鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組前積反射結(jié)構(gòu)及地質(zhì)意義

馮 雪，高勝利,1b，劉永濤

FENG Xue1，GAO Sheng-li1a,1b，LIU Yong-tao2

1.西安石油大學(xué) a.地球科學(xué)與工程學(xué)院, b.陜西省油氣成藏地質(zhì)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西 西安 710065; 2.中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司研究院長(zhǎng)慶分院，陜西 西安 710021

1.Xi'an Shiyou University, Xi'an 710065, China; 2.Changqing Branch, Geophysical Research Institute, BGP, CNPC,Xi'an 710021, China

0 引言

隨著勘探開發(fā)的深入，地震技術(shù)與認(rèn)識(shí)也在不斷突破，但對(duì)于地震反射的層序劃分和內(nèi)部微構(gòu)造解釋的認(rèn)識(shí)難以統(tǒng)一[1-5]。確定地震相的具體地質(zhì)含義有利于快速準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)儲(chǔ)層，前積反射的分類、前積反射的結(jié)構(gòu)特征及其地質(zhì)含義是研究的重點(diǎn)。關(guān)于鄂爾多斯盆地前積反射的研究多注重于前積的沉積微相預(yù)測(cè)、古水流方向判斷和砂泥巖分布[6-9]。地震前積反射與地質(zhì)前積體之間的關(guān)系還需深入研究，這需要建立切片技術(shù)、振幅和方差屬性分析等方法得出的有關(guān)沉積環(huán)境的結(jié)果與地震剖面中直接觀察的前積反射結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系[10-15]。利用地震相與測(cè)井解釋相結(jié)合，對(duì)鄂爾多斯盆地西南地區(qū)延長(zhǎng)組的前積反射結(jié)構(gòu)及其對(duì)應(yīng)的地質(zhì)意義進(jìn)行研究，總結(jié)出前積反射不同形態(tài)對(duì)應(yīng)的沉積環(huán)境、地質(zhì)含義。

1 概述

隴東地區(qū)位于盆地西南部，古地形總體呈現(xiàn)西南低東北高的格局，前積由西南向東北發(fā)育（圖1）。前人通過應(yīng)用測(cè)井資料進(jìn)行沉積相研究，發(fā)現(xiàn)延長(zhǎng)組以辮狀河三角洲和曲流河三角洲—湖泊沉積體系為主，伴有深水重力流沉積。而通過對(duì)前積反射的綜合研究發(fā)現(xiàn)，延長(zhǎng)組半深湖—深湖相沿環(huán)縣、慶城、合水等地區(qū)十分發(fā)育，為研究隴東地區(qū)前積反射特征與其地質(zhì)意義，從前積反射結(jié)構(gòu)形態(tài)出發(fā)，對(duì)研究區(qū)進(jìn)行綜合解釋。對(duì)鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組前積反射進(jìn)行精細(xì)解釋后發(fā)現(xiàn)，隴東地區(qū)前積反射角度高、延伸距離短、前積現(xiàn)象明顯，且有8種典型結(jié)構(gòu)，這8種地震相分別有不同的地質(zhì)意義。

圖1 鄂爾多斯盆地區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional geological map of Ordos Basin

2 前積反射特征及意義

在鄂爾多斯盆地西南部地區(qū)延長(zhǎng)組發(fā)現(xiàn)8種地震相（圖2），每一種地震相其形狀、振幅、連續(xù)性、范圍等均有其各自的特點(diǎn)，研究地震相中前積反射的結(jié)構(gòu)及其對(duì)應(yīng)的地質(zhì)含義有利于了解研究區(qū)的沉積環(huán)境、儲(chǔ)層分布，為尋找有利油藏做鋪墊[16-22]。

