鄂尔多斯盆地华庆地区长4+5层沉积微相研究

周从业，张春生 (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)

何瑶瑶 (中石化江汉油田分公司物探研究院，湖北 武汉 430033)

曾凡成 (中石油吉林油田分公司勘探开发研究院，吉林 松原 138000)

王文乐 (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)

鄂尔多斯盆地华庆地区长4+5层沉积微相研究

周从业，张春生 (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)

何瑶瑶 (中石化江汉油田分公司物探研究院，湖北 武汉 430033)

曾凡成 (中石油吉林油田分公司勘探开发研究院，吉林 松原 138000)

王文乐 (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)

上三叠统延长组长4+5层是鄂尔多斯盆地华庆地区元281～白284井区重要的勘探开发目的层。根据已有的岩心、测录井资料及前人的相关研究成果，对华庆地区元281～白284井区三叠纪长4+5期的沉积相类型、沉积微相特征及沉积微相展布进行了系统研究，结果表明，华庆地区元281～白284井区三叠纪长4+5期发育三角洲沉积体系，主要发育三角洲前缘亚相，缺三角洲平原亚相和前三角洲亚相；长4+5期由于后期发生了一次湖侵，砂体产生退积，分流河道变宽，分割性减弱，砂体沉积范围较前期扩大；三角洲前缘亚相可划分为6种微相类型，其中以水下分流河道微相最为发育，是该区内良好的储集层，也是今后勘探和开发的主要方向。

鄂尔多斯盆地；华庆地区；长4+5；沉积微相；展布

华庆地区元281～白284井区地处鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的西南部，其范围东起白224井～白256井，西至里82～里79井，北达元281井，南抵里68～白284井,面积约2000km2，处于华池县界内。伊陕斜坡为一西倾单斜，在单斜背景下由于差异压实作用，使得研究区长4+5层形成了一些小的鼻状隆起，这些发育在西倾单斜上的鼻状隆起与小层砂体配合对油气的聚集起到一定的控制作用[1]。根据沉积旋回和岩性的变化，鄂尔多斯盆地延长组自下而上可分为10个油层组。盆地自长10期开始扩张发育，到长7期湖盆面积达到最大，之后湖盆进入萎缩阶段，至长2期整个盆地内部已无深湖区存在，其他地区皆为三角洲平原和冲积平原，气候湿润，河流广布。长4+5期为一次短暂的湖侵期，湖水进一步扩大，分割性减弱，三角洲建设进程趋于减慢，总体上湖盆已进入枯竭期[2]。此段主要发育砂、泥互层沉积。此时，深湖相范围退缩到富县、华池、环县一带。研究区即接近深湖，物源方向仍以北东向为主，三角洲面积较之前减小[2-3]。

1 沉积相标志

1)岩性标志 研究区长4+5层以泥岩居多，砂岩次之，其中砂岩又以粉细砂岩为主，且多见薄砂层夹于泥岩中形成砂泥互层。砂岩多为浅灰色或灰白色，泥岩主要为灰色和深灰色，砂岩、泥岩颜色均相对较深，反映了浅水至半深水的沉积环境。砂岩为一套极细～细粒长石砂岩和极细～细粒岩屑长石砂岩；碎屑成分以长石为主，次为石英和少量岩屑。填隙物以胶结物为主，少量杂基。砂岩颗粒磨圆度中等，分选中等偏好。另外，碎屑颗粒在粒度分布图上主要为两段式和三段式，以跳跃组分和悬浮组分的组合为主，其中两段式缺少滚动组分。粒度频率曲线峰值25%左右，主峰位于细粒一侧，以细粒组分为主。以上岩石学特征说明砂岩矿物成熟度较低，结构成熟度较高。均表现出远距离搬运、较强水动力条件的牵引流沉积特点，符合三角洲前缘等水下沉积特征。

2)沉积构造标志 研究区长4+5层取芯井段保存的反映流动成因的原生沉积构造非常丰富，这些原生沉积构造及其序列是判别沉积环境的有力工具。通过对该段的岩心观察发现，该段自上而下广泛发育有板状交错层理-水平层理-楔形交错层理，偶见互层层理和透镜状层理(图1)；与之对应的岩性特征为细砂岩，泥岩，细粉砂岩，多互层。这些原生沉积构造序列与岩性组合具有明显的规律性。除此之外，取芯井段中还发育有一些同生变形构造，如滑塌变形构造、包卷层理、砂枕砂球构造等，这是碎屑物质快速堆积沉积的标志，滑塌变形的出现表明存在着水下斜坡带。以上沉积构造上的特点综合反映了河流入湖的三角洲前缘沉积环境。

1—波状层理，白458井；2—板状交错层理，白229井；3—泥砾，白457井；4—滑塌变形构造，元238井；5—砂枕构造，元292井；6—水平层理及交错层理，砂泥互层沉积，里70井；7—透镜状层理，235井；8—重荷模砂球，元238井。

