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鄂尔多斯盆地东南部山西组曲流河三角洲构型特征及沉积模式

2022-11-29王永乐马俊生陈剑峰王瑞雨

东北石油大学学报 2022年5期
关键词:流河层理三角洲

王永乐,马俊生,陈剑峰,王瑞雨,李 琳

( 长江大学 地球科学学院,湖北 武汉 430100 )

0 引言

沉积学中的构型概念始于对河流沉积体系的研究[1-2],并从河流相沉积构型扩展到冲积扇、三角洲、深水等沉积体系[3-8],广泛应用于油气开发领域的储层地质学研究[9-11]。三角洲作为重要的油气储集体,构型研究有助于指导复杂地质条件下的油气精细勘探[12-15]。目前,研究重点主要集中于辫状河三角洲[16-18],人们以珠江口盆地、渤海湾盆地、塔里木盆地等发育的古代辫状河三角洲为对象,在构型界面及构型单元划分[19]、储层构型中河道叠置样式[20]、构型单元平面组合样式[21],以及精细沉积构型模式建立[22]等方面取得一定成果,其中构型研究具体应用于砂体分布规律及剩余油分布等方面[12-13,23]。

有关曲流河三角洲的研究主要体现在沉积特征和沉积模式方面,如冯文杰等模拟浅水曲流河三角洲的生长与演化过程,与现代实例进行对比验证,建立浅水曲流河三角洲沉积模式[24];曾洪流等从地震沉积学角度总结发育隐性前积结构的浅水曲流河三角洲特征及模式[25];朱如凯等研究曲流河三角洲分支河道砂体的沉积储层特征[26];唐武等论证塔北隆起曲流河三角洲存在的证据及沉积特征[27]。相较于辫状河三角洲构型研究的丰富成果,曲流河三角洲在构型研究方面缺乏关注,如曲流河三角洲的内部构型单元划分、砂体叠置组合样式和构型分布规律等方面存在不足。

鄂尔多斯盆地二叠系山西组是重要的富气层位,自盆地边缘至南部发育一套完整的冲积扇—河流—三角洲体系[28-29]。根据岩心、测井、沉积背景等资料,盆地汇水边缘呈典型海陆过渡相的曲流河三角洲特征,可以作为良好的研究对象[30-31]。此外,盆地东南部致密砂岩气资源丰富,制约勘探的核心问题是寻找优质储层[32-34],亟需开展储层构型岩性、电性、地震特征与沉积成因研究,明确砂体分布规律[35]。以山西组为研究对象,结合岩相和成因序列分析,基于构型单元在测井和地震方面的反射特征,分析曲流河三角洲构型单元的空间展布规律及沉积模式,为研究区油气勘探开发提供依据。

1 地质概况

鄂尔多斯盆地横跨陕西省、山西省、宁夏回族自治区、甘肃省和内蒙古自治区,面积约为2.5×105km2。盆地东至吕梁山脉,西以贺兰山、六盘山为界,北至阴山、狼山,南至秦岭,为东部吕梁隆起和北部河套、西部六盘山、南部渭河3个盆地所限[36]。鄂尔多斯盆地处于华北克拉通中西部,属于华北克拉通的次级构造单元,是一个稳定沉降、扭动明显的多旋回克拉通盆地,整体上具有构造稳定、变形微弱、斜坡宽缓的特点。盆地构造近南北走向,为西翼陡东翼缓、东高西低的不对称箕状向斜[37]。研究区位于鄂尔多斯盆地晋西挠褶带南端与伊陕斜坡东南缘,整体呈东高西低,古坡度平缓,具有稳定沉降、坳陷迁移、扭动明显的特点,为西倾单斜构造(见图1(a))。

图1 鄂尔多斯盆地东南部构造、研究区沉积相及地层综合柱状图Fig.1 The structure, study area sedimentary facies and comprehensive stratigraphic column of the Southeastern Ordos Basin

