鄂尔多斯盆地环江地区长8储层沉积微相特征及油气富集规律研究

高 伟 孙佳才 张同伍 段鹏辉 雷宇田 韩 詹

（1.中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院 2.中国石油长庆油田分公司第二采气厂3.中国石油长庆油田分公司超低渗透油藏第一项目部）

0 引言

鄂尔多斯盆地位于中国大陆中部，面积约37×104km2，是中国第二大沉积盆地，也是我国重要的含油气盆地之一[1-2]。环江地区位于鄂尔多斯盆地环县以北地区，范围南起肖关，北至姬塬，西从山城西，东至乔川，横跨陕北斜坡和天环凹陷，面积约3000 km2。局部发育近东西向的鼻状构造。晚三叠世，受印支运动影响，盆地演化进入了大型内陆差异沉积盆地的形成和发展时期，堆积了一套以河流－湖泊相为特征的陆源碎屑岩系。近年来，在该区长8层位钻探的大部分井获得了工业油气流或油气显示，进一步预示了该区有着巨大的勘探潜力。但由于长8沉积相研究程度低，砂体厚度变化大，空间分布复杂且非均质性强，砂体展布规律不清，因此开展该区沉积相类型及特征等基础地质研究，有利于确定可供开发的油气富集区，为下一步开发方案的部署提供依据（图1）[3]。

1 岩石学特征

图1 研究区位置图

图2 环江地区延长组长8岩石类型三角图（薄片面积）

鄂尔多斯盆地环江地区延长组岩性主要为陆源碎屑岩，由于沉积体系不同，形成了多种多样的岩石类型和不同白云岩类组合。岩心观察和薄片鉴定资料表明，研究区三叠系延长组长8储层岩石类型主要为岩屑长石砂岩，少量长石砂岩和长石岩屑砂岩（图2）。薄片显示组分特征（面积）为：石英平均含量为29.8%，长石平均含量为26.3%，岩屑平均含量为22.25%；填隙物的主要成分是水云母和铁方解石，平均含量可达13.06%；扫描电镜观察，自生黏土矿物以伊利石、绿泥石和高岭石为主，绿泥石呈叶片状，多垂直于碎屑表面生长形成绿泥石膜；此外，还有部分绿泥石充填粒间孔隙。自生高岭石多呈假六方板状集合体充填粒间孔隙中。伊利石则呈片状、丝状分布。由于成岩作用差异，各层系填隙物组分含量各有不同，从而造成其储层物性优劣差异，进而造成各层系储层的含油富集程度不同。储层孔隙类型以粒间孔、长石溶孔为主，发育少量岩屑溶孔、粒间溶孔、晶间孔及微裂隙，构成了油气储集的主要空间。

2 沉积微相类型及特征

根据野外剖面观察、岩心描述、测井电性特征及单井相特征进行沉积相综合分析，确定研究区长8储层沉积相主要为三角洲前缘亚相，主要由水下分流河道、河口坝、水下分流间湾以及水下天然堤和河口坝等沉积微相构成。

2.1 水下分流河道微相

水下分流河道是平原分流河道的水下延伸部分，分布面积广，为三角洲前缘骨架相。岩性以浅灰色、灰绿色中—细粒砂岩、粉细砂岩为主，夹泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，垂向上呈多层正韵律砂层叠加向上变细的正粒序剖面结构。砂岩的成分成熟度中等，而结构成熟度较高，粒度概率累积曲线多为二段式，其中跳跃次总体含量最高，悬浮次总体较低，滚动次总体一般不发育。沉积构造以大型平行层理、交错层理为主，砂岩底部见有冲刷面构造，显示出较强的水动力条件（图3a、图3b）

图3 典型岩心构造特征

单个水下分流河道砂体自然电位曲线呈微齿状或光滑状的中—高幅钟形或箱形（图4），自然伽马曲线幅度值较低，齿化较少。多个水下分流河道砂体曲线叠加呈中—高幅钟形或箱形，厚度大，物性好，平面上呈交叉带状分布，连通性较强，既是油气的运输通道，也是主要的储集场所，往往容易最先捕获油气而成藏。

图4 环江油田罗96井长82水下分流河道沉积相综合柱状图

（2）河口坝

河口坝是三角洲前缘亚相中最具特色的沉积体，岩性以粉细砂岩或泥质粉砂岩为主，颗粒分选较好，砂岩中常见平行层理、交错层理、滑塌枕状构造、包卷变形层理和搅动构造，生物遗迹较丰富。平面上常呈椭圆形与河流方向平行，纵向上形成了向上变粗的反旋回序列。河口砂坝的中上部一般孔渗条件较好，为理想的储集层。测井响应剖面序列中，河口砂坝多位于自然电位曲线负异常最大幅度的下方，曲线幅度低于其上部的水下分流河道，高于下部的席状砂或远砂坝，自然电位曲线以漏斗形或台阶状漏斗形为主。