圖2 地震相描述Fig.2 Description of seismic facies

2.1 前積體頂部平行反射（P1）

平行反射或近似平行反射位于前積體的上部，以圖3為例，切線斜交型楔狀前積反射，以中強(qiáng)反射振幅為主，呈斜直線狀，同相軸起伏不明顯。物源來自西南方向，地層厚度變化小。圖3中前積反射有西南向東北依次疊置的四個(gè)朵葉體，共延伸21 km，為陡傾前積。有明顯頂積層與前積層，缺少底積層。按接觸關(guān)系為平行—下超前積，為湖平面上升、沉積物供應(yīng)不足時(shí)產(chǎn)生。根據(jù)前人研究，切線斜交型—楔狀前積常發(fā)育于三角洲沉積相、大陸斜坡環(huán)境[23-24]。前積體頂部反射有短距離的平行排列，反射振幅弱、連續(xù)性差，根據(jù)L310井可知此段有大段泥巖和砂泥巖互層分布，主要發(fā)育水下分流河道、分流澗灣和泛濫泥。

圖3 切線斜交型—楔狀前積反射Fig.3 Tangent skew type-wedge shaped progradation reflex

2.2 傾斜前積反射（P2）

傾斜反射位于前積體的中段，為斜形前積，也是前積層。如剖面B-B1前積反射（圖4），內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈西南向東北疊瓦狀展布，向其下傾方向逐期推進(jìn)。前積反射有8個(gè)近似平行的朵葉，共延伸約40 km，前積傾角較小，為緩傾前積。中等—弱振幅反射，從西向東前積反射直線狀變曲線狀，同相軸有小幅度的起伏。有明顯前積層和底積層。按接觸關(guān)系為頂超—底超前積，一般在湖平面平穩(wěn)或下降時(shí)發(fā)育，此時(shí)是沉積物供應(yīng)速率大于可容空間增長(zhǎng)速率的沉積物進(jìn)積期。根據(jù)反射特征研究，預(yù)測(cè)疊瓦型—板狀前積常發(fā)育于深水濁流環(huán)境[11]。根據(jù)Li92井得知，前積層主要發(fā)育濁積水道、砂質(zhì)碎屑流和湖泥，有大塊砂巖分布。

圖4 疊瓦型—板狀前積反射Fig.4 Imbricate type-plate front product reflection

2.3 前積層中大凹面反射（P3）

大凹面反射（P3）分布在P2（圖2）斜坡形前積中，中高振幅，從上到下呈由寬到窄的V字型，寬3 km左右。通常是由沉積物重力流侵蝕產(chǎn)生，是作為進(jìn)入深水環(huán)境的輸送通道。凹面“侵蝕谷”附近通常有大范圍侵蝕后殘余的砂巖。以慶城附近的二維剖面C-C1為例（圖5），大凹面反射部分在斜形前積中，與P5（圖2）相連。前積角度較緩，整體處屬于中等振幅、連續(xù)性差，無底積層，根據(jù)前積結(jié)構(gòu)特征可知此前積體多發(fā)育三角洲環(huán)境，但由于其坡度較緩，故可能存在水動(dòng)力弱的深水環(huán)境。根據(jù)Z45井可知，大凹面反射上部發(fā)育水下分流河道，下部發(fā)育深水沉積。大凹面反射中有短距離分布的強(qiáng)振幅反射，是由于侵蝕表面上存在粗粒的沉積物，驗(yàn)證了輸送通道的存在。

圖5 含有大凹面和高凸點(diǎn)的S型前積反射Fig.5 S-shaped forward product reflection with large concave and high convex points

2.4 傾斜前積中的高振幅凹點(diǎn)反射（P4）

高振幅凹點(diǎn)反射存在于P2（圖2）前積層中，經(jīng)常在P5（圖2）附近分布，高振幅、連續(xù)性差，通常是與P5呈多組出現(xiàn)，寬度在1 km以內(nèi)，解釋為河道滯后，代表河道內(nèi)的粗粒沉積物。以測(cè)線D-D1為例（圖6），前積體中傾斜前積層呈波浪狀，有多組高振幅凹點(diǎn)和高振幅凸點(diǎn)，據(jù)b64井可知，前積有砂泥巖互層分布，粗粒砂巖在高凹點(diǎn)處對(duì)應(yīng)測(cè)井曲線的濁積水道，下部為濁流稀釋的砂質(zhì)碎屑流。與P3（圖2）不同的是高振幅凹點(diǎn)范圍小，振幅高，與P5成對(duì)出現(xiàn)，有粗粒沉積物的滯留和堆積，而P3凹面反射中有侵蝕殘余沉積物但周圍沒有堆積的砂體。

