鄂尔多斯盆地甘谷驿油田唐157井区长6油层组沉积相研究

刘秉晞，贺志亮，陈 宇，张汉生，宋 超，张春燕

(1.长安大学 数字油田研究所，陕西 西安 710054；2.长安大学 油田数据科学实验室，陕西 西安 710054；3.长安大学 地球科学与资源学院，陕西 西安 710054)



鄂尔多斯盆地甘谷驿油田唐157井区长6油层组沉积相研究

刘秉晞1,2,3，贺志亮1,2,3，陈 宇3，张汉生3，宋 超3，张春燕1,2,3

(1.长安大学 数字油田研究所，陕西 西安 710054；2.长安大学 油田数据科学实验室，陕西 西安 710054；3.长安大学 地球科学与资源学院，陕西 西安 710054)

结合鄂尔多斯盆地晚三叠世延长期区域沉积背景，以岩心、薄片、测井资料等为基础，通过对岩石类型、成分及颜色、粒度分布、沉积构造、测井相等沉积相标志进行分析，研究了甘谷驿油田唐157井区长6油层组沉积相类型及沉积微相平面展布特征。结果表明，该区长6油层组位于三角洲前缘亚相，而不是三角洲平原亚相，主要分为水下分流河道及其侧缘、水下天然堤、分流间湾、残余河口坝、前缘席状砂等微相类型。其中水下分流河道对油气的聚集起主导作用。在三角洲前缘建设期的长61、长62、长63砂体巨厚，平面连通性较好，是主要油层发育段。

沉积相；长6油层组；甘谷驿油田；鄂尔多斯盆地；三角洲前缘

刘秉晞，高志亮，陈宇，等.甘谷驿油田唐157井区长6油层组沉积相研究[J].西安石油大学学报(自然科学版)，2016，31(4):44-50.

LIU Bingxi,HE Zhiliang,CHEN Yu,et al.Study on sedimentary facies of Chang 6 oil-bearing strata in 157 well-block of Ganguyi Oilfield in Ordos Basin [J].Journal of Xi'an Shiyou University (Natural Science Edition),2016,31(4):44-50.

引　言

甘谷驿油田位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡带上，三叠系延长组的长6油层为该区主力产油层，按沉积旋回从上至下划分为 4个小油层，即长61、长62、长63和长64[1]。研究区唐157井区位于甘谷驿油田西北部，东起唐86井，西至唐151井，南到1352井，北抵唐87井。前人研究表明，长6 油层在研究区内分布范围、储集性能及产能的高低主要受沉积特征的控制[2]，而对于研究区长6油层究竟位于水上三角洲平原还是三角洲前缘，一直存在分歧。因此，随着开采程度的提高和开发难度的不断加大，对研究区长6油层进行岩石学特征及沉积相带的详细研究，对该区的油气勘探和开发具有十分重要的指导意义。

1　沉积相划分标志

1.1岩石类型、成分及颜色

研究区长6油层组岩石类型多为砂岩、泥岩以及斑脱岩等。研究区岩石矿物组分中长石含量普遍较高，次为石英，同时发育有少量黑云母，岩屑以变质岩岩屑和沉积岩岩屑为主，填隙物多为泥、钙质杂基。重矿物含量较少，其中稳定组分为锆石、磷灰石，稳定性较差的组分包括石榴子石、黄铁矿、绿帘石等。砂岩多呈灰色，泥岩以深灰色、黑色为主，局部见杂色，油页岩主要为黑色。

对于研究区长6油层究竟位于水上三角洲平原还是三角洲前缘，笔者通过对研究区长6油层组砂岩薄片进行镜下分析，在部分样品中发现水下指相次生矿物海绿石[3]， 如图1所示， 其中图1(a)中的变形海绿石由软泥状态下受压形成，是原地生成的证据。该油层组岩石整体表现为还原条件下的暗色特征，可以认为该区长6油层应属于水下三角洲前缘亚相。

图1　唐121井、唐109井长6油层组粉砂岩中的海绿石Fig.1　Glauconite in the Chang 6 reservoir siltstone of Tang121 well and Tang109 well

1.2粒度分布特征

碎屑岩的粒度分布及分选性是衡量沉积介质能量的尺度，是判断沉积时自然地理环境以及水动力条件的良好标志[4]。研究区长6油层组岩性以细粒长石砂岩为主，平均粒径为3.08目，标准偏差平均为0.52，粒度分布偏粗态，近于正态对称尖锐分布。粒度概率累积曲线以“两段式”为主，少数为“三段式”，发育跳跃总体及悬浮总体，部分曲线细截点段呈过渡段。

图2(a)和图2(b)为研究区唐108井和唐138井长6油层组砂岩粒度概率累积曲线，分别呈“两段式”和“三段式”。跳跃总体含量一般大于80%，且斜率较陡，表明分选中等，部分跳跃总体发育次总体，细截点为3.0～3.5目[5]，而滚动组分发育较少，反映其沉积环境为三角洲前缘水下分流河道。

