鄂尔多斯盆地环江地区长7储层沉积相研究

丛洪尧，宁定华，罗天相，王 丹，李 伟

(1.西安石油大学地球科学与工程学院，陕西 西安710065;2.中国石油长庆油田分公司第七采油厂，陕西 西安710200)

鄂尔多斯盆地大地构造位置属华北地台西部，呈一南北向较长的矩形盆地，是我国陆上第二大沉积盆地。环江地区位于鄂尔多斯盆地中西部，是近年来勘探开发研究的重点区块之一。该区主力层长6，长8储层物性较好、单井产量较高，目前已大规模建产;而长7等非主力储层出油点不断显现，也揭示了该层可能是油田潜在的勘探开发接替层系，因此，针对长7储层的研究对于该区油气储集层有利目标区的优选和进一步的开发勘探具有重要意义。研究区位于甘肃省境内的环县北部地区，构造单元处于鄂尔多斯盆地天环坳陷区，工区范围南起肖关，北至姬塬，西起山城西，东至乔川，面积约3 371 km2。

1 区域沉积背景

鄂尔多斯盆地延长期开始进入相对独立的大型内陆坳陷盆地演化阶段，盆地内延长组沉积除受当时古地貌、古气候、古水流的控制外，还受湖盆演化的制约。盆地先后经历了湖盆初始产生阶段、湖盆扩张发展阶段、湖盆萎缩阶段、湖盆消亡阶段四个阶段的演化过程。在晚三叠世早期，盆地周缘相对抬升，形成大型鄂尔多斯湖盆，于长10期开始发育，进入长9期盆地快速下沉，河流迅速湖侵。到长8期，湖盆规模、水深均继续加大。于长7期湖盆发展到全盛期，盆地大范围被湖水淹没，深湖区的面积也急剧扩大。进入长6期，湖盆开始萎缩，沉积作用加强。到长4+5期，盆地再度沉降，出现短暂湖泛，湖侵面积有所扩大。直至长3、长2到长1期，湖盆逐渐消亡，演化为三角洲平原，仅在局部地方出现差异沉降，形成了几个内陆闭塞的浅水湖泊。沉积总体显示为西厚东薄、南厚北薄的态势。

2 沉积相标志

沉积相是沉积环境及在该环境中形成的沉积物特征的综合，例如一些岩性、古生物、地球物理及化学等标志，对于判别沉积体系时空分布研究具有重要意义。环江地区长7储层沉积演化时期的标识有:颜色标识、岩石类型及特征、沉积构造标识、测井响应特征等。

2.1 岩性及其颜色标志

碎屑岩中碎屑颗粒颜色的继承色和沉积物在成岩早期形成自生矿物的自生色对沉积介质的氧化还原条件、判断陆上或陆下沉积等具有重要意义。

根据沉积学研究，通常有机质含量增加，岩石颜色变深变暗，有机质含量高往往代表还原环境。碳质反映浅水沼泽弱还原环境，沥青质和分散状硫化铁则反映深水或较深的停滞水环境。沉积岩中含有Fe2+的矿物，如海绿石、绿泥石等，反映弱氧化或弱还原环境。沉积岩中含有Fe3+矿物如赤铁矿、褐铁矿则呈红色或褐黄色，反映氧化或强氧化环境，如河流、冲积扇等。研究区长7砂岩沉积主要为灰、深灰及灰黑色，泥岩和页岩主要为灰黑色或黑色，砂岩和泥岩(页岩)颜色都相对较深，无水上氧化条件下的红色沉积和湖岸线过渡带内的杂色泥岩，整体表现为还原条件下的暗色特征，表明长7碎屑物沉积沉积处于水下还原环境。

2.2 沉积构造

沉积构造也是沉积相的重要特征，它是沉积岩各个组成部分之间的空间分布和排列方式，是沉积物沉积时水动力条件的直接反映，对沉积环境的分析有重要意义。对研究区取心井岩心观察，可见到多种沉积构造，其中有块状层理、平行层理、槽状交错层理及石香肠构造、槽模等层面构造(见图1)。

1)块状层理:层内物质均匀、组分和结构上无差异、不显细层构造的层理。在泥岩及厚层的粗碎屑岩中常见。一般认为块状层理是由悬浮物的快速堆积、沉积物来不及分异因而不显细层，如河流洪泛期快速堆积形成的泥岩层。

2)平行层理:由砂质沉积物组成，是层面具剥离线理的水平层理。代表了一种较强的水动力条件，分流河道等沉积环境中常见。

3)槽状交错层理:槽状交错层在横剖面上各层系的底界呈凹弧形，具有明显的槽状侵蚀底界。槽状交错层理一般由大型不对称的舌状或新月形沙波迁移而成，大多形成在曲流河边滩砂坝或三角洲前缘水下分流河道中。

4)石香肠构造:石香肠构造又称为布丁构造，不同力学性质互层的岩系受岩层挤压形成的一种形似香肠的构造。当受挤压时，软弱层被压向两侧产生塑性流动，而强硬层不易塑性变形被拉伸至致拉断，形成断面上形态各异、平面上呈平行排列的长条状岩块段，因岩块段形如香肠而故名。

