白狼城地區長2辮狀河砂體疊置樣式與沉積特征

摘" 要：為研究白狼城地區延長組長2砂體疊置樣式及沉積特征，利用野外露頭、巖芯和測井相分析辮狀河沉積相、砂體連通模式、砂體疊置和沉積模式等。結果表明：白狼城地區長2辮狀河主要為河道、泛濫平原亞相，河道亞相可細分為心灘、水道2種沉積微相，發育槽狀交錯層理、板狀交錯層理、平行層理、塊狀層理等；辮狀河砂體為疊覆泛砂體，分布范圍廣、厚度大、連續性強、物性好、非均質性強，心灘與水道相間分布，具有“灘道相間、寬灘窄道”的特征；辮狀河河道亞相是辮狀河沉積砂體主要區域，水道砂體與心灘砂體相互疊置，兩側泛濫平原亞相為良好的隔夾層，為油氣成藏提供良好的蓋層。研究結果對白狼城地區辮狀河沉積特征及砂體構型具有指導意義，對不同盆地的辮狀河沉積研究具有借鑒意義。

關鍵詞：辮狀河沉積；河道亞相；砂體疊置；沉積模式

中圖分類號：TE 121

文獻標志碼：A

文章編號：1672-9315（2024）04-0730

-08

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2024.0412開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

寧濤，白惠文.

白狼城地區長2辮狀河砂體疊置樣式與沉積特征

［J］.西安科技大學學報，2024，44（4）：730-737.

NING Tao，BAI Huiwen.

Sedimentary characteristics and sand body configuration

of Chang 2 braided river innbsp; Bailangcheng area

［J］.Journal of Xi’an University of Science and Technology，2024，44（4）：730-737.

收稿日期：2024-02-24

基金項目：

延長油田科技計劃項目（ycsy2022xjs-C02-11）

通信作者：

寧濤，男，湖北荊州人，高級工程師，E-mail：ningtao9226@sxycpc.com

Sedimentary characteristics and sand body configuration

of Chang 2 braided river in" Bailangcheng area

NING Tao，BAI Huiwen

（Yanchang Oilfield Co.，Ltd.，Yan’an 716000，China）

Abstract：

To study the sedimentary characteristics and sand body configuration of Yanchang Formation Chang 2 in Bailangcheng area，field outcrops，rock cores，and logging facies were used to analyze braided river sedimentary facies，sand body connectivity patterns，sand body configurations，and sedimentary patterns.The results show that the Chang 2 braided river in the Bailangcheng area can be identified as the subfacies of river channels and flood plains.The river channels subfacies can be subdivided into two sedimentary microfacies：channel bar，channel，with the development of trough shaped cross bedding，plate shaped cross bedding，parallel bedding，and block bedding；The braided river sand body is a “superimposed floodplain sand body” with a wide distribution range，large thickness，strong continuity，good physical properties，and strong heterogeneity.The channel bar and channel are distributed alternately，with the characteristics of “intertwined bar and channel，wide bar and narrow channel”；The braided river channel subfacies are the main areas of braided river sedimentary sand bodies，with channel sand bodies and channel bar sand bodies overlapping each other，exhibiting good physical and heterogeneous characteristics.The flood plain subfacies on both sides are good interlayers，providing a good cap rock for oil and gas accumulation.The research results have guiding significance for the sedimentary characteristics and sand body configuration of braided rivers in Bailangcheng area，and also have reference significance for the study of braided river sedimentation in

different basins.

Key words：braided river sedimentation；river channel subfacies；sand body configuration；sedimentary patterns

0" 引" 言

辮狀河沉積是油氣勘探開發的重點目標區，根據水動力條件及沉積物特征分為沖積扇高坡降辮狀河和沖積平原低坡降辮狀河，前者呈“礫包砂”特征，后者呈“砂包泥”特征，在河流形態、沉積物特征等方面存在差異，在沉積作用機制和砂體沉積模式上近似［1-2］；辮狀河沉積的測井、巖芯、單井及連井資料研究表明，辮狀河沉積可識別出辮狀水道、心灘、泛濫平原、落淤層等沉積微相，且辮狀河道不會發育在心灘的主體部位，只會在心灘邊部，橫向上呈“灘道相間、寬灘窄道”的特征［3-5］；辮狀河沉積辨析出河道砂體與心灘砂體2種辮狀河砂體亞相，通過野外露頭解剖及砂體接觸關系分析，心灘砂體內部發育心灘壩內落淤層、壩間夾層和串溝3種夾層，心灘與辮流水道間發育道壩轉換夾層［6-7］，而辮狀河巖相組合將辮狀河砂體分為河道、心灘、邊灘、廢棄河道、漫溢沉積5種構型單元［8-11］；心灘微相是辮狀河沉積的主要構型單元，包括心灘主體、心灘側翼、心灘尾部、心灘頭部，通過觀測模擬心灘發育的演化過程，以“測井響應特征、落淤層發育位置以及垂向微相疊置模式”預測心灘部位［12-15］；陳薪凱等根據巖相類型、構型要素及界面類型將心灘分為垂向加積模式、辮狀-曲流轉換模式、偏心半橢球模式以及復雜構型模式4種模式［16］。

