红河油田长8段生物遗迹构造及沉积相研究

刘 萍

(中国石油大庆油田采油五厂， 黑龙江 大庆 163000)



红河油田长8段生物遗迹构造及沉积相研究

刘 萍

(中国石油大庆油田采油五厂， 黑龙江 大庆 163000)

鄂尔多斯盆地红河油田延长组长8段属河流三角洲沉积，发育波状层理、水平层理等不同类型层理构造。该沉积的遗迹构造分为石针迹、石针迹 — 进食迹、牧食迹 — 进食迹等类型，分别形成于高能滨岸沉积、浅湖沉积和低能泥炭沼泽沉积中。该区自下而上依次发育前缘席状砂、河口坝、水下分流河道、天然堤、分流间湾等微相。水下分流河道侧向迁移能力较强，受水下分流河道冲刷侵蚀影响，河口坝、席状砂等前缘沉积遭受破坏而难以保存。条带状分布的水下分流河道砂体是该区油气勘探的有利目标区。

鄂尔多斯盆地；红河油田；长8段；遗迹构造；沉积微相

1 研究区域地质概况

鄂尔多斯盆地晚三叠世延长组沉积期属典型的内陆坳陷盆地沉积，受印支期秦岭构造带活动的影响，盆地南部强烈下陷，湖盆边界斜坡变陡，在西缘陡坡带上形成一系列向盆地中心发育的辫状河三角洲沉积[1]。延长组岩系为盆地坳陷持续发育和稳定沉降过程中形成的具有河流 — 湖泊相特征的陆源碎屑岩系。

研究区红河油田位于鄂尔多斯盆地西南部、天环向斜南端。延长组长8段是红河油田主要含油层位，储层顶面构造平缓，次级构造不发育；以三角洲前缘沉积为主，砂体呈条带状展布，具有沉积层厚、相带窄、相变快的特点，优质储层分布受沉积作用控制的痕迹较明显。本次研究将根据储层岩石类型、沉积构造、遗迹化石及沉积物粒度特征，对长8段沉积特征进行综合分析，拟为砂体刻画及有利相带预测提供科学的地质依据。图1所示为研究区构造位置及沉积微相简图。

2 研究区遗迹构造特征

遗迹化石通常留存于沉积物表面或内部，是随沉积物固结成岩而保存下来的各种古代生物活动痕迹。遗迹化石的形态是判别沉积环境的良好标志，可用于获取沉积速率、水体含氧量、含盐度等环境信息[2-3]。研究区长8储层岩心中发育了大量形态清晰的遗迹化石，按照生态或造迹生物的行为习性可将其分为居住迹、进食迹、牧食迹、逃逸迹等4种类型。图2 所示为红河油田长8段岩心遗迹化石特征示例。

图1 研究区构造位置及沉积微相简图

图2 红河油田长8段岩心中遗迹化石特征示例

2.1 居住迹

居住迹又分为线性石针迹、垂直石针迹、瘤粒状蛇形迹等不同类型。线性石针迹呈下细上粗的垂直管状或U型管状，与层面垂直或高角度倾斜，主要发育在粉砂岩中，充填物为泥质粉砂岩。垂直石针迹呈细小针状，略弯曲，与层面垂直呈高角度倾斜，主要发育在砂泥岩薄互层界面处，常成群出现，分布较密集。瘤粒状蛇形迹呈简单弯曲的圆柱形潜穴，与层面高角度斜交，岩心纵剖面呈圆形或次圆状，主要发育在粉砂岩、粉砂质泥岩中，内壁光滑，外壁呈瘤粒状，粒状衬里厚约1 mm，球粒直径为1～3 mm。

2.2 进食迹

进食迹主要包括山地漫游迹和伯弗利漫游迹。山地漫游迹为直 — 微弯管状潜穴，不分枝，平行于层面或与层面斜交，无衬壁，主要发育于粉砂质泥岩、深灰色泥岩中，直径2～4 mm。伯弗利漫游迹呈直、微弯曲状或亚柱形潜穴，不分枝，表面光滑，无衬壁，与层面略倾斜，主要发育于深灰色粉砂质泥岩、灰黑色泥岩中。

2.3 牧食迹

牧食迹中，以“S”形蜗行迹发育较好。“S”形蜗行迹为细长“S”形觅食拖迹，表迹保存，沿层面分布，长8～12 cm，表面光滑，横向纹饰不发育，单一痕迹宽窄一致。牧食迹主要发育于深灰色、灰黑色及粉砂质泥岩中，其形成环境为沉积水动力条件平静、水体富氧、食物供给充足的沉积环境。