（3）水下分流间湾

岩性主要为深灰色泥岩、泥质粉砂岩及粉砂质泥岩。由于水动力较弱，沉积构造以水平层理为主，次为波状层理，见浪成波痕。泥岩中化石较丰富，以炭化植物为主（图3c）。生物扰动作用强烈，钻孔构造(垂直、水平虫孔)较为发育，变形、包卷构造常见。自然电位及自然伽马曲线呈低幅微齿状。

（4）水下天然堤

水下天然堤微相是陆上天然堤在水下的延伸，往往分布于水下分流河道两侧，其特征基本上与水上天然堤特征相似。岩性以灰色、深灰色的粉砂质泥岩及泥质粉砂岩为主，向上粒度变细。沉积构造以水平层理、爬升层理最为典型（图3d），另外也含有一些生物钻孔构造、炭化植物茎干和叶片化石。自然电位曲线呈低幅度的指状或齿状。

（5）远砂坝

远砂坝是由河流所携带的细粒沉积物在三角洲前缘与浅湖过渡的地带所形成的坝状沉积体，位于三角洲前缘亚相最前端，所以又称末端砂坝［4］。由于湖浪水动力作用较弱，岩性主要以灰黑色粉砂质泥岩夹细砂岩、粉砂岩组成，砂体厚度不大，常见包卷层理、砂枕层理、沙纹层理。在垂向沉积层序上，位于河口坝之下，前三角洲黏土沉积之上，与河口坝砂体构成下细上粗的反旋回序列，测井曲线上形态呈低幅的漏斗形或齿化的指形。

3 沉积微相及砂体展布特征

根据区域沉积体系分析，结合岩性、构造及测井电性特征进行沉积相综合分析表明，研究区长8主要为三角洲前缘沉积环境，在砂岩厚度等值线的基础上，依据优势相原则对单井剖面进行简化、整合，编制了以优势相为主的沉积微相及砂体展布图。

3.1 长82沉积微相及砂体展布特征

研究区长82期是在长9末期小型湖侵后的首次三角洲建设期，经历长9期湖侵后，长8期盆地基底由下沉逐渐转为抬升，湖盆开始收缩，沉积补偿速率大于沉降速率，沿湖三角洲沉积体系向盆内不断进积，主要表现为北西向及北东向的物源供应大大加强，三角洲沉积体系非常发育。沉积微相以水下分流河道为主体，河道之间为分流间湾所隔，局部发育河口坝、远砂坝以及水下天然堤。工区自东往西主要发育7条分流河道，河道宽约4～8 km，分别呈北东、北西及南北向展布（图5）。

图5 环江地区三叠系延长组长82沉积相图

长82期砂体规模相对较小，平面上交叉汇合呈网状连片发育，砂体厚度大部分处于5～20 m之间，主体带的厚度在10～15 m之间，砂体形态反映了该期以三角洲前缘水下分流河道沉积为主体的特征（图6）。

图6 环江地区三叠系延长组长82砂体展布图

3.2 长81沉积微相及砂体展布特征

长81期古地理面貌尽管继承了长82期的特点，但由于河流的进积作用持续加强，三角洲向湖盆方向强烈推进，不同级次的水下分流河道交叉汇合连片更加明显，河道延伸长，宽度大。沉积微相仍以三角洲前缘亚相沉积环境为主。这一时期物源以北西向及南北向为主，主要微相类型为水下分流河道及分流间湾。研究区内主要发育7条主河道，河道规模相对长82期大，宽约5～12 km，主要呈北西向及南北向展布（图7）。

图7 环江地区三叠系延长组长81沉积相图

长81期砂体继承性较好，规模相对较大，不仅空间展布范围广，而且砂体厚度亦大，主体带的厚度超过20 m，具有良好的储集体条件。（图8）。

图8 环江地区三叠系延长组长81砂体展布图

5 油气富集规律与沉积微相的关系

有利区的沉积相带不仅是油气运移的重要载体，更是油气富集成藏的地质基础［5］。环江地区长8储层各小层沉积微相展布特征表明，三角洲前缘亚相中的水下分流河道空间展布范围广，砂体厚度大，砂质纯净，分选好，储集性能优越。纵向上长8油层组上部为长7油层组的深湖相泥岩和油页岩，具有厚度大、分布广、有机质丰富、有机质类型好和成熟度高的特点，不仅是优质的生油层，也是天然良好的盖层，加之长8油层组内部的分流间湾泥岩既可作为具有一定生油能力的油源,也可作为局部性盖层,这样使长8油层组具备了良好的生储盖组合，对油气的聚集处于“近水楼台”的优越位置，往往优先聚集油气而成藏，可以作为研究区下一步油气开发的主要方向。

1 杨华.鄂尔多斯盆地三叠系延长组沉积体系及含油性研究[D].成都理工大学学位论文,2004:4-6.

2 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.

3 罗顺社，银晓.鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长8沉积相的研究石油天然气学[J].2008，30（4）:5-9.

4 朱筱敏.沉积岩石学[M].北京:石油工业出版社，2008.

5 汪建辉，施泽进，田亚铭.盆地宜川-旬邑地区延长组长6油层组沉积相研究西部探矿工程[J].2008，4:85-87.