鄂尔多斯盆地延长组长101期沉积特征

丁　熊，田景春，姚泾利，余杭航，李映宏（.成都理工大学博士后流动站，成都60059；.西南石油大学地球科学与技术学院，成都60500；3.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，西安7008；4.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，西安7008）

鄂尔多斯盆地延长组长101期沉积特征

丁熊1，2，田景春1，姚泾利3，4，余杭航2，李映宏2
（1.成都理工大学博士后流动站，成都610059；2.西南石油大学地球科学与技术学院，成都610500；3.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，西安710018；4.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，西安710018）

鄂尔多斯盆地三叠统延长组长101期发育河流—三角洲—湖泊沉积体系，河流相中辫状河道和曲流河道，三角洲相中辫状水下分流河道、陆上分流河道、水下分流河道和河口坝等沉积均发育砂岩。在沉积相研究的基础上，分别对各沉积微相砂岩的沉积特征进行了深入研究。鄂尔多斯盆地西部的辫状河道、辫状分流河道及辫状水下分流河道砂岩主要发育有冲刷面、槽状交错层理、板状交错层理和平行层理等，以向上变细的正粒序为主，砂岩粒度概率曲线主要为两段式或三段式；盆地东部的曲流河道、陆上分流河道、水下分流河道和河口坝砂岩主要发育有冲刷面、槽状交错层理、板状交错层理、平行层理和砂纹层理等，以向上变细的正粒序为主，见向上变粗的逆粒序，砂岩粒度概率曲线主要为两段式或三段式，可见四段式。通过进一步的对比分析，认为盆地内长101期辫状河道、辫状分流河道、曲流河道和陆上分流河道中砂体较发育，辫状水下分流河道、水下分流河道和河口坝砂体次之。

沉积特征；砂岩储层；长101期；延长组；鄂尔多斯盆地

0　引言

鄂尔多斯盆地是我国第二大含油气盆地［1-2］，上三叠统延长组是盆地内主要的含油气层系之一［3-6］。近年来，延长组长10油层组勘探不断取得突破，在陕北地区长10油层组发现了多个小而肥的油藏，其中Gao52井试油获得了64.7 t/d的高产工业油流，展示了其良好的石油勘探开发潜力［7］。根据前人的研究成果，长101期主要储集岩是来自于河流相、三角洲相等陆相沉积中的砂体［8-9］，但目前对盆地内长101期砂岩沉积特征认识不清，这势必严重阻碍长101期乃至整个长10油层组的进一步勘探开发。鉴于此，笔者对钻井、录井、测井及岩心等基础资料进行分析，深入研究长101期砂岩的沉积类型，剖析河流相中辫状河道和曲流河道，三角洲相中辫状水下分流河道、陆上分流河道、水下分流河道和河口坝等砂体的沉积特征，并对比不同沉积微相砂岩的沉积特征，以期为鄂尔多斯盆地长10油层组的下一步勘探开发提供地质依据。

1　地质概况

鄂尔多斯盆地是典型的克拉通盆地，它由5个一级构造单元组成：东西缘分别是逆冲带、挠褶带，南部和北部均为隆起区，中部为宽缓的斜坡，西部为南北展布的向斜带，总体上显示为东翼宽缓、西翼陡窄的不对称矩形盆地［10-11］。根据岩性组合和含油特征，上三叠统延长组可划分为5个岩性段和10个油层组［12-13］。位于延长组下部的长10油层组分别与下伏中三叠统纸坊组和上覆长9油层组呈整合接触，自上而下可以进一步细分为长101、长102和长103共3个地层单元（表1）。上部的长101地层厚度一般为100～120 m，岩性主要为肉红、灰绿、浅灰色粗粒—细粒长石砂岩，砂岩中常含浊沸石和方解石胶结物，表面上呈不均匀的麻斑状，夹灰绿、灰紫色粉砂岩及灰色—深灰色泥岩和砂质泥岩。