鄂尔多斯盆地上古生界为一套由海相向陆相过渡的沉积。山西组底界以北岔沟砂岩标志层为特征,为一套灰色、灰白色中粗粒石英砂岩,与下伏太原组碳酸盐岩呈区域冲刷面的假整合接触;顶界为下石盒子组盒8段骆驼脖子砂岩标志层,为浅灰、灰绿色中粗粒岩屑石英砂岩,二者呈假整合的冲刷面接触(见图1(c))。岩性以泥岩、粉砂岩和中细砂岩为主,内部发育多套区域性薄煤层,是盆地的主要含气层段之一,沉积背景为受河流作用主导的远源曲流河三角洲。研究区位于鄂尔多斯盆地东南部,受频繁海退—海侵作用影响,处于三角洲平原—前缘过渡带。研究区具有2 km×4 km的二维地震测线、平均井距小于500 m的密井网,以及来自13口取心井共计342.2 m的岩心资料,可以作为良好的曲流河三角洲构型研究对象(见图1(b))。

2 曲流河三角洲岩相类型及成因序列

在岩心观察的基础上,识别特殊环境典型的指相标志,划分曲流河三角洲岩相类型,建立岩相组合对应的微相成因序列,明确曲流河三角洲的沉积特征和内部差异。

2.1 岩相类型

岩相能够描述沉积物岩性差异与沉积构造特点,反映沉积单元形成过程中水体能量大小或变化,可以作为指示沉积动力条件和沉积环境的实际证据。根据MIALL A D经典岩相分类方案[38],对研究区取心井岩心进行岩相分类,共划分槽状交错层理砂岩相、板状交错层理砂岩相、平行层理砂岩相等10种岩相,其中砂岩和粉砂岩类岩相7种、泥岩类岩相3种(见表1)。

(1)槽状交错层理砂岩相(St)。多见于灰色、深灰色中砂岩,发育槽状交错层理,分选磨圆较好,为河道底部沉积,常见泥砾发育,在较强的水动力侵蚀沉积下,受河道下切作用而形成。

(2)板状交错层理砂岩相(Sp)。多见于灰色中砂岩,发育板状交错层理,内部颗粒支撑,分选中等—较好,层系底面多见冲刷面,指示顺水流方向床砂底形迁移的加积作用,主要发育于水下分流河道、河口坝微相。

(3)平行层理砂岩相(Sh)。多见于细砂岩、中细砂岩,发育平行层理,下部常见垂向连续共生的板状交错层理,分选磨圆较好,代表强水动力条件下水体浅、流速急的产物,常发育于水下分流河道顶部或河口坝中下部。

(4)块状层理砂岩相(Sm)。多见于中细砂岩,内部不发育沉积构造,整体呈均质块状,分选较好,指示强水动力条件下的快速沉积环境,常发育于水下分流河道中上部。

(5)泥岩撕裂屑砂岩相(Sd)。多发育于中细砂岩,整体呈块状,内部含不规则分布的泥岩撕裂屑,指示水动力较强且近距离的快速滑塌卸载,主要发育于河道底部。

(6)流水沙纹层理粉砂岩相(Fr)。多见于深灰色细砂岩、粉细砂岩,沉积物粒度整体偏细,表示单向水流作用下床砂底形迁移,水动力条件较弱,厚度通常较小,多为漫溢沉积,主要发育于河道顶部、决口扇或前缘席状砂。

