延川南区块山一段沉积相研究

罗薇，马波，赵景辉，吴伟

（1.中国石化华东分公司勘探开发研究院，江苏南京210011；2.中国石化华东分公司非常规油气资源勘探开发指挥部，江苏南京210019）

延川南区块山一段沉积相研究

罗薇1，马波2，赵景辉1，吴伟1

（1.中国石化华东分公司勘探开发研究院，江苏南京210011；2.中国石化华东分公司非常规油气资源勘探开发指挥部，江苏南京210019）

沉积相研究是储层研究的基础。通过岩心观察、分析化验及测井解释等技术对延川南区块山一段的沉积相标志进行了详细的辨别，对沉积相类型进行了系统的划分，认为研究区山一段发育三角洲平原沉积，主要包括分流河道微相与沼泽微相。分流河道沉积在平面上沿南东—北西向展布，砂体的展布对沉积相的发育有明显的控制作用。

沉积相；三角洲平原；山一段；延川南

延川南区块位于鄂尔多斯盆地东缘南段，是我国重要的煤层气聚集区块之一。中国石化华东分公司自2008年在该区块开展工作以来，煤层气勘探开发都取得了重大突破，引起国内外广泛关注。前人主要在煤层气地质特征、储层特征及排采压裂工艺等方面做了大量研究[1-3]，但对该区沉积相的认识却不够详尽和准确，在海相、陆相环境认识上存在较大争议[4]或仅将山一段笼统的划分为三角洲相，未进一步细分[5]，为下一步致密砂岩储层的勘探和开发造成了困难。鉴于此，本文在分析研究区地质资料的基础上，对山一段沉积相进行了精细划分，对扩展和深入研究区致密砂岩气的勘探具有指导意义。

1 区域地质背景

延川南区块位于山西省与陕西省的交界处，构造上位于鄂尔多斯盆地东缘南段，地质构造较为简单，总体地形为东高西低[1]。二叠纪作为延川南区块致密砂岩气的重要发育期，发育的地层主要有下二叠统山西组、下石盒子组，及上二叠统上石盒子组、石千峰组（表1）。本次研究的目的层段为山西组山一段。

表1 延川南区块二叠系地层发育特征Table 1 Permian formation development characteristics of South Yanchuan block

图1 延川南区块山一段岩性岩心及薄片照片Fig.1 Lithology and cores wafer pictures of granularity of Shan-1 member in South Yanchuan block

2 相标志

2.1 岩性标志

研究区山一段岩性主要为细砂岩与泥岩的互层，细砂岩颜色以浅灰色、灰白色为主，泥岩颜色以灰色为主，代表了水体相对较浅的弱氧化—弱还原环境。

通过对15口井的岩心及51片砂岩普通薄片（图1a，图1b）进行观察鉴定得出，砂岩中碎屑颗粒含量为53%～89%，平均74.5%，其中石英含量为65%～98%，平均为88.9%；长石含量为0%～8%，平均为1.7%，岩屑含量为1%～34%，平均为9.3%，主要为燧石、泥岩岩屑，局部含少量绢云母及千枚岩岩屑。碎屑颗粒大小0.05～0.8 mm，一般0.14～0.4 mm，次棱—次圆状，磨圆较好；填隙物含量为11%～47%，平均25.5%，其中杂基含量约占5%～15%，以泥质为主，胶结物含量约占6%～ 18%，以方解石为主，常发育黄铁矿、菱铁矿，颗粒支撑，孔隙式胶结为主，主要属中细粒石英砂岩、岩屑质石英砂岩（图2）。反映出研究区距物源区较远，沉积物在较强的水动力条件下经过较长时间的搬运，沉积速率缓慢。

图2 延川南区块山一段砂岩分类Fig.2 Sandstone classification of granularity of Kuaishan1 member in South Yanchuan block

图3 延川南区块山一段粒度概率Fig.3 Probability of granularity of Kuaishan1 member in South Yanchuan block

粒度概率曲线一般呈两段式，由跳跃总体与悬浮总体组成，二者之间常具过渡段，其中跳跃总体含量为80%～85%，分选较好，悬浮总体含量15%～20%，两总体间的交截点在2.75～3.5φ，反映三角洲平原分流河道沉积特征[6]（图3）。

泥岩在研究区常与砂岩互层出现，以灰色、灰黑色黏土为主，常含有机质，含有丰富的黄铁矿、菱铁矿等自生矿物，反映停滞的还原环境[6-7]。

2.2 古生物标志

泥岩中植物繁茂，常见植物根茎及叶片化石（图1c），黏土中不含有机质时，偶见介形虫、腹足等化石，反映温暖潮湿的沼泽环境[6-7]。

2.3 地球化学标志

图4 Sr/Ba含量关系Fig.4 Content relationship of Sr/Ba

C.M.卡特钦科夫提出：在淡水沉积物中Sr/Ba＜1，海相沉积物中Sr/Ba＞1，并为人们所接受[8-9]。但在不同地区、不同时代，Sr/Ba值具体大小不一，只能反映沉积环境的相对意义和变化趋势。本文通过对泥岩样品的微量元素、稀土元素等分析测试，结合研究区实际情况，将延川南区块泥岩样品的Sr/Ba＜0.3定义为陆相环境，0.3＜Sr/Ba＜0.6为过渡相环境，Sr/Ba＞0.6为海相环境。研究区Sr/Ba含量关系图显示（图4），山一段数据投点主要位于海陆过渡区与陆相区，说明山一段沉积期主要为受海水影响较小的三角洲平原环境。

