頻繁。

研究區(qū)長9段自西向東沉積特征差異明顯（圖3），西部出現(xiàn)明顯的辮狀河三角洲平原沉積特征，炭屑較為發(fā)育，植物碎屑化石也較為豐富，強(qiáng)水動力的河道沉積中可見泥礫；中部出現(xiàn)明顯的辮狀河三角洲前緣沉積特征，可見大量沙紋層理，并且植物化石較多，炭屑也較為常見，整體反映出弱氧化的水下沉積特征；東部出現(xiàn)曲流河三角洲前緣沉積特征（圖3），沙紋層理仍較為常見，平行層理和泥礫發(fā)育，指示了水下分流河道沉積，具重要指示意義的反粒序現(xiàn)象極為明顯，代表了河口壩沉積的反韻律特征，水體總體較淺，偶爾可見炭屑。研究區(qū)長9 段自西向東，呈現(xiàn)出由辮狀河三角洲平原依次向辮狀河三角洲前緣、曲流河三角洲前緣過渡的特征，后洼東—H197 井以西為辮狀河三角洲平原沉積，東部馬家山東—C136 井西一線為曲流河三角洲前緣沉積，二者之間的區(qū)域?yàn)檗p狀河三角洲前緣沉積，南部姬塬—堡子灣一帶為辮狀河三角洲前緣沉積和曲流河三角洲前緣沉積交匯區(qū)域。

研究區(qū)沉積體系由2 部分組成，西部以辮狀河三角洲沉積體系為主，東部發(fā)育曲流河三角洲沉積體系，并且雙物源背景的沉積體系在研究區(qū)南部形成交匯（圖3）。長9 段為西北物源下的辮狀河三角洲平原和前緣沉積環(huán)境以及東北物源下的曲流河三角洲前緣沉積環(huán)境，平面上具有“西辮東曲”的特征，沉積相類型的識別及劃分見表2。

表2 研究區(qū)長9段沉積相類型組成及分布Table 2.Sedimentary facies and their distribution in Chang 9 member of the study area

3 構(gòu)型要素層次結(jié)構(gòu)

長9 段沉積期，姬塬地區(qū)湖平面較低，在河流—三角洲沉積背景下，長9 段三角洲平原砂體形成于可容納空間較小的部位，在強(qiáng)物源供給下，砂體縱向頻繁疊置，側(cè)向交互切割；三角洲前緣砂體形成時整體水位仍然偏低，可容納空間與沉積供給量比值相對較小，在多種沉積因素控制下，形成了砂體復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。不同級次基準(zhǔn)面旋回的劃分依據(jù)有單一巖石物理相性質(zhì)變化、滯留沉積或河流沖刷面、旋回及疊加樣式變化、相或相組合變化、沉積間斷變化和各級次湖泛面等[28-29]。

3.1 中期旋回發(fā)育特征

針對不同區(qū)域選取典型取心井，開展中期旋回的識別與劃分（圖4）。受西北和東北2個不同方向物源沉積體系影響，發(fā)育2類不同組合樣式的中期旋回。

西部為辮狀河三角洲沉積體系，其中2 個中期旋回MSC-1 和MSC-2 均為向上水體變深的非對稱型旋回結(jié)構(gòu)，代表了可容納空間極小的辮狀河三角洲平原分流河道沉積，而MSC-3、MSC-4 和MSC-5 均為對稱型旋回結(jié)構(gòu)，反映了幾次較完整的較大幅度湖進(jìn)—湖退旋回。

東部為曲流河三角洲沉積體系，其中MSC-1 到MSC-4均為對稱型的旋回結(jié)構(gòu)，反映曲流河三角洲前緣沉積環(huán)境下相對較大的可容納空間。湖進(jìn)—湖退過程中，泥質(zhì)和粉砂質(zhì)未被完全沖刷侵蝕，從而在層序上得以保留，而MSC-5 則為水體較深、可容納空間較大的向上水體變深的非對稱旋回，為沉積物供給缺乏的欠補(bǔ)償沉積環(huán)境。

3.2 短期旋回發(fā)育特征

在中期旋回層序界面識別的基礎(chǔ)上，結(jié)合沉積微相，按照沉積成因?qū)е碌南嗯渲藐P(guān)系，對短期旋回進(jìn)行識別和劃分。

（1）西部 受沉積體系變遷影響，在較大范圍內(nèi)短期旋回不具備等時性。長9 段多為9～10 個短期旋回的疊加，下部的短期旋回多為向上變深的不對稱型旋回，至中部和上部逐漸變成向上變深復(fù)變淺的完全或不完全對稱旋回。短期旋回類型主要包括向上變深的不對稱旋回、向上變淺的不對稱旋回、以上升半旋回為主的向上變深復(fù)變淺的不完全對稱旋回、向上變深復(fù)變淺完全對稱旋回、以下降半旋回為主的向上變深復(fù)變淺不完全對稱旋回（圖5a、圖5b）。

