合水——塔儿湾地区长6沉积相研究［1］

陈朝兵，朱玉双，张 杰，王海华，程 刚

(1.西北大学 大陆动力学国家重点实验室，陕西 西安 710069;2.中国石油天然气股份有限公司 长庆油田分公司 第二采气厂，陕西 西安 710200;3.中国石油天然气股份有限公司 长庆油田分公司 第一采油厂，陕西 西安710018;4.中国石油天然气股份有限公司 长庆油田分公司 第六采油厂，陕西 西安 710018;5.中国石油天然气股份有限公司 长庆油田分公司 长庆油田档案馆，陕西 西安 710018)

合水——塔儿湾地区位于甘肃省庆阳市境内，区域构造位置位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西南部，伊陕斜坡内部构造相对稳定，地层平缓，仅发育一系列幅度较小的鼻状隆起。一般倾角不足1°。

鄂尔多斯盆地晚三叠统延长组为一大型湖盆演化的产物，自下向上划分为长10－长1十个岩性段。一般认为，长6期为长7最大湖侵之后湖盆萎缩阶段，为“湖退砂进”的三角洲高度建设期，盆地周边以发育巨厚三角洲朵体为特征。根据区域钻井、测井成果，长6沉积期自下而上发育了长63、长62、长61三个沉积序列，长6油层组总厚度约100～140 m，各小层厚度相当。

1 物源分析

1.1 重矿物分析

重矿物的种类、含量及其组合特征是判定物源区母岩性质的重要指示剂。研究区长6重矿物组分中稳定矿物锆石百分含量最高，介于5% ～92%之间，平均值为58.5%;其次为白钛矿，含量1% ～58%，平均值为17.8%;石榴子石含量1% ～88%，平均值为 14.9%;电气石含量 1% ～11%，平均值为2.4%，黄铁矿、重晶石及其它重矿物平均含量6.5%。

本区重矿物分布具有明显分带性，反映物源具有混源的特点。其中，南部和东北部物源为研究区继承性好，持续时间长的主要物源区，而西北部物源由于分布范围局限。

1.2 轻矿物分析

轻矿物种类及含量的变化特征也是判定物源方向的重要方法之一。通常从物源方向向水流方向，石英含量会逐渐增加，而不稳定矿物长石会逐渐较少，根据该规律可进行物源方向的判定。

长6期各小层轻矿物含量及分布规律表明:稳定矿物石英的含量由南部、东北部向研究区中部庆城－合水地区逐渐增加，而不稳定矿物长石、岩屑含量向中部逐渐减少，由此可判断，物源方向至少来自两个方向，可分为:东北部物源区，主要是以“高长石低石英”为特点;南部物源区，以“高石英低长石”为特点。

综合来看，研究区长6期物源具多方向特点，且主次分明。主要受南部、东北部物源的控制，西北部物源受分布范围影响，对目的层影响不大。

2 沉积相标志

研究区位于盆地西南部，沉积所处位置为湖盆沉降中心地带，一般认为，沉降中心往往坡度较陡，水体较深，为典型的滞留还原环境，是形成优质烃源岩的部位。随着长庆油田近年来先后在沉降中心，即半深湖、深湖环境下获得高产油井后，才使得人们对湖盆底部浊积岩储层展开深入研究。本文通过岩芯观察、岩石结构分析及测井相等综合分析认为，合水－塔儿湾地区长6沉积期即为典型的浊流沉积体系。以下详述各类沉积相标志:

2.1 颜色特征

颜色是沉积岩最直观、最醒目的标志，是沉积环境的良好指示剂。岩芯观察显示，合水－塔儿湾地区长6砂岩颜色以灰色、灰褐色色调为主，多见浅灰色、灰绿色、灰褐色及褐灰色;长6泥岩主要为灰黑色及黑色，多发育水平层理，反映长6沉积时期应为水下还原环境。

