多井无震资料背景下三角洲湖岸快速厘定方法——以鄂尔多斯盆地安塞地区晚三叠世三角洲为例

张金良，屈红军，张志升，高 雨，孙晓晗，董文武

（1.延长油田股份有限公司 杏子川采油厂，陕西 延安 717400；2.西北大学 地质学系，陕西 西安 710069）

0 引 言

安塞油田是鄂尔多斯盆地最早发现的超大型低孔特低渗油田，经过多年探索获得非常丰富的研究成果，包括地层特征[1-2]、沉积特征[3-6]、骨架砂体特征[7]、储层特征[8-10]、含油砂体的沉积环境[11-12]、油气富集规律[13-14]、成藏规律[15-16]、裂缝特征[17]、储层非均性特征[18-20]等多个方面。安塞地区主力油层长6沉积体系为淡水湖泊三角洲[21]，具有丰富的油气资源。三角洲前缘部分拥有良好的油气成藏条件，以得天独厚的条件成为了众学者的关注重点[22-23]，对于湖岸线控油论的研究越来越丰富，湖岸线受河流和湖泊的共同作用[24]，有“控砂、控圈、控藏”的特点[8]，虽然众学者对长6油层组的沉积相做过大量研究，但对于湖岸线的位置始终有些模糊、或者似是而非，证据不足。

古湖岸线的识别过程是沉积环境的一个恢复过程，主要标志包括古地貌特征、岩性组合、古生物、沉积构造、沉积相变、地震反射特征、地球化学特征等多个方面，尤其在有地震资料地区，根据地震反射同相轴的接触关系、反射结构特征及井震结合进行古湖岸线的识别，古岸线在地震剖面上最明显标志是同相轴上超尖灭或横向上的终止，代表着沉积物沉积范围在横向上的终止，因此利用地震反射同相轴上超尖灭可识别古湖岸线[25]。由于鄂尔多斯盆地的地震资料比较缺乏，同时油气勘探中需要对湖岸线进行快速厘定，尽量避免费时费力的地球化学测试，因此探索多井无震资料背景下三角洲湖岸快速厘定方法具有理论意义。前人对坳陷湖盆湖岸线的确定方法进行过探讨[26]，李元昊等通过测井相、生物和沉积构造标志对吴起-定边地区延长组长8湖岸线进行确定[27]，楼章华等探讨过湖平面升降对浅水三角洲前缘砂体形态的影响[28]。以钻测井以及岩心资料为基础，通过岩心相、沉积旋回分析，结合长6油层组标志层间地层厚度陡坡突变带的确定，对鄂尔多斯盆地安塞油田长6油层组湖岸线进行精确厘定。

1 区域地质概况

1.1 古地理背景

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组是在陕甘宁地区的一套大型内陆河流—三角洲—湖泊相沉积（图1（a）），经历了从河流相到三角洲相的转变[27-28]，长6油层组沉积期沿着盆地边缘不同方向发育多个河流—三角洲沉积[4，16]（图1（b）），其中东北物源方向三角洲最为发育，尤以安塞三角洲因为最早发现超大型油田而最为有名，安塞地区延长组长6沉积期主要发育NE—SW向的浅水三角洲。

安塞地区位于伊陕斜坡中东部（图1（b）），内部构造简单，区域构造继承了整体区域构造特征和规律，发育若干较为宽缓的鼻状隆起。延长组自下而上可划分为10个油层组，其中长6油层组以发育三角洲含油砂体而出名[11-12]。

1.2 长6油层组标志层及地层划分

安塞地区长6油层组从底到顶发育K2,K3与K4等3个标志层，岩性为含凝灰质泥岩，其中K2标志层为长6底界，K3标志层位于K2标志层以上40 m厚度左右，厚度非常稳定，一般误差在5 m内，K4标志层位于长6顶部，长6油层组厚度范围一般110～130 m。

图1 安塞地区构造背景及延长组三角洲沉积体系（据文献[16]修改）Fig.1 Tectonic background of the Ansai area and delta depositional systems at the period of Yanchang Formation（Revised from[16]）

长6油层组中上部K3与K4标志层发育很好；长62与长63之间的K3标志层是最稳定的标志层，表现为高自然伽马，高声波时差，低深感应电阻；长6顶部的K4标志层也比较明显，虽不如K3标志层特征醒目，但其双燕尾形高自然伽马，中高声波时差，较低深感应电阻的特征也比较明显（图2）。