圖6 S型丘狀前積反射Fig.6 S-shaped mound progradation reflex

2.5 傾斜前積中的高振幅凸點(diǎn)反射（P5）

高振幅凸點(diǎn)反射在P2斜形前積層之中，凸點(diǎn)高振幅與左右中等強(qiáng)度振幅形成強(qiáng)烈對(duì)比。以測(cè)線E-E1為例（圖7），前積反射內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈S型，外部形態(tài)為板狀。界的接觸關(guān)系為平行轉(zhuǎn)上超，底界的接觸關(guān)系為下超。連續(xù)性較強(qiáng)，屬于強(qiáng)—中等強(qiáng)度反射振幅。前積反射有5個(gè)朵葉，共延伸14 km，前積體傾斜角度為0.8°，為緩傾前積，所受水動(dòng)力較弱，多為遠(yuǎn)源的深水環(huán)境[11-12]。據(jù)M99井可知，前積上部發(fā)育水下分流河道、河口砂壩，下部發(fā)育深湖泥、砂質(zhì)碎屑流和濁流。

圖7 S型丘狀高振幅凸點(diǎn)前積反射（E）和小型凸面反射（F）Fig.7 S-shaped mound shaped high amplitude bump foreset reflection(E)and small convex reflection (F)

2.6 小型凸面反射（P6）

位于斜形前積層中，在沉積走向剖面中，凸面反射呈“翼狀”向兩個(gè)方向延伸，連續(xù)性較好，中等強(qiáng)度振幅，分布范圍較廣。如剖面F-F1所示（圖7F），凸面反射幾乎包含了整個(gè)前積層，共延伸了約22 km，凸面高度在180 m左右，前積傾角約為0.7°，坡度較緩，故根據(jù)前積結(jié)構(gòu)特征來看此類型前積處于深水環(huán)境。井Z398測(cè)井曲線說明，前積體上部發(fā)育席狀砂和水下分流河道，逐漸向下過渡到砂質(zhì)碎屑流、濁流。

2.7 前積體底部低振幅亞平行反射（P7）

發(fā)育在前積體底部的連續(xù)性較弱、振幅較弱的近似平行的反射通常發(fā)育三角洲沉積相，發(fā)育在P3底部的斜坡下段或斜坡底端，通常是砂質(zhì)碎屑流或濁流稀釋而成。據(jù)剖面G-G1所示（圖8），前積體位于湖盆中心，進(jìn)積充填湖盆。據(jù)y69井可知，上部發(fā)育濁積巖、半深水—深水泥巖。

圖8 包含低振幅亞水平反射的切線斜交型板狀前積反射Fig.8 Tangent oblique plate progradation reflection with low amplitude subhorizontal reflection

2.8 前積體底部高振幅平行反射（P8）

前積體底部底積層較發(fā)育時(shí)存在這種高振幅平行反射（圖2），出現(xiàn)在P2底部，上部可能有P5、P6。連續(xù)性好、振幅高，平行或近似平行反射，延伸距離較長(zhǎng)。如剖面B-B1（圖4）所示，高振幅反射延伸約20 km，中間夾有小的凹進(jìn)和凸起。根據(jù)前積結(jié)構(gòu)分析沉積環(huán)境，高振幅平行反射處于深水環(huán)境中。據(jù)b499井可知此部位發(fā)育湖泥、砂質(zhì)碎屑流和濁流，由上到下濁流逐漸消失，湖泥越發(fā)育。