（2）東部 長9段通常可見7～10個短期旋回組合形成中期旋回，這是由沉積過渡和物源交匯所致。該區(qū)域主要為向上變深復(fù)變淺的完全或不完全對稱旋回結(jié)構(gòu)，局部區(qū)域下部仍保留有向上變深的不對稱旋回，從下至上，對稱型旋回結(jié)構(gòu)由以上升半旋回為主的向上變深復(fù)變淺不完全對稱旋回，到向上變深復(fù)變淺完全對稱旋回，再到以下降半旋回為主的向上變深復(fù)變淺的不完全對稱旋回轉(zhuǎn)化。短期旋回類型和西部類似（圖5c、圖5d），但可以看出，東西部不同短期旋回類型發(fā)育程度明顯不同。

3.3 層序充填過程

可容納空間與沉積物供給量控制了旋回結(jié)構(gòu)的類型和分布模式，與沉積微相的空間變化密切相關(guān)，伴隨層序充填，形成了相應(yīng)的動力學(xué)響應(yīng)過程。

研究區(qū)長9 段下部的水下分流河道砂體向薄層溢岸沉積的粉砂巖和泥質(zhì)沉積轉(zhuǎn)變，再向上遞變?yōu)樗狼熬壍姆邸?xì)砂巖，形成河口壩和水下分流河道沉積層序。東部長9 段由于主體發(fā)育三角洲前緣沉積，因此可容納空間相對辮狀河三角洲沉積體系較大，從而發(fā)育了向上變深復(fù)變淺的不對稱旋回，再逐漸過渡為以上升半旋回為主變深復(fù)變淺的不完全對稱旋回和完全對稱旋回。

3.4 構(gòu)型要素層次結(jié)構(gòu)

通過對構(gòu)型界面、巖相類型、構(gòu)型要素等的研究，可將各級沉積單元轉(zhuǎn)化為逐級對應(yīng)的層序構(gòu)型單元[30-32]。高分辨率層序界面可作為構(gòu)型界面，從而各級次的基準(zhǔn)面旋回結(jié)構(gòu)可與對應(yīng)級次的構(gòu)型單元組合相匹配?？紤]各級次旋回結(jié)構(gòu)與其所對應(yīng)的地層單元的關(guān)系，短期旋回結(jié)構(gòu)作為5 級層序與5 級構(gòu)型要素相對應(yīng)，僅在局部密井網(wǎng)條件下具備一定等時性；進(jìn)一步劃分形成的超短期旋回在成因尺度與4 級構(gòu)型要素相對應(yīng)，即單砂體級別，同一期次的單一成因砂體具有相同的沉積成因（表3）。

表3 研究區(qū)構(gòu)型要素級次劃分方案Table 3.Hierarchical division of architectural elements in the study area

4 砂體構(gòu)型要素表征

4.1 相構(gòu)型界面識別

成因旋回控制著構(gòu)型要素的形成、分布與演化[33-34]，依據(jù)層次結(jié)構(gòu)分析和高分辨率層序地層劃分結(jié)果，需要將短期旋回細(xì)化為超短期旋回，與其對應(yīng)的3～5 級構(gòu)型要素屬于相構(gòu)型。因此，需要在巖心和測井曲線標(biāo)定下，建立能夠精細(xì)表征沉積間斷的相構(gòu)型界面[35]，從而建立巖-電特征識別標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)果表明，沉積間斷可引起自然伽馬和聲波時差發(fā)生突變或小幅回返，結(jié)合巖性變化和含油性解釋結(jié)論，可輔助判別沉積序列的連續(xù)性。利用交會圖版得到了各類相構(gòu)型界面的電測曲線參數(shù)特征及其分布范圍（圖6），可以看到泥質(zhì)、鈣質(zhì)和物性3類夾層具顯著的分帶性。自然伽馬和聲波時差對相構(gòu)型界面的識別效果較好，鈣質(zhì)夾層聲波時差一般小于214 μs/m，自然伽馬一般小于90 API；泥質(zhì)夾層聲波時差大于214 μs/m，自然伽馬一般大于90 API；物性夾層聲波時差偏高，一般大于215 μs/m；鈣質(zhì)和物性夾層的泥質(zhì)含量一般小于32%，而泥質(zhì)夾層泥質(zhì)含量一般大于32%；同時，泥質(zhì)夾層補(bǔ)償中子一般大于16%，而鈣質(zhì)夾層補(bǔ)償中子一般小于16%，二者密度均較高（圖6）。根據(jù)泥質(zhì)、鈣質(zhì)和物性夾層巖電識別參數(shù)，可對相構(gòu)型界面進(jìn)行識別。