2.4 沉积构造标志

研究区砂岩发育板状交错层理（图5a）、槽状交错层理，在砂岩与下伏泥岩的接触面上常具底冲刷构造（图5b）等沉积构造。板状交错层理是在较强水动力作用下，由沙浪迁移形成的，槽状交错层理是由沙丘迁移形成的，它们都是三角洲平原分流河道沉积中典型的沉积构造[6-7]。

3 沉积微相特征

综合岩心、薄片观察结果及分析化验、测井等资料，将研究区山一段划分为三角洲相中的三角洲平原沉积，主要发育分流河道和沼泽微相。

3.1 分流河道微相

图5 延川南区块山一段沉积构造Fig.5 Sedimentary tectonics of Kuaishan1 member in South Yanchuan block

分流河道微相沉积是三角洲平原亚相沉积的骨架。研究区山一段分流河道沉积的岩性主要为灰色、灰白色中—细粒石英砂岩、岩屑质石英砂岩，垂向上逐渐变为粉砂岩或泥质粉砂岩，具下粗上细的正韵律。常见板状、槽状交错层理及底冲刷构造。测井曲线呈宽缓的箱形或显正韵律的钟形（图6）。

3.2 沼泽微相

沼泽微相沉积是三角洲平原亚相沉积的主要组成部分。研究区山一段沼泽沉积的岩性主要为灰色、灰黑色泥岩、黏土岩，富含有机质及完整的植物根茎、叶片化石，常见黄铁矿、菱铁矿等自生矿物，反映温暖潮湿的还原环境。测井曲线呈平直的活微齿状的基线（图6）。

4 沉积相展布

图6 Y14井单井相Fig.6 Single well facies of well Y14

图7 延川南区块山一段砂体厚度与沉积相展布Fig.7 Sand body thickness and distribution of sedimentary facies of Kuaishan1 member in South Yanchuan block

研究区山一段砂体厚度为0～20.7 m，一般厚5.9 m，研究区北部Y6-40-36井—Y6-26-42井—Y6-20-34井一带，中西部Y3-26-30井—Y3-24-32井一带以及西北部Y29井一带砂岩厚度较大，达18 m以上。砂体的变化趋势是研究区中部、北部、西北部最厚，砂体沿南东—北西向展布（图7），说明研究区中部、北部、西北部可能为三角洲分流河道沉积的主体，或为分流河道末端等沉积速率大的区域。

在单井相分析的基础上，结合砂体厚度图及区域地质资料，编绘了研究区山一段沉积相平面展布图（图7）。山一段沉积时期，研究区属于氧化、还原环境交替的，受海水影响较小的浅水三角洲沉积环境，受东南部物源影响，主要发育分流河道、沼泽微相。其中沼泽微相在研究区大面积分布，分流河道微相也较发育，主河道展布面积广，大致沿南东—北西向展布。砂体的展布对沉积相的发育有明显的控制作用。

5 结论

1）延川南区块山一段划分为三角洲相中的三角洲平原沉积，主要发育分流河道和沼泽微相。

2）研究区山一段沉积相在平面上大致沿南东—北西向展布，沉积相的发育受砂体展布的控制。

[1]吴英.鄂尔多斯盆地延川南地区煤层气地质特征分析[J].江苏经贸职业技术学院学报，2011，27（4）：56-59.

[2]高和群，丁安徐，韦重韬，等.延川南地区煤储层特征及煤层和井区优选评价[J].中国煤炭地质，2012，24（10）：14-25.

[3]谢学恒，李小龙，陈贞龙，等.延川南地区2号和10号煤层分压合采的可行性研究[J].油气藏评价与开发，2011，1（3）：66-69.

[4]陈洪德，李洁，张成弓，等.鄂尔多斯盆地山西组沉积环境讨论及其地质启示[J].岩石学报，2011，27（8）：2213-2229.

[5]王赛英.鄂尔多斯盆地延川南地区煤储层特征研究[D].成都：成都理工大学，2011.

[6]何幼斌，王文广.沉积岩与沉积相[M].北京：石油工业出社，2006：33-42.

[7]《沉积构造与环境解释》编译组.沉积构造与环境解释[M].北京：科学出版社，1984：3-39.

[8]赵振华.微量元素地球化学原理[M].北京：科学出版社，1997：143-225.

[9]彭海艳，陈洪德，向芳，等.微量元素分析在沉积环境识别中的应用——以鄂尔多斯盆地东部二叠系山西组为例[J].新疆地质，2006，24（2）：202-205.

（编辑：尹淑容）

Research of sedimentary facies of Shan-1 member in South Yanchuan block

Luo Wei1,Ma Bo2,Zhao Jinghui1and Wu Wei1
(1.Exploration and Development Research Institution,East China Company,SINOPEC,Nanjing,Jiangsu 210011,China; 2.Unconventional Oil and Gas Exploration and Development Headquarters,East China Company,SINOPEC,Nanjing,Jiangsu 210019,China)

∶Sedimentary facies research is the foundation for the reservoir study.Based on core observation,and combining with date of analysis assay and well logging,facies marks of Shan-1 member in South Yanchuan block have been distinguished exhaustively, facies types have been analysed systematically.It is considered that Shan-1 member of study area developed delta plain facies, which can be further divided into microfacies of distributary channel and swamp.The sediment of distributary channel spreaded along ES-WN direction.The development of sedimentary facies are obviously controlled by the spread of sand body.

∶sedimentary facies,distributary channel,Shan-1 member,South Yanchuan block

P618.13

A

2015-01-08。

罗薇（1986—），女，助理工程师，非常规油气勘探研究。