3 前積代表的沉積相

前積指示了沉積物沿某一沉積斜坡向其下傾方向逐期推進(jìn)的沉積過程。延長(zhǎng)組隴東地區(qū)4種前積，對(duì)應(yīng)根據(jù)傳統(tǒng)分層劃分的層序長(zhǎng)7—長(zhǎng)1（圖9）。由前人研究可知，長(zhǎng)7期湖盆最為發(fā)育，但由于湖盆劇烈擴(kuò)張，湖岸線迅速外移，沉積物充填速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于湖盆基底擴(kuò)張速率，但沉積物大量入湖造成了大規(guī)模的濁流沉積[14-16]。按期次劃分底積層正好處于長(zhǎng)7—長(zhǎng)6階段，故前積反射結(jié)構(gòu)的底積層一般為深水環(huán)境。長(zhǎng)6 期為湖泊三角洲的主要建設(shè)期，該時(shí)期湖盆開始收縮，沉積充填作用增強(qiáng)；長(zhǎng)4+5期因短暫湖平面上升的影響，減緩了三角洲建設(shè)的進(jìn)程，發(fā)育了大面積的漫灘沼澤相泥巖；長(zhǎng)3—長(zhǎng)1期湖盆逐漸消失，到長(zhǎng)1期以交織河與少量曲流河沉積為主。

圖9 淺湖區(qū)遷移（左）深湖區(qū)遷移（右）Fig.9 Shallow lake area migration (left) deep lake area migration (right)

根據(jù)前積的結(jié)構(gòu)特征，總結(jié)出前積頂積層的發(fā)育程度決定三角洲平原的發(fā)育程度，前積層的發(fā)育程度對(duì)應(yīng)于三角洲前緣和前三角洲的發(fā)育程度，底積層發(fā)育程度是深水沉積的發(fā)育程度。在8種地震相的基礎(chǔ)上總結(jié)出根據(jù)前積反射的外部形態(tài)及內(nèi)部形態(tài)預(yù)測(cè)沉積相的規(guī)律，即切線斜交型楔狀前積反射和S型丘狀前積反射有明顯頂部平行反射（P1）與連續(xù)傾斜反射（P2），無底部疊置高振幅平行反射（P8），說明發(fā)育三角洲平原相和三角洲前緣相；疊瓦型板狀前積反射有明顯前積體底部平行反射（P8），發(fā)育三角洲前緣或深水沉積；斜線斜交型板狀前積反射前積層發(fā)育（P2），說明其三角洲前緣和前三角洲發(fā)育。坡度也可反映沉積環(huán)境，陡傾時(shí)反應(yīng)近源沉積，處于水動(dòng)力強(qiáng)的淺水三角洲環(huán)境；緩傾時(shí)為遠(yuǎn)源沉積，處于水動(dòng)力較弱的深水環(huán)境。切線斜交型楔狀前積反射和切線斜交型板狀前積反射坡度大，屬于陡傾，發(fā)育三角洲沉積；疊瓦型—板狀前積反射坡度小，發(fā)育深水環(huán)境。

根據(jù)連井剖面可知（圖10），長(zhǎng)4+5—長(zhǎng)6段有透鏡狀砂巖分布，砂泥巖互層為主，長(zhǎng)6—長(zhǎng)7組有大段塊狀砂巖分布。長(zhǎng)4+5段偶有塊狀砂巖，可能是含有垮塌、泥石流等其他類型的重力流沉積。長(zhǎng)6、長(zhǎng)7段前積沉積物來源于緩坡帶, 其砂巖可能主要為濁積水道成因。連井在剖面C與剖面D之間，與疊瓦型板狀前積反射和切線斜交型板狀前積反射對(duì)應(yīng)。

