鄂尔多斯盆地下寺湾地区延长组长8段高分辨率层序地层分析

周静萍，汤 军，周晓阳

（长江大学地球科学学院）

鄂尔多斯盆地下寺湾地区延长组长8段高分辨率层序地层分析

周静萍，汤 军，周晓阳

（长江大学地球科学学院）

基于下寺湾地区的区域地质、沉积相、测井、钻井和岩心资料，以Cross高分辨率层序地层学理论及其方法为指导，采用多级旋回层序划分方案，结合测井相分析技术，将研究区长8段划分为中期、短期和超短期3个级次的基准面旋回层序。各级次基准面旋回又可进一步分为向上“变深”的非对称型、向上“变浅”的非对称型和对称型3种结构类型。该文重点论述了超短期基准面旋回层序沉积背景、叠加式样和沉积动力学过程，并以短期基准面旋回作为等时地层对比单元，建立了长8段高分辨率地层-时间格架，为本区砂体纵、横向展布规律的认识及下一步勘探开发方案提供了理论依据。

高分辨率层序地层学；测井相分析；基准面旋回；下寺湾地区；鄂尔多斯盆地

0 引言

自高分辨率层序地层学引入中国以来，在中国陆相含油气盆地的油气勘探开发研究中得到迅速推广和应用［1-6］。下寺湾油田延长组长8段油藏为构造背景下的岩性油气藏，地层沉积类型主要为湖相—三角洲沉积，储层分布复杂，非均质性强，精细地层对比和储层表征是油藏高效开发的关键。因此，有必要在研究区展开高分辨率层序地层研究工作，通过多级次基准面旋回的划分与对比，建立精细的等时地层格架，在等时地层格架内研究沉积演化及储层的时空展布。

1 区域地质概况

下寺湾油田位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡南部（图1）。该区在晚侏罗世燕山Ⅰ期运动的影响下，形成了东高西低的构造格局，并在局部剪切力的作用下，产生一系列波浪式的微型鼻状褶皱带，轴向为北东至南西方向［7］。在大的构造背景控制及岩性差异作用下，延长组地层形成了一系列具有明显继承性的次一级鼻状隆起带，它是油气聚集的有利场所。该区延长组长8段主要以陆相三角洲和湖相沉积为主［8-10］，岩性主要为深灰色泥质粉、细砂岩及深灰、灰黑色泥岩，其中以细砂岩为主，夹少量炭质泥岩，具波状层理，反映了三角洲前缘亚相水下分流河道、分流间湾、河口坝和远砂坝等沉积特征。延长组长8段是湖泊扩张期沉积的产物，大部分区域为三角洲前缘和湖泊。尽管三角洲向陆方向后退，但陆源碎屑补给量依然充分，在三角洲前缘朵状体部位形成了厚层砂岩［5］。

图1 鄂尔多斯盆地构造分区略图Fig.1 The tectonic zones of Ordos Basin

2 测井相研究

在本次研究中，主要以测井资料来划分基准面旋回，即根据取心井资料总结出测井曲线的岩-电关系。研究中通常以取心段电测曲线的幅度、形态和组合特征，作为判别非取心段地层的岩性、岩性组合以及沉积相和层序特征的主要依据。这种判别是建立在取心段的岩-电转换关系基础之上，由此所确定的测井曲线变化规律和测井相模型，可准确地反映出地层岩性、粒度变化、接触关系及垂向沉积层序等特征［1］。

2.1 箱形曲线特征

曲线形态呈箱形。如X1井，深度为1074～1084 m（图2a），在沉积过程中物源丰富，水动力条件强，砂体顶、底与泥岩均为突变接触。曲线多为齿化箱形。岩性为中—粗粒砂岩或中—细粒砂岩，为多韵律叠置的水下分支河道和分流间湾沉积，其内部结构不均匀，可发育多个泥岩夹层。

