靖边油田杨米涧关草涧油区沉积相研究

2013-09-04胡雪娇刘寒梅李向东

地下水 2013年4期

胡雪娇，刘寒梅，何鹏，李向东

(1.西安石油大学，陕西西安 710065;2.延长油田股份有限公司靖边采油厂，陕西靖边 718500)

杨米涧关草涧地区处于陕北斜坡的中部，是三叠系延长组和侏罗系延安组两个含油层组的叠合发育区。晚三叠世延长期盆地内存在东北、西南两大主要物源区，受盆地底部形态西南陡、东北缓的影响，东北部主要发育河流－冲积平原－曲流河三角洲相沉积;西南部主要发育冲积扇－辫状河三角洲相沉积体系。在盆地发展、演化过程中，这两大沉积体系此强彼弱、互有消长，共同构成了三叠系横向油藏序列［1－3］。杨米涧关草涧地区长4+5、长6主要发育岩性油气藏，储量丰富，地质条件复杂，试油试采井比例较小，产量低，然而该区油气的分布主要受沉积相带的控制，因此为提高油田的储量动用程度，确保今后油田产量持续稳定增加，深入开展该区的沉积相研究对预测储集砂体类型及优质储层分布规律有着重要的理论意义，同时对推动鄂尔多斯盆地三叠统岩性油气藏的勘探也有重要指导意义。

1 地质背景

现今的鄂尔多斯盆地可划分为:伊盟隆起、渭北隆起、西缘逆冲带、晋西挠褶带、天环坳陷、陕北斜坡等六个一级构造单元。研究区所处的陕北斜坡为微向西倾斜的单斜构造。其雏形出现于侏罗纪晚期，形成于早白垩世。杨米涧关草涧油区位于鄂尔多盆地陕北斜坡构造带中段，处于靖边县杨米涧乡关草涧村，东距杨米涧油区2 km，西南与长庆靖安油田毗邻。油区南北长为3.5 km，东西宽为4.4 km，面积约10.5 km2，海拔 1 484 ～1 695 m(图 1)。

2 沉积相划分依据

2.1 颜色

在研究区长4+5、长6目的层中，砂岩主要为灰色和灰绿色，泥岩和页岩主要为深灰色和黑色，砂岩和泥岩(页岩)颜色都相对较深，反映水下环境沉积的特征。

2.2 粒度特征

研究区长6粒度累计频率曲线特征比较明显，主要为三段式，次为两段式，其中两段式缺少滚动组分(图2)。表明分选性较差，水动力较强、沉积环境复杂多样。主要为三角洲前缘水下分流河道砂体粒度特征。

图1 鄂尔多斯盆地构造单元及研究区位置图

图2 杨米涧关草涧油区长6粒度累积频率图(据叶博，2008)

2.3 沉积构造特征

岩心中见到平行层理、板状交错层理(图 3a，图3b)、透镜状层理、羽状交错层理、变形层理、包卷层理、生物扰动构造、槽模、砂球、砂枕构造、冲刷面构造等，同时局部发育煤线。层理的多样性说明水流动荡多变，且见到反映双向水流的沉积构造，显示其处于河流与湖泊交汇的三角洲沉积环境。

图3 杨米涧关草涧油区长6、长4+5沉积构造

2.4 生物化石

研究区长6层系植物化石丰富，砂岩中均可见植物碎片和植物茎干，泥岩中常可见植物碎屑和植物叶片，可见植物叶片化石及大量的垂直虫孔(图3c，图3d)，反映浅湖动荡的水动力条件。

3 沉积相特征

沉积相分析表明，研究区总体研究区为三角洲相，进一步划分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲，主要发育三角洲前缘亚相。三角洲前缘是三角洲中砂层集中的发育带，是三角洲最主要的骨架部分，位于湖平面与浪基面之间，呈环带状分布在三角洲平原向湖一侧，处于分流河道前端的滨浅水地带，受河湖水动力的共同作用。从河口地带往湖方向可分为水下分流河道、分流间湾、河口坝及前缘席状砂。研究区三角洲前缘河口坝不太发育，或厚度较薄，而水下分流河道沉积作为其骨架相十分发育［4－6］。

