彭阳-镇北地区长8段沉积特征研究

郭小军，余建国，杨 琦，李德胜

（1.中国石油长庆油田分公司第十一采油厂，甘肃庆阳 745000；2.中国石油长庆油田分公司第二采油厂，甘肃庆城 745100）

彭阳-镇北地区位于鄂尔多斯盆地西南部，北起殷家城，南至小岘，西抵彭阳，东达三岔，面积约1 500 km2。横跨天环坳陷和西缘逆冲带两个构造单元，区内构造相对复杂。研究区主要勘探层位为三叠系延长组和侏罗系延安组，近年来，三叠系长8 油层组成为该区重点勘探与开发的含油层系，但由于该区及邻区研究工作相对薄弱，对沉积物源及沉积体系还存在不同认识，在一定程度上制约了油气勘探的快速推进。

本文主要利用区内探评井钻探资料、分析试验资料、结合西部延长组典型露头剖面的相关资料，厘定长8 小层沉积时的物源方向，刻画长8 段的沉积相平面展布特征，总结提炼骨架砂体的沉积模式，以期对彭阳地区长8 油层组砂体空间展布和油气勘探部署起到积极的作用。

1 区域地质概况

研究区位于鄂尔多斯盆地西南部，属于鄂尔多斯盆地西南三角洲沉积体系。晚三叠世早期，鄂尔多斯盆地开始大规模沉降，周边水体进入，整个盆地开始接受沉积。从长10 油层组沉积期开始，盆地持续下降。长9油层组沉积晚期是第一次最大湖泛面时期。长8 油层组沉积时期构造稳定，盆地持续沉降，湖盆规模不断扩大，但水体输送保持不变，所以水体面积短暂缩小，湖盆边缘沉积物陆续露出水面，形成沉积间断。长7 油层组早期开始第二次湖泛，两次湖泛时期深水区均发育大规模的半深湖-深湖亚相[1，2]。

中三叠世晚期至晚三叠世在鄂尔多斯盆地西缘形成了巨厚的内陆碎屑沉积（纸坊组和延长组），在盆地的西缘出现逆冲挤压，晚三叠世开始，西缘南北向逆冲带的活动逐渐增强，大量粗碎屑物质在盆地西缘形成一系列冲积扇裙[3]。

三叠纪末期的印支运动使鄂尔多斯盆地发生构造抬升，先前沉积的延长组地层露出水面，其中，西部和西南部隆升强烈，因风化侵蚀及季节性洪水的冲刷，延长组顶部受到强烈侵蚀切割，形成了沟谷纵横的丘陵地貌[4]，延长组自东向西逐渐剥蚀至长3～长8 地层。

2 基本沉积特征及物源分析

2.1 地层对比与划分

研究区长7 与长8 分界线是一组凝灰质泥岩，其上部为高阻油页岩，表现为低电位、高声波时差、高伽马、高电阻等特点。此组合分布广泛，是该区发育稳定的区域性标志层（K1）。内部分界依据单尖峰状凝灰质泥岩特征划分，结合沉积旋回和岩性厚度，将长8 油层组细分为长81小层和长82小层，长81平均地层厚度一般为45～60 m，长82平均地层厚度一般为35～45 m。长8 段地层剥蚀线在红河-草庙一线。

2.2 岩石学特征

研究区长8 段岩性主要为灰色中-细粒长石砂岩、岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩，在彭阳境内岩心见砾岩及含砾粗砂岩，崆峒山剖面主要为砾岩。砂岩成分成熟度比较低。颗粒分选性好-中，基本为次棱状，颗粒接触关系以线-点为主。多为方解石胶结，其次为铁白云石胶结。

2.3 物源分析

2.3.1 野外剖面流向实测 鄂尔多斯盆地三叠系古流向主要方向有两个，即东北向和西南向；其次为西北缘露头古流向[5]。西缘露头古水流从甘肃景泰流经宝积山，直到环县，总体流向由西向东；南部旬邑-铜川（山水河剖面、金锁关剖面）古流向为南向北[6，7]。

刘超等对盆地西南缘的窑山、炭山、崆峒山、汭水河等剖面进行踏勘，并对出露地层的砂岩交错层理和砾石扁平面进行测量。借助赤平极射投影方法将测量的走向和倾向恢复到原始沉积状态，获得原始古水流方向，交错层理和砾石扁平面所揭示的古流向主要为南西-北东向。

2.3.2 轻、重矿物含量 自研究区西部崆峒山-彭阳一线向东部庙渠-演武一线，锆石、石英等稳定矿物含量逐渐增加，而白钛矿、长石等不稳定矿物含量逐渐降低，表明彭阳-镇北地区长8 期主要物源方向为西南方向。