辮狀河砂體是油氣成藏的優質儲層單元，沉積演化和構型表明辮狀河沉積物以砂質沉積為主，含少量泥沉積物，分選較好，且辮狀河沉積演化具有階段性特征，具備明確的沉積構型單元與空間結構［17-20］；李順明等根據水動力條件強弱和河道消亡的時間變化，在順水流方向和垂直水流方向各識別出4種砂體發育模式［21］；辮狀河屬低彎度、多河道、河道多變遷河流，利用地震屬性智能融合技術，建立辮狀河砂體知識庫及單砂體定量表征模型，可以實現辮狀河儲層構型的精細解剖，分析辮狀河儲層砂體分布規律［22-26］。

前人從不同的角度對沉積微相、砂體構型等不同方面對辮狀河進行研究，得出了不同的認識和結論［27-29］。

筆者利用野外露頭、巖芯和測井相分析等方法，對辮狀河沉積特征進行研究，分析白狼城地區辮狀河砂體疊置樣式和沉積模式，以期對不同盆地、不同層位的辮狀河沉積特征研究具有借鑒意義。

1" 區域地質特征

鄂爾多斯盆地晚三疊世進入大型內陸差異沉降盆地的形成和發展時期，構造上分為北部伊盟隆起、西部西緣逆沖帶及天環凹陷、南部渭北隆起、東部晉西撓褶帶、中部陜北斜坡（圖1）。白狼城地區屬于鄂爾多斯盆地一級構造單元陜北斜坡，斜坡雛形于侏羅紀，在早白堊紀形成，為地層傾角小于1°平緩西傾的單斜，平均坡降為10 m/km，發育近東西向鼻狀隆起構造，與上傾方向砂巖致密帶及砂巖尖滅帶配合，形成控制油氣聚集的良好圈閉。

鄂爾多斯盆地延長期為大型淡水內陸湖泊，氣候濕潤，植物生長繁茂，劃分出長10～長1共10個砂層組（圖1），盆地經歷多個湖盆擴張-收縮的漫長過程。長3期湖泊收縮發育河流相，深湖區收縮至直羅-合水以南，白狼城地區位于安塞三角洲沉積體系；長2期湖盆持續收縮，僅發育淺湖沉積，盆地進一步平原化、沼澤化，白狼城地區以河流相沉積為主，為北東-南西向，發育灰白色細砂巖、灰色泥質粉砂巖、深灰色泥巖，具細砂巖為主且厚層狀連片分布的特點；長1期整個鄂爾多斯盆地全面平原、沼澤化，廣泛發育薄的煤層或煤線（圖1）。

2" 辮狀河沉積微相特征

辮狀河沉積多發育于坡度較陡、地勢較平坦區域，河流流速高、彎曲度小、河道易改道，基于河道改道頻繁、分叉較多，多呈網狀或交織狀，辮狀河沉積可劃分出水道、心灘、泛濫平原3種沉積微相。水道、心灘為水動力較強的河道沉積體，在縱向上多期疊置、平面上泛連通分布，砂體規模大、連通網絡廣布，但局部通而不暢乃至連而不通，以淺灰、淺灰綠色中粒和細粒砂巖為主（圖2（a）），

顆粒磨圓為次棱—次圓，分選中等，砂體常為3～4

個韻律的河道充填層序疊置而成，單期河道層序

厚0.5～4.0 m，砂體厚6～20 m，多期河道疊加砂層厚度可達40 m以上。

2.1" 心灘

心灘是辮狀河沉積環境中的重要組成部分，對油氣儲層具有重要影響，形態呈底平頂凸，粒度分選較好。根據沉積特征可區分出縱向沙壩、橫向沙壩、斜列沙壩3種心灘模式，內部的加積模式與粒度分選特征可區分出以上游加積為主的灘頭、順流加積的灘尾、側向加積的灘翼以及垂向加積的心灘主體（圖3），發育槽狀交錯層理（圖4（a））、板狀交錯層理（圖4（b））、平行層理（圖4（c）），測井曲線呈微齒狀箱型（圖3（a）、（c））或漏斗型（圖3（b））。

2.2 "辮狀水道

辮狀水道的形成與水動力條件密切相關，是辮狀河主要沉積微相心灘的發育區，心灘兩側的水道起沖刷、塑性的作用，在心灘形成與穩定上產生重要影響，形態多呈頂平底凸，底部多滯留礫石沉積，見沖刷面，發育槽狀交錯層理（圖4（a））、板狀交錯層理（圖4（b））、平行層理（圖4（d）），測井曲線呈齒狀鐘型（圖3）；心灘后期水流在早期心灘頂部沖蝕形成水道被細粒物質充填形成，內部砂質泥巖多為灰色、灰白色，泥質含量較少，形成于水動力較弱或者洪水期的間歇期，發育數量多、延伸近、寬厚規模小，靠近心灘邊部略有傾斜，發育槽狀交錯層理（圖4（a））、平行層理（圖4（c））、塊