2.4 逃逸迹

逃逸迹是造迹生物受到沉积物加积或冲刷作用影响后，在底层向上快速移动或向下逃跑掘穴时遗留下来的痕迹，多分布于砂泥岩薄互层中，常见于风暴沉积层和浊积砂层中[4]。逃逸迹下伏泥岩中常发育石针迹，二者直径相同，为同一造迹生物居住、逃逸所致，具明显的人字形叠置构造特征。逃逸迹常见于天然堤、水下分流河道及浊积砂层中。

3 研究区遗迹组合特征

遗迹构造特征表明，区内长8段主要发育石针迹、石针迹 — 进食迹、牧食迹 — 进食迹等3种遗迹组合。图3所示为研究区生物遗迹组合特征示意图。

3.1 石针迹遗迹组合

石针迹遗迹组合主要由较长的垂直或高角度倾斜悬食居住潜穴组成，并伴有少量倾斜分布的进食潜穴，以线性石针迹为代表。潜穴与围岩接触界面清晰，且泥岩层内未见生物扰动，表明沉积时水体较浅，能量较强，且泥质基底已固结。该类组合主要产生于平行层理和大量交错层理的中 — 厚层状细砂岩、粉砂岩中，砂岩底部有时含泥砾，具底冲刷构造特征，形成于能量较高、底质稳定的三角洲平原 — 前缘水下分流河道沉积环境中。

图3 研究区生物遗迹组合特征示意图

3.2 石针迹 — 进食迹遗迹组合

该类组合主要由居住潜穴和进食潜穴组成，常见线性石针迹、垂直石针迹、伯弗利漫游迹和山地漫游迹，形成于潮湿气候条件下的浅湖环境。其中，伯弗利漫游迹和山地漫游迹主要产于具脉状层理、沙纹层理和透镜状层理的浅灰色泥岩、粉砂质泥岩。当水动力条件平静时，水体含氧量高，生物大量繁殖，产生与层面斜交或平行的伯弗利漫游迹和山地漫游迹，呈短柱状密集分布在沉积物表面[5]。随着水动力条件加强，造迹生物营造出垂直管状潜穴以抵抗环境侵扰，悬浮生物可以不用移动身体而仅通过滤食水体中的悬浮有机质来维持生命。当水动力条件进一步增强时，受沉积物加积或冲刷作用的影响，沉积物与水界面的平衡被打破，造迹生物向上或向下掘穴，线性石针迹向上演变为逃逸迹，具明显的人字形叠置构造特征。整个形成过程中处于水动力条件增强、沉积速率增加的沉积环境。

3.3 牧食迹 — 进食迹遗迹组合

该类遗迹组合由“S”形蜗行迹、伯弗利漫游迹、山地漫游迹组成。遗迹化石形成于低能的泥炭沼泽环境，常见大量植物茎叶化石及薄层煤岩，存在于灰黑色泥岩、碳质泥岩中，沉积构造以波状层理、水平层理为主，沉积水动力条件较弱。水体长期处于还原环境，不适宜生物生存。受间歇性强水动力作用影响，水体中含氧量增加而带来大量养料，形成了一个短暂的殖居窗[6]。于是，沉积物层内、层面上的生物活动加强，产生强烈的生物扰动，破坏原生沉积构造。

4 沉积相类型及特征

研究区长8段沉积属河流 — 三角洲沉积体系，三角洲前缘亚相发育最充分。三角洲前缘沉积相又可进一步细分为水下分流河道、河口坝、席状砂、天然堤、分流间湾等沉积微相。图4所示为各类沉积微相粒度累积概率曲线。

4.1 三角洲前缘水下分流河道

水下分流河道以中砂岩、细砂岩沉积为主，常见槽状交错层理、平行层理等沉积构造，河床底部发育冲刷面或泥砾富集层。平面上分流河道迁移、汇合形成网状或条带状砂体，垂向上多期分流河道连续叠置，或向上渐变为分流间湾、天然堤沉积。累积概率曲线以“两段式”和“低斜三段式”曲线为主。“两段式”部分由跳跃总体和悬移总体组成(见图4(a))，分选较好的“两段式”累积概率曲线主要对应分流河道中上部平行层理细砂岩、交错层理细砂岩。随沉积物向上粒度变细，跳跃总体与悬浮总体间交切点φ值逐渐增大，反映出水流进入湖盆后能量减小、向上水动力条件降低的特征[7]。“低斜三段式”部分由滚动总体、跳跃总体和悬移总体等3个次总体组成(见图4(b))，主要出现在河道底部含砾粗砂岩、中砂岩中，反映出洪水期河流携带大量碎屑物质入湖、受湖水阻碍作用、水动力迅速下降、沉积物快速沉降的沉积特征。