表1　鄂尔多斯盆地长10油层组特征Table 1The characteristics of Chang 10 oil reservoir set in Ordos Basin

2　沉积相类型及分布特征

2.1沉积相类型

根据前人研究成果［8-9］，在鄂尔多斯盆地延长组长101期中可识别出河流、三角洲和湖泊3类沉积体系以及辫状河、曲流河、辫状河三角洲、曲流河三角洲和湖泊5种沉积相类型，它们的亚相和微相划分如表2所列。

表2　鄂尔多斯盆地长101期沉积体系与沉积相类型划分Table 2The sedimentary systems and sedimentary facies division of Chang 101stage in Ordos Basin

2.2沉积相分布特征

通过采用优势相编图方法［14-15］，绘制出长101期的沉积相平面分布图，用以研究盆地内长101期沉积相的分布特征。

盆地内长101期以发育河流—三角洲—湖泊沉积体系为显著特征（图1）。盆地的西半部泾川—镇原—环县—盐池以西以发育辫状河为主，辫状河向东延伸逐渐过渡为辫状河三角洲，由北到南依次发育北西—南东向延伸的华池辫状河三角洲，以及南西—北东向延伸的庆阳辫状河三角洲；盆地东半部以发育曲流河、曲流河三角洲和滨浅湖为主，曲流河主要位于盆地北东部的靖边—子长地区，曲流河向南西延伸逐渐过渡为曲流河三角洲，由东向西依次发育北东—南西向延伸的安塞、志丹和吴起3个曲流河三角洲，以及位于盆地南东部的北东—南西向延伸的黄陵曲流河三角洲。稳定湖域分布在太白—宜君一带，主要表现为滨浅湖沉积。总体上，长101期辫状河及辫状河三角洲主要发育于盆地的西半部，曲流河及曲流河三角洲主要发育于盆地的东半部。

图1　鄂尔多斯盆地长101期沉积相平面分布Fig.1Sedimentary facies distribution of Chang 101stage in Ordos Basin

图2　鄂尔多斯盆地长101期沉积相综合柱状图Fig.2The integrated column of sedimentary facies of Chang 101stage in Ordos Basin

3　河流砂岩沉积特征

如前所述，长101期河流沉积体系可分为辫状河和曲流河2种类型，它们分别位于鄂尔多斯盆地的西半部和东半部。辫状河可细分为辫状河道和河漫2个沉积单元；曲流河可细分为曲流河道、堤岸和河漫3个沉积单元。研究区砂岩主要发育于辫状河道和曲流河道中。

3.1辫状河道砂岩沉积特征

辫状河道是辫状河的骨架相，以粗粒砂质沉积物为主。岩性主要为肉红色含砾粗岩屑长石砂岩、浅灰色粗—细粒岩屑长石砂岩。砂岩成分成熟度较低，结构成熟度中等。单砂体常发育下粗上细的正粒序，下部一般为肉红色含砾粗岩屑长石砂岩，上部常为深灰色中—细粒岩屑长石砂岩，单砂体厚度为2～5 m（图2）。单砂体底部常见冲刷面构造，发育0.5～3.0 cm的泥砾富集层，属于河道底部滞留沉积（图版Ⅰ-1）。单砂体下部由于水动力相对较强，常见块状层理，向上水动力减弱，递变为平行层理或板状交错层理。砂岩样品粒度概率累积曲线以滚动、跳跃和悬浮所组成的三段式为主［图3（a）］，表明辫状河道砂体的形成条件是以较强的、向上水动力减弱的单向底流作用为主。

图3　鄂尔多斯盆地长101期砂岩的典型粒度概率Fig.3Typical grain-size probability of sandstone of Chang 101stage in Ordos Basin