2.2 钟形曲线特征

曲线形态呈钟形。如H15井，深度为1104～1111 m（图2b），其沉积环境从低能先变为高能又恢复到低能。具正粒序结构，砂体顶、底部均与泥岩呈渐变接触，反映了水动力由弱到强又变弱。岩性为中—粗粒砂岩至中—细粒砂岩，为废弃河道沉积。

2.3 漏斗形曲线特征

曲线形态呈漏斗形。如X5井，深度为1292～1303 m（图2c），其沉积环境由低能到高能，然后突然变为低能。具反粒序结构，砂体顶部与泥岩突变接触，底部与泥岩渐变接触。岩性主要为反韵律的薄层砂岩、粉砂岩，主要发育于上部，为河口坝、远砂坝沉积。

2.4 齿形曲线特征

曲线形态呈齿形。如 X5井，深度为 1303～1308 m（图2c），在沉积过程中水动力条件较低，物源充足。岩性为细—粉砂岩，砂质纯，分选好，为典型的三角洲前缘席状砂沉积。

图2 典型测井相类型Fig.2 Typical types of electrofacies

3 基准面旋回界面识别及划分

研究区目的层段为陆源碎屑沉积，其自然电位、自然伽马、电阻率测井组合序列能较清楚地反映地层的岩相组成和旋回特征，特别是自然伽马曲线与沉积物的粒度中值和泥质含量密切相关，它是进行岩性解释的常选曲线，所以在本次研究中选择了该曲线组合进行基准面旋回的划分和对比。由于该区属于湖相水下沉积，泥岩沉积很稳定，标志明显，因此被选作对比的标志层；而砂岩相对于泥岩测井曲线变化大，且侵蚀面在测井曲线上难以识别，因而选取湖泛面作为层序地层的界面。

3.1 超短期基准面旋回

根据基准面旋回二分时间单元（分别代表基准面的上升和下降）保存的完整性、岩性和岩相组合特征以及沉积演化序列，可划分为3种超短期基准面旋回结构类型。

3.1.1 向上“变深”的非对称型旋回

层序中仅保存基准面上升半旋回沉积记录，下降半旋回则呈侵蚀冲刷状态，广泛发育于水下分流河道沉积区。根据岩性、岩相组合和厚度保存状况，可进一步细分为低可容纳空间（A1型）和高可容纳空间（A2型）2个亚类。A1型（图3a）是由底部冲刷面和多层砂体相互叠置而成的块状分流河道砂体组成，表明基准面低幅上升和沉积物供给充分的沉积环境。由于沉积速率大于可容纳空间的增长率，A/S远小于1，沉积物大部分通过强烈的侵蚀或冲刷作用被带走，仅保留底部分流河道砂体沉积。研究区长8段由于主物源方向不断变化［11］，多期分流河道叠置和侧向迁移频繁，A1型层序常见；A2型（图3b）旋回特点主要表现为底部具冲刷面、上部具完整的下粗上细的二元结构。该类型层序形成于基准面较大幅度上升引起的可容纳空间递增、沉积物供给量逐渐减小的过程中，主要发育于水下分流河道侵蚀作用较弱的水下平原的中、下游部位。

3.1.2 向上“变浅”的非对称型旋回

层序中仅保存基准面下降半旋回的沉积记录，上升半旋回则以欠补偿或无沉积记录的间断面为特征，主要发育于三角洲前缘河口坝、前三角洲沉积区。同样可细分为低可容纳空间（B1型）和高可容纳空间（B2型）2个亚类。B1型（图3c）是由多个向上变粗的河口坝砂体相互叠置构成，A/S＜1，形成于沉积速率较快的河口位置；B2型（图3d）是由沉积间断面、较细的远砂坝夹薄层泥岩以及薄层河口坝组成，A/S＞1，形成于沉积物供给不充分或极不充分的条件下，即发育于沉积速率较小且远离河口的位置。