5)槽模是定向的水流在还没有固结的软泥表面冲刷形成的凹槽，后来被砂质充填形成的。其长轴方向代表水流方向，高起的一端代表上游;沟槽是岩石底面上的一种平行脊状构造，和模槽一样，也是确定古水流方向的标志之一。上述层理有规律的组合总体上反映了三角洲－湖泊沉积环境特征。

图1 环江地区长7储层岩石构造及特征

2.3 测井响应特征

测井相是从测井资料中提取与岩性有关的地质信息。一般根据自然电位曲线和自然伽马曲线的幅度、曲线形态、接触关系、曲线光滑程度并结合区域地质综合资料进行分析反映沉积地层的岩性、粒度、分选性、泥质含量和垂向变化等特征。然而，测井响应反映岩性特征往往具有多解性，因此必须结合沉积相标志和沉积背景条件才能确定出其相应的沉积相及沉积微相。

该研究区内，自然伽马能较好地反映地层中的泥质含量以及碎屑粒度变化的沉积序列和演化特征，自然电位的变化能较好的反映目的层段储层砂泥岩剖面的特点。利用自然电位曲线(SP)，结合自然伽马曲线(GR)及岩心资料来在孔渗性相对好的厚砂层以分析沉积微相特征(见图2)。三角洲三角洲前缘水下分流河道主要以细砂岩、粉砂岩为主;磨圆度以次棱角状为主，分选性中等。从曲线组合来看，砂岩中自然电位曲线呈箱形、钟形或钟形 －箱形复合，砂岩厚度较大，泥岩含量较低，反映物源丰富、水动力条件稳定的浊积水道及水下分流河道沉积;分流间湾主要由泥岩、粉砂岩夹薄层状砂岩组成，自然电位接近泥岩基线，中间夹微幅值负异常，自然伽马曲线高值，为无明显韵律特征的曲线形态。天然堤河道发育分支河道两侧，垂向序列为正韵律或复合韵律，电测曲线为钟形或锯齿状。

3 主要沉积微相类型及特征

在区域沉积背景分析的基础上，充分运用岩性沉积构造、相序等沉积学原理，以及沉积相识别的重要标志，分析认为研究区长7油层组的沉积体系属于三角洲前缘及半深湖—深湖相沉积环境共存，主要微相类型为水下分流河道、水下天然堤和分流间湾，浊积水道、水道前缘和水道间。总结研究区长7沉积相类型及主要特征，具体结果见表1。

4 沉积微相平面展布特征

研究区长73为三角洲前缘和半深湖－深湖沉积环境，西部为裙带状分布的三角洲前缘亚相，从东至西依次发育5条水下分流河道，在工区中心处交汇，主要由水下分流河道和分流间湾组成，物源方向为西北和西南向，河道中心处砂体厚度8～19 m，砂地比10% ～40%。工区东部半深湖 －深湖亚相沉积，浊积岩不发育，砂体规模小，零星分布 ，主要沉积物为一套以泥质为主的油页岩和高阻泥岩，俗称“张家滩页岩”，为鄂尔多斯盆地中生界主力烃源岩。

长72期沉积相分布特征继承了长73期的格局，盆地湖水面积有减少趋势，显示湖侵作用逐渐减弱，三角洲前缘亚相带向湖盆中心扩大，半深湖－深湖相沉积面积较长73明显减少，水下分流河道砂体较长73发育，浊积砂体发育，平行于湖岸线展布。

长71期湖盆面积继续缩小，显示湖侵作用进一步减弱，前缘亚相带较长72向湖盆中心萎缩。前缘相砂体进一步发育，在主河道交汇处，河道宽度为8～10 km，地层厚 40～45 m，累计砂体厚度为5～16m，最厚可达 25.4 m，砂地比为30%～40%，砂体呈条带状展布，发育规模较大，厚度较大。浊积砂体较长72、长73发育，平行于湖岸线展布，从平面上看，工区东部浊积砂体复合连片，规模大。同时，长71浊积砂体也是长7油藏的主力储层，目前已发现的长7油藏主要集中分布在长71浊积砂体储层中。

表1 环江地区长7储层沉积相划分及主要特征

5 结语

(1)环江地区长7沉积期沉积类型主要为三角洲相和湖泊相，受西北和西南向物源方向影响，前缘亚相沉积从东至西依次发育5条分流河道，砂体展布沿河分布。东部为深湖－半深湖沉积，长71、长72期浊积砂体较为发育，长73期浊积砂体不发育。

(2)环江地区长7期湖岸线继续扩大，其中长73期湖盆面积最大，半深湖－深湖相浊积砂体不发育;长72期湖盆沉积面积减小，水下分流河道砂体较长73发育，砂体较厚区域，对应的储层参数值相对较高，三角洲前缘分流河道砂体与油源紧密接触，这些优势条件使得湖侵期砂体中易形成原生油藏。长71浊积砂体较发育，在工区东部大量发育浊积体系，厚度大，分布面积广，是勘探部署的重要目的层。

图2 环江地区长7储层测井相解释图

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