3.2曲流河道砂岩沉积特征

曲流河道为曲流河的下部结构，以堆积砂质沉积物为主。岩性主要为浅灰色中—细粒岩屑长石砂岩。砂岩成分成熟度较低，结构成熟度中等。单砂体常发育下粗上细的正粒序，下部一般为浅灰色含中粒岩屑长石砂岩，上部常为浅灰色细粒岩屑长石砂岩，单砂体厚度为4～5 m（偶见大于5 m）（参见图2）。单砂体底部常见冲刷面构造，发育泥砾富集层，属于河道底部滞留沉积（图版Ⅰ-2）。单砂体下部由于水动力相对较强，常见块状层理，向上水动力减弱，递变为槽状交错层理（图版Ⅰ-3）或板状交错层理。砂岩样品粒度概率累积曲线以跳跃和悬浮所组成的两段式为主［图3（b）］。表明曲流河道砂体的形成条件是以向上水动力减弱的单向底流作用为主。

4　辫状河三角洲砂岩沉积特征

辫状河三角洲是由鄂尔多斯盆地西半部多条入湖辫状河所携带的沉积物快速堆积而形成的，属于较强烈进积作用的典型河控三角洲，可分为辫状三角洲平原、辫状三角洲前缘、前辫状三角洲3个沉积单元。砂岩主要发育于辫状三角洲平原的辫状分流河道和辫状三角洲前缘的辫状水下分流河道中［16-19］。

4.1辫状分流河道砂岩沉积特征

辫状分流河道构成了辫状三角洲平原的主要骨架，以沉积较粗的砂岩为主。岩性主要为肉红色粗粒岩屑长石砂岩、浅灰—灰色中粒岩屑长石砂岩。砂岩成分成熟度较低，结构成熟度中等。单砂体常发育下粗上细的正粒序，下部一般为肉红色粗粒岩屑长石砂岩，上部常为浅灰色中粒岩屑长石砂岩，单砂体厚度为2～6 m（以2～4 m为主）（参见图2）。单砂体底部常见冲刷面构造，发育0.5～3.0 cm的泥砾层，常具撕裂屑特征，属于河道底部滞留沉积（图版Ⅰ-4）。单砂体下部由于水动力条件相对较强，常见块状层理（图版Ⅰ-5）或槽状交错层理，向上水动力减弱，递变为平行层理或板状交错层理（图版Ⅱ-1）。砂岩样品粒度概率累积曲线以粗粒跳跃和相对少量的细粒悬浮所组成的两段式为主，少见由滚动、跳跃和悬浮所组成的三段式［图3（c）］。表明辫状分流河道砂体的形成条件是以较强的、向上水动力减弱的单向底流作用为主。

4.2辫状水下分流河道砂岩沉积特征

辫状水下分流河道是辫状河入湖并沿湖底水道向湖盆方向继续作惯性流动和向前延伸的部分，构成了辫状河三角洲前缘亚相的骨架砂体。岩性主要为浅灰色中—细粒岩屑长石砂岩和黑灰色粉砂岩。砂岩成分成熟度较低，结构成熟度中等。单砂体常发育下粗上细的正粒序，下部一般为浅灰色中—细粒岩屑长石砂岩，上部常为黑灰色粉砂岩，单砂体厚度为2～5 m（以2～3 m为主）（参见图2）。单砂体底部可见泥砾层，常具撕裂屑特征，属于河道底部滞留沉积。单砂体下部由于水动力相对较强，常见块状层理或平行层理，向上水动力减弱，递变为平行层理或砂纹交错层理。砂岩样品粒度概率累积曲线常为三段式，多具有双跳跃段［图3（d）］，表明辫状水下河道砂体的形成条件是以向上水动力减弱的、单向底流作用叠加的湖浪改造作用为主。

需要指出的是，辫状河三角洲前缘中先期堆积的河口坝及远砂坝沉积体，由于后期辫状水下分流河道的较频繁改道，常易受到冲刷截切且难以保存，所以在盆地内长101期中极少见到。