3.1.3 对称型旋回

层序中同时具有上升和下降半旋回，形成于沉积物供给率接近至略低于可容纳空间增长率的弱补偿或欠补偿沉积条件下。按二分时间单元中厚度比例又可分为3个亚类：

图3 超短期基准面旋回结构类型和沉积微相的相序Fig.3 Structure types and sedimentary microfacies sequence of super-short-term base level cycle

第Ⅰ亚类：如图3e所示，基准面上升半旋回沉积强度高于下降半旋回，表明沉积时湖泛面快速下降—缓慢上升，主要发育于三角洲前缘亚相近河口的内侧部位。研究区长8段三角洲前缘水下分流河道、天然堤、分流间湾的微相组合均为上升半旋回沉积的产物。其上升半旋回沉积序列发育向上变深和变细、泥质组分增多的正韵律退积序列；下降半旋回沉积物粒度向上变粗或泥质组分减少，在近河口的三角洲前缘亚相带，主要由前三角洲或分流间湾、远砂坝或河口坝及前缘席状砂组成，形成明显向上变粗的反韵律进积序列。

第Ⅱ亚类：如图3f所示，此类型的下降半旋回沉积厚度远大于上升半旋回，属于基准面下降半旋回沉积强度高于上升半旋回的缓慢下降—快速上升韵律性地层的产物。其上升半旋回由薄的分流河道或天然堤砂体和较厚的分流间湾或分流间洼地、前三角洲泥岩组成，形成向上连续加深变细的正韵律退积序列；下降半旋回主要为分流间湾等微相组成的反韵律。

第Ⅲ亚类：如图3g所示，此类型的上升和下降半旋回沉积厚度基本相等，属于上升和下降半旋回相均衡的基准面缓慢下降—缓慢上升韵律性地层自旋回过程的产物。上升半旋回中的微相组合与第Ⅰ亚类的上升半旋回微相组合相似；而下降半旋回中的沉积微相组合则与第Ⅱ亚类的下降半旋回微相组合相似。

3.2 短期基准面旋回

短期旋回层序以Ⅴ级界面为界，相当于Vail的Ⅴ级层序或准层序地层单元，旋回厚度小于10 m，一般由2～3个具相似结构和岩性组合的超短期旋回层序叠置组成，个别与单个超短期旋回层序相当，层序的结构类型与超短期旋回层序相同。也可划分为以上3种类型，但长8段属于三角洲前缘沉积，主要发育对称型短期基准面旋回。

3.3 中期基准面旋回

中期基准面旋回的识别，是建立在相组合、短期基准面旋回层序的叠加样式和中期基准面旋回界面的识别的基础之上［8］，其以较大规模的湖泛面为层序界面。研究区长8段地层顶底均有稳定的厚层深湖泥岩，以此为层序界面，认为长8段整体发育一个中期基准面旋回。由于中期基准面旋回所控制的时间段相对较长，因此它能较好地对应于地层划分方案中的相应层段［7］。该区长8段可划分为1个中期（MSC1）、4 个短期（SSC1—SSC4）、14 个超短期（SSSC1—SSSC14）基准面旋回（图 4）。

图4 X3井高分辨率层序地层综合柱状图Fig.4 The comprehensive column of high resolution sequence in X3 well

4 高分辨率层序地层格架的建立

高分辨率层序地层学对比是同时代地层与地层、界面与界面或地层与界面的对比，而非简单的岩性地层对比［12］。其地层学的成因、地层对比，是根据相序、地层界面和反映沉积物保存程度、沉积速率等相的分异特征来进行旋回对比的。

根据高分辨率层序地层学的旋回等时对比法则，以单井剖面各级次基准面旋回划分为基础，以中期基准面旋回为等时地层格架，以短期基准面为等时地层对比单元，建立了高分辨率的等时地层对比格架，并对研究区地层进行了划分。根据4个短期基准面旋回，将研究区长8段划分为长81、长82、长83、长84这4个大层，再根据超短期基准面旋回，又进一步划分了小层。