图2　研究区长6油层组岩石粒度概率曲线(资料来源：文献[5])Fig.2　Cumulative grain-size distribution curves of Chang 6 reservoir in study area

C-M图显示研究区长6油层组的C值平均为0.26 mm，M值平均为0.16 mm，主要发育牵引流成因的递变悬浮沉积QR段[5](图3)，符合三角洲前缘水下分流河道沉积特征。

图3　研究区长6油层C-M图(资料来源：文献[5])Fig.3　C-M diagram of Chang 6 reservoir in the study area[5]

1.3沉积构造

碎屑岩中的沉积构造是对沉积环境的直观反映，特别是物理成因的原生沉积构造最能反映沉积物形成过程中的水动力条件。某1种或多种沉积构造的组合可以作为判识水体环境、能量和深度等沉积信息的标志。根据取心井岩心观察，研究区长6油层组砂岩中可见平行层理、中小型交错层理、块状层理、变形层理等；泥岩中可见水平层理和脉状层理等(图4)。沉积构造反映甘谷驿油田唐157井区长6油层组为牵引流沉积。

1.4测井相特征

通过对取心井进行系统的微相解释，并将其与测井响应对比，研究区长6油层组三角洲相各沉积微相的测井相具有以下特征：

(1)中、高幅钟形、箱形测井相

研究区水下分流河道砂体自然电位曲线以中-高幅箱形或钟形为主(图5(a))，其形态差异明显，主要取决于分流河道的所处位置,在河道主体内，河道砂体巨厚，天然堤不发育，则表现为箱形；位于河道侧缘分流河道沉积减薄，天然堤沉积较厚，曲线表现为钟形[5](图5(a)和图5(c))。

(2)中、高幅漏斗形测井相

该测井相模式代表研究区河口坝沉积微相，由于河口坝微相具有典型的上粗下细的反韵律特征，自然曲线形态呈漏斗形，幅度为中高幅，但比水下分流河道幅度要低(图5(b))。

(3)低幅度齿形测井相

该测井相模式代表研究区分流间湾沉积或水下天然堤沉积，由于厚度较薄，常夹于河道砂体及河口坝砂体之间，大多仅显示2个高幅度峰值间的低幅度谷状单齿特征，只有分流河道砂体及河口坝砂体厚度较薄时，其间所夹的分流间湾及天然堤沉积出现多齿特征(图5(d))。

(4)中低幅指状测井相

自然电位中部较低，顶底较高，曲线变化幅度小，本身岩性较细，厚度较薄。该测井相模式反映沉积过程中能量变化快，主要代表席状砂微相。

2　沉积微相类型及特征

根据以上对研究区延长组长6油层组的岩石类型、成分及颜色，粒度分布特征，沉积构造，测井相特征等沉积相划分标志的研究，可以认为研究区上三叠统延长组长6油层主要处于三角洲前缘亚相带，可划分为水下分流河道及其侧缘，以及水下天然堤、分流间湾、残余河口坝、前缘席状砂等5种沉积微相。

图4　研究区长6油层组岩心沉积构造特征Fig.4　Sedimentary tectonic characteristics of Chang 6 reservoir cores in the study area

图5　甘谷驿油田唐157井区长6油层组唐87井沉积微相测井相特征Fig.5　Logging characteristics of sedimentary microfacies in Chang 6 reservoir of Tang 87 well

(1)水下分流河道及其侧缘

水下分流河道是研究区主要砂体成因类型，岩性为灰色细粒长石砂岩，垂向上呈正韵律，单层砂体厚4～8 m。河道底部见有冲刷构造，冲刷面上分布有泥砾，砂体发育平行层理、块状层理、板状和槽状交错层理。砂体在横剖面上呈顶平底凸的透镜状，在平面上呈条带状或网状分布。

(2)残余河口坝

研究区河口坝总体不发育，仅为局部残留。这是由于该区三角洲为长流程浅水台地型三角洲，分流河道冲刷强烈。岩性主要为细砂岩、粉细砂岩。

(3)水下天然堤

水下天然堤是三角洲陆上辫状河天然堤的自然延伸。研究区水下天然堤岩性为极细的砂和粉砂岩；沉积构造以波状层理为主，局部出现流水与波浪共同作用形成的复杂交错层理。

(4)分流间湾

分流间湾常分布于水下河道之间的低洼区。研究区分流间湾岩性为深灰色、黑色泥岩与泥质粉砂岩的薄互层组合，厚度变化较大；沉积构造以水平层理为主，次为沙纹层理、波状层理、变形层理。