6　曲流河三角洲砂岩沉积特征

长101期曲流河三角洲主要分布于鄂尔多斯盆地的东半部，它们是由曲流河入湖建造的河流三角洲，是在湖盆边缘缓坡浅水地带形成的向湖突出的略呈三角形的沉积体，可分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲3个沉积单元。砂岩主要发育于三角洲平原的陆上分流河道、三角洲前缘的水下分流河道及河口坝+远砂坝中［16-19］。由于水下分流河道砂岩沉积特征和辫状水下分流河道砂岩沉积特征类似，所以后文不再复述。

5.1陆上分流河道砂岩沉积特征

陆上分流河道构成了三角洲平原的主要骨架，以沉积砂岩为主。岩性主要为肉红色粗粒岩屑长石砂岩，浅灰—灰色、中—细粒岩屑长石砂岩。砂岩成分成熟度较低，结构成熟度中等。单砂体常发育下粗上细的正粒序，下部一般为浅灰色粗—中粒岩屑长石砂岩，上部常为浅灰色细粒岩屑长石砂岩或黑灰色粉砂岩，单砂体厚度为3～4 m（参见图2）。砂体底部常发育冲刷面，见泥砾富集层，属河道底部的滞留沉积。砂体下部以发育块状或槽状交错层理（图版Ⅱ-2）为主，上部主要发育平行层理（图版Ⅱ-3）和板状交错层理，顶部可见砂纹层理和波状层理，显示分流河道水动力向上逐渐减弱。砂岩样品粒度概率累积曲线一般为跳跃和悬浮所组成的两段式，或者增加由过渡段组成的三段式［图3（e）］。

5.2河口坝+远砂坝砂岩沉积特征

相对而言，曲流河三角洲水下分流河道较辫状河三角洲辫状水下分流河道不易改道，所以河口坝+远砂坝沉积体更加易于保存［20］。河口坝+远砂坝岩性主要由浅灰色细粒岩屑长石砂岩、黑灰色粉砂岩组成。砂岩成分成熟度较低，结构成熟度中等。单砂体常发育下细上粗的逆粒序，下部一般为浅灰色细粒岩屑长石砂岩，上部常为黑灰色粉砂岩或黑灰色含泥质条带粉砂岩，单砂体厚度为2～4 m（参见图2）。单砂体下部常见水平层理、浪成爬升砂纹层理（图版Ⅱ-4）及变形构造（图版Ⅱ-5），上部一般为平行层理和板状交错层理等。砂岩样品粒度概率累积曲线一般为三段式或四段式［图3（f）］，与水下分流河道砂岩相比，除了仍具有双跳跃组分和悬浮组分外，出现了少量的滚动组分，反映了湖浪对砂体的叠加改造作用。

6　不同沉积微相砂岩的沉积特征对比

如前所述，鄂尔多斯盆地长101期辫状河道、曲流河道、辫状分流河道、辫状水下分流河道、陆上分流河道、水下分流河道及河口坝+远砂坝等沉积均发育砂岩。通过分别统计各微相砂体累计厚度，并结合岩性特征、沉积构造及沉积序列等，总结对比了不同沉积微相砂岩的沉积特征（表3）。

续表

从表3可以看出：辫状河道、曲流河道、辫状分流河道及陆上分流河道均发育粗—细粒岩屑长石砂岩，并以块状层理、槽状和板状交错层理等为主，砂岩样品粒度概率曲线为两段式或三段式，发育向上变细的正粒序，砂岩平均累计厚度较大，均大于35 m；辫状水下分流河道、水下分流河道和河口坝+远砂坝的岩性主要为浅灰色粗—细粒岩屑长石砂岩和黑灰色粉砂岩等，发育爬升砂纹层理、各种交错层理及平行层理等，砂岩样品粒度概率曲线为三段式或四段式；水下分流河道发育向上变细的正粒序，河口坝发育向上变粗的逆粒序，砂岩平均累计厚度较小，均小于30 m。总之，盆地内长101期辫状河道、辫状分流河道、曲流河道和陆上分流河道砂体最发育；辫状水下分流河道、水下分流河道及河口坝+远砂坝砂体次之。

