鄂爾多斯盆地華慶地區長4+5層沉積微相研究

周從業，張春生 (油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學)，湖北 荊州 434023)

何瑤瑤 (中石化江漢油田分公司物探研究院，湖北 武漢 430033)

曾凡成 (中石油吉林油田分公司勘探開發研究院，吉林 松原 138000)

王文樂 (油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學)，湖北 荊州 434023)

鄂爾多斯盆地華慶地區長4+5層沉積微相研究

周從業，張春生 (油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學)，湖北 荊州 434023)

何瑤瑤 (中石化江漢油田分公司物探研究院，湖北 武漢 430033)

曾凡成 (中石油吉林油田分公司勘探開發研究院，吉林 松原 138000)

王文樂 (油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學)，湖北 荊州 434023)

上三疊統延長組長4+5層是鄂爾多斯盆地華慶地區元281～白284井區重要的勘探開發目的層。根據已有的巖心、測錄井資料及前人的相關研究成果，對華慶地區元281～白284井區三疊紀長4+5期的沉積相類型、沉積微相特征及沉積微相展布進行了系統研究，結果表明，華慶地區元281～白284井區三疊紀長4+5期發育三角洲沉積體系，主要發育三角洲前緣亞相，缺三角洲平原亞相和前三角洲亞相；長4+5期由于后期發生了一次湖侵，砂體產生退積，分流河道變寬，分割性減弱，砂體沉積范圍較前期擴大；三角洲前緣亞相可劃分為6種微相類型，其中以水下分流河道微相最為發育，是該區內良好的儲集層，也是今后勘探和開發的主要方向。

鄂爾多斯盆地；華慶地區；長4+5；沉積微相；展布

華慶地區元281～白284井區地處鄂爾多斯盆地伊陜斜坡的西南部，其范圍東起白224井～白256井，西至里82～里79井，北達元281井，南抵里68～白284井,面積約2000km2，處于華池縣界內。伊陜斜坡為一西傾單斜，在單斜背景下由于差異壓實作用，使得研究區長4+5層形成了一些小的鼻狀隆起，這些發育在西傾單斜上的鼻狀隆起與小層砂體配合對油氣的聚集起到一定的控制作用[1]。根據沉積旋回和巖性的變化，鄂爾多斯盆地延長組自下而上可分為10個油層組。盆地自長10期開始擴張發育，到長7期湖盆面積達到最大，之后湖盆進入萎縮階段，至長2期整個盆地內部已無深湖區存在，其他地區皆為三角洲平原和沖積平原，氣候濕潤，河流廣布。長4+5期為一次短暫的湖侵期，湖水進一步擴大，分割性減弱，三角洲建設進程趨于減慢，總體上湖盆已進入枯竭期[2]。此段主要發育砂、泥互層沉積。此時，深湖相范圍退縮到富縣、華池、環縣一帶。研究區即接近深湖，物源方向仍以北東向為主，三角洲面積較之前減小[2-3]。

1 沉積相標志

1)巖性標志 研究區長4+5層以泥巖居多，砂巖次之，其中砂巖又以粉細砂巖為主，且多見薄砂層夾于泥巖中形成砂泥互層。砂巖多為淺灰色或灰白色，泥巖主要為灰色和深灰色，砂巖、泥巖顏色均相對較深，反映了淺水至半深水的沉積環境。砂巖為一套極細～細粒長石砂巖和極細～細粒巖屑長石砂巖；碎屑成分以長石為主，次為石英和少量巖屑。填隙物以膠結物為主，少量雜基。砂巖顆粒磨圓度中等，分選中等偏好。另外，碎屑顆粒在粒度分布圖上主要為兩段式和三段式，以跳躍組分和懸浮組分的組合為主，其中兩段式缺少滾動組分。粒度頻率曲線峰值25%左右，主峰位于細粒一側，以細粒組分為主。以上巖石學特征說明砂巖礦物成熟度較低，結構成熟度較高。均表現出遠距離搬運、較強水動力條件的牽引流沉積特點，符合三角洲前緣等水下沉積特征。

2)沉積構造標志 研究區長4+5層取芯井段保存的反映流動成因的原生沉積構造非常豐富，這些原生沉積構造及其序列是判別沉積環境的有力工具。通過對該段的巖心觀察發現，該段自上而下廣泛發育有板狀交錯層理-水平層理-楔形交錯層理，偶見互層層理和透鏡狀層理(圖1)；與之對應的巖性特征為細砂巖，泥巖，細粉砂巖，多互層。這些原生沉積構造序列與巖性組合具有明顯的規律性。除此之外，取芯井段中還發育有一些同生變形構造，如滑塌變形構造、包卷層理、砂枕砂球構造等，這是碎屑物質快速堆積沉積的標志，滑塌變形的出現表明存在著水下斜坡帶。以上沉積構造上的特點綜合反映了河流入湖的三角洲前緣沉積環境。

1—波狀層理，白458井；2—板狀交錯層理，白229井；3—泥礫，白457井；4—滑塌變形構造，元238井；5—砂枕構造，元292井；6—水平層理及交錯層理，砂泥互層沉積，里70井；7—透鏡狀層理，235井；8—重荷模砂球，元238井。