3)古生物标志 岩心观察描述过程中的古生物标志主要分为古生物遗体和遗迹2类。通过对华庆地区长4+5层的岩心观察发现，留存的古生物化石较为稀少。偶尔可见植物的根茎碎片，里70井长4+5层存在生物钻孔留下的遗迹，元238井长4+5层存在脊椎动物化石，长约10cm、宽3cm,骨骼脉络非常清晰，经过分析化验为鱼类化石。总体上，华庆地区长4+5层古生物标志稀少，鱼类化石的出现表明区域内存在着湖泊沉积环境。

2 沉积微相类型及特征

通过对研究区岩心、录井资料的分析，综合前人对区域沉积相的研究成果，认为华庆地区长4+5层沉积前古地形相对平缓，自北东向南西方向发育陕北古斜坡，北东方向为古高地，在古地形的控制下，长4+5时期主要发育三角洲前缘亚相沉积。

三角洲前缘亚相位于河流进入湖口至变陡湖坡之间的滨浅湖地带，是三角洲沉积体系中厚度最大、沉积类型最复杂的部位。研究区长4+5层的主体就位于该亚相带中，按照沉积特征在研究区内长4+5层该亚相可以分为6个沉积微相：

1)水下分流河道微相 华庆地区长4+5时期古地形坡度较缓，因此河流在进入湖泊后沿湖底水道向湖盆方向继续作惯性流动延伸形成水下河道，由于河道的位置不稳定，分流汇合和侧向迁移频繁，因而在同一时期的水下分流河道在平面上呈条带交织状分布，具有成层性好、可比性强的特点，形成湖泊三角洲前缘的骨架砂体。此微相为研究区的主要分布砂体，发育有板状交错层理、平行层理，有时可见到楔型交错层理、变形层理和砂枕构造，砂体上部发育砂纹层理。该微相的岩性以细砂岩为主，局部可见到中砂岩，常见底部为中砂、向上为细砂为主过渡到粉砂的正粒序。单砂层的厚度在1～2m之间，个别可达3～7m。砂岩中常发育冲刷面，在冲刷面上常见的泥砾富集层。粒度曲线多为两段式，部分为三段式，其中跳跃部分斜率较高，说明分选较好，含量一般在70%～80%，悬浮总体含量常小于10%。其斜率常随跳跃总体的变细而变缓，少发育滚动总体。自然电位曲线形态多数为中-高幅宽箱形，反映物源供给和水动力条件稳定的均质沉积；其次为中-高幅厚的钟形，具有正韵律特征，在砂体顶部还可见小型浪成沙纹层理，反映砂体顶部受湖浪作用的结果(图2)。

水下分流河道微相的主体横剖面形态呈顶平底凸的透镜状，河道中心厚度一般为5～10m，最大厚度可达30m。但水下分流河道沿较早砂坝顶继续向前推进时，自然电位曲线形态呈现下坝上河的中-高幅漏斗-箱形或漏斗-钟形特征。此类砂体在剖面上与下伏的河口坝砂体或河道侧缘沉积呈截切超覆关系，而边部与河道侧缘为渐变关系，构成连续向上的正韵律。在平面上具备一定的离散辐射状向湖盆方向延伸，并由不同级次的河道频繁分流汇合，构成向湖盆深处不断推进的和扩大发散的网状水系。

2)水下分流河道侧缘微相 该微相为水下分流河道两侧靠边部的沉积，比河道中心的主砂体岩性要细些、厚度要薄。主要由细砂岩、粉砂岩组成具有向上变细的正韵律特征，发育小型交错层理、斜层理、透镜状层理、沙纹层理。由于砂体从河道主体向河道侧缘变薄尖灭，含油性较差，在研究区该微相的砂岩厚度一般在2～5m，砂岩一般多段分布。

3)分流河口砂坝微相 分流河口砂坝位于水下分流河道的河口外，沉积速率最高。由于河水在注入湖泊以后仍保持较高的流速沿湖底水道继续向前流动，并将大部分的悬浮和推移载荷带到河口以外的湖区中心沉积下来，从而形成以水下分流河道沉积为主，河口坝沉积为辅的湖泊三角洲沉积特征。研究区在钻井中钻遇的三角洲河口坝常不完整，规模较小，其厚度常在0.5～2m之间，最厚可达6～8m，较少见到多个河口坝砂体连续迭置构成的进积序列。但从总体上来看，河口坝砂体仍是该区重要的含油砂体之一，而且常常上部含油性较好。河口坝砂体由粉砂岩、粉-细砂岩构成，单个砂体有向上变粗的反粒序。沉积构造最丰富，砂体下部发育水平层理、沙纹层理，局部为块状层理，上部出现板状交错层、小型槽状交错层理，具有滑塌构造与包卷构造和重荷模砂球，显示出在沉积初期处于有间歇湖浪作用的弱动荡环境，当水深变浅，能量作用增强而快速堆积，易发生滑塌作用的特点。但由于水下分流河道的作用，早期河口坝常被后期河道破坏，形成沿河道方向展布的一系列残留河口坝。其自然电位曲线以单个中幅三角形和指状为主，局部可见到幅度向上加大的漏斗复合体(图3)。