4.2 巖相識別和相組合類型劃分

4.2.1 巖相類型

巖相類型主要根據(jù)是Miall 提出8 種構(gòu)型要素中的1～2 級構(gòu)型要素，相同沉積成因的巖相疊加形成連續(xù)的巖相序列，即3 級構(gòu)型要素，對應(yīng)側(cè)積體或增生體。將3 級構(gòu)型要素復(fù)合可形成單一成因砂體，研究的主要對象與超短期旋回相對應(yīng)。依據(jù)Miall 巖相代碼編制策略[36]，通過巖心觀察和巖石學(xué)特征判斷識別出了9種巖相類型，按照水體由強(qiáng)到弱，將9種巖相類型介紹如下（圖7）。

（1）塊狀層理含礫中—細(xì)砂巖相（Gm）為河道底部強(qiáng)水動力滯留沉積，結(jié)構(gòu)成熟度中等偏低，礫石含量相對較低，部分取心井中見沖刷充填構(gòu)造（圖7a）。

（2）槽狀交錯層理中—細(xì)砂巖相（St）灰色和灰白色中—細(xì)砂巖（圖7b），砂底形遷移成因，位于河道沉積底部或下部，發(fā)育規(guī)模與水體流速有關(guān)，向上規(guī)模變小，層系厚度較小。

（3）楔狀交錯層理中—細(xì)砂巖相（Sl）灰白色細(xì)砂巖，層系界面交錯呈楔狀（圖7c），受三角洲前緣湖浪影響，發(fā)育低角度斜交層系，可能存在水流方向變化。

（4）板狀交錯層理中—細(xì)砂巖相（Sp）灰白色細(xì)砂巖（圖7d），高角度和低角度2 類，下切和下截2 種方式，層系規(guī)模變化大，縱向砂壩順流加積。

（5）平行層理中—細(xì)砂巖相（Sh）灰白色中—細(xì)砂巖（圖7e），河道上部，寬緩淺水三角洲環(huán)境，易被削截，層系厚度相對不大，水淺流急高流態(tài)，形成平坦的床砂底形。

（6）沙紋層理粉—細(xì)砂巖相（Fr）粉細(xì)砂巖和粉砂巖（圖7f），沉積序列上部具小型流水沙紋，單層厚度較小，在廢棄河道或堤岸沉積中發(fā)育。

（7）波狀層理粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖相（Fsc）灰色、灰綠色，薄層粉砂巖與泥巖互層，紋層呈波紋狀連續(xù)分布，砂泥相互間隔交錯（圖7g），相對低能環(huán)境發(fā)育，溢岸沉積或水下天然堤中粒度偏細(xì)部位產(chǎn)出。

（8）水平層理粉砂質(zhì)泥巖和泥巖相（Fl）深灰色、灰黑色粉砂巖和泥巖（圖7h），層系界面較薄，以近水平狀分布，發(fā)育在廢棄河道或堤岸沉積，隨越岸水流能量逐漸減弱。

（9）塊狀層理泥巖和粉砂質(zhì)泥巖相（Fm）深灰色、灰黑色和黑色泥巖（圖7i），整體層系發(fā)育樣式呈塊狀，越岸沉積和廢棄河道沉積，單層厚度較小，復(fù)合河道中為夾層，穩(wěn)定性差，易被后期河道沖刷侵蝕，空間形態(tài)呈不規(guī)則形態(tài)。

4.2.2 相組合類型及特征

借鑒河流相構(gòu)型要素類型及其巖相組合方式，尋找與超短期基準(zhǔn)面相對應(yīng)的單砂體級別的構(gòu)型要素，以此作為Miall 的4 級構(gòu)型要素。通過對取心井的巖相序列分析，結(jié)合測井巖相序列響應(yīng)特征，識別出的各種巖相組合類型，便可作為河流—三角洲沉積體系下的大型底形，即巖相組合，與河流相中的河道、砂質(zhì)底形、泛濫沉積等構(gòu)型要素相對應(yīng)[32]。

姬塬地區(qū)長9段共識別出了8種較為常見的構(gòu)型要素。西部的辮狀河三角洲沉積體系和東北部的曲流河三角洲沉積體系的構(gòu)型要素種類不一，總體上8 種構(gòu)型要素的巖相組合類型較為固定，但不同區(qū)域所對應(yīng)的個別相組合類型略有差異，經(jīng)過結(jié)合沉積微相矯正后，實(shí)現(xiàn)了相構(gòu)型級次的構(gòu)型要素分類識別（圖8）。

（1）辮狀河道（FA1）為西部長9 段辮狀河三角洲平原環(huán)境的骨架構(gòu)型要素，巖相組合順序?yàn)镚m—St—Sp—Sh—Sl—Fsc（圖8a）。層理類型豐富，以交錯層理為主，反映水動力較強(qiáng)，沉積物供給充沛。辮狀河道構(gòu)型要素與沖積平原共同組成了辮狀河三角洲平原沉積環(huán)境，辮狀河道寬厚比大，砂泥比高，為寬平板狀的砂巖帶，底部見沖刷面，可形成橫向和縱向砂壩或二者的復(fù)合透鏡體。通常辮狀河道間垂向疊置較多，整體可形成較厚的復(fù)合河道帶單元，側(cè)向連續(xù)性較強(qiáng)，常與其他辮狀河道交織。

