鄂爾多斯盆地下寺灣地區延長組長8段高分辨率層序地層分析

周靜萍，湯 軍，周曉陽

（長江大學地球科學學院）

鄂爾多斯盆地下寺灣地區延長組長8段高分辨率層序地層分析

周靜萍，湯 軍，周曉陽

（長江大學地球科學學院）

基于下寺灣地區的區域地質、沉積相、測井、鉆井和巖心資料，以Cross高分辨率層序地層學理論及其方法為指導，采用多級旋回層序劃分方案，結合測井相分析技術，將研究區長8段劃分為中期、短期和超短期3個級次的基準面旋回層序。各級次基準面旋回又可進一步分為向上“變深”的非對稱型、向上“變淺”的非對稱型和對稱型3種結構類型。該文重點論述了超短期基準面旋回層序沉積背景、疊加式樣和沉積動力學過程，并以短期基準面旋回作為等時地層對比單元，建立了長8段高分辨率地層-時間格架，為本區砂體縱、橫向展布規律的認識及下一步勘探開發方案提供了理論依據。

高分辨率層序地層學；測井相分析；基準面旋回；下寺灣地區；鄂爾多斯盆地

0 引言

自高分辨率層序地層學引入中國以來，在中國陸相含油氣盆地的油氣勘探開發研究中得到迅速推廣和應用［1-6］。下寺灣油田延長組長8段油藏為構造背景下的巖性油氣藏，地層沉積類型主要為湖相—三角洲沉積，儲層分布復雜，非均質性強，精細地層對比和儲層表征是油藏高效開發的關鍵。因此，有必要在研究區展開高分辨率層序地層研究工作，通過多級次基準面旋回的劃分與對比，建立精細的等時地層格架，在等時地層格架內研究沉積演化及儲層的時空展布。

1 區域地質概況

下寺灣油田位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡南部（圖1）。該區在晚侏羅世燕山Ⅰ期運動的影響下，形成了東高西低的構造格局，并在局部剪切力的作用下，產生一系列波浪式的微型鼻狀褶皺帶，軸向為北東至南西方向［7］。在大的構造背景控制及巖性差異作用下，延長組地層形成了一系列具有明顯繼承性的次一級鼻狀隆起帶，它是油氣聚集的有利場所。該區延長組長8段主要以陸相三角洲和湖相沉積為主［8-10］，巖性主要為深灰色泥質粉、細砂巖及深灰、灰黑色泥巖，其中以細砂巖為主，夾少量炭質泥巖，具波狀層理，反映了三角洲前緣亞相水下分流河道、分流間灣、河口壩和遠砂壩等沉積特征。延長組長8段是湖泊擴張期沉積的產物，大部分區域為三角洲前緣和湖泊。盡管三角洲向陸方向后退，但陸源碎屑補給量依然充分，在三角洲前緣朵狀體部位形成了厚層砂巖［5］。

圖1 鄂爾多斯盆地構造分區略圖Fig.1 The tectonic zones of Ordos Basin

2 測井相研究

在本次研究中，主要以測井資料來劃分基準面旋回，即根據取心井資料總結出測井曲線的巖-電關系。研究中通常以取心段電測曲線的幅度、形態和組合特征，作為判別非取心段地層的巖性、巖性組合以及沉積相和層序特征的主要依據。這種判別是建立在取心段的巖-電轉換關系基礎之上，由此所確定的測井曲線變化規律和測井相模型，可準確地反映出地層巖性、粒度變化、接觸關系及垂向沉積層序等特征［1］。

2.1 箱形曲線特征

曲線形態呈箱形。如X1井，深度為1074～1084 m（圖2a），在沉積過程中物源豐富，水動力條件強，砂體頂、底與泥巖均為突變接觸。曲線多為齒化箱形。巖性為中—粗粒砂巖或中—細粒砂巖，為多韻律疊置的水下分支河道和分流間灣沉積，其內部結構不均勻，可發育多個泥巖夾層。