图2 华庆地区长4+5期水下分流河道微相剖面图

图3 华庆地区长4+5期分流河口砂坝微相剖面图

4)水下天然堤微相 研究区该微相的岩性为极细的砂和粉砂及泥质夹层，发育波状层理、沙纹层理及包卷层理等沉积构造，还有少量生物钻孔遗迹(里70井)。自然电位曲线形态呈现中-低幅指形曲线，粉砂岩厚度一般小于1m，含油性大多为油斑以下或不含油。

5)远砂坝及前端席状砂微相 远砂坝和席状砂微相在研究区长4+5层出现较少，含油性一般较差，多数在油斑级以下。

6)水下分流间湾微相 研究区内长4+5层该微相的岩性为泥岩和泥质粉砂岩的韵律薄层互层组合，其厚度变化较大为0.5～2m。发育水平层理、砂纹层理，显示该微相主要处于较平静的低能环境。在剖面上该微相位于水下天然堤之上，并可能夹有决口扇沉积。顶部过渡为前三角洲的黑色泥岩沉积，电测曲线呈低幅的齿状或光滑的曲线。同样由于研究区接近深湖，该微相常被视作前三角洲泥沉积。

3 沉积微相展布

研究区长4+5层主要属于吴旗-华池曲流河三角洲前缘亚相沉积，物源呈北东往南西方向。通过地层对比将长4+5期分为长4+51和长4+52前后2期，两期均以水下分流河道沉积为主，均有3条主河道呈北东-南西方向分布，古水流自北东向南西流动，河道较宽。前期3条河道相对独立，第1、第2条河道较平直，而第3条河道较弯曲，发散成多条分支；该时期砂体不发育，基本上已经到达浅湖区，第2、第3条河道到这里消失。河口坝在河道消失前端发育，河道侧缘以及前缘席状砂分布较广(图4)。后期3条河道在元287井、白259井一线汇合，然后中间河道消失，分流为两边2条河道，进入浅湖区，入湖的碎屑物质逐一沉积下来，呈席状砂平铺在深湖相泥岩上面。综合分析表明,由于后期发生了一次湖侵，水体加深，沉积砂体明显较前期后退，发生退积作用。同时后期河道分割性也减弱，河道变宽，河道侧缘及前缘席状砂体也较前期发育，范围更广(图5)。

图4 华庆地区元281～白284井区长4+52沉积微相平面展布图

图5 华庆地区元281～白284井区长4+51沉积微相平面展布图

4 长4+5油层组沉积模式

从区域上看，晚三叠系延长组时期鄂尔多斯盆地是一个东缓西陡的不对称盆地，在长4+5沉积前，盆地东北部为一古高地，地形较为平坦，在此基础上发育了一套河流相-三角洲相-湖泊相的沉积体系。在长4+5期研究区处于这一沉积体系的中段即三角洲前缘亚相沉积；往北是远源流长的河流相-三角洲平原亚相沉积，是研究区最重要的碎屑物质来源，广泛发育着一套较厚的冲积平原沉积；往南则是前三角洲亚相-湖相沉积，发育着一套湖相泥岩沉积，这些泥岩富含有机质，可以成为很好的烃源岩。从研究区已探明的砂体展布和发育情况来看，分流河道微相砂体分布密集，存在着明显的分叉现象，是研究区的骨架砂体，分流河道砂体非常连续且水下延伸较远, 往南向湖泊中心逐渐变薄至消失；河口坝微相砂体相对不甚发育；此外，研究区缺乏岸线沉积标志，南部的暗紫色泥岩显示为弱氧化环境的浅湖相前三角洲沉积。所有的这些特征均符合河控浅水三角洲沉积模式。综合考虑认为华庆地区长4+5层为一套河控浅水三角洲前缘沉积。

[1]武富礼,李文厚,李玉宏，等.鄂尔多斯盆地上三叠统延长组三角洲沉积及演化[J].古地理学报,2004,6(3):307-315.

[2]曹红霞.鄂尔多斯盆地晚三叠世沉积中心迁移演化规律研究[D].西安：西北大学,2008.

[3]刘化清,袁剑英,李相博，等. 鄂尔多斯盆地延长期湖盆演化及其成因分析[J].岩性油气藏，2007，19(1):52-56.

[4]何自新.鄂尔多斯盆地演化与油气[M].北京：石油工业出版社,2003:170-171.

[5]陈钢花.陕甘宁盆地三叠系延长组测井-沉积微相研究[J].中国海上油气(地质),2002,16(1):54-57.

[编辑] 洪云飞

10.3969/j.issn.1673-1409.2012.01.009

P618.13

A

1673-1409(2012)01-N025-04