（2）廢棄河道（FA2）起初為河道沉積，而后廢棄，后續(xù)加入泥質(zhì)充填，從下到上粒度變細(xì)顯著，層理規(guī)模也逐漸減小，反映水動力逐漸減弱，水道充填沉積十分明顯，巖相組合順序?yàn)镚m—St—Sp—Sh—Fsc—Fl—Fr-Fm（圖8b）。整體呈下凸上平的透鏡狀，向兩側(cè)收斂減薄，逐步尖滅。由于河道廢棄成因影響，與其他河道疊置相對較少，砂體仍然為主體，細(xì)粒沉積較少，集中在上部。

（3）越岸沉積（FA3）西部長9 段辮狀河三角洲平原沉積環(huán)境下的重要構(gòu)型要素之一，水動力向上變?nèi)?，直至接近靜水環(huán)境。巖相組合順序?yàn)镕r—Fl—Fsc—Fm（圖8c）。受辮狀河道遷移擺動影響，有較大的寬度變化，洪水期來臨時，水體漫溢沒過河道，河道兩側(cè)開始接受細(xì)粒沉積物，潮濕環(huán)境下可發(fā)展為沼澤，也可產(chǎn)生聚煤的效果，局部越岸沉積偶爾會接受到少量砂質(zhì)，形成短時性的小型水道砂巖透鏡體。

（4）水下分流河道（FA4）該構(gòu)型要素在研究區(qū)長9 段三角洲前緣環(huán)境高頻出現(xiàn)，是骨架構(gòu)型要素之一，巖相組合順序?yàn)镚m—St—Sl—Sp—Fsc（圖8d），水動力向上遞變?nèi)酰拭嫔铣释哥R狀，橫向延伸較短，尖滅較快。在辮狀河三角洲體系中，由于河道遷移擺動頻繁，因此側(cè)向削截其他河道，同時又與其他河道垂向疊置，幾個透鏡體疊加后可形成較厚的水下分流河道復(fù)合砂體；在曲流河三角洲沉積體系中，水下分流河道穩(wěn)定性較強(qiáng)，與泥質(zhì)沉積組合形成類似“二元結(jié)構(gòu)”的樣式。在淺水三角洲前緣沉積環(huán)境中同樣發(fā)育較多，但該環(huán)境下垂向復(fù)合疊置程度更低，多與其他構(gòu)型要素組合發(fā)育。

（5）分流間灣（FA5）該構(gòu)型要素是在水下分流河道間發(fā)育的細(xì)粒沉積，水動力相對較弱，巖相組合順序?yàn)镾t—Fr—Fl—Fm—Fsc—Fm（圖8e），但并不固定，剖面形態(tài)為泥巖夾層或薄透鏡狀，在水體較淺部位可見生物成因構(gòu)造。通常與砂質(zhì)沉積相過渡，為河道側(cè)向漸變的產(chǎn)物。在水下分流河道改道活躍時，細(xì)粒沉積部分易于遭受侵蝕破壞，形態(tài)大小各異，因此該類型構(gòu)型要素的幾何尺寸較難把握。整體水動力極其微弱，多與水下天然堤和前緣席狀砂微相伴生，在河道沉積上部產(chǎn)出，易于識別。

（6）河口壩（FA6）該構(gòu)型要素是三角洲前緣沉積中另一類骨架構(gòu)型要素，發(fā)育位置在水下分流河道的末端河口處及水下分流河道側(cè)緣，剖面上呈底平頂凸?fàn)?，平面形態(tài)為扇狀，巖相組合順序?yàn)镕m—Fl—Fsc—Fr—Sh—St（圖8f），屬于活躍在河口處的沉積體，其主要水動力為異重流的底部平面噴流，通常由于河流和湖浪共同作用而遭受反復(fù)沖刷和簸選，分選較好的砂質(zhì)沉積物保存較完整，多發(fā)育槽狀交錯層理，成層厚度不大。河口壩的發(fā)育與沉積環(huán)境密切相關(guān)，在曲流河三角洲中發(fā)育規(guī)模較大，而在辮狀河三角洲和淺水三角洲環(huán)境中易于受到河道遷移和湖盆底形影響，易遭受沖刷侵蝕，保存較差，規(guī)模受限。