2.2 鐘形曲線特征

曲線形態呈鐘形。如H15井，深度為1104～1111 m（圖2b），其沉積環境從低能先變為高能又恢復到低能。具正粒序結構，砂體頂、底部均與泥巖呈漸變接觸，反映了水動力由弱到強又變弱。巖性為中—粗粒砂巖至中—細粒砂巖，為廢棄河道沉積。

2.3 漏斗形曲線特征

曲線形態呈漏斗形。如X5井，深度為1292～1303 m（圖2c），其沉積環境由低能到高能，然后突然變為低能。具反粒序結構，砂體頂部與泥巖突變接觸，底部與泥巖漸變接觸。巖性主要為反韻律的薄層砂巖、粉砂巖，主要發育于上部，為河口壩、遠砂壩沉積。

2.4 齒形曲線特征

曲線形態呈齒形。如 X5井，深度為 1303～1308 m（圖2c），在沉積過程中水動力條件較低，物源充足。巖性為細—粉砂巖，砂質純，分選好，為典型的三角洲前緣席狀砂沉積。

圖2 典型測井相類型Fig.2 Typical types of electrofacies

3 基準面旋回界面識別及劃分

研究區目的層段為陸源碎屑沉積，其自然電位、自然伽馬、電阻率測井組合序列能較清楚地反映地層的巖相組成和旋回特征，特別是自然伽馬曲線與沉積物的粒度中值和泥質含量密切相關，它是進行巖性解釋的常選曲線，所以在本次研究中選擇了該曲線組合進行基準面旋回的劃分和對比。由于該區屬于湖相水下沉積，泥巖沉積很穩定，標志明顯，因此被選作對比的標志層；而砂巖相對于泥巖測井曲線變化大，且侵蝕面在測井曲線上難以識別，因而選取湖泛面作為層序地層的界面。

3.1 超短期基準面旋回

根據基準面旋回二分時間單元（分別代表基準面的上升和下降）保存的完整性、巖性和巖相組合特征以及沉積演化序列，可劃分為3種超短期基準面旋回結構類型。

3.1.1 向上“變深”的非對稱型旋回

層序中僅保存基準面上升半旋回沉積記錄，下降半旋回則呈侵蝕沖刷狀態，廣泛發育于水下分流河道沉積區。根據巖性、巖相組合和厚度保存狀況，可進一步細分為低可容納空間（A1型）和高可容納空間（A2型）2個亞類。A1型（圖3a）是由底部沖刷面和多層砂體相互疊置而成的塊狀分流河道砂體組成，表明基準面低幅上升和沉積物供給充分的沉積環境。由于沉積速率大于可容納空間的增長率，A/S遠小于1，沉積物大部分通過強烈的侵蝕或沖刷作用被帶走，僅保留底部分流河道砂體沉積。研究區長8段由于主物源方向不斷變化［11］，多期分流河道疊置和側向遷移頻繁，A1型層序常見；A2型（圖3b）旋回特點主要表現為底部具沖刷面、上部具完整的下粗上細的二元結構。該類型層序形成于基準面較大幅度上升引起的可容納空間遞增、沉積物供給量逐漸減小的過程中，主要發育于水下分流河道侵蝕作用較弱的水下平原的中、下游部位。

3.1.2 向上“變淺”的非對稱型旋回

層序中僅保存基準面下降半旋回的沉積記錄，上升半旋回則以欠補償或無沉積記錄的間斷面為特征，主要發育于三角洲前緣河口壩、前三角洲沉積區。同樣可細分為低可容納空間（B1型）和高可容納空間（B2型）2個亞類。B1型（圖3c）是由多個向上變粗的河口壩砂體相互疊置構成，A/S＜1，形成于沉積速率較快的河口位置；B2型（圖3d）是由沉積間斷面、較細的遠砂壩夾薄層泥巖以及薄層河口壩組成，A/S＞1，形成于沉積物供給不充分或極不充分的條件下，即發育于沉積速率較小且遠離河口的位置。