2.3.3 磁组构古水流分析 古地磁学作为一门比较年轻的学科，曾在海底扩张、大陆漂移、板块构造与地磁场起源等方面作出了重大贡献。现在被广泛应用于构造运动、地层对比、测年及应力场的恢复和岩石形变研究。而近年发展起来的磁组构分析在地学中得到广泛应用，成为确定地史期的水流方向的一项新方法。

钻井岩心标本的原始方位恢复后，需进一步作磁组构（岩石内部磁性矿物分布排列特点）研究，最终给出AMS（磁化率各向异性）椭球体赤平投影图。椭球体AMS 短轴基本上分布于圆心附近，长轴则接近圆边，长轴所指示方向为水流方向。

为了更直观的反映古水流和物源方向，提取其中最可靠和可靠的试验结果标定于平面图上，研究区延长组沉积主要存在两个水流方向，（1）镇北-演武一带，水流方向为南西-北东向；（2）环县北部一带，水流方向为北西-南东向。

3 沉积相特点

3.1 沉积相划分

对盆地西南部长8 段沉积相研究，前人早期研究一般认为属于扇三角洲沉积，近期研究认为以辫状河三角洲平原沉积为主。本研究结合西缘崆峒山、策底坡、汭水河剖面资料及彭阳境内重点取心井岩心观察分析，综合分析认为长8 段在研究区西部主要为冲积扇沉积，在中东部过渡为辫状河三角洲平原沉积。

根据其沉积构造、岩石类型、沉积韵律、粒度特征、测井特征等资料，进行沉积相、亚相及微相划分（见表1）。

表1 彭阳-镇北地区沉积相划分表

3.2 沉积微相特征

3.2.1 扇中及扇端 扇中沉积物主要由砂岩、砾状砂岩和砾岩组成，与扇根沉积相比较，砂与砾的结构成熟度明显变好。由于辫状河流的下切充填作用形成槽状交错层理，甚至局部可见逆行沙丘交错层理，冲刷构造发育。

扇端通常由砂岩和含砾砂岩组成，其中夹粉砂岩和黏土岩（见图1），可有变形和暴露构造。

图1 Y42 井长81 段沉积相综合柱状图

3.2.2 分流河道沉积 辫状河分流河道砂体岩性较粗，为杂色砂岩、含砾砂岩及中细砂岩为主，发育小型交错层理、脉状层理及冲刷充填构造。

自然电位曲线呈钟形、箱形以及箱形钟形的叠加，自然伽马测井值低，砂岩厚度较大，泥质含量较低。

3.2.3 分流河道间沉积 分流河道间沉积内部接受细粒物质沉积，岩性以深灰色、黑色粉砂岩、泥岩为主，常见水平层理及透镜状层理，局部可见滑塌构造。

自然电位曲线呈指状或平直，自然伽马测井值高，泥质含量较高。

3.3 平面相特点及演化

长82期，研究区西部为冲积扇沉积，发育扇中砾质和含砾砂质沉积，扇端一般发育砂质沉积，在扇体侧翼常见细粒砂质和泥质粉砂岩沉积。研究区中东部为辫状河三角洲平原沉积，主要包括分流河道砂质沉积和分流河道间泥质沉积。

长81期，基本沉积格局与长82期类似，研究区西部为冲积扇沉积，中东部为辫状河三角洲平原沉积。长81期比长82期冲积扇沉积范围更大，反映阶段性进积特点，研究区东部庙渠、演武一线具向三角洲前缘过渡特点。

表2 彭阳-镇北地区长8 油层组沉积相模式

图2 彭阳-镇北地区长8 段沉积模式图

4 沉积模式

研究区储层砂体类型主要为三角洲平原辫状河道（分流河道）和冲积扇辫状沟槽。砂体的沉积和叠置组成了岩性油气藏的重要储层[5]，因此有必要对长8 段沉积模式进行研究。

通过单井相分析，连井相解剖，平面相研究，认为研究区长8 期主要发育四种沉积模式[8]:辫状河道连续沉积型、辫状河道连续叠置型，辫状河道间断叠置型，辫状河道-分流河道间叠置型，其中辫状河道连续沉积和辫状河道连续叠置形成了研究区油气储层重要的物质基础（见表2，图2）。

5 认识和结论

（1）利用轻矿物、重矿物、野外剖面流向实测资料、重点井磁组构古水流测试资料等，确定了研究区长8段物源方向主要为西南方向。

（2）研究区主要为冲积扇和辫状河三角洲平原沉积，主要微相有扇中、扇端；分流河道、分流河道间等。

（3）主要发育四种沉积模式:辫状河道连续沉积型，辫状河道连续叠置型，辫状河道间断叠置型，辫状河道-分流河道间叠置型，其中辫状河道连续沉积和辫状河道连续叠置形成了研究区油气储层重要的物质基础。