2.2 沉积构造

通过岩芯观察及精细描述，区内沉积构造种类多样，较常见的层理构造主要有块状层理、沙纹交错层理、平行层理、水平层理、压扁层理、波状层理、透镜状层理;另外，底层面构造、准同生变形构造、不完整鲍马序列及黄铁矿在本区尤为发育，是判定本区半深湖相浊流沉积的重要标志。

2.3 植物化石

本区长6泥岩、粉砂质泥岩层面上可见大量古生物化石，以植物碎屑化石为主，偶见完整叶片化石;动物化石少见，仅发现个别鱼鳞化石。表明长6沉积期水体相对较深，处于相对缺氧的还原环境下。

2.4 黄铁矿

黄铁矿在岩芯中普遍存在，为半深水、深水滞留还原环境的产物。在地层中，黄铁矿多数以透镜状结核形式产出，可见条带状、层状分布。岩芯观察显示，黄铁矿一般由咖啡色结核的核部向边部逐渐交代生长，最终整个结核被黄铁矿所代替，表明黄铁矿的成因与还原条件下的元素矿物交代富集作用有关，这与本区长6期处于盆地中心半深湖还原环境相一致。

2.5 岩石的结构特征

2.5.1 粒度概率累计曲线

概率积累曲线上的线段对应于滚动、跃移和悬浮搬运三类搬运方式，能较好的反映砂体的搬运性质和水流强弱，而线段的斜率又反映了样品的分选性:斜率陡，分选性好;斜率缓，分选性差。

合水－塔儿湾地区长6储层粒度概率累积曲线形态多为由跃移和悬浮组分构成的两段式，缺少滚动搬运组分。其次为一段式，在粒度概率图上斜率有陡有缓，对应浊积岩鲍马序列从A段到C段，说明分选性逐渐变好。另外，还存在个别由滚动组分和跃移组分组成的两段式，说明浊积砂体中存在少量滚动及跃移组分，悬浮组分较少，水动力条件局部变强。

2.5.2 C－M图

C－M图是Passega(1957)提出的。C值是累积曲线上颗粒含量1%对应的粒径，与样品中最粗颗粒的粒径相当，代表了水动力搅拌开始搬运的最大能量;M值是累积曲线上颗粒含量50%对应的粒径，代表了水动力的平均能量。

本次研究对长6砂岩取样数达30个，且长6砂岩储层为同一沉积环境下的沉积物，符合取样要求。将所有样品的C值、M值点到图上，样品的点群平行于 C－M基线分布，即以悬浮载荷为主，反映了重力流沉积特征。随着水流强度的减弱，C、M值系统地减少，反映了递变悬浮的特点。

2.6 测井相分析

对测井曲线形态及组合特征分析后发现，本区长6电性特征表现为自然电位、自然伽马呈低幅 －中高幅的箱型、齿化箱形、钟形、漏斗形及指形的频繁叠加，形成多种测井曲线组合方式，电阻率曲线为中、低阻的反复叠置，这些特征与河流及三角洲沉积的高幅箱形、钟形具有较大差异，体现浊积岩纵向岩性相变频繁、湖底砂岩泥质含量较高的特点。

综合上述特征，最终确定了合水－塔儿湾地区长6油层组沉积环境属于半深湖相背景下的浊流沉积体系。

3 沉积相类型

在沉积环境确定的基础上，根据研究区沉积特征，选用Walker提出的典型浊积扇沉积微相划分标准，并按有无固定水道的供给，把研究区浊积扇划分为坡移浊积扇和滑塌浊积扇。

图1 典型的浊积扇相序特征(据Walker，1978修改)

其中，又将坡移浊积扇划分为三个亚相:内扇、中扇、外扇(图1)。中扇为坡移浊积岩的主体骨架，内扇靠近物源区，是近基浊积扇的主水道发育区(李文厚等，2001)，研究区位于湖心位置，内扇不发育。而距物源区相对较远的中扇和外扇比较常见。滑塌浊积扇又划分为中心微相和边缘微相。

