环江地区长3 段沉积微相特征研究

马耑月，宗廷博，巴魏魏，杨川

（1.西安石油大学石油工程学院，陕西西安 710065；2.西安石油大学电子工程学院，陕西西安 710065）

鄂尔多斯盆地延长组油藏含量丰富，其中陇东环江地区产量高，效益好[1]。其中长3 段更是该区重要目标层系，物性高、含油性好，相控砂体特征明显，具有较高的研究价值，但目前尚未对环江地区长3 段沉积微相进行深入精细的研究。本文根据大量的岩心、测井及分析测试数据[2]，对研究区岩心的颜色、岩性、沉积构造、沉积相标志及测井相标志等进行了研究，明确了该区长3 段沉积微相的类型及沉积相平面展布特征[3]，为下一步的勘探开发提供了理论支持。

1 研究区地质背景

环江地区位于鄂尔多斯盆地西南部，构造上位于天环坳陷西南部，与陕北斜坡相连[4]。从构造、圈闭及沉积特征分析，长3 段发育岩心-构造油藏。在西倾单斜的背景上，受南部挤压及差异压实作用[5]，形成一系列东西向为主的鼻状构造，整体呈现东西高、南北低、中间隆的特点[6]，拥有较好的成藏条件。

鄂尔多斯盆地[7]为内陆坳陷型湖泊沉积，具有发育时间长、沉积层序全、演化完整有序、厚度大、分布广等特点[8]。按照湖盆的扩大-缩小-再扩大-再缩小-消亡过程[9]，可划分为十个油层组长10～长1，是一个完整的湖进湖退反旋回序列[10]。延长组属于湖泊相泥岩和三角洲相砂岩沉积。

研究区面积约1 694 km2，西起西川相、东至八珠、南起木钵、北至肖关，从北向南厚度逐渐变薄[11]。长3段砂岩较发育，岩性主要为灰色、灰绿色厚层状细砂岩与深灰色泥岩、粉砂质泥岩，局部地区在底部和上部发育薄层凝灰岩[12]。根据沉积旋回长3 段自上而下可细分为长31、长32、长33三个小层见表1[13]。

表1 环江地区延长组地质特征

2 沉积相标志

2.1 岩性标志

2.1.1 沉积岩颜色 通过观察描述362 张岩心照片发现，长3 油层组主要发育浅灰色（图1a）、灰色细砂岩（图1b）、灰褐色细砂岩（图1c）、灰黑色细砂岩（图1d）、黑色泥岩（图1e、图1f）、粉砂质泥岩等岩性。颜色较深反映为还原环境，颜色较浅或者呈现红褐色反映为氧化环境[14]。

图1 环江地区长3 储层化石标志

2.1.2 岩石结构特征 碎屑岩中碎屑颗粒的结构特征一般包括粒度、分选性、磨圆度[15]。长31小层砂岩的粒度以细砂岩、中-细砂岩为主，含量约占总量的57.14%；长32小层砂岩颗粒大小均有分布，说明此时期水体动荡，是良好的储集层；长33储层砂岩颗粒以细-中砂岩为主，约占总量的37.04%（图2a）。

长3 段砂岩颗粒分选程度以中偏好为主，所占比例超过了50%（图2b），表明研究区距离物源区较远。长3 储层整体磨圆度较差，以次棱角状为主，样品总数所占比例高达70.8%（图2c）。

图2 环江地区长3 储层岩石结构特征

环江地区长3 段砂岩的粒度从极细砂岩到中砂岩均有分布[16]，主要为长石砂岩和岩屑长石砂岩，颗粒大小主要为细粒级别，分选中等、好，磨圆度较差，以次棱角状为主。得出研究区沉积水动力中等较强。

2.1.3 沉积构造 沉积构造是反映沉积介质特征[17]、碎屑物搬运时水动力强度及搬运方向、搬运能量强弱[18]和古地形环境差异的最直观的标志[19]，分为流动成因构造和生物成因构造[20]，研究区长3 油层组主要存在水平层理、平行层理、板状、楔状交错层理以及植物化石等[21]层理（表2）。

表2 环江地区长3 储层沉积构造

2.2 测井相标志

测井相可以反映粒度和分选性的垂向变化，砂体沉积过程中水动力和物源的供应变化。根据其外形可进一步划分为四种类型[22]。

钟形：曲线幅度下部大，往上幅度越来越小。是水流能量逐渐减弱和物源供应越来越小的表现。通常为河道或废弃河道沉积。

箱形：曲线上下部幅度基本一致。是物源供应丰富以及水动力稳定条件的产物，通常为河道沉积。

漏斗形：曲线幅度下部小而上部大。反映水流能量逐渐增强和物源供应越来越丰富的环境。垂向上为反粒序层序。通常为河口砂坝及决口扇沉积。

齿状线形：泥岩基线呈微齿化的低幅异常，通常反映分流间湾沉积[23]。

3 沉积微相类型及特征

3.1 沉积微相类型

本次研究在前人研究的基础上，综合岩心观察、测井相分析[24]，对长3 层沉积相进行了精细刻画与解释，判断环江长3 段属于三角洲体系，进一步确定为三角洲前缘亚相。沉积微相可划分为水下分流河道、水下分流间湾、水下天然堤、分流河口砂坝四种（图3）。