(7)水平层理粉砂岩相(Fh)。多见于深灰色、灰色粉砂岩,发育水平层理,粒度较细,指示较为稳定的水动力条件,发育于低能沉积环境,如河道顶部、决口扇。

(8)水平层理泥岩相(Mh)。以色深质纯的灰黑色、黑色泥岩为主,指示低能稳定的水动力条件,多发育于三角洲前缘间湾或前三角洲。

(9)块状层理泥岩相(Mm)。多发育于灰黑色、灰绿色泥岩,指示安静的水体沉积环境,发育于三角洲前缘间湾,为静水快速沉积成因。

(10)煤岩相(C)。常见于灰黑色泥岩上部,呈暗色并具有光泽,为静水沉积环境产物,多发育于浅水三角洲前缘的水下分流间湾中部。

2.2 成因序列

成因序列表示不同沉积作用(水动力条件、搬运介质、流态等)的连续变化,垂向剖面上形成有规律的特定组合,表现为岩相类型的垂向组合特征。曲流河三角洲可划分为三角洲平原和三角洲前缘亚相,基于岩心精细观察,将山西组海陆过渡相的曲流河三角洲沉积划分为LA-1、LA-2、LA-3等8种成因序列,其中三角洲平原发育LA-1、LA-2、LA-3、LA-4成因序列(见表2),三角洲前缘发育LA-5、LA-6、LA-7、LA-8成因序列(见表3)。在构型级别方面,对应MIALL A D的8级方案[1]中的4级(大型底形、河道及坝迁移成因),与吴胜和等提出的12级方案中的8级(点坝、心滩坝)构型单元[5]吻合。

表1 研究区曲流河三角洲岩相类型划分及沉积成因

2.2.1 三角洲平原

(1)LA-1分流河道(Sd/St→Sp→Fr→Fh→Mm)。以中粗、中砂岩为主,顶部粒度较细,自下而上由泥岩撕裂屑砂岩相(Sd)、槽状交错层理砂岩相(St)、板状交错层理砂岩相(Sp)、流水沙纹层理粉砂岩相(Fr)、水平层理粉砂岩相(Fh)和块状层理泥岩相(Mm)构成,与曲流河点坝沉积近似,垂向上呈下粗上细的正粒序,沉积构造规模向上减小,指示水动力条件逐渐减弱并趋于稳定的沉积特点。

(2)LA-2决口扇(St→Fr→Fh→Mm)。以细砂岩、粉砂岩为主,发育小型槽状交错层理砂岩相(St)、流水沙纹层理粉砂岩相(Fr)、水平层理粉砂岩相(Fh)和块状层理泥岩相(Mm),剖面上为透镜状,平面上呈舌状,厚度通常小于3 m,含有植物化石碎片,为洪水期间高弯度河道决口的产物,在研究区较难识别。

(3)LA-3漫溢砂(St→Fh→Fr→Mm)。以细砂岩夹粉砂岩为主,发育槽状交错层理砂岩相(St)、水平层理粉砂岩相(Fh)、流水沙纹层理粉砂岩相(Fr)及块状层理泥岩相(Mm)组合,由主河道砂受波浪作用改造而形成,沿河道边缘分布,厚度较薄。

(4)LA-4泛滥平原(Mh→Mm→C)。主要为粉砂质泥岩、泥岩和煤层。主要由水平层理泥岩相(Mh)、块状层理泥岩相(Mm)和煤岩相(C)构成,偶尔可见流水沙纹层理粉砂岩相(Fr),粒度极细,属于低能安静的水动力条件,富含有机质、云母碎片和植物茎叶等化石,是煤层形成的主要环境。

表2 三角洲平原岩相组合及成因序列

2.2.2 三角洲前缘

(1)LA-5水下分流河道(Sm→St→Sp→Fr→Mm)。以中砂岩、中粗砂岩为主,顶部细粒沉积不发育或厚度较小,自下而上主要由块状层理砂岩相(Sm)、槽状交错层理砂岩相(St)、板状交错层理砂岩相(Sp)叠置构成,底部粒度粗,向上呈不明显正粒序,指示河道的垂向加积作用。

(2)LA-6河口坝(Sp→Sh→Fr→Fh→Mm)。以中砂岩、中细砂岩为主,因水流流速降低,由携带的砂质在河口处沉积而形成,平面上多呈菱形或近似菱形,垂向上以板状交错层理砂岩相(Sp)、平行层理砂岩相(Sh)、流水沙纹层理粉砂岩相(Fr)和水平层理粉砂岩相(Fh)组合为主,呈下细上粗的反粒序特征,反映水流流速变化。

(3)LA-7前缘席状砂(Fr→Fh→Mh→Mm)。主要为细砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩,发育流水沙纹层理粉砂岩相(Fr)、水平层理粉砂岩相(Fh)、水平层理泥岩相(Mh)和块状层理泥岩相(Mm),河流的水动力在注入汇水体后逐渐减弱,由河道下切作用消失卸载而形成,并受到波浪作用的后期改造,沉积环境的水动力能量相对波动频繁。