3.1 水下分流河道

水下分流河道是陆上分流河道的水下延伸，当其向湖泊推进时逐渐变宽以致消失。水下分流河道具有陆上河流的特征，但因水下河流受湖水阻滞能量较低，携带的沉积物较水上分流河道粒级细，颜色深。泥岩夹层主要为灰色和深灰色，粒度概率累计曲线多为两段式或滚动次总体不发育的三段式，跳跃组分占85% ～95%，反映了水下分流河道水动力较强的特征，和分流河道粒度曲线类似，也反映了水下分流河道碎屑物来源于三角洲平原分流河道的特征。自然电位曲线呈钟形或箱形或齿化的钟形或箱形及钟形与箱形的叠加(表1)。

3.2 分流间湾

分流间湾为三角洲前缘水下分流河道砂体之间的细粒沉积。岩性为灰、深灰色粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及泥岩，具水平层理及波状层理，生物扰动构造及虫孔较发育，虫孔以高角度虫孔常见，反映了动荡的水动力条件。可见介形虫、叶肢介及瓣鳃类化石，在垂向剖面上，往往与水下分流河道共生。由于分流间湾多为泥岩、粉砂质泥岩组成，其自然电位曲线表现为低平，自然伽玛曲线表现为中高值，呈齿形或为光滑曲线(表1)。

表1 主要沉积微相特征

3.3 河口砂坝

河口砂坝坝分布在三角洲平原分流河道入湖的河口处，其突出特征是具向上变粗的沉积序列，自下而上依次为泥质粉砂岩－粉砂岩－细砂岩－中砂岩。砂坝中上部主要为厚层－块状分选较好的砂岩，具槽状交错层、板状交错层、平行层理、波状层理和水平层理，层面上有时见波痕，泥质粉砂岩中见生物逃逸遗迹化石。电测曲线以单个中幅倒钟状和指形为主，局部由数个幅度向上加大的倒钟形或指形、箱形台阶状叠合组成的复合形态，显示有强烈的进积作用(表1)。

4 沉积相平面展布

在岩心及露头剖面观察分析的基础上，选择关键井进行单井沉积相的划分及连井沉积相的对比，同时在平面图编制上，充分考虑了地层厚度、砂岩厚度、砂地比、砾岩厚度、等因素，并结合了盆地的结构以及沉积古地貌格局，按小层编制了杨米涧关草涧地区长6、长4+5的沉积相图。研究区的三角洲形成时，总体湖泊水体较浅，湖盆边部的河流入湖后形成浅水型三角洲，河口坝不发育，水下分流河道构成骨架砂体，也是研究区主要的石油储集砂体。关草涧油区主要油层组(段)的沉积微相平面展布特征如下:

1)长62－2主要发育三角洲前缘亚相，受东北及北部物源的影响，主要发育三支水下分流河道，分别是:第一支为东部的靖探500—靖探117—靖探129—靖探140分流河道，砂地比为30%～70%，砂地比大于60% 的区近北北东向带状展布。北部的靖探500—靖探117—杨35－04井一带砂地比值较高，大于70%，南部的杨43－02—杨80－01井区砂地比也大于70%;第二支为杨17－04—杨 11－06—杨8－04杨 81－01—靖探127井区，砂地比为30% ～60%，以砂地比大于50%的值为主，大于60%的只是分布在北部的杨7－04—杨12－05井区，及南部的杨8－03—杨41－02井区。且由于长62－2期水下分流河道的侧向迁移，本支河道与第一支河道之间砂地比以大于30%～40%为主，小于30%的值只分布在探255井区、及靖探148井区;另外，西北部的靖探126井以北也有大于30%的水下分流河道分布。

