鄂尔多斯盆地华庆地区长 63油层沉积相研究

刘九洲,张春生,狄贵东,肖梦华,王延奇

(1.油气资源与勘探技术教育部重点实验室 长江大学,湖北 荆州 434023;2.中油大港油田公司,天津 300280)

鄂尔多斯盆地华庆地区长 63油层沉积相研究

刘九洲1,张春生1,狄贵东1,肖梦华1,王延奇2

(1.油气资源与勘探技术教育部重点实验室 长江大学,湖北 荆州 434023;2.中油大港油田公司,天津 300280)

上三叠统延长组长 63油层是鄂尔多斯盆地华庆地区重要的勘探目的层。笔者从取心井岩心与测井资料入手,通过对长 63油层沉积相精细研究,认为长 63油层为三角洲前缘湖底滑塌浊积扇沉积。按沉积特征可进一步划分出内扇、中扇和外扇 3个亚相及若干微相,并对各亚相、微相特征进行了描述。其中以中扇分支水道微相最为发育,占整个浊积扇面积的 80%。在此基础上,对有利沉积微相、沉积相平面展布规律及沉积模式进行了预测。

滑塌浊积扇;沉积相;沉积模式;鄂尔多斯盆地;华庆地区长 63油层

1 区域地质背景

研究区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西南部。上三叠统延长组按凝灰岩标志层的出现、电性及含油气性,划分为 10层。其中长 6油层组为一套砂、泥岩呈旋回性韵律互层的组合,是中生界最重要的含油层段[3],可细分为长 61、长 62、长 633个油层,与下伏长 7油层组呈整合接触。上三叠统延长组构造活动较为稳定,地层平缓,构造简单,倾角小于1°,其上仅发育若干轴向近东西的微鼻状构造,未发现明显的断裂和背斜型圈闭[4]。虽然沉积充填作用相对中、东部的中、新生界陆相断陷盆地较为简单,但受到陆相盆地岩性、岩相与储层物性的影响,沉积相展布规律各具特色,成藏规律具有一定的复杂性。

2 沉积相标志

2.1 岩性标志

华庆地区长 63油层中广泛发育的半深湖—深湖相灰黑、灰褐色泥页岩,反映晚三叠世研究区具有较强还原环境。碎屑岩以粉—细粒砂岩为主,夹于大套暗色泥岩中,往往呈砂、泥岩互层,或泥、砂互相混搅的沉积序列。砂岩的碎屑成分以长石和石英为主,岩屑次之,岩性以粉—细粒长石砂岩为主,岩屑砂岩次之,偶见石英砂岩。砂岩颗粒分选中等,磨圆度差,富含黑色泥质杂基。支撑类型和胶结方式多为颗粒支撑 -孔隙式胶结,而杂基支撑-基底式胶结次之[5]。总体显示长 6段砂岩结构成熟度偏低,为低能沉积环境快速混杂堆积的产物。

2.2 沉积构造标志

华庆地区长 63油层中反映浊流沉积成因的原生沉积构造非常丰富,包括大型底冲刷面构造,滑动截切构造,条带透镜状层理,重荷模和砂球构造,滑塌包卷层理以及滑动截切构造,呈撕裂状产出的滑塌泥砾和小型同生断层构造,它们均是识别浊流沉积的重要标志[6]。浊积岩是由杂砂岩、粉砂岩、泥岩频繁互层构成的鲍马序列[7],发育的鲍马序列有 A段 (图 1-1)、B段 (图 1-4),下平行层理、B段 (图 1-5)、D段 (图 1-6),上平行层理,显示包含有近源至远源的浊流沉积类型[4]。

图1 华庆地区长 63油层浊积岩中的沉积构造

2.3 古生物标志

华庆地区长 63油层中生物化石较为稀少,偶见植物茎、叶碎片化石和脊椎动物骨骼化石。主要见于塞 263井岩样中,脊椎动物骨屑含量多达7%,粒级大小相差悬殊,为 0.1～2.3 mm,骨骼细胞结构清晰可见,经化验分析为鱼化石。总体上,长 6段古生物化石较少,但已有的标志反映了覆水较深的半深湖—深湖沉积。