3.1.3 對稱型旋回

層序中同時具有上升和下降半旋回，形成于沉積物供給率接近至略低于可容納空間增長率的弱補償或欠補償沉積條件下。按二分時間單元中厚度比例又可分為3個亞類：

圖3 超短期基準面旋回結構類型和沉積微相的相序Fig.3 Structure types and sedimentary microfacies sequence of super-short-term base level cycle

第Ⅰ亞類：如圖3e所示，基準面上升半旋回沉積強度高于下降半旋回，表明沉積時湖泛面快速下降—緩慢上升，主要發育于三角洲前緣亞相近河口的內側部位。研究區長8段三角洲前緣水下分流河道、天然堤、分流間灣的微相組合均為上升半旋回沉積的產物。其上升半旋回沉積序列發育向上變深和變細、泥質組分增多的正韻律退積序列；下降半旋回沉積物粒度向上變粗或泥質組分減少，在近河口的三角洲前緣亞相帶，主要由前三角洲或分流間灣、遠砂壩或河口壩及前緣席狀砂組成，形成明顯向上變粗的反韻律進積序列。

第Ⅱ亞類：如圖3f所示，此類型的下降半旋回沉積厚度遠大于上升半旋回，屬于基準面下降半旋回沉積強度高于上升半旋回的緩慢下降—快速上升韻律性地層的產物。其上升半旋回由薄的分流河道或天然堤砂體和較厚的分流間灣或分流間洼地、前三角洲泥巖組成，形成向上連續加深變細的正韻律退積序列；下降半旋回主要為分流間灣等微相組成的反韻律。

第Ⅲ亞類：如圖3g所示，此類型的上升和下降半旋回沉積厚度基本相等，屬于上升和下降半旋回相均衡的基準面緩慢下降—緩慢上升韻律性地層自旋回過程的產物。上升半旋回中的微相組合與第Ⅰ亞類的上升半旋回微相組合相似；而下降半旋回中的沉積微相組合則與第Ⅱ亞類的下降半旋回微相組合相似。

3.2 短期基準面旋回

短期旋回層序以Ⅴ級界面為界，相當于Vail的Ⅴ級層序或準層序地層單元，旋回厚度小于10 m，一般由2～3個具相似結構和巖性組合的超短期旋回層序疊置組成，個別與單個超短期旋回層序相當，層序的結構類型與超短期旋回層序相同。也可劃分為以上3種類型，但長8段屬于三角洲前緣沉積，主要發育對稱型短期基準面旋回。

3.3 中期基準面旋回

中期基準面旋回的識別，是建立在相組合、短期基準面旋回層序的疊加樣式和中期基準面旋回界面的識別的基礎之上［8］，其以較大規模的湖泛面為層序界面。研究區長8段地層頂底均有穩定的厚層深湖泥巖，以此為層序界面，認為長8段整體發育一個中期基準面旋回。由于中期基準面旋回所控制的時間段相對較長，因此它能較好地對應于地層劃分方案中的相應層段［7］。該區長8段可劃分為1個中期（MSC1）、4 個短期（SSC1—SSC4）、14 個超短期（SSSC1—SSSC14）基準面旋回（圖 4）。

圖4 X3井高分辨率層序地層綜合柱狀圖Fig.4 The comprehensive column of high resolution sequence in X3 well

4 高分辨率層序地層格架的建立

高分辨率層序地層學對比是同時代地層與地層、界面與界面或地層與界面的對比，而非簡單的巖性地層對比［12］。其地層學的成因、地層對比，是根據相序、地層界面和反映沉積物保存程度、沉積速率等相的分異特征來進行旋回對比的。

根據高分辨率層序地層學的旋回等時對比法則，以單井剖面各級次基準面旋回劃分為基礎，以中期基準面旋回為等時地層格架，以短期基準面為等時地層對比單元，建立了高分辨率的等時地層對比格架，并對研究區地層進行了劃分。根據4個短期基準面旋回，將研究區長8段劃分為長81、長82、長83、長84這4個大層，再根據超短期基準面旋回，又進一步劃分了小層。