（7）前緣席狀砂（FA7）該構(gòu)型要素是三角洲前緣邊部的末端沉積，巖相組合順序?yàn)镕r—Fsc—Fl—Fm（圖8g）。在河口壩受到波浪和岸流的淘洗和簸選后，前緣席狀砂開始廣泛發(fā)育，沉積構(gòu)造與河口壩相近，交錯層理可見，是建設(shè)性三角洲向破壞性三角洲轉(zhuǎn)化的沉積微相類型。研究區(qū)為三角洲前緣沉積環(huán)境，建設(shè)性作用較強(qiáng)，前緣席狀砂局限發(fā)育，通常與泥質(zhì)間互沉積。

（8）水下天然堤（FA8）形態(tài)為水下分流河道兩側(cè)的砂脊?fàn)?，巖相組合順序?yàn)镕m—Fl—Fr—Fsc—Fm（圖8h）。水下天然堤多與水下分流河道伴生構(gòu)成巖相序列，在曲流河三角洲前緣中由于河道形態(tài)穩(wěn)定，其砂體發(fā)育也較為穩(wěn)定，而在河道遷移頻繁的辮狀河三角洲前緣環(huán)境中，該構(gòu)型要素限制性發(fā)育，通常被改道的水下分流河道側(cè)切沖刷而遭到破壞。

4.3 砂體構(gòu)型特征及空間分布

4.3.1 構(gòu)型要素垂向組合

研究區(qū)西部長9 段為辮狀河三角洲平原區(qū)、中部為辮狀河三角洲前緣區(qū)、東部為曲流河三角洲前緣區(qū)、東南部為三角洲前緣匯合區(qū)，總共以4 類沉積環(huán)境進(jìn)行分區(qū)表示，進(jìn)而分層位和分區(qū)域進(jìn)行目的層段構(gòu)型要素垂向組合類型的特征識別。

（1）西部 西部長9 段辮狀河三角洲平原區(qū)的單井構(gòu)型要素垂向識別中發(fā)現(xiàn)（圖9a），在長和長小層發(fā)育了典型的辮狀河三角洲平原沉積砂體，主要構(gòu)型要素包括辮狀河道（FA1）、廢棄河道（FA2）和越岸沉積（FA3），其中辮狀河道和廢棄河道2 類構(gòu)型要素頻繁疊置組合形成復(fù)合辮狀分流河道，單期河道復(fù)合體通常由3～5 個辮狀河道（FA1）和廢棄河道（FA2）組成，在河道沉積的間歇期由越岸沉積（FA3）構(gòu)成，整段自下而上以砂質(zhì)沉積為主，砂泥比極高；在長91

1小層，辮狀河三角洲平原沉積明顯消失，進(jìn)而轉(zhuǎn)為辮狀河三角洲前緣沉積，水動力驟降，隨之導(dǎo)致砂體發(fā)育程度顯著變差，推測已經(jīng)由水上的分流河道延伸進(jìn)入水下，常見水下分流河道（FA4）、分流間灣（FA5）和水下天然堤（FA8），而前緣席狀砂（FA7）發(fā)育較少并且河口壩（FA6）不發(fā)育。H51 井中（圖9a），辮狀河道（FA1）發(fā)育占比較廢棄河道（FA2）高，甚至可見3～5 個辮狀河道（FA1）垂向疊置的構(gòu)型要素，反映水動力極強(qiáng)，F(xiàn)59井中，廢棄河道（FA2）發(fā)育占比較辮狀河道（FA1）顯著增多，推測由于該井在相對遠(yuǎn)離物源的位置，水動力有所減弱，辮狀河道向廢棄河道轉(zhuǎn)化較多，垂向疊置程度稍許降低。

（2）中部 長9 段辮狀河三角洲平原向前緣過渡區(qū)構(gòu)型要素垂向識別中發(fā)現(xiàn)（圖9b），下部和中—上部長小層仍以辮狀河三角洲平原沉積為主，可見辮狀河道（FA1）、廢棄河道（FA2）和越岸沉積（FA3），長91亞段開始逐漸由平原向前緣轉(zhuǎn)化，H3 井距離物源相對較近，平原沉積特征保留較多（圖9），而L182 井前緣沉積特征較為顯著。辮狀河三角洲平原沉積區(qū)，構(gòu)型要素垂向組合仍以辮狀河道（FA1）和廢棄河道（FA2）的復(fù)合疊置為主，但由于沉積區(qū)域向東遷移，辮狀河道（FA1）垂向疊加減少，其余砂質(zhì)充填由廢棄河道（FA2）構(gòu)成；辮狀河三角洲前緣沉積中，水下分流河道（FA4）疊置顯著，2～3個水下分流河道（FA4）可復(fù)合形成一套水下分流河道復(fù)合砂體，同樣多見分流間灣（FA5）、前緣席狀砂（FA7）和水下天然堤（FA8），而河口壩（FA6）發(fā)育較少，與河口壩限制性發(fā)育的成因相關(guān)。