3 沉积相类型及特征

3.1 内扇亚相

内扇离物源最近,以发育主水道为主。主水道可向中扇、外扇输送沉积物,在垂向上往往被数个砂体连续叠置充填,但在横向上厚度变化较大,岩性主要为灰色厚层细粒岩屑长石砂岩,分选和磨圆较差,颗粒支撑,少数为基质支撑,偶夹薄层深灰色粉砂岩。砂体单层厚约 2～3 m,多个单砂体的连续叠置可达十数米,底面为岩性突变的底冲刷面,向上略显正递变粒序层理、平行层理、波状层理等沉积构造,以发育鲍马序列的 AB段组合为主,自然电位、自然伽马曲线呈齿化、箱形组合。

3.2 中扇亚相

中扇亚相是湖底滑塌浊积扇沉积的主体,约占整个浊积扇砂体分布面积的 60%～70%,而且往往也是厚度最大的部位。这部分的水道较多,而且频繁变迁,岩性以细砂岩、粉细砂岩和粉砂岩为主,常与水道间漫溢微相呈韵律交互出现,砂质沉积物发育,但相对内扇砂岩明显减少,泥岩夹层增多,以灰黑色和黑色泥岩为主。可进一步划分为分支水道、水道间漫溢和无水道前缘席状砂 3个微相。

3.2.1 分支水道微相

分支水道是中扇亚相最重要的微相类型,上与内扇主水道相接,向下分支成一系列次级水道。岩性以细粒岩屑砂岩、粉—细粒岩屑长石砂岩和粉砂岩为主,常含撕裂状泥砾和泥屑,发育交错层理及冲刷 -充填构造,并见有层内变形构造。多期形成的砂岩相互叠置,构成叠合砂岩体,与水道间漫溢微相的泥、粉砂岩或中扇无水道前缘席状粉—细砂岩呈韵律互层。该微相的砂质具有分布范围广、厚度大和储集性较好等特点,占整个浊积扇面积的80%,为湖底滑塌浊积扇中最为重要的骨架砂体和油气储集单元,与具备良好烃源岩条件的半深湖—深湖相泥岩组合,具备非常好的油气成藏条件[8]。

3.2.2 水道间漫溢微相

水道间漫溢微相是在分流河道之间相对凹陷的湖盆地区,当三角洲向前推进时,在分流河道间形成的一系列尖端指向陆地的楔形粒度较细的沉积体,主要为漫流出水道的低密度浊流沉积的粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩所组成。在垂向上和平面上均分布于分支水道之间。砂岩含量、粒度和单层厚度都从中扇上游向下逐渐变少、变细和变薄。韵律性不甚明显,有时显正韵律,层理不太发育,偶见波状层理。3.2.3 无水道前缘席状砂微相

无水道前缘席状砂为中扇分支水道前端的无水道溢流沉积部分,通常与分支水道呈逐渐过渡关系,沉积物分布面广但层薄,砂层呈正韵律。岩性以粉—细粒岩屑石英砂岩与泥质粉砂岩互层为主。由于浊流出水道后的侵蚀能力减弱,砂岩中很少含有泥砾,但泥质条带、泥岩和泥质粉砂岩夹层增多,底冲刷面不甚发育,常见的沉积构造有平行层理、沙纹层理、滑塌包卷层理和砂球与泄水构造等,可识别的鲍马序列为 BCDE段和 CDE段组合[5],但沉积序列向上变粗。

3.3 外扇亚相

外扇位于中扇与半深湖—深湖之间宽广的过渡带,围绕扇体呈弯曲环带状分布,以低密度浊流沉积为主。岩性为灰黑色泥质粉砂岩和粉砂质泥岩互层,夹黑色泥岩,具水平层理、沙纹层理和波状层理,以发育鲍马序列的 CDE段及DE段组合为主。

4 沉积相平面展布

从沉积相平面展布看,华庆地区长 63油层有南、北两侧湖底浊积扇发育。其北侧一支浊积扇沉积体可视为北部姬塬 -吴旗 -安塞诸三角洲前缘沉积体向南部湖心方向进积失稳而发生强烈滑塌而形成的产物。区域格局在受长 7最大湖侵期后,基底逐渐抬升、碎屑物强烈进积充填,以正北的阴山古陆为主物源方向[9]。因受北高南低和北陡南缓的影响,从三角洲前缘的河口坝开始,出现内扇、中扇、外扇、半深湖、深湖相的分带性沉积,以发育中扇分支水道为主体。南侧一支为西峰 -镇原 -环线三角洲前缘砂向北部湖心方向进积时向前滑塌在前三角洲形成的滑塌浊积扇。受南高北低的较缓地形构造的影响,从三角洲前缘的河口坝开始,依次出现内扇、中扇、外扇沉积。发育主体为多级次分流中扇分支水道[5]。

