鄂尔多斯盆地旦八地区长4+5油层组三角洲沉积研究

2012-11-21代振龙马二平葛芷渊赵进义

长江大学学报(自科版) 2012年19期

关键词：砂层层理三角洲

代振龙，马二平李旦，葛芷渊，赵进义

(大陆动力学国家重点实验室，西北大学地质系，陕西西安 710069) (陕西延长石油(集团)有限责任公司西区采油厂，陕西志丹 717500)

鄂尔多斯盆地旦八地区长4+5油层组三角洲沉积研究

代振龙，马二平李旦，葛芷渊，赵进义

(大陆动力学国家重点实验室，西北大学地质系，陕西西安 710069) (陕西延长石油(集团)有限责任公司西区采油厂，陕西志丹 717500)

延长组长4+5油层组是鄂尔多斯盆地旦八地区的重要的勘探开发目的层。通过对岩心和测井资料综合分析及300m井距密井网砂地比等值线图的绘制，探讨了该区长4+5油层组的沉积微相特征、砂体展布及其主控因素。依据沉积旋回特征和泥页岩标志层，将长4+5油层组分为长4+5下、长4+5上2个次级单元进行综合研究。结果表明,长4+5下为三角洲前缘亚相，水下分流河道、席状砂和分流间湾微相呈北北东向较宽条带状交互排列，长宽比较小，规模较大，反映了砂体受平行于湖岸波浪和河道的共同影响；长4+5上为三角洲平原亚相，分流河道砂岩和漫滩泥岩呈较窄的北东向条带状交互排列，砂体长宽比较大，反映了北东向河流的主控作用。长4+5下的储集性和含油性优于4+5上。

鄂尔多斯盆地; 旦八地区; 长4+5;沉积微相;砂体展布;主控因素

旦八地区位于鄂尔多斯盆地构造单元，陕北斜坡中南部,该斜坡为一缓缓向西倾斜的单斜构造，构造活动微弱，产状平缓，在斜坡背景上多发育平缓起伏鼻状构造,地层倾角小于1°［1］。鄂尔多斯盆地延长组由上而下可分为长1～长10油层组［1］，志丹地区的延长组主要受北东向物源控制，发育曲流河三角洲和湖泊相沉积［2-3］。长4+5油层组沉积时期是鄂尔多斯湖盆继长7油层组后的一次较大的湖侵期［3］，一般代表湖进期的浅湖相砂泥岩，即所谓的“细脖子段”沉积［4-5］，但研究区的“细脖子”特征不明显。卫平生研究认为，湖岸线附近是岩性地层油气藏发育的有利相带，是勘探开发的重点［6］。长4+5油层组沉积时期盆地东北部湖岸线已向南移至定边-安塞一线，东北部三角洲前缘已达吴起-志丹一线［4］。在长4+5油层组沉积时期志丹县旦八区正处于湖岸线的位置，易于形成岩性地层油气藏［6］。但是旦八地区的长4+5储层究竟属于什么微相的砂体，砂体的展布规律与主控因素是什么尚不清楚。经过多年的滚动勘探开发，旦八地区已达到了平均井距300m井网密度，积累了大量的测井和取心资料。笔者选取旦八油藏中部一片约20km2内约200口钻井资料，通过小层和砂体对比，岩心观察、砂厚统计和宽厚比分析等对以上几个问题进行了探讨。

1 长4+5下砂层组三角洲前缘

长4+5下砂层组的三角洲前缘亚相是三角洲沉积的主体部分，发育于湖水面至波基面之间，系三角洲平原分流河道进入湖盆内的水下沉积区，河湖共同作用地带，是三角积体系中砂质沉积物集中地区，含砂量可高达40%～50%，且为油气富集的主要相带，由河口坝、席状砂、水下分流河道、分流间湾等微相组成［7］，剖面上总体向上变粗，砂岩中发育大-中型交错层理和平行层理及同生期塑性变形层理等(见图1(a))。研究区的三角洲沉积为浅水台地型，河口坝普遍不发育［1，8］，但水下分流河道作为其骨架相十分发育(见图2和图3)。

1)水下分流河道水下分流河道主要由灰色厚层状细砂岩组成，可夹少量泥质砂岩和粉砂质泥岩，其为三角洲平原分流河道在水下的延伸部分，单一水下分流河道砂体呈明显的下粗上细结构，具有明显正沉积旋回特征［9］。研究区由于水下分流河道的迁移，致使水下分流河道与分流间湾上下叠置，重复出现。砂岩中发育平行层理、槽状交错层理、板状交错层理等，砂岩底部发育冲刷面、河床滞留沉积、泥砾(见图1(b)、图1(c))。以长石砂岩为主，分选中等-好，磨圆度较高，呈次棱角、次圆状，以孔隙式胶结为主，少量接触式和再生式胶结(见图1(d)、图1(e))。

2)分流间湾分流间湾常分布于三角洲前缘水下分流河道与河口坝之间的低洼区，在研究区内岩性组合以泥质粉砂岩、暗色泥岩为主，垂向上常表现出粉砂岩与泥岩薄互层组合特点，具沙纹层理及波状层理。自然电位呈低幅度起伏，自然伽马呈中、高值齿状(见图3)。泥岩、粉砂质泥岩中发育垂直虫孔和碳屑、植物碎片(见图1(f))。