圖10 連井巖性對(duì)比Fig.10 Lithologic correlation of continuous wells

在前積反射區(qū)下部強(qiáng)反射的巖心資料中，已發(fā)現(xiàn)多種深水重力流存在的沉積構(gòu)造。以長(zhǎng)6段慶城北地區(qū)為例，巖心資料中多出現(xiàn)槽模、火焰狀構(gòu)造、撕裂狀泥礫巖、水平層理、植物成因化石等表示深水重力流的沉積構(gòu)造。綜合以上地震、測(cè)井、巖心資料可以得出鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組前積反射上部以淺水三角洲沉積為主，下部以深水重力流沉積為主。

4 前積層的成藏特點(diǎn)

井震綜合解釋表明，重力流砂巖單層厚度大，呈塊狀，分布于前積體下部；三角洲水下扇砂巖單層厚度小，呈互層狀，分布于前積體上部。從成藏條件來看，對(duì)比深水重力流和前三角洲砂體的成藏條件，得出深水重力流下的塊狀砂巖儲(chǔ)集條件更好，成藏條件更為優(yōu)越的結(jié)論。從儲(chǔ)蓋組合來看，深水重力流下的塊狀砂體與穩(wěn)定泥巖呈突變接觸，縱向上構(gòu)成良好的儲(chǔ)蓋組合，有利于成藏。延長(zhǎng)組長(zhǎng)7期湖盆劇烈擴(kuò)張，半深湖—深湖沉積相范圍達(dá)到最大，發(fā)育富含有機(jī)質(zhì)且成熟度高的優(yōu)質(zhì)烴源巖[25]。前積體下部沉積砂巖，且近距離接觸烴源巖，構(gòu)成優(yōu)質(zhì)含油砂巖直接覆蓋在烴源巖之上的儲(chǔ)集單元（圖10）。綜上所述，長(zhǎng)7層提供半深湖—深湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖，長(zhǎng)6層發(fā)育三角洲前緣砂體形成的良好儲(chǔ)層，長(zhǎng)4+5是以淺湖相砂泥巖形成的良好蓋層。隴東地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7—長(zhǎng)6是一個(gè)優(yōu)質(zhì)的生儲(chǔ)組合，而長(zhǎng)7—長(zhǎng)6—長(zhǎng)4+5構(gòu)成了一個(gè)完整的生儲(chǔ)蓋組合。

5 結(jié)論

（1）分析前積反射結(jié)構(gòu)，得出以下認(rèn)識(shí)，位于體系頂部弱振幅近似平行的反射代表河流三角洲沉積，位于底部的高振幅平行反射代表深水沉積，中間的高振幅凹、凸反射代表河道侵蝕和沉積物堆積，低振幅的小型凹面到平行反射代表河道—堤壩系統(tǒng)。

（2）延長(zhǎng)組有切線斜交型楔狀前積反射、S型丘狀前積反射、疊瓦型板狀前積反射和切線斜交型板狀前積反射。切線斜交型楔狀前積反射位于內(nèi)陸三角洲沉積環(huán)境，發(fā)育三角洲平原相和三角洲前緣相；S型丘狀前積反射發(fā)育于切線斜交型楔狀前積之后，發(fā)育三角洲前緣沉積；疊瓦狀前積延伸距離長(zhǎng)，水動(dòng)力較弱，頂積層、前積層和底積層均存在，此類前積多處于深水環(huán)境；切線斜交型板狀前積最后發(fā)育，主要為三角洲沉積環(huán)境。

（3）對(duì)比深水重力流和前三角洲砂體的成藏條件，深水重力流下的塊狀砂巖儲(chǔ)集條件更好，砂質(zhì)更純，單層厚度更大，儲(chǔ)層孔隙度、滲透率更好；深水重力流下的塊狀砂體與穩(wěn)定泥巖縱向上構(gòu)成良好的儲(chǔ)蓋組合，有利于成藏；重力流下的塊狀砂體與長(zhǎng)7源巖近距離接觸，有良好的生儲(chǔ)蓋條件；泥巖蓋層厚度、連續(xù)性均良好，與近源的砂巖儲(chǔ)層形成良好圈閉，成藏條件優(yōu)越。