(5)前缘席状砂

前缘席状砂是三角洲前缘至前三角洲一带呈席状分布的薄砂层。研究区前缘席状砂不发育，岩性主要为粉砂岩、粉细砂岩，可见脉状层理、沙纹层理。

3　沉积微相平面分布特征

沉积微相的平面展布规律是沉积相研究的核心和与实际生产联系的纽带[6]。本文分别介绍甘谷驿油田唐157井区长6油层组各单层沉积微相平面分布特征。

长64沉积期，三角洲开始进积，如图6所示，研究区以三角洲前缘水下分流河道为主，相互拼接，主体位于研究区中部及其西北，东南方向逐渐过渡为河道侧缘。长63沉积期，三角洲处于建设期，如图7所示，研究区仍以发育三角洲前缘水下分流河道为主，三支分流主河道相互拼接，主体位于研究区中部。长62-2沉积期，三角洲建设进一步加速[5]。长62-1沉积期，如图8所示，研究区大面积发育三角洲前缘水下分流河道，连片分布，频繁分支。长61-3沉积期，三角州砂体强烈进积[5]。长61-2沉积期，研究区仍主要为水下分流河道沉积，砂体更为发育，分布广泛，相互叠置拼接。长61-1沉积期，三角洲建设处于间歇期，如图9所示，研究区自北东到西南方向上有2条水下分流主河道，在西南部相互拼接，连片分布，而研究区西北、东南、东北部大片发育分流间湾细粒沉积。

图6　研究区长64沉积微相平面分布Fig.6　Sedimentary microfacies distribution map of Chang 64 reservoir in the study area

图7　研究区长63沉积微相平面分布Fig.7　Sedimentary microfacies distribution map of Chang 63 reservoir in the study area

图8　长62-1沉积微相平面分布Fig.8　Sedimentary microfacies distribution map of Chang 62-1 reservoir in the study area

图9　长61-1沉积微相平面分布Fig.9　Sedimentary microfacies distribution map of Chang 61-1 reservoir in the study area

研究区水下分流河道广泛分布，在三角洲前缘建设期的长61、长62、长63，砂体巨厚，形成纵向上叠置、横向上拼接的复合砂体，平面连通性较好，是主要油层发育段。此外，不同成因单元水下分流河道频繁改道或拼接分叉，无固定水道，结构形式上呈网结状，与现代河流三角洲发育形式相一致。综合来看，水下分流河道总体上为北东—西南向为主，近南北向次之，对油气的聚集起主动作用。

4　结　论

(1)甘谷驿油田唐157井区长6油层组沉积期处在水下三角洲环境中，发育三角洲前缘亚相。

(2)甘谷驿油田唐157井区长6油层组主要微相类型为水下分流河道及其侧缘，水下天然堤、分流间湾、残余河口坝、前缘席状砂等。其中残余河口坝、前缘席状砂不发育。

(3)甘谷驿油田唐157井区长6油层组水下分流河道广泛分布，总体上为北东—西南向为主，近南北向次之，无固定水道，结构形式上呈网结状。在三角洲前缘建设期的长61、长62、长63，砂体巨厚，平面连通性较好，是主要油层发育段。

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责任编辑：张新宝

Study on Sedimentary Facies of Chang 6 Oil-bearing Strata in 157 Well-block of Ganguyi Oilfield in Ordos Basin

LIU Bingxi1,2,3,HE Zhiliang1,2,3,CHEN Yu3,ZHANG Hansheng3,SONG Chao3,ZHANG Chunyan1,2,3

(1.Digital Oilfield Institute,Chang' an University,Xi'an 710054,Shaanxi,China;2.Oilfield Data Science Laboratory,Chang' an University,Xi'an 710054,Shaanxi,China;3.College of Earth Science and Resources,Chang' an University,Xi'an 710054,Shaanxi,China)

The types of sedimentary facies and the plane distribution characteristics of sedimentary microfacies of the Chang 6 reservoir in 157 Well-block of Ganguyi Oilfield are studied according to the analysis of the sedimentary facies marks such as rock type,composition and color,particle size distribution,sedimentary structure and logging facies based on core,thin slice and logging data and the regional sedimentary background of Ordos Basin in late Triassic Yangchang period.The research results show that,the Chang 6 reservoir in the study area is in delta front sub-faces,rather than delta plain sub-facies,its microfaces mainly include underwater distributary channel and its lateral margin,underwater natural levee,split bay,residual estuary dam and frontal sheet sand.Of them,the underwater distributary channel micrfacies played a dominant role in oil and gas accumulation.The oil layers of Chang 61,Chang 62and Chang 63developed in the construction period of delta front,they have great sand-body thickness and good plane connectivity,and they are main oil/gas-bearing layers of Chang 6 reservoir in the study area.

sedimentary facies;Chang 6 oil reservoir;Ganguyi Oilfield;Ordos Basin;delta front

A

2016-01-15

中国地质调查局地质矿产评价专项(编号：12120114007501；12120113044000)

刘秉晞(1988-)，女，硕士，主要从事石油地质研究。E-mail:370235806@qq.com

10.3969/j.issn.1673-064X.2016.04.008

TE121.1；P618.130

1673-064X(2016)04-0044-07