圖5 高分辨率層序地層格架Fig.5 High resolution sequence stratigraphic framework

圖5為研究區順物源方向的高分辨率層序地層格架圖。從圖中剖面可以看出，H15井到X32井，長8段厚度逐漸減小，這與該區東高西低的構造格局相一致。從中期基準面旋回（MSC）的升降來看，在長8段發育早期和晚期半深湖沉積，早期為一短暫的湖退，晚期一直處于湖侵階段。該區水下分支河道、河口壩、席狀砂、遠砂壩等沉積大量發育，物源充足，隨著湖平面的升降，主物源方向也隨之變化。在長8段SSC4期，主物源方向為西南方和南方；在SSC3和SSC2期間，主物源方面變為西北方和北方；在SSC1期，主物源方向變為東方。H15井的沉積厚度遠大于X32井，這是因為H15井位于湖盆邊緣，X32井靠近湖盆中心，在湖盆擴張階段，隨著基準面旋回的升高，有效可容納空間向陸地方向遷移，湖盆邊緣的有效可容空間增加，沉積物堆積在湖盆邊緣，運往湖盆中心的沉積物相應地減少。正是由于砂體的卸載區不斷向陸方向退縮，從而形成了退積式的層序基準面疊加格局。在垂向上表現為水下分流河道—河口壩—前三角洲的沉積演化序列，從而造成了多種沉積微相復合疊加，使長8段形成較厚的砂體。

5 結論

（1）研究區長8段屬于陸源碎屑三角洲前緣亞相沉積，主要發育水下分流河道、廢棄河道、河口壩、遠砂壩等沉積微相。

（2）研究區長8段整體為一次較大的湖侵沉積，可劃分為1個中期、4個短期、14個超短期旋回層序。根據劃分的短期、超短期旋回對測井曲線進行了小層劃分，并在此基礎上建立了研究區高分辨率等時地層格架。

（3）延長組長8段超短期和短期基準面旋回可分為向上“變深”的非對稱型、向上變淺的非對稱型和對稱型3種結構類型，最有利儲層發育的是上升半旋回相域下部的水下分流河道和下降半旋回相域的河口壩砂體中，這些砂體與前三角洲泥巖呈指狀交叉接觸關系，具備優越的生、儲、蓋組合條件，對形成巖性油氣藏非常有利。

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High resolution sequence stratigraphy of the eighth member of Yanchang Formation in Xiasiwan area,Ordos Basin

ZHOU Jing-ping，TANG Jun，ZHOU Xiao-yang
（School of Earth Sciences， Yangtze University， Jingzhou 434023， China）

Under the guide ofCross high resolution sequence stratigraphytheory,based on areal geology,sedimentary facies,well logging,well drilling and core data in Xiasiwan area,the multistage cyclic sequence division scheme and electrofacies analysis technologyare adopted todivide the eighth member ofYanchangFormation intomid-term,shortterm and super-short-term base level cyclic sequences.Every base level cyclic sequence can be subdivided into asymmetric upward-deepening,asymmetric upward-shallowing and symmetric base level cycles.The depositional setting，superposition style and sedimentary dynamics process of the super-short-term base level cyclic sequence are emphatically discussed.Isochronous stratigraphic framework of the eighth member of Yanchang Formation is established by making the short-term base level cycle as isochronous stratigraphic unit.This study provides geologic foundation for the cognition ofsand bodydistribution lawand the planningofexploration and development scheme.

high resolution sequence stratigraphy； electrofacies analysis； base level cycles； Xiasiwan area； Ordos Basin

TE121.3

A

2010-11-24；

2010-12-25

周靜萍，1987年生，女，長江大學在讀碩士研究生，研究方向為儲層地質建模。地址：（434023）湖北省荊州市南環路1號長江大學地球科學學院。E-mail：zhoujingp615@163.com

湯軍，1964年生，男，副教授，從事礦產普查、地球探測與信息技術、地理信息系統等方面的研究工作。E-mail：tang0262@sina.com

楊琦）

1673-8926（2011）04-0009-03