3)古生物標志 巖心觀察描述過程中的古生物標志主要分為古生物遺體和遺跡2類。通過對華慶地區長4+5層的巖心觀察發現，留存的古生物化石較為稀少。偶爾可見植物的根莖碎片，里70井長4+5層存在生物鉆孔留下的遺跡，元238井長4+5層存在脊椎動物化石，長約10cm、寬3cm,骨骼脈絡非常清晰，經過分析化驗為魚類化石。總體上，華慶地區長4+5層古生物標志稀少，魚類化石的出現表明區域內存在著湖泊沉積環境。

2 沉積微相類型及特征

通過對研究區巖心、錄井資料的分析，綜合前人對區域沉積相的研究成果，認為華慶地區長4+5層沉積前古地形相對平緩，自北東向南西方向發育陜北古斜坡，北東方向為古高地，在古地形的控制下，長4+5時期主要發育三角洲前緣亞相沉積。

三角洲前緣亞相位于河流進入湖口至變陡湖坡之間的濱淺湖地帶，是三角洲沉積體系中厚度最大、沉積類型最復雜的部位。研究區長4+5層的主體就位于該亞相帶中，按照沉積特征在研究區內長4+5層該亞相可以分為6個沉積微相：

1)水下分流河道微相 華慶地區長4+5時期古地形坡度較緩，因此河流在進入湖泊后沿湖底水道向湖盆方向繼續作慣性流動延伸形成水下河道，由于河道的位置不穩定，分流匯合和側向遷移頻繁，因而在同一時期的水下分流河道在平面上呈條帶交織狀分布，具有成層性好、可比性強的特點，形成湖泊三角洲前緣的骨架砂體。此微相為研究區的主要分布砂體，發育有板狀交錯層理、平行層理，有時可見到楔型交錯層理、變形層理和砂枕構造，砂體上部發育砂紋層理。該微相的巖性以細砂巖為主，局部可見到中砂巖，常見底部為中砂、向上為細砂為主過渡到粉砂的正粒序。單砂層的厚度在1～2m之間，個別可達3～7m。砂巖中常發育沖刷面，在沖刷面上常見的泥礫富集層。粒度曲線多為兩段式，部分為三段式，其中跳躍部分斜率較高，說明分選較好，含量一般在70%～80%，懸浮總體含量常小于10%。其斜率常隨跳躍總體的變細而變緩，少發育滾動總體。自然電位曲線形態多數為中-高幅寬箱形，反映物源供給和水動力條件穩定的均質沉積；其次為中-高幅厚的鐘形，具有正韻律特征，在砂體頂部還可見小型浪成沙紋層理，反映砂體頂部受湖浪作用的結果(圖2)。

水下分流河道微相的主體橫剖面形態呈頂平底凸的透鏡狀，河道中心厚度一般為5～10m，最大厚度可達30m。但水下分流河道沿較早砂壩頂繼續向前推進時，自然電位曲線形態呈現下壩上河的中-高幅漏斗-箱形或漏斗-鐘形特征。此類砂體在剖面上與下伏的河口壩砂體或河道側緣沉積呈截切超覆關系，而邊部與河道側緣為漸變關系，構成連續向上的正韻律。在平面上具備一定的離散輻射狀向湖盆方向延伸，并由不同級次的河道頻繁分流匯合，構成向湖盆深處不斷推進的和擴大發散的網狀水系。

2)水下分流河道側緣微相 該微相為水下分流河道兩側靠邊部的沉積，比河道中心的主砂體巖性要細些、厚度要薄。主要由細砂巖、粉砂巖組成具有向上變細的正韻律特征，發育小型交錯層理、斜層理、透鏡狀層理、沙紋層理。由于砂體從河道主體向河道側緣變薄尖滅，含油性較差，在研究區該微相的砂巖厚度一般在2～5m，砂巖一般多段分布。

3)分流河口砂壩微相 分流河口砂壩位于水下分流河道的河口外，沉積速率最高。由于河水在注入湖泊以后仍保持較高的流速沿湖底水道繼續向前流動，并將大部分的懸浮和推移載荷帶到河口以外的湖區中心沉積下來，從而形成以水下分流河道沉積為主，河口壩沉積為輔的湖泊三角洲沉積特征。研究區在鉆井中鉆遇的三角洲河口壩常不完整，規模較小，其厚度常在0.5～2m之間，最厚可達6～8m，較少見到多個河口壩砂體連續迭置構成的進積序列。但從總體上來看，河口壩砂體仍是該區重要的含油砂體之一，而且常常上部含油性較好。河口壩砂體由粉砂巖、粉-細砂巖構成，單個砂體有向上變粗的反粒序。沉積構造最豐富，砂體下部發育水平層理、沙紋層理，局部為塊狀層理，上部出現板狀交錯層、小型槽狀交錯層理，具有滑塌構造與包卷構造和重荷模砂球，顯示出在沉積初期處于有間歇湖浪作用的弱動蕩環境，當水深變淺，能量作用增強而快速堆積，易發生滑塌作用的特點。但由于水下分流河道的作用，早期河口壩常被后期河道破壞，形成沿河道方向展布的一系列殘留河口壩。其自然電位曲線以單個中幅三角形和指狀為主，局部可見到幅度向上加大的漏斗復合體(圖3)。