2.1 坡移浊积扇

当外界发生火山活动、地震、潮汐、风暴时，早先沉积于三角洲前缘斜坡带的砂、泥岩发生滑动，形成碎屑流、液化沉积物流、浊流等重力流并携带大量碎屑物质，在斜坡带底部或湖盆低洼处形成浊积扇体。坡移浊积扇在本区最为发育，分布范围大，且以中扇和外扇沉积比较常见。

3.1.1 中扇

中扇是坡移浊积扇的主体，往往是由多期辫状水道叠置而成，以细砂岩及粉砂岩为主，在研究区广泛发育，构成了本区主要的油气储集层。中扇沉积厚度往往较大，分布面积较广，进一步可划分为辫状水道、辫状水道前缘、辫状水道间等沉积微相。

1)辫状水道微相

辫状水道为一系列的分流辫状水道相互叠置，构成叠合砂体，一般呈透镜状。岩性主要为细砂岩，常见薄层泥岩夹层。可见不完整鲍马序列，厚度数十厘米到一两米。

2)辫状水道前缘微相

为辫状水道向湖中心的过渡部分，处于辫状水道的前缘。岩性主要为细－粉砂岩、泥质岩。剖面可见鲍马序列上部CDE、DE段，波状层理、水平层理较常见。

3)辫状水道间微相

为辫状水道之间重力流溢出时形成的沉积物。岩石类型主要为不规则互层的砂泥岩交互层(吴崇筠，1986)。可见植物碎片及炭屑，差异压实形成的负荷构造较为常见。鲍玛序列主要为CDE或DE段组合。

3.1.2 外扇

位于中扇外缘的湖底平原，地形平坦，水体相对宁静，沉积作用缓慢。半深水和深水泥质沉积周期性地被浊流间断，因无水道限制，水平延伸稳定的薄层砂岩与深湖相暗色泥岩呈交互式沉积。

3.2 滑塌浊积扇

滑塌浊积扇规模较小，平面上一般呈土豆状、片状，剖面上呈透镜状，为发生事件沉积时，沉积物快速整体滑塌形成，主要可划分为中心微相和边缘微相两个相带。

4 结语

(1)本区长6油层组沉积期物源至少来自三个方向，其中南部、东北部物源为持续时间长的主要物源区，西北部物源分布有限，影响较小。

(2)本区长6属于半深湖相浊流沉积，以发育坡移浊积扇中扇亚相沉积为主，中扇亚相又进一步分为辫状水道、辫状水道前缘、辫状水道间等微相，其中辫状水道微相是有利储层主要发育部位。滑塌浊积扇规模较小，可划分为中心微相和边缘微相。

［1］王金鹏，彭仕宓，赵艳杰等.鄂尔多斯盆地合水地区长6－8段储层成岩作用及孔隙演化.石油天然气学报(江汉石油学院学报).2008，30(2):170 －174.

［2］赵俊兴，李凤杰，申晓莉，罗媛，付伟等.鄂尔多斯盆地南部长6和长7油层浊流事件的沉积特征及发育模式.2008，29(3):390－394.

［3］陈全红，李文厚，郭艳琴，梁积伟，崔军平，张道锋等.鄂尔多斯盆地南部延长组浊积岩体系及油气勘探意义.地质学报.2006，80(5)657－663.

［4］李博.西峰－合水地区长6_长8沉积相_古水流方向与物源研究.西北大学硕士学位论文.2006.

［5］杨友运.鄂尔多斯盆地南部延长组沉积体系和层序特征.地质通报.2005，24(4):370 －372.

［6］陈全红.鄂尔多斯盆地南部三叠系延长组沉积体系与层序地层学研究.西北大学硕士学位论文.2004.

［7］梅志超.沉积相与古地理重建.西北大学出版社.1994.