7　结论

（1）鄂尔多斯盆地三叠统延长组长101期发育河流、三角洲、湖泊沉积体系；辫状河及辫状河三角洲主要发育于盆地的西半部，曲流河及曲流河三角洲主要发育于盆地的东半部。

（2）辫状河砂岩主要发育于辫状河道中；辫状河三角洲中砂岩主要发育于辫状分流河道和辫状水下分流河道中。砂岩中发育冲刷面、槽状交错层理、板状交错层理和平行层理等，以向上变细的正粒序为主。

（3）曲流河砂岩主要发育于曲流河道中；曲流河三角洲砂岩主要发育于陆上分流河道、水下分流河道及河口坝+远砂坝中。砂岩中发育冲刷面、多种交错层理、平行层理和砂纹层理，以向上变细的正粒序为主，可见向上变粗的逆粒序。

（4）辫状分流河道、曲流河道和陆上分流河道中砂体较发育，辫状水下分流河道、水下分流河道和河口坝砂体次之。

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图版Ⅰ

图版Ⅱ

（本文编辑：杨琦）

Sedimentary characteristics of sandstone in Chang 101stage of Yanchang Formation in Ordos Basin

Ding Xiong1，2，Tian Jingchun1，Yao Jingli3，4，Yu Hanghang2，Li Yinghong2
（1.Post-Doctor Station，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China；2.School of Geosciences and Technology，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China；3.Research Institute of Exploration and Development，PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an 710018，China；4.National Engineering Laboratory for Exploration and Development of Low-Permeability Oil＆Gas Fields，Xi'an 710018，China）

The fluvial-delta-lacustrine depositional system develops for long in Chang 101stage of Triassic Yanchang Formation in Ordos Basin.The sedimentary microfacies as braided channel and meandering channel of fluvial facies，braided subaqueous distributary channel，land distributary channel，subaqueous distributary channel and mouth bar of delta facies all develop sandstones.Based on the sedimentary facies study，the sedimentary characteristics of each sedimentary microfacies sandstone are deeply studied.The result shows that scour surface，trough cross-bedding，tabular cross-bedding and parallel bedding mainly developed in sandstone of braided channel，braided distributary channel and braided subaqueous distributary channel distributed in the west of the basin with fining-upwards normal cycle as the dominate feature.The grain-size probability curve of sandstone mostly has two steps or three steps.In the east of thebasin，scour surface，trough cross-bedding，tabular cross-bedding，parallel bedding and sand bedding mainly developed in sandstone of meander channel，land distributary channel，subaqueous distributary channel and mouth bar with finingupwards normal cycle as the dominate feature while coarsening-upward inverse cycles can be recognized as well.The grain-size probability curve of sandstone mostly has two steps or three steps，moreover，four steps.Further comparative analysis indicates that sand bodies are mostly developed in braided channel，braided distributary channel，meandering channel and land distributary channel，followed by braided subaqueous distributary channel，subaqueous distributary channelandmouthbarinChang101stage.

sedimentarycharacteristics；sandstone reservoir；Chang101stage；YanchangFormation；Ordos Basin

TE121.3

A

1673-8926（2015）04-0025-07

2014-11-26；

2015-01-20

中国石油股份有限公司重大科技专项“鄂尔多斯盆地延长组下组合石油富集规律研究与目标优选”（编号：2011E-13-2）资助

丁熊（1981-），男，博士，讲师，主要从事储层沉积地质、数学地质等方面的教学与科研工作。地址：（610500）四川省成都市新都区新都大道8号西南石油大学地球科学与技术学院。E-mail：dingxiong_2007@126.com。