(4)LA-8水下分流间湾(Fr→Mh→Mm→C)。以泥岩为主,主要由流水沙纹层理粉砂岩相(Fr)、水平层理泥岩相(Mh)、块状层理泥岩相(Mm)和煤岩相(C)构成,粒度极细,属于低能安静的水动力条件,发育有机质、云母碎片和植物茎叶等化石,但较泛滥平原煤层发育少,粒度更细。

表3 三角洲前缘岩相组合及成因序列

3 曲流河三角洲复合构型单元

研究区曲流河三角洲大范围展布,三角洲平原和三角洲前缘亚相在砂体展布、河道类型和微相组合类型等方面存在较大差异,可分为带状河道、片状泥质、朵状坝体、指形席状砂4种复合构型单元,因发育位置不同,在测井—地震响应上也不同,反映各自的沉积成因与沉积模式。在构型级别上,与吴胜和等提出的12级方案中的7级(曲流带、辫流带)[5]及MIALL A D的8级方案中的5级(河道、三角洲朵体)构型单元[1]吻合。

3.1 三角洲平原

曲流河三角洲平原主要发育分流河道、决口扇等微相,河口坝不发育,箱形、钟形的河道点坝砂体和近平直状的泥质间湾是三角洲平原亚相的典型特征。分流河道延伸距离较长,河道形态清晰,顺物源方向连续性好,切物源砂体叠置较厚。根据测井—地震响应,识别的复合构型单元为带状河道和片状泥质沉积(见表4)。

3.1.1 带状河道

带状河道地震反射特征主要表现为双向上超,呈一侧较陡一侧较缓的不对称反射。在较强水动力作用下,该区域具备一定的下切能力,下切深度较大,形成明显的下切侵蚀谷充填;地震剖面上表现为典型的“顶平底突”下切谷形态,呈V或U型。带状河道整体的反射包络线形态清晰,内部反射杂乱。当地震反射特征呈现双波峰时,地层沉积厚度明显较大,内部呈透镜状反射结构,河道砂体较发育,为带状河道主体沉积范围;总体表现为透镜状、中高频率、较连续、中弱波谷反射。当地震同相轴呈单波峰时,地层沉积厚度减薄,透镜状反射结构不明显,推断两侧为带状河道的边界,逐渐向片状泥质的沉积区过渡(见表4)。

表4 研究区曲流河三角洲复合构型单元类型及测井—地震响应

带状河道是三角洲平原砂体展布的主体,沉积微相包括分流河道、决口扇、席状砂。平面上,分流河道呈曲流状延伸,弯曲度高,延伸距离较长,河道边界清晰,顺物源连续性较好,主要受河流沉积作用控制,沉积保存完好且未受明显侵蚀,基本不发生河流分汊作用,内部发育多条垂向叠置演化的单一河道,河道多稳定迁移,以点坝砂体发育为特征。砂体整体厚度较大,单砂体厚度为2~5 m,复合砂体厚度多为7~18 m。测井曲线以连续性好的高幅箱形、中—高幅钟形—箱型特征的分流河道为主,可见低幅微齿状的河道间沉积(见图2(a))。

由C224测线及对应的连井剖面(见图2)可知,西部发育带状河道沉积,地震剖面上表现为下切谷形态,可识别对应的多套相互孤立的带状河道复合沉积单元;每个带状河道内部由多期单一河道砂体垂向叠置组成,测井曲线以箱形—钟形组合为主。带状河道边部与片状泥质沉积相邻,发育多个决口,以泥质间湾为主体。

3.1.2 片状泥质

在地震剖面上,片状泥质复合沉积单元表现为连续性较好的强反射。这种泥岩反射与指状前缘河道伴生的泥岩反射有一定的区别,代表稳定的沉积环境,很少受河道作用影响。地震同相轴减薄时形成“单波峰”,总体表现为中—强振幅、连续性较好、高频率、平行结构,砂岩不发育(见表4)。

片状泥质为三角洲平原泥质沉积的主体。平面上呈大面积片状分布,缺乏河道沉积,泛滥平原为主体,以粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩为主。边缘与带状河道主体互相接触,以中细砂为主的河道砂体整体不发育,局部为含粉砂质、细砂质的单砂体,厚度小于2 m,测井曲线以低幅指形、极低—低幅直线形和微齿状直线形为主,可容纳空间与沉积物供给比稳定。