（3）東部 長9 段曲流河三角洲前緣區(qū)構(gòu)型要素垂向組合具有顯著的三角洲前緣沉積特征，其構(gòu)型要素的發(fā)育和組合樣式與西部辮狀河三角洲有明顯差異。C116 井是典型的曲流河三角洲前緣沉積的構(gòu)型要素組合方式（圖9c），水下分流河道（FA4）以單獨(dú)形式或與水下分流河道（FA4）和河口壩（FA6）復(fù)合疊置出現(xiàn)，但水下分流河道砂體發(fā)育相對較薄，分流間灣（FA5）和水下天然堤（FA8）組合構(gòu)成粉砂質(zhì)和泥質(zhì)沉積部分；J126 井發(fā)育位置距離西部體系相對較近（推測有辮狀河水下分流河道砂體雜糅），整段砂質(zhì)沉積相對較多，水下分流河道可由2～4 個水下分流河道（FA4）疊置組成，與C116井“河—壩”組合種類較多不同的是，J126 井在水下分流河道（FA4）疊置組合發(fā)育段較少見到河口壩（FA6）出現(xiàn)，多以大套復(fù)合水下分流河道砂體的形式出現(xiàn)，推測是受到較大流速沖刷侵蝕而保存較少所致，同時前緣席狀砂（FA7）較為少見，說明曲流河三角洲在研究區(qū)尚未廣泛席狀砂化。

（4）東南部 為長9 段辮狀河三角洲前緣與曲流河三角洲前緣匯合區(qū)，構(gòu)型要素垂向組合特征與正常的三角洲前緣沉積特征差異不大，水下分流河道（FA4）、分流間灣（FA5）、河口壩（FA6）、前緣席狀砂（FA7）和水下天然堤（FA8）均有出現(xiàn)，以水下分流河道（FA4）垂向疊置為主，同時可見水下分流河道（FA4）與分流間灣（FA5）相互組合。J117井在前緣匯合區(qū)近端，因此砂質(zhì)沉積相對發(fā)育（圖9d），而L108井位于前緣匯合區(qū)遠(yuǎn)端，砂質(zhì)沉積發(fā)育較弱，與泥質(zhì)沉積的體積含量近乎相當(dāng)，具類似“二元結(jié)構(gòu)”特征。需要注意的是，“河在壩上”的河—壩組合特征較為顯著，說明沉積環(huán)境中水動力強(qiáng)度較之前幾個區(qū)域進(jìn)一步減弱，導(dǎo)致河口壩難以直接疊覆在水下分流河道之上。

4.3.2 河—三角洲體系幾何形態(tài)

考慮到相關(guān)地層野外剖面（如延河剖面和汭水河剖面）距離研究區(qū)位置偏遠(yuǎn)，同時受沉積體差異影響，存在明顯的不確定性，研究中選擇以密井網(wǎng)結(jié)合預(yù)測模型的方法構(gòu)建砂體構(gòu)型參數(shù)地質(zhì)知識庫，從而開展幾何形態(tài)表征（圖10）。

通過計(jì)算，姬塬地區(qū)長9 段辮狀河道寬厚比較大，為28.2～44.5（表4）；廢棄河道構(gòu)型要素厚度較前者明顯減小，隨之延伸寬度也略微縮小，寬厚比為18.5～27.1；三角洲前緣微相中的水下分流河道構(gòu)型要素寬厚比為12.5～24.6，河口壩構(gòu)型要素寬厚比為9.8～17.6。其他構(gòu)型要素由于多為粉砂質(zhì)和泥質(zhì)沉積，非儲集層，未進(jìn)行計(jì)算。

表4 研究區(qū)主要骨架構(gòu)型要素幾何形態(tài)參數(shù)Table 4.Geometry parameters of 4 main skeleton architectural elements in the study area

4.3.3 構(gòu)型要素側(cè)向組合類型及特征

在研究區(qū)不同區(qū)域內(nèi)選取剖面，通過分析統(tǒng)計(jì)后，發(fā)現(xiàn)構(gòu)型要素側(cè)向組合關(guān)系存在差異，是由于沉積環(huán)境的差異所致。

（1）西部 長9 段為辮狀河三角洲平原區(qū)，其構(gòu)型要素側(cè)向組合，長921小層以辮狀河道（FA1）和廢棄河道（FA2）共同構(gòu)成辮狀河三角洲平原復(fù)合分流河道砂體，砂體呈現(xiàn)“巨厚”特征；在各單一構(gòu)型要素側(cè)向復(fù)合后，可知側(cè)向復(fù)合體寬度較大，并且廢棄河道（FA2）易遭受上部辮狀河道（FA1）下切和右側(cè)辮狀河道（FA1）側(cè)切，在整合垂向和側(cè)向構(gòu)型要素形成一個大型透鏡狀的5級構(gòu)型要素后，可知側(cè)向延伸可達(dá)3～5個井距，寬度延伸1.0～2.0 km。

