延长东部本溪组沉积特征

2016-06-15石堃

地下水 2016年1期

关键词：沉积相

石　堃

(西安石油大学地球科学与工程学院，陕西西安 710065)

延长东部本溪组沉积特征

石堃

(西安石油大学地球科学与工程学院，陕西西安 710065)

[摘要]以本溪组标志层及沉积旋回为基础，将本溪组划分为本1段和本2段。在现有资料的基础上，通过研究本区本溪组的相标志，进行单井相分析，确定该区沉积相类型，综合分析其沉积特征。本1、本2期均以潮坪沉积为主，并可进一步划分出砂坪、混合坪、泥坪等微相。沉积物主要为灰白—深灰色细砂岩、泥岩、灰岩及煤层。砂坪砂体作为研究区天然气储集的骨架砂体，沉积相带的展布控制其发育。因为研究区本溪组的砂坪中主要发育成熟度较高的石英砂岩，其储层物性好，所以预测的含气有利区就分布在该区的大型砂坪砂体上。

[关键词]延长东部；本溪组；沉积相；沉积特征

鄂尔多斯盆地丰富的油气资源奠定了其作为我国主力油气区及大型综合能源接替基地的地位。鄂尔多斯盆地探明含气面积达11 280.5 km2，探明天然气储量超过2×1012m3，但是探明率仅为18%，探明程度很低，可供勘探的天然气资源潜力还很大。但前人对盆地东部(尤其是对上石炭统本溪组)的研究及认识较匮乏，所以选取鄂尔多斯盆地延长东部地区本溪组作为研究对象，通过对该地区进行地层对比、沉积特征分析及沉积相划分，对延长地区进—步的勘探部署工作具有一定的参考价值，有可能帮助指导该地区的下一步勘探。

1沉积特征

1.1沉积环境

早奥陶世加里东运动时期，盆地因抬升遭受剥蚀，缺失了中晚奥陶世至早石炭世沉积的地层。直到晚石炭世本溪期，由于盆地缓慢沉降，海水从东部侵入。海岸地区形成长而狭窄的平行于海岸线的地质体，它隔绝了近岸海与广海，使海水处于局部循环状态。

随后，发生—次大规模海侵事件，延长地区东部附近则是局限浅海背景上发育的潮坪—障壁岛沉积体系。

在下—次海侵背景下，障壁岛迁移，潮汐水道迁移，障壁岛的位置和面积发生变化，这个时期大面积发育潮坪，泻湖等沉积相。

这两期大的海侵事件，在露头和岩心、测井中都有反应。并且通过对周边古陆的构造演化沉积演化分析，认为提供物源的古陆是南边的秦岭古陆。

1.2沉积相标志及特征

沉积相是沉积物的生成环境、生成条件和其特征的总和。它对于恢复与确定沉积环境有着非常重要的意义[1]。

相标志作为沉积相划分最主要的依据，研究中主要利用沉积岩的颜色、岩性，沉积结构、构造、测井相特征及古生物化石等相标志对沉积相进行识别和划分[2]。

1.2.1沉积学标志

1)沉积岩颜色

不同沉积环境形成的沉积岩，颜色也不同。沉积岩颜色的不同是因为所含色素不同，而起决定性作用的就是有机质和铁质。有机质含量越高，岩石颜色越暗；沉积岩中因含Fe2+的矿物而呈现绿色，若含有Fe3+的矿物则会呈现红色。本研究区沉积岩以灰白、灰绿及深灰色为主。其沉积环境为弱氧化到弱还原环境。