由C224测线及对应的连井剖面(见图2)可知,西部发育的泥质间湾横向延伸范围为3~4 km,富含色深质纯的泥质沉积,垂向上可见粉砂质韵律层。

3.2 三角洲前缘

曲流河三角洲前缘包括水下分流河道、水下分流间湾、河口坝、席状砂等微相。河口坝发育但保存较少,中—高幅箱形—钟形组合的河道砂体、不完整漏斗形反粒序河口坝和指形席状砂为典型特征。水下分流河道延伸距离较短,河道形态不清晰,河流作用弱,经历湖平面上升或水流、波浪侵蚀作用。根据测井—地震响应,识别的复合构型单元为朵状坝体和指形席状砂(见表4)。

3.2.1 朵状坝体

朵状坝体为带状河道从三角洲平原向三角洲前缘的延伸。地震剖面上表现为分开的W型和V型向下凹陷的河道形态,呈微弱透镜状反射特征;以垂向充填为主,个别水道可见侧积作用,具有多期次改造、复合叠置的明显特征;地震同相轴上多表现为中强振幅、连续性中等—较差、杂乱反射特征,砂泥比横向变化快。沉积单元边部可见上超,向水体方向连续性变好,沉积速率变化稳定(见表4)。

沉积微相包括河口坝、水下分流间湾、水下分流河道。朵状坝体内部河道发生大量分汊作用,平面上呈枝状分布,弯曲度小,活动性较强。砂体多横向摆动叠置。测井曲线表现为中厚层的中—高幅不连续箱形、中—高幅钟形小型河道,以及部分中—高幅漏斗形残余河口坝与低幅指状席状砂伴生。砂体整体厚度较大,单砂体厚度为1~4 m,复合砂体厚度多为5~12 m。主要特征为河口坝发育,但剖面上保存较少。河道窄而深,频繁分汊、改道,呈网状展布,河道间沉积物以深灰色泥岩为主,夹薄层粉砂岩、泥质粉砂岩。砂体呈厚薄交互特点。可容纳空间与沉积物供给比变化频繁(见图2-3)。

由C218测线及对应的连井剖面(见图3)可知,东部D8-6井区域为,带状朵体向水体方向推进到三角洲前缘范围逐渐转化而形成的朵状坝体沉积单元,垂向上可见相互独立的三个期次,叠置砂体厚度超过10 m。内部砂体以正粒序的箱形—钟形河道砂为主,可见保留的少量反粒序漏斗形河口坝砂。

3.2.2 指形席状砂

指形席状砂发育于三角洲前缘末端区,是朵状坝体向水体方向的进一步延伸。地震同相轴为中强振幅,表现为中等—较好连续性、中等频率反射特征,局部呈不连续微弱透镜状反射特征。指形席状砂与强振幅、连续性好、平行反射的前三角洲伴生,河道地震剖面表现为分散形(见表4)。

沉积微相包括水下分流河道末端、水下分流间湾及席状砂。河道经多次分汊后宽度变窄,深度变浅,弯曲度减小,沉积厚度变大,水体能量较强,河道水流作用减弱,河道砂体逐渐消失,受波浪作用改造,多呈粉砂、细砂席状砂展布。岩性剖面上,表现为薄层砂席与厚层泥岩的互层沉积;测井曲线上,自然伽马曲线表现为中—低幅指形、锯齿形,自然电位曲线较平直(见图3)。可容纳空间与沉积物供给比变化频繁。

图3 C218测线地震剖面及对应连井剖面解释Fig.3 Interpretation of seismic profile and corresponding cross-well correlation profile of line C218

4 曲流河三角洲沉积模式

三角洲沉积体系受构造背景、沉积速率、海平面变化、古水体深度、河流作用强度、气候、物源、古地形等因素共同控制[39],影响内部河道发育类型和规模,形成多样的内部结构特征,如砂体展布形态、垂向序列变化和叠置样式等。