（2）中部 為長9 段辮狀河三角洲平原向前緣過渡區(qū)域，平原沉積環(huán)境中辮狀河道（FA1）和廢棄河道（FA2）仍然較為發(fā)育，辮狀河道（FA1）構(gòu)型要素側(cè)向復(fù)合體頻繁下切廢棄河道（FA2），造成夾在中部的廢棄河道（FA2）顯著縮小，二者整合形成的復(fù)合分流河道砂體（5 級構(gòu)型要素）的整體規(guī)模依然可觀，延伸寬度在1.5 km 左右，連續(xù)性強(qiáng)；前緣沉積環(huán)境中4 級構(gòu)型要素形成的復(fù)合砂體（5 級）厚度明顯下降，并有前積特征，3～4 個水下分流河道（FA4）構(gòu)型要素可在側(cè)向形成復(fù)合，延伸寬度略有下降。

（3）東部 長9 段曲流河三角洲前緣區(qū)構(gòu)型要素側(cè)向組合顯示：曲流河沉積環(huán)境下砂體發(fā)育相對較差，水下分流河道（FA4）和河口壩（FA6）2類構(gòu)型要素中，水下分流河道構(gòu)型要素水下分流河道（FA4）較為發(fā)育，但通常側(cè)向復(fù)合程度較差，延伸距離為1.2～1.8 km，垂向的水下分流河道（FA4）構(gòu)型要素疊置頻繁，可在3～4個水下分流河道（FA4）復(fù)合下形成厚約20 m的復(fù)合水下分流河道砂體（5級構(gòu)型要素）。

（4）東南部 為三角洲前緣匯合區(qū)，水下分流河道（FA4）構(gòu)型要素側(cè)向復(fù)合寬度減小較為顯著，通常小于1.2 km，這是由于靠近湖盆和湖面升高后水動力減弱。單一水下分流河道（FA4）與前緣席狀砂（FA7）、水下天然堤（FA8）和分流間灣（FA5）復(fù)合后具分支河道特征，河口壩（FA6）構(gòu)型要素在水下分流河道（FA4）上下均有出現(xiàn)，河口壩（FA6）可受到上部水下分流河道（FA4）下切，規(guī)模急劇減??；河口壩（FA6）可與水下分流河道（FA4）垂向疊置，但往往由于上部水下分流河道（FA4）下切作用使河口壩（FA6）厚度減小。

4.3.4 構(gòu)型要素平面分布特征

受取心井?dāng)?shù)量限制，需要建立基于成因分析的砂體構(gòu)型要素定量識別方法，以便對非取心井進(jìn)行準(zhǔn)確而快速地識別。由于各類型構(gòu)型要素的巖性和巖相組合存在顯著差異，其綜合判別值的計(jì)算方法為：自然電位、自然伽馬、電阻率、聲波時差、密度、光電吸收截面指數(shù)和泥質(zhì)含量（表5）與各自加權(quán)系數(shù)（表6）乘積之和，再加上加權(quán)常數(shù)。

表5 研究區(qū)各構(gòu)型要素測井曲線參數(shù)統(tǒng)計(jì)Table 5.Statistics of logging parameters of architectural elements in the study area

表6 研究區(qū)構(gòu)型要素測井項(xiàng)系數(shù)及加權(quán)常數(shù)Table 6.Coefficients of logging items and weighted constants of architectural elements in the study area

研究中選取典型區(qū)域，針對辮狀河道（FA1）、廢棄河道（FA2）、水下分流河道（FA4）和河口壩（FA6）這4 類骨架構(gòu)型要素的平面分布規(guī)律進(jìn)行研究，由于各構(gòu)型要素的厚度較小，因此，需優(yōu)選具等時性的同期單一成因構(gòu)型要素進(jìn)行刻畫。①辮狀河道（FA1）構(gòu)型要素延伸距離較長，且在個別井處實(shí)現(xiàn)交匯，代表構(gòu)型要素的側(cè)向相互切割；②廢棄河道（FA2）構(gòu)型要素，延伸距離較辮狀河道（FA1）明顯縮短，側(cè)向接觸相對較少，推測是由辮狀河道（FA1）構(gòu)型要素側(cè)向削截所致；③水下分流河道（FA4）構(gòu)型要素延伸較遠(yuǎn)，同時兩期構(gòu)型要素之間具有一定的側(cè)向接觸，可形成短暫的交匯，其平面延伸規(guī)律不穩(wěn)定，可形成突然間斷；④河口壩（FA6）構(gòu)型要素平面分布與（水下）分流河道沉積相關(guān)，通常在河道的側(cè)后方，可形成小塊狀或片狀形態(tài)，側(cè)向連續(xù)性較差，順流延伸也較短，平面分布具有一定的隨機(jī)性。