5 长 6油层沉积模式

区域上,鄂尔多斯盆地长 63油层各沉积体系的沉积相、亚相、微相类型及其变化和平面配置关系,可归结为河—湖过渡带至水下三角洲—湖底滑塌浊积扇 2个毗邻发育的叠置扇沉积模式。从该模式中可看出,冲积平原和湖岸线都位于研究区北部,往南则进入三角洲 -湖泊沉积区,并在河流入湖口处形成三角洲相前缘相带和三角洲相前缘相带沉积物强烈滑塌形成的湖底浊积扇,同样也具有内扇、中扇、外扇的沉积亚相分带性。沉积演化序列可进行如下解释：在低水位期和高水位晚期间歇发生的洪水泛滥期,河流的流速和流量很大,可携带大量的碎屑物质在三角洲前缘迅速堆积,不但使得三角洲前缘部分的沉积坡度快速增大,而且在沉积物内部产生超孔隙压力,当沉积界面倾斜角超过稳定休止角时,或在外力作用的触发下导致沉积体失稳而发生液化与滑塌,大量沉积物沿斜坡发生重力滑塌、流动和最终形成浊流,并被搬运到三角洲前缘的下斜坡带或更远的深水湖区形成滑塌浊积扇沉积体[10],从而构成了连续发育的三角洲—湖底滑塌浊积扇沉积模式。

6 结 论

(1)通过对研究区长 63油层沉积相的研究,确定了长 63油层属于三角洲前缘湖底滑塌浊积扇沉积,有内扇、中扇和外扇 3个亚相。内扇不甚发育,主要微相为主水道;中扇以分支水道微相最为发育,其次为河道间漫溢和无水道前缘席状砂微相;外扇特征与深湖 -半深湖相特征相似,发育漫流砂微相。总体上,中扇分支水道微相占整个浊积扇面积的 80%,依据南北两侧扇体的发育情况,可推测中扇分支水道微相为研究区有利沉积微相。

(2)该地区滑塌浊积扇砂体与长 7的烃源岩直接接触,具备非常优越的以自生、自储、自盖为特色的地层 -岩性油藏形成条件。通过标准井与全区所有井的微相对比,对工区砂体平面展布规律进行了横向预测。依据沉积相、亚相、微相类型及其变化、平面配置关系及物源方向,建立了研究区以三角洲—湖底滑塌浊积扇 2个毗邻发育的叠置扇沉积模式,并解释了其沉积演化机制。

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Sed imentary facies of the Chang 63reservoir in the Huaqing area of the Ordos Basin

L IU Jiu-zhou1,ZHANG Chun-sheng1,D I Gui-dong1,X IAO Meng-hua1,WANG Yan-qi2
(1.MOE Key Laboratory of O il&Gas Resources and Exploration Technology,Yangtze University,Jingzhou,Hubei434023,China;2.Dagang O ilfield Com pany,PetroChina,Tianjin300280,China)

The Chang 63reservoir in the upper Triassic Yanchang formation is an important exploration target in the Huaqing area,OrdosBasin.The sedimentary facies of the Chang 63reservoir has been studied meticulously based on core data and log data.It is recognized that the Chang 63reservoir belongs to delta front sublacustrine slump turbidite fan deposition,which can be further divided into 3 subfacies of inner,middle and outer fans and severalmicrofacies according to sed imentary characteristics.The distributary channelmicrofacies of the middle fan were most developed,covering 80%of the total turbidite fan area.On this basis,this paper predicts favorable sed imentarymicrofacies distribution and sedimentation model.

slump turbidite fan;sed imentary facies;sed imentation model;Ordos basin;Chang 63reservoir in the Huaqing area

TE121.3

A

1006-6535(2010)05-0057-03

20100118;改回日期：20100604

中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司 (勘探开发研究院)委托长江大学进行的专题研究“华庆地区元 284—白 281井区长 63储层分类评价及单井产能预测研究”

刘九洲 (1982-),男,2007年毕业于长江大学电子信息工程专业,现为该校在读硕士研究生,主要从事储层沉积学研究

编辑王 威 孟凡勤