4.1 展布规律

根据二维地震剖面、沉积微相及砂体厚度平面分布,分析研究区曲流河三角洲复合构型单元空间展布规律(见图4)。曲流河三角洲沉积体系沿北西—南东向轴向展布,具有“大平原、小前缘”特征,三角洲平原和前缘的分界线为北东—南西向,河口坝发育方向与分界线垂直,空间上呈近似平行排列。

三角洲平原发育明显下切侵蚀充填而形成的河道带;地震剖面上表现为透镜状反射结构,呈典型的“顶平底突”下切谷形态,边缘与高连续性反射的高泥质含量片状泥质接触;平面上,大面积连片分布的片状泥质被叠置的曲流状河道构成的河道带分隔,河道宽度较大,弯曲度高,水流方向较为一致,局部可见小型决口。

三角洲前缘发育杂乱反射的朵状坝体,由多个枝状河道及河口坝组成;地震剖面上表现为中等—较差连续性、至末端逐渐过渡为中等—较好连续性,具有中等频率反射特征的指形席状砂,河道分汊频繁,数量增多,河道弯度降低,宽度变窄,深度变浅,形成的砂体厚度减薄。

图4 研究区曲流河三角洲井震响应复合构型单元空间展布特征Fig.4 Spatial distribution characteristics of composite architectural units of logging-seismic response of meandering river delta in the study area

4.2 叠置样式

根据砂体成因,总结复合构型单元不同砂体的相互组合关系,主要可见6类单砂体组合样式,即分流河道—分流河道、分流河道—漫溢砂、水下分流河道—河口坝、河口坝—河口坝、水下分流河道—席状砂及席状砂—席状砂;其中三角洲平原砂体以前2类组合样式为主,三角洲前缘砂体主要为后4类组合样式。剖面上,砂体的分布样式表现为垂向叠置、侧向叠置和孤立分布3种(见图5)。

图5 曲流河三角洲的单一构型单元的砂体叠置样式Fig.5 Sand bodies stacking pattern of single architectural unit in meandering river delta

(1)分流河道—分流河道。为三角洲平原主要的砂体组合,由于多期河道横向上连续迁移,在带状河道内部发育点坝,剖面上形成多期连续垂向叠置,少见侧向叠置样式,反映河道的频繁改道和迁移作用,分流河道是最为发育的砂体微相类型。在三角洲前缘区域,砂体组合表现为孤立分布(见图5(a))。

(2)分流河道—漫溢砂。为三角洲平原常见的砂体组合,发育于带状河道复合构型单元内部,河道砂通常与边缘的漫溢砂形成侧向上的拼接接触,特别是洪水期间受河道较高的弯曲度影响,漫溢决口形成的薄层砂体在平面上呈扇形,在剖面上呈透镜体分布(见图5(b))。

(3)水下分流河道—河口坝。发育于三角洲前缘,多期河口坝呈平行的菱状分布发育于水下分流河道之间。河口坝砂体与河道砂体侧向拼接,边部位于河口坝之上,表现为二种叠置样式:一种是侧向叠置,为典型的水下分流河道与河口坝横向转换;另一种是垂向叠置,由于河道频繁迁移,在三角洲前缘加积过程中形成河口坝和水下分流河道纵向叠置(见图5(c))。

(4)河口坝—河口坝。相对少见,发育于三角洲前缘区域靠近平原的一侧。平面上,由于河道水流将河口坝分隔,河口坝砂体之间不存在侧向拼接样式,在垂向上局部发育叠置接触,形成反粒序叠加(见图5(d))。

(5)水下分流河道—席状砂。发育于三角洲前缘末端,受河流作用逐步减弱影响,波浪作用改造增强,平面上席状砂形成与水下分流河道侧向相接。席状砂作为三角洲前缘最前端发育的砂体微相类型,展布范围广,厚度较薄(见图5(e))。

(6)席状砂—席状砂。当河流牵引作用彻底衰减后,在三角洲前缘最前端形成广泛分布的薄层席状砂。受物源供给或海平面变化影响,垂向上形成薄层的砂泥互层,不同期次的席状砂之间孤立分布(见图5(f))。