圖2 華慶地區長4+5期水下分流河道微相剖面圖

圖3 華慶地區長4+5期分流河口砂壩微相剖面圖

4)水下天然堤微相 研究區該微相的巖性為極細的砂和粉砂及泥質夾層，發育波狀層理、沙紋層理及包卷層理等沉積構造，還有少量生物鉆孔遺跡(里70井)。自然電位曲線形態呈現中-低幅指形曲線，粉砂巖厚度一般小于1m，含油性大多為油斑以下或不含油。

5)遠砂壩及前端席狀砂微相 遠砂壩和席狀砂微相在研究區長4+5層出現較少，含油性一般較差，多數在油斑級以下。

6)水下分流間灣微相 研究區內長4+5層該微相的巖性為泥巖和泥質粉砂巖的韻律薄層互層組合，其厚度變化較大為0.5～2m。發育水平層理、砂紋層理，顯示該微相主要處于較平靜的低能環境。在剖面上該微相位于水下天然堤之上，并可能夾有決口扇沉積。頂部過渡為前三角洲的黑色泥巖沉積，電測曲線呈低幅的齒狀或光滑的曲線。同樣由于研究區接近深湖，該微相常被視作前三角洲泥沉積。

3 沉積微相展布

研究區長4+5層主要屬于吳旗-華池曲流河三角洲前緣亞相沉積，物源呈北東往南西方向。通過地層對比將長4+5期分為長4+51和長4+52前后2期，兩期均以水下分流河道沉積為主，均有3條主河道呈北東-南西方向分布，古水流自北東向南西流動，河道較寬。前期3條河道相對獨立，第1、第2條河道較平直，而第3條河道較彎曲，發散成多條分支；該時期砂體不發育，基本上已經到達淺湖區，第2、第3條河道到這里消失。河口壩在河道消失前端發育，河道側緣以及前緣席狀砂分布較廣(圖4)。后期3條河道在元287井、白259井一線匯合，然后中間河道消失，分流為兩邊2條河道，進入淺湖區，入湖的碎屑物質逐一沉積下來，呈席狀砂平鋪在深湖相泥巖上面。綜合分析表明,由于后期發生了一次湖侵，水體加深，沉積砂體明顯較前期后退，發生退積作用。同時后期河道分割性也減弱，河道變寬，河道側緣及前緣席狀砂體也較前期發育，范圍更廣(圖5)。

圖4 華慶地區元281～白284井區長4+52沉積微相平面展布圖

圖5 華慶地區元281～白284井區長4+51沉積微相平面展布圖

4 長4+5油層組沉積模式

從區域上看，晚三疊系延長組時期鄂爾多斯盆地是一個東緩西陡的不對稱盆地，在長4+5沉積前，盆地東北部為一古高地，地形較為平坦，在此基礎上發育了一套河流相-三角洲相-湖泊相的沉積體系。在長4+5期研究區處于這一沉積體系的中段即三角洲前緣亞相沉積；往北是遠源流長的河流相-三角洲平原亞相沉積，是研究區最重要的碎屑物質來源，廣泛發育著一套較厚的沖積平原沉積；往南則是前三角洲亞相-湖相沉積，發育著一套湖相泥巖沉積，這些泥巖富含有機質，可以成為很好的烴源巖。從研究區已探明的砂體展布和發育情況來看，分流河道微相砂體分布密集，存在著明顯的分叉現象，是研究區的骨架砂體，分流河道砂體非常連續且水下延伸較遠, 往南向湖泊中心逐漸變薄至消失；河口壩微相砂體相對不甚發育；此外，研究區缺乏岸線沉積標志，南部的暗紫色泥巖顯示為弱氧化環境的淺湖相前三角洲沉積。所有的這些特征均符合河控淺水三角洲沉積模式。綜合考慮認為華慶地區長4+5層為一套河控淺水三角洲前緣沉積。

[1]武富禮,李文厚,李玉宏，等.鄂爾多斯盆地上三疊統延長組三角洲沉積及演化[J].古地理學報,2004,6(3):307-315.

[2]曹紅霞.鄂爾多斯盆地晚三疊世沉積中心遷移演化規律研究[D].西安：西北大學,2008.

[3]劉化清,袁劍英,李相博，等. 鄂爾多斯盆地延長期湖盆演化及其成因分析[J].巖性油氣藏，2007，19(1):52-56.

[4]何自新.鄂爾多斯盆地演化與油氣[M].北京：石油工業出版社,2003:170-171.

[5]陳鋼花.陜甘寧盆地三疊系延長組測井-沉積微相研究[J].中國海上油氣(地質),2002,16(1):54-57.

[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409.2012.01.009

P618.13

A

1673-1409(2012)01-N025-04