4.3.5 砂體構(gòu)型分布模式

在對構(gòu)型要素定量識別基礎(chǔ)上，開展構(gòu)型要素分布模式的建立。研究中將長9 段位于長期旋回SQ2中，總體屬于先上升后下降的不對稱旋回，并且以上升半旋回為主，因此構(gòu)型模式演化的階段性需要充分考慮各時間尺度背景下的構(gòu)型發(fā)育情況，結(jié)合構(gòu)型要素縱橫向分布特征，并充分考慮構(gòu)型要素的幾何形態(tài)規(guī)模與相互之間的空間組合關(guān)系，提出“棱鏡體”砂體構(gòu)型分布模式（圖11）。

長92亞段自西向東發(fā)育了辮狀河三角洲平原、辮狀河三角洲前緣和曲流河三角洲前緣沉積，中部存在2 類三角洲前緣沉積體系交匯區(qū)。在“棱鏡體”砂體構(gòu)型分布模式中（圖11a），西部順物源以辮狀河道（FA1）和廢棄河道（FA2）相互側(cè)向拼接、垂向疊置而向前延伸，越岸沉積（FA3）作為細(xì)粒沉積充填分流河道間，其他的砂質(zhì)沉積占據(jù)了較大體積空間；垂直物源方向構(gòu)型要素側(cè)向組合充填豐富，自下而上具正旋回特征；東部順物源以水下分流河道（FA4）、分流間灣（FA5）和河口壩（FA6）為主，水下分流河道（FA4）和河口壩（FA6）較為發(fā)育，占據(jù)大量體積空間，分流間灣（FA5）為泥質(zhì)沉積，構(gòu)型要素間疊加緊密，前緣席狀砂（FA7）和水下天然堤（FA8）夾雜其中伴生；東部切物源以水下分流河道（FA4）的疊加和拼接為主，數(shù)量較西部顯著下降；正面的剖面體現(xiàn)了東西交匯的特征，二者均以正旋回為主，由中間底部逐漸拼接，頂部辮狀河道（FA1）和水下分流河道（FA4）間隔；頂面為辮狀河道（FA1）和廢棄河道（FA2）與水下分流河道（FA4）順物源沉積的平面體現(xiàn)，西部平原廣泛，形成前緣后與東部前緣交匯。

長91亞段延續(xù)了長92亞段的沉積格局（圖11b），但西部平原多在下部發(fā)育，至頂部開始向前緣演化，整體順物源和切物源以平原和前緣的構(gòu)型要素相混合為主，至東部完全進(jìn)入前緣環(huán)境，順物源和切物源構(gòu)型要素發(fā)育情況反映了砂質(zhì)沉積占比減小、泥質(zhì)沉積增加的趨勢；頂面反映了雙向沉積的演化過程，西部辮狀河道（FA1）和廢棄河道（FA2）向水下分流河道（FA4）遞變，東部水下分流河道（FA4）形成的水下分流河道延伸較好，河口壩（FA6）發(fā)育于前部河口處；正面剖面中拼接較少，東部和西部的連續(xù)性變差。

5 結(jié)論

（1）姬塬地區(qū)長9 段不同沉積區(qū)域的構(gòu)型要素種類不同，西部的辮狀河三角洲沉積體系主要構(gòu)型要素為辮狀河道、廢棄河道和越岸沉積；東西部沉積體系共存的構(gòu)型要素種類有水下分流河道和分流間灣；東部曲流河三角洲沉積體系主要為河口壩、前緣席狀砂和水下天然堤。

（2）姬塬地區(qū)東部長9 段辮狀河道砂體寬厚比較大，為28.2～44.5；廢棄河道沉積寬厚比明顯較小，為18.5～27.1；姬塬地區(qū)西部長9 段三角洲前緣微相中的水下分流河道寬厚比為12.5～24.6，河口壩寬厚比為9.8～17.6。

（3）研究區(qū)骨架砂體構(gòu)型要素平面分布不同，辮狀河道平面延伸距離較長，可見交匯和側(cè)向相互切割；廢棄河道延伸距離明顯較短，側(cè)向交匯少，分布斷續(xù)；水下分流河道延伸較遠(yuǎn)，可見交匯，分布不穩(wěn)定；河口壩通常在水下分流河道的側(cè)后方，連續(xù)性較差，順流延伸距離也較短，平面分布具有一定的隨機(jī)性。

（4）姬塬地區(qū)長9 段自下而上骨架構(gòu)型要素的疊置和組合程度逐級變差，并且西部辮狀河三角洲體系下的構(gòu)型要素發(fā)育規(guī)模和程度均優(yōu)于東部曲流河三角洲體系。結(jié)合構(gòu)型要素縱橫向分布特征，并充分考慮構(gòu)型要素的幾何形態(tài)規(guī)模與相互之間的空間組合關(guān)系，提出“棱鏡體”砂體構(gòu)型分布模式。