狀層理（圖4（e）），測井曲線為小型鐘型（圖3（b））。

2.3" 泛濫平原

泛濫平原屬于漫流沉積，為洪水泛濫期河水溢出河道，流速降低，懸浮搬運的碎屑物質在河道兩岸快速沉積形成。辮狀河改道頻繁，泛濫平原易被河流改道而影響，厚度較小。在漫流初期，漫流流速相對較高，懸浮細砂沉積形成薄砂層，隨著漫流流速減小，后期發育灰色、暗色的粉砂質、泥質沉積，多為砂巖與粉砂巖、泥巖薄互層（圖2（b）），可見豐富碳化動植物碎片沿層面分布（圖2（c）），沉積厚度一般為20～30 cm，發育水平層理、沙紋交錯層理（圖4（f）），少數見小型板狀交錯層理，夾于厚層砂巖之間，以隔夾層的形式出現，測井曲線為直曲線或微齒化曲線（圖3）。

3" 辮狀河砂體疊置樣式

辮狀河發育多支河道交錯流動，形成復雜的河道系統，呈明顯的條帶狀或網狀分布，砂體主要集中在河道中部和兩側，而較少在河道外部。因河流分支、匯合及河道切割、填充等共同作用，在垂向上砂體為層狀或階梯狀分布，橫向上呈擴散或收縮的趨勢。

辮狀河砂體主要為心灘砂體、水道砂體2種類型，通過砂體相互疊置與泥質隔夾層組成“疊覆泛砂體”（圖5），白狼城地區長2垂向上發育多期辮狀河沉積，以中細砂巖為主，夾少量的粗砂巖和粉砂巖，

心灘沉積作用以垂向加積、順流加積為主，砂體底平頂凸，主體部位寬且厚、邊部薄，垂向加積作用下水動力強，粒度分選好，測井曲線呈箱型，順流加積作用下后期沉積的增生體不斷向下游推移，沉積物粒度下細上粗，測井曲線以漏斗形為主，以大-中型槽狀交錯層理和板狀交錯層理為主，局部見平行層理，水道砂體水動力條件稍弱，以細砂巖沉積為主，底部含礫石，粒度下粗上細，測井曲線呈鐘型。垂向上心灘主體部位由上向下發育泛濫平原-心灘，有時僅發育心灘（圖6（a）），橫向厚度變化較小，邊部發育水道-心灘或者泛濫平原-水道-心灘（圖6（b）），水道砂體延伸廣，與心灘砂體相互疊置發育，砂體沉積連續成帶狀，分布范圍廣、厚度大、連續性強、物性好、非均質性強，泛濫平原為穩定隔夾層。橫向上心灘與水道

相間分布，具“灘道相間、寬灘窄道”的特征（圖5）。

4" 辮狀河沉積相平面展布特征

辮狀河沉積模式與水動力條件、層理發育、砂體側向疊置以及古氣候密切相關。白狼城地區長2以辮狀河沉積為主，發育一主一次兩支河道（圖7），主河道砂體發育，粒度較大，砂地比值gt;0.5；支河道水動力條件稍弱，砂地比介于0.3～0.5，砂體間夾泥質薄層較多，砂質沉積間歇較明顯，粒度稍細，粒度分布概率曲線呈復合型兩段，跳躍總體約95%以上，懸浮總體很少，反映水動力強弱周期性變化。

白狼城地區長2砂體平面分布特征受物源方向與沉積相帶空間展布規律影響，砂體沿物源方向呈條帶狀延伸，垂直水流方向延伸較短，發育三期甚至多期河道相互疊置。2支河道沿北東-南西向展布，河道內部發育水道砂體與心灘砂體，砂體與砂體間相互疊置，連通性較好，砂體內部發育夾層、砂體間發育隔層，非均質性較強，且東部河道發生河道的匯合與分叉，充分體現辮狀河沉積的砂體規模大、連通網絡廣布的“泛連通體”模式。河道間發育泛濫平原沉積亞相，泥質含量較高，常見植物碎片，但分布范圍較小，易被河道改道沖刷侵蝕，泥質沉積常作為辮狀河儲層的穩定蓋層。辮狀河沉積在強烈的水動力作用下發育儲層物性好、非均質性強的大段厚砂體，有機質含量豐富且發育穩定的蓋層，是油氣成藏的有利儲集砂體，是油氣勘探開發的重要目標區。

5" 結" 論

1）白狼城地區長2發育辮狀河沉積，可識別出河道、泛濫平原亞相，河道亞相可劃分出心灘、水道2種沉積微相，發育槽狀交錯層理、板狀交錯層理、平行層理、沙紋交錯層理、塊狀層理等。

2）白狼城地區辮狀河心灘與水道相間分布，心灘主體部位發育泛濫平原-心灘，有時僅發育心灘，邊部發育水道-心灘或者泛濫平原-水道-心灘，具有“灘道相間、寬灘窄道”的特征。

3）辮狀河道是辮狀河沉積砂體主要區域，內部水道砂體與心灘砂體相互疊置發育“疊覆泛砂體”，分布范圍廣、厚度大、連續性強、物性好、非均質性強，兩側泛濫平原亞相為良好的隔夾層，為油氣成藏提供良好的蓋層。

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（責任編輯：李克永）