4.3 沉积模式

研究区处于鄂尔多斯盆地北物源供给的三角洲沉积体系末端,远离物源区,坡度平缓,发育曲流河河控的三角洲沉积模式(见图6)。岩性以分选好、磨圆度高的中细砂岩和粉砂质泥岩、泥岩为主。砂体厚度主要分布在3~15 m之间,低值区大范围孤立连片分布,高值区沿河道方向延伸,表现为团块状特点,砂体厚度等值线均匀,主要砂体展布区方向为北西—南东向,并向东南向减薄,反映处在坡折区、物源向东南部的沉积中心持续供给(见图4)。曲流河三角洲具有“大平原、小前缘”特征,三角洲平原与前缘大致与分界线和海岸线方向平行,分别表现曲流延伸、侧向迁移和枝状分汊、垂向加积的河道形态特点,且沿顺物源方向存在单向连续转化(见图6)。三角洲平原发育曲流状水道、边滩发育的带状河道,以及泥质发育、大范围展布的片状泥质沉积2类复合构型单元;三角洲前缘发育“枝状水道、河口坝残存”的朵状坝体,以及“河道末端、席状砂主体”的指形席状砂2类复合构型单元(见表4)。

图6 鄂尔多斯东南部山西组曲流河三角洲沉积模式Fig.6 Sedimentary model of meandering river delta in Shanxi Formation in Southeast Ordos Basin

三角洲平原的河道下切深度较大,弯曲度较高,在河道带内侧向迁移能力强,河道伴生的点坝砂体连续发育,反映河流水动力条件较大,物源供给作用较强,但受前期古地貌限制,在河道带外地形较高,发育泛滥平原的富泥质沉积。三角洲平原河道延伸到前缘区域后,河道下切深度变浅,河道开始大量分汊,呈网状分布,河口坝逐步发育。顺物源方向,由三角洲平原至前缘,河道形成的单砂体厚度和叠置砂体厚度变薄,河道横向延伸宽度变窄,河道分汊程度变大,数量增多,河道深度变浅。三角洲平原区域以分流河道—分流河道和分流河道—漫溢砂的砂体组合样式为主,三角洲前缘区域以水下分流河道—河口坝、河口坝—河口坝、水下分流河道—席状砂,以及席状砂—席状砂的砂体组合样式为主,由三角洲平原至前缘方向,砂体叠置样式由河道砂体间的垂向叠置向河道与河口坝砂体间的垂/侧向叠置演化。

相较于辫状河三角洲,曲流河三角洲在勘探开发方面具有砂体演化复杂、叠置方式多样、非均质性强、厚层砂分布有限等特点。鄂尔多斯盆地东南部曲流河三角洲沉积模式表明,三角洲平原优势砂体主要集中分布于伴生点坝沉积的高弯度分流河道区,砂体叠置厚度大;三角洲前缘优势砂体集中分布于河口坝和低弯度水下分流河道区。

5 结论

(1)鄂尔多斯盆地东南部山西组曲流河三角洲可划分槽状交错层理砂岩相、板状交错层理砂岩相、平行层理砂岩相等10种岩相类型,包括砂岩和粉砂岩类岩相7种、泥岩类岩相3种。三角洲平原成因序列包括LA-1、LA-2、LA-3、LA-4,三角洲前缘成因序列包括LA-5、LA-6、LA-7、LA-8,分别以分流河道—分流河道和水下分流河道—河口坝为主要富砂微相序列。

(2)研究区曲流河三角洲平原和前缘识别带状河道、片状泥质、朵状坝体、指形席状砂4类复合构型单元。三角洲平原发育“曲流水道、点坝发育”的带状河道和“泥质发育、厚层展布”的片状泥质沉积;三角洲前缘发育“枝状河道、河口坝残存”的复合朵状坝体和“河道末端、席状砂主体”的指形席状砂。

(3)研究区曲流河三角洲的沉积模式总体表现为“大平原、小前缘”。三角洲平原与前缘的河道分别呈曲流延伸和枝状分汊形态展布,对应的砂体组合及叠置样式分别以分流河道间的组合叠置及水下分流河道和河口坝间的组合叠置为主。三角洲平原的分流河道叠置砂和三角洲前缘的河口坝—水下分流河道叠置砂是勘探优势区。

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