3.1.1 水下分流河道 以灰色、灰绿色细砂岩为主，中细砂岩次之，粗砂岩少见。发育交错层理、波状层理、砂纹层理、斜层理及平行层理。均质韵律、正韵律及复合韵律。自然电位呈箱形、钟形及箱形钟形的叠加，砂岩厚度较大，砂体呈带状，泥质含量较低（图3a）。

3.1.2 水下分流间湾 以深灰色、灰黑色泥岩为主，局部发育粉砂岩夹层。常见水平层理及透镜状层理。无明显韵律特征。自然电位靠近泥岩基线，曲线形态平直，间或出现指状小尖峰（图3b）。

3.1.3 水下天然堤 由灰色、灰绿色细砂岩、粉砂岩及少量泥质粉砂岩组成。以波状层理为主，局部出现成因复杂的交错层理，可见植物碎片等。反韵律、复合韵律。自然电位曲线呈漏斗形或指状，砂岩厚度较小、泥质含量较高（图3c）。

3.1.4 分流河口砂坝 以灰色细砂岩为主，常见油斑和油侵现象。下部发育水平层理和波状层理，顶部出现平行层理，在垂向上一般呈多期叠置或孤立分布式，反韵律。自然电位曲线呈漏斗形，底部渐变，顶部突变，较为光滑，自然伽马曲线为低值（图3d）。

图3 环江地区长3 储层沉积微相测井响应曲线特征

3.2 单井相分析

结合测井曲线进行分析，建立环99 井单井相分析柱状图，环99 井长31小层水下分流河道砂体较厚，发育中等，长32水下分流河道砂体厚度薄且发育不良，岩心照片显示有大段灰黑色、黑色泥岩为主的水下分流间湾，长33相比较长31和长32的水下分流河道砂体厚且多以中-细砂岩的块状层理出现（图4）。

图4 环99 井单井相分析柱状图

3.3 剖面相分析

为了研究沉积微相在剖面上和横向上的展布情况，建立1 条顺物源方向及1 条垂直物源方向的沉积剖面图。

虎26-环68 沉积微相剖面为西偏北-东偏南向剖面，垂直于西南物源，平行于西北物源。剖面显示东部以水下分流河道为主，西部存在水下分流河道侧翼，砂体整体为带状。长33时期砂体连续性较好，以粉砂岩和砂岩为主，伴有泥岩，主要发育在东部；长32时期砂体多在西部发育，以水下分流河道微相为主，伴有水下分流河道侧翼微相，反映当时水动力逐渐减弱；长31时期砂体分布比较均匀，以水下分流河道沉积微相为主。

里18-木209 沉积微相剖面为北偏东-南偏西向剖面，剖面垂直于西北物源，平行于西南物源。长33时期砂体多发育水下分流河道微相，河道砂体较厚；长32时期同时发育水下分流河道及水下河道侧翼微相；长31时期砂体发育较弱，无较厚砂体。

通过连井沉积微相剖面的对比研究，剖析砂体的空间展布及组合特征，发现长3 油层组呈透镜状分布，长32和长33连通性相对较好。

4 沉积微相平面展布特征及含油气意义

4.1 沉积微相平面展布特征

长3 沉积期湖盆快速的萎缩，盆缘碎屑物大量加积和进积充填前缘不断向湖盆方向进积，形成三角洲前缘亚相，进一步划分为水下分流河道、水下天然堤、河口砂坝和水下分流间湾四种微相。由平面展布图可看出长31到长33河道规模逐渐增大，砂体厚度也逐渐增厚。

从水下分流河道充填砂体上可以看出，该地区物源主要来自于两个方向，主物源主要来自西北物源，次物源为西南物源，自西北向东南和自西南向东北呈条带状展布，局部的砂体厚度可达20～25 m，其所形成的复合河道砂体宽度最大达到了3～3.5 km。长31至长33期沉积规模变强，砂体连片、连通性变好。

4.2 含油气意义

沉积微相是控制油气聚集的基础。研究表明，环江地区长3 油层组水下分流河道砂体和河口砂坝砂体的累计厚度和单层砂层厚度都较大。分流间湾多为泥质沉积，间夹薄层粉砂岩，砂层极不发育。水下分流河道砂体的剩余粒间孔及溶孔、渗透率、储层类型均优于水下天然堤，而位于水下分流河道主体带的砂岩孔渗要优于位于水下分流河道边部的砂岩，故是油气储集的良好储层。

5 结论

（1）陇东环江地区三叠系延长组长3 油层组的沉积为三角洲沉积环境下的三角洲前缘亚相，主要发育水下分流河道、水下分流间湾、水下天然堤、分流河口砂坝四种沉积微相。

（2）物源主要来自于两个方向，砂体自西北向东南和自西南向东北呈条带状展布，局部的厚度可达20～25 m，形成的复合河道砂体宽度最大达到了3～3.5 km。长31至长33期沉积规模变强，砂体连片。

（3）研究区长3 油藏主要富集在河道主体上，上倾方向砂体渐变形成遮挡封闭控制，拥有较好的成藏条件。