图5 高分辨率层序地层格架Fig.5 High resolution sequence stratigraphic framework

图5为研究区顺物源方向的高分辨率层序地层格架图。从图中剖面可以看出，H15井到X32井，长8段厚度逐渐减小，这与该区东高西低的构造格局相一致。从中期基准面旋回（MSC）的升降来看，在长8段发育早期和晚期半深湖沉积，早期为一短暂的湖退，晚期一直处于湖侵阶段。该区水下分支河道、河口坝、席状砂、远砂坝等沉积大量发育，物源充足，随着湖平面的升降，主物源方向也随之变化。在长8段SSC4期，主物源方向为西南方和南方；在SSC3和SSC2期间，主物源方面变为西北方和北方；在SSC1期，主物源方向变为东方。H15井的沉积厚度远大于X32井，这是因为H15井位于湖盆边缘，X32井靠近湖盆中心，在湖盆扩张阶段，随着基准面旋回的升高，有效可容纳空间向陆地方向迁移，湖盆边缘的有效可容空间增加，沉积物堆积在湖盆边缘，运往湖盆中心的沉积物相应地减少。正是由于砂体的卸载区不断向陆方向退缩，从而形成了退积式的层序基准面叠加格局。在垂向上表现为水下分流河道—河口坝—前三角洲的沉积演化序列，从而造成了多种沉积微相复合叠加，使长8段形成较厚的砂体。

5 结论

（1）研究区长8段属于陆源碎屑三角洲前缘亚相沉积，主要发育水下分流河道、废弃河道、河口坝、远砂坝等沉积微相。

（2）研究区长8段整体为一次较大的湖侵沉积，可划分为1个中期、4个短期、14个超短期旋回层序。根据划分的短期、超短期旋回对测井曲线进行了小层划分，并在此基础上建立了研究区高分辨率等时地层格架。

（3）延长组长8段超短期和短期基准面旋回可分为向上“变深”的非对称型、向上变浅的非对称型和对称型3种结构类型，最有利储层发育的是上升半旋回相域下部的水下分流河道和下降半旋回相域的河口坝砂体中，这些砂体与前三角洲泥岩呈指状交叉接触关系，具备优越的生、储、盖组合条件，对形成岩性油气藏非常有利。

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High resolution sequence stratigraphy of the eighth member of Yanchang Formation in Xiasiwan area,Ordos Basin

ZHOU Jing-ping，TANG Jun，ZHOU Xiao-yang
（School of Earth Sciences， Yangtze University， Jingzhou 434023， China）

Under the guide ofCross high resolution sequence stratigraphytheory,based on areal geology,sedimentary facies,well logging,well drilling and core data in Xiasiwan area,the multistage cyclic sequence division scheme and electrofacies analysis technologyare adopted todivide the eighth member ofYanchangFormation intomid-term,shortterm and super-short-term base level cyclic sequences.Every base level cyclic sequence can be subdivided into asymmetric upward-deepening,asymmetric upward-shallowing and symmetric base level cycles.The depositional setting，superposition style and sedimentary dynamics process of the super-short-term base level cyclic sequence are emphatically discussed.Isochronous stratigraphic framework of the eighth member of Yanchang Formation is established by making the short-term base level cycle as isochronous stratigraphic unit.This study provides geologic foundation for the cognition ofsand bodydistribution lawand the planningofexploration and development scheme.

high resolution sequence stratigraphy； electrofacies analysis； base level cycles； Xiasiwan area； Ordos Basin

TE121.3

A

2010-11-24；

2010-12-25

周静萍，1987年生，女，长江大学在读硕士研究生，研究方向为储层地质建模。地址：（434023）湖北省荆州市南环路1号长江大学地球科学学院。E-mail：zhoujingp615@163.com

汤军，1964年生，男，副教授，从事矿产普查、地球探测与信息技术、地理信息系统等方面的研究工作。E-mail：tang0262@sina.com

杨琦）

1673-8926（2011）04-0009-03