4.2 三角洲前缘河口坝

河口坝位于分流河道向湖延伸末端，沉积物以细砂岩、粉砂岩为主，常见交错层理、波状层理及滑塌、变形构造。累积概率曲线以“高斜两跳一悬”式和“一跳一悬加过渡”式曲线为主。“高斜两跳一悬”部分由2个跳跃次总体和悬移总体组成(见图4(c))，反映出河口处沉积物受河流搬运和湖浪冲刷双重作用影响，以及不同特征的跳跃次总体在河口处快速堆积的特征。“一跳一悬加过渡”部分由跳跃总体、悬移总体及二者间过渡段组成(见图4(d))，反映出沉积时受多种水流影响水体动荡、能量不稳定、自下而上悬浮总体含量减少、与跳跃总体交切点φ值减小、向上水动力条件逐渐增加、沉积物粒度增加的特征。

4.3 三角洲前缘席状砂

席状砂是三角洲前缘呈席状或带状分布的薄层砂体，沉积物以粉细砂岩、粉砂岩为主，砂体厚度明显减薄，大型层理少见，以波状层理、沙纹层理、水平层理为主，含碳化植物茎叶化石、生物遗迹化石发育。沉积层序上表现为顶底突变，一般与分流河道和河口砂坝共生。粒度累积概率曲线以“高斜两段式”为主，由跳跃总体和悬移总体组成(见图4(e))。跳跃总体含量一般大于70%，斜率一般大于70°，悬移总体含量大于20%，缺少滚动总体。这反映出河流入湖后随距离增加河流搬运量、湖浪作用减弱以及沉积物粒度变细、分选变好的沉积特征。

4.4 水下天然堤

水下天然堤由溢出水下分流河道的悬浮物质在两侧大量沉积而成，以粉砂岩、粉砂质泥岩为主，沉积物粒度较细，最大粒径一般大于1φ，层理类型以平行层理、波状层理为主，可见脉状层理、变形层理。自然电位以低幅度指状为主，垂向上与分流河道伴生，向上渐变为分流间湾沉积。天然堤悬浮组分含量高，跳跃总体含量一般低于15%，粒度累积概率曲线为一条由正态组分所组成的直线段(见图4(f))，斜率为45°～60°，沉积物分选较差。

图4 各类沉积微相粒度累积概率曲线

4.5 分流间湾

分流间湾是分流河道间低洼地区形成的富含有机质的泥质沉积区，沉积物以深灰色、灰黑色泥岩、碳质泥岩为主，夹薄层粉砂岩、细砂岩。层理类型以平行层理、透镜状层理为主，常见大量碳化植物碎屑及生物扰动构造发育。

5 结 语

红河油田延长组长8段岩心中存在居住迹、进食迹、牧食迹、逃逸迹等类型遗迹构造，遗迹组合为石针迹、石针迹 — 进食迹、牧食迹 — 进食迹等3种遗迹组合，分别形成于高能的滨岸沉积、浅湖沉积和低能的泥炭沼泽环境中。

研究区延长组长8段属三角洲前缘沉积，可细分为水下分流河道、河口坝、席状砂、天然堤、分流间湾等沉积微相，其中以水下分流河道沉积为主。条带状分布的水下分流河道砂体厚度大，分布范围广，储集物性好，是研究区油气勘探的有利目标区。同时，水下分流河道对下伏沉积物强烈的冲刷侵蚀作用破坏了河口坝、席状砂等前缘沉积物的保存。

[1] 李文厚,庞军刚,曹红霞,等.鄂尔多斯盆地晚三叠世延长期沉积体系及岩相古地理演化[J].西北大学学报,2009,39(3):502-506.

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Analysis of the Sedimentary Characteristics and Trace Structure of Chang 8 Member in Honghe Oilfield, Ordos Basin

LIUPing

(The 5th Oil Production Plant, Daqing Oilfield Company of PetroChina, Daqing Heilongjiang 163000, China)

Chang 8 member reservoir of Yanchang formation (Honghe Oilfield) is fluvial delta sediment, which contains different kinds of bedding such as current bedding and horizontal bedding in Ordos Basin. The core contains lots of trace structures which can be divided into skolithos, fodinichnia, pascichnia and gichnion by ecological classification. According to the sedimentary sequence and the characteristics of grain size, the sequence is sheet sand of delta front, mouth bar, underwater distributary channel, natural levee and inter-distributary bay from bottom to top. The underwater distributary channel has strong cross range migration, and the mouth bar and sheet sand of delta front cannot be preserved because of the source and erode leading by distributary channel. While the sandstones in distributary channel which has a banding distribution is the target area of oil and gas exploration in study area.

Ordos Basin; Honghe Oilfield; Chang 8 member; trace structure; sedimentary microfacies

2016-10-08

国家科技重大专项 (2016ZX05005-001)

刘萍(1986 — )，女，硕士，研究方向为储层沉积学和储层评价。

TE122

A

1673-1980(2017)02-0033-05