(a)正298井1631.88m(长4+5下)，细砂岩中的变形层理;(b)正369井1438.24m(长4+5下),砂泥岩突变面；(c)正372井1620.5m(长4+5下)，冲刷面及滞留泥砾；(d)3011井1550.3m(长4+5下),长石砂岩，孔隙式胶结；(e)正354井1572.7m(长4+5下),长石砂岩，孔隙式胶结；(f)正335井1582.7m(长4+5下),炭屑；(g)正363井1487.5m(长4+5上),薄煤线;(h)正303井1509.5m(长4+5上),中砂岩底部突变面；(i)正303井1508m(长4+5上),不对称小型波痕；(j)正363井1473.7m(长4+5上),水流冲刷成因炭质泥岩夹砂质条带；(k)正363井1475.2m(长4+5上),炭质泥岩；(l)正363井1485.3m(长4+5上),炭质泥岩与粉砂岩互层的纱纹层理；(m)正303井1510m(长4+5上),泥质粉砂岩，含有植物碎片。

3)席状砂由河口坝砂岩经湖浪的改造作用而成，剖面上具向上变粗的旋回特点，平面上砂体往往成平行岸线的片状或席状广泛分布。研究区的席状砂多为粉、细砂岩，间夹薄层泥岩；自然电位和自然伽马表现为中、高幅漏斗形或下陡上缓的齿形负异常。砂岩发育交错层理、平行层理。当波浪作用强烈、河口坝与水下分流河道砂岩被完全改造后形成浅湖、浅滩相，形成薄互层沙纹层理粉砂岩、小型交错层理极细砂岩。

2 长4+5上三角洲平原

长4+5上砂层组的三角洲平原为三角洲的水上部分，研究区以发育分流河道、河漫滩、决口扇沉积微相为主。分流河道底界具冲刷面，底部砂岩含零星分布的泥砾，向上为中-细砂岩，发育槽状交错层理、平行层理、板状交错层、沙纹层理等。局部见沼泽煤层或煤线，研究区的正363井、正178井都有薄煤层出现(见图1(g))。

1)分流河道研究区分流河道相带中下部以浅灰色细砂岩为主，构成分流河道主体，岩性为细砂岩，底部突变(见图1(h))、发育板状、槽状交错层理，具不对称波痕(见图1(i))、及冲刷-充填构造(见图1(j))，向上变为粉砂岩、泥质粉砂岩及泥岩。研究区分流河道与河漫滩重复叠置出现，表现为砂泥岩互层。分流河道砂体自然电位曲线以中、高幅箱状、钟状负异常为主，自然伽马低值且曲线形态与自然电位曲线形态较相似。粒度概率累计曲线基本反映为二段式(见图2)，跳跃总体粒级分布范围较大,反映了水动力比较强。

2)河漫滩河漫滩位于水上分流河道之间的地区，岩性组合主要以泥岩、炭质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩为主，在研究区多口井中见有薄煤层、煤线、炭质泥岩，如正363井(见图1(g)、图1(k))。

在泥质粉砂岩中发育沙纹层理(见图1(l))，含有植物根系、植物碎片等(见图1(m))。自然电位(SP)曲线无负异常，接近于泥岩基线部位，自然伽马(GR)曲线常为细齿状高值(见图3)。

图2 长4+5上砂层组分流河道粒度概率累积曲线图3 正303井长4+5油层组沉积相剖面图

3)决口扇决口扇是由洪水漫溢河床，冲破天然堤形成的，可形成较大面积的席状砂层，但比河床沉积细，主要由细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩组成。粉砂岩具块状层理和小型交错层理。自然电位中、低幅度尖峰状、齿状异常，自然伽马细齿状中、高值，具有下细上粗的反旋回特征。

3 沉积微相的砂体展布及主控因素

在剖面相分析、小井距井网控制下及砂岩厚度图、砂岩百分含量图基础上，结合优势相作图法，通过制作长4+5下、长4+5上砂层组的沉积微相图(见图4、5)，可以看出长4+5下砂层组三角洲前缘亚相和长4+5上砂层组三角洲平原亚相的砂体展布均具沿北东向物源［2-3］伸长的特点，但也有一定的差异。长4+5油层组中部的细碎屑岩(K5标志层)为最大湖泛面时期的沉积［5］，也是退积(或加积)与进积的转折点，长4+5上与长4+5下砂层组沉积的主控因素也不同。

1)长4+5下砂层组三角洲前缘砂体展布与主控因素旦八地区长4+5下砂层组砂体以北北东-南南西向展布为主，3条500～1000m宽的水下分流河道和分流间湾呈条带状交互排列(见图4)，前者砂/地值介于30%～50%之间，后者砂/地值小于30%。砂体长宽比为2∶1～3∶2，砂体厚度较大，沿湖岸线方向分布宽度较大，与间湾的宽度相当，反映了平行于岸线波浪改造的结果，砂岩具有连片性较好、规模较大的特征。长4+5下砂层组前缘砂体距前三角洲泥岩烃源较近，易于形成原生油藏［4］，这可能是长4+5下含油性好的原因。

2)长4+5上砂层组三角洲平原砂体展布与主控因素长4+5上砂层组砂体也以北东-南西走向为主，发育2条1000m宽的分流河道，比长4+5下砂层组的少了一条河道，似乎河道变宽，但实际上河道砂地比等值线呈更窄的条带状展布(见图5)。分流河道和决口扇砂/地值20%～40%，河漫滩的砂/地值介于10%～20%，砂体长宽比3∶1～4∶1，三角洲平原沿北东走向的古流向方向砂岩连片性较好，反映该区长4+5上砂层组受河道控制明显。与长4+5下砂层组三角洲前缘砂体相比，长4+5上砂层组具厚度较小、小层累加砂岩的河道带变宽但砂地比等值线变窄长的特点(相当于单砂层变窄长)。两者河道带与非河道带均呈略等宽分叉-近平行交替排列。