2)岩石类型

研究区本溪组的岩石类型主要为内源沉积岩和陆源碎屑岩组成。

(1)碎屑岩类

研究区本溪组发育的屑岩主要以含烁砂岩、粗砂岩、细砂岩、泥岩为主，顶部发育煤层。根据研究区本溪组砂岩成分统计表可看出砂岩的碎屑组成及含量差异不大(表1)。

表1　研究区本溪组砂岩成分统计表

(2)碳酸盐岩类

研究区本溪组碳酸盐类主要为灰岩和泥灰岩，本1和本2段主要发育厚度较大的吴家裕灰岩和畔沟灰岩。

3)结构特征

碎屑岩的结构是碎屑岩内各结构组分的大小、形状以及空间组合方式，包括分选磨圆等特征。研究区本溪组主要发育中—细粒砂岩，分选性好，磨圆度较高，这也体现了当时本溪组碎屑颗粒沉积时受到强烈的水流改造作用(图1，表1)。

图1　研究区本溪组砂岩粒度分布图

4)沉积构造

沉积构造是沉积岩各个组成部分之间的空间分布和排列方式。常见的沉积构造有层理、波痕、缝合线、生物扰动构造等。最常见的沉积构造主要有水平层理、平行层理、交错层理、板状层理、生物扰动构造等。根据研究区岩心录井资料可知，该区多见交错层理、平行层理(图2、图3)、斜层理。

图2　Y130井录井岩心—交错层理

图3　Y130井录井岩心—平行层理

1.2.2古生物标志

生物成因构造是指与生物作用有关的构造[3]。因为它可以反映当时生物的活动及生存环境，并且原地保存，所以生物成因构造可以用来判别古生物的沉积环境及年代。研究区本溪组的动物化石较少，泥岩中可见少量的植物残留，局部发育煤线或煤层，这些标志都反映出当时的潮湿沼泽相的沉积环境。

1.2.3测井相标志

通过分析研究区本溪组多口井的测井曲线，建立了测井相特征，并用它指导沉积相的划分。利用总结的特征，可得出障壁岛沉积典型的测井曲线特征为：齿状或箱状高自然伽马，高声波时差。而泻湖相的测井曲线特征为：低自然伽马，低声波时差。

2沉积特征对油气分布的影响

通过对研究区沉积相进行分析及查阅资料，认为在研究区气源岩生烃良好的情况下，天然气成藏的地区为优势相带储集砂体或局部构造高部位。厚度大、连通性较好的地区，对应的气层厚度较大、含气饱和度较高[4]。

由该区本溪组气层厚度等值线图(图4)可知，本溪组气层在Y130—Y149—Y336一带较厚，与本溪组地层厚度具有一定的对应关系。地层较厚处，砂坪发育区，气层厚度较大。本溪组气层和含气层较发育，气层最大厚度14.2 m，最小厚度1 m，平均厚度7 m。含气层最大厚度4.1 m，最小厚度1.1 m，平均厚度2.6 m。但气层连续性差，分布较为分散。气藏剖面和气层等值线图显示研究区本溪组西北部和南部的气藏较发育，而该区域多为砂坪沉积。

利用岩心和测井等数据，选取了研究区的20口井分别做单井沉积相分析、连井沉积相分析。

本溪组早期为泥坪沉积，晚期为泥炭坪沉积。测井曲线由低幅齿形向低值转化。本1段和本2段均发育潮坪相沉积，两段均发育砂体。本1段砂体的测井曲线特征为：自然电位呈箱形或钟形，自然伽马呈箱形或低幅齿状。砂岩顶部、底部与泥岩均呈渐变接触。

通过连井沉积相剖面分析，得出：本溪组顶部发育的煤层，展布范围较广，分布稳定且厚度较大，各别层位发育薄层灰岩。几期砂体叠置且连通性较好。

总体而言，砂体展布受控于沉积相展布。研究区本溪组砂坪的细砂岩和障壁岛砂坝的岩屑石英砂岩广泛发育，且分布较稳定。通过天然气产出情况来看，主要含气层都集中在以石英砂岩和岩屑石英砂岩为储层的地区。由于海水的反复冲刷，研究区中东部地区砂坪砂体上主要发育石英砂岩，且砂岩储层的物性较好，而预测的含气有利区就分布在该区的大型障壁砂体及砂坪砂体上。