2)长62－1期也主要发育三角洲前缘亚相，受东北及北部物源的影响，发育三支水下分流河道，其分布位置及特征和长62－2具有一定的继承性，只是第一支水下分流河道变宽，水下分流河道位置往东北方向进一步偏移，第一支河道与第二支河道之间的分流间湾范围增大。这三支河道分别是:第一支为东部的靖探500—靖探117—靖探 129—靖探814分流河道，砂地比为30% ～60%，大于50%的砂地比近北北东向带状展布，南北连通。北部的杨 20－01—杨 21－01—杨23－01井一带及南部的杨43－02—杨28－02井区砂地比大于60%，且在北部的靖探148—杨18－03—杨18－04井，南部的杨44－01—杨28－06—杨38－05井附近河道变宽，在杨34－01—杨33－01井附近河道最窄;第二支为杨17－04—杨11－06—杨8－04杨81－01—靖探127井区，砂地比为30% ～60%，大于50%的南北带状展布，大于60%的区呈条带状分布在南部及北部;西北部的靖探126井以北砂地比大于30%，为水下分流河道分布区。

长4+52期也主要发育三角洲前缘亚相，受东北及北部物源的影响，发育三支水下分流河道，其分布位置及特征和长62－1具有一定的继承性，只是河道弯度增大，且砂地比高值的宽度变小及连片性变差。三支河道分别是:第一支为东部的靖探500—靖探 117—杨 36－05—靖探 129—靖探 814分流河道，砂地比为30% ～60%，大于30%的井区近北北东向带状展布，大于50%的值分布在北部的杨20－01—杨21－01—杨23－01井一带，及南部的杨 28－05—杨 43－01—杨80－01井区，砂地比大于60%的区域主要分布在在靖探500—杨32－02井区，杨28－01—44－01井区;第二支为杨17－04—杨 11－06—杨 41－01—杨 81－02—靖探 127井区，砂地比为30% ～60%，砂地比高值区主要分布在北部，在杨17－04—杨16－01杨 11－06—杨41－01井区砂地比大于50%的带状连片分布。南部靖探127井区砂地比也大于50%;西北部的靖探126井以北砂地比大于30%，为水下分流河道分布区，但井控程度低。

5 沉积模式

在沉积微相对比、平面展布研究的基础上，有必要探讨其形成机理，建立研究区的沉积模式，以便进一步指导油气勘探。研究区位于伊陕斜坡东部，其沉积物主要来自北东方向。盆地因河流注入，建造了一套巨厚的河流一湖泊沉积体系。延长组沉积时处于浅水环境，主要沉积亚相为三角洲前缘，此外有小范围的浅湖沉积。但整体水体较浅，三角洲直接在浅水背景上发展起来，形成浅水台地型三角洲沉积，水下分流河道沉积发育，河口坝沉积不发育或者以废弃相保存部分，但是整体地形平缓，形成深水盆地型三角洲没有足够的时间及空间条件，或者说来不及充分发育这种三角洲，三角洲推进快，主要形成垂向序列不完整，但分布很广的浅水型三角洲。长4+5－长6整体上属于三角洲前缘亚相［7－9］。浅水型三角洲水下沉积薄，且常为后继的河流强烈冲刷，进积序列常常不完整。在研究区长6、长4+5沉积发育的浅水三角洲，其突出特征是水下分流河道砂体为骨架砂体，河口砂坝不发育。在研究区三角洲前缘中很少见到河口坝沉积，水下分流河道砂体往往直接位于湖相泥岩之上，或者因为河流改道，水下分流河道砂体直接位于分流间湾泥岩之上，二者呈冲刷接触。在水下分流河道砂岩底部常含泥砾，垂向相序不完整，平面上，主要为水下分流河道和分流间湾，局部分布河口坝微相，水下分流河道连片性好。

浅水台地型三角洲前缘河口坝之所以少见，是因为河流进入平坦安静的浅水环境，所携带的沉积物快速推进，不能形成较厚的河口坝沉积，即使形成也常为后期的水下分流河道冲刷贻尽。所以经常见到水下分流河道砂体与湖相泥岩或分流间湾直接呈冲刷接触，而缺乏河口坝沉积作为过渡。偶尔在冲刷不太强烈的情况下留有薄的残余。