2 K3-K4厚度突变带反映湖岸线

地层厚度突变带往往反映地形转折带，图3显示长6油层组中上部K3与K4标志层之间的长62+长61的地层厚度范围主要位于70～100 m，从东北到西南增加，地层厚度小于75 m时，厚度变化均匀，地层较为宽缓；厚度范围为75～90 m时，地层厚度坡降明显；地层厚度大于90 m时地层厚度变化又趋于均匀；因而厚度范围为75～90 m的厚度坡降明显，为长6油层组沉积期地形地貌坡折带。

通过长62+长61的地层厚度变化规律可看出，地层厚度迅速增大的区域在镰刀湾与坪桥南部以及化子坪、谭家营与建华北部，由此推断坡折带的具体位置，再结合岩心相与沉积旋回分析确定三叠系延长组长6湖岸线大致沿镇张家塬—寺湾—寺沟村—建华镇郝家坪村连线呈带状展布（图3）。坡折带往往是三角洲前缘砂体卸载的最佳场所，因而也经常成为海岸线/湖岸线的位置[26]。

图2 安塞地区长6油层组K2，K3，K4标志层Fig.2 K2，K3 and K4 marker beds of Chang 6 reservoir in Ansai District

3 湖岸线上下岩心相标志差异

湖岸线可作为划分三角洲平原与前缘的重要界线，利用陆上沉积与水下沉积在岩性、沉积构造与测井曲线形态方面的不同，对湖岸线进行精确识别。

3.1 湖岸线以上的沉积构造

三角洲平原分流河道常见泥砾，以向上变细的正旋回为主，安塞坪桥地区坪177井长6地层中于河道砂体底部见泥砾发育（图4（a））；三角洲平原常常发育大量植物化石、煤线，在杏3018井、杏3070井与杏3004井见到有明显的煤线（图4（b），（c），（d）），在杏5107井发现大量的碳化植物碎片（图4（e）），因而将这5口井物源上游区域标定为水上环境的三角洲平原（图3）。

3.2 湖岸线以下的沉积构造

水下沉积在岩性方面较陆上沉积颜色更深，且颜色比较均一，往往直立虫孔比较发育，如镰27井、郝900井、杏5004井（图5（a），（b），（c））；在三角洲前缘河口砂坝发育反粒序特征，如坪270井（图5（d）），这4口井位于湖岸线以下的水下沉积环境（图3），标定为水下环境的三角洲前缘区域。

由5口标定为水上环境的井位与紧邻的4口井标定为水下环境的井位，所限定的很窄的带，可确定湖岸线的位置（图3）。

图4 长6油层组湖岸线以上的沉积构造Fig.4 Sedimentary structures above the lakeshore line of Chang 6 reservoir

图5 长6油层组湖岸线以下的沉积构造Fig.5 Sedimentary structures below the lakeshore line of Chang 6 reservoir

4 湖岸线上下沉积旋回差异

安塞地区长6油层组在湖岸线上下剖面结构与沉积旋回具明显差异。在湖岸线以上的水上环境以正旋回沉积为主，且垂向上有多期正旋回叠置的特征（图6（a），图7），往往不发育向上变粗的逆旋回序列；湖岸线以下的水下环境既存在正旋回沉积序列，但也发育有向上变粗的逆旋回序列（图6（b），图7）。

湖岸线以下的水下环境向上变粗的逆旋回层序，沉积微相多是三角洲河口砂坝或者滨岸砂坝，这是湖岸线以下三角洲前缘或者滨湖亚相特征最特别的沉积微相单元，区别于湖岸线以上三角洲平原微相或者河流相的特别之处。

5 长6油层组沉积相平面展布

地层厚度变化规律、岩心相与沉积旋回的特征差异确定安塞地区长6油层组的湖岸线位置，大致沿镰刀湾—坪桥—谭家营—建华一线展布（图3），湖岸线以上发育三角洲平原亚相，湖岸线以下为三角洲前缘亚相（图3，图8）。

根据安塞地区1 000多口探井的长6油层组砂地比值平面分布规律，可确定三角洲前缘水下分流河道与水下分流间湾、三角洲平原分流河道与分流间湾的分布；由于安塞地区长6油层组的三角洲类型为浅水台地型三角洲[11]，湖岸线以下虽然发育有逆旋回的河口沙坝微相砂体，但厚度较薄，一般几十厘米～几米厚，往往其上叠加为厚层的水下分流河道骨架砂体，河口沙坝微相在几十米～上百米厚的地层中相对其它微相如水下分流河道与水下分流间湾占比小，长6油层组三角洲沉积体系为北东向，呈带状展布（图8）。

安塞地区延长组长6三角洲呈现出浅水台地型三角洲特征，主要特点是三角洲前缘水下分流河道微相非常发育，河口砂坝微相发育弱[11]，因而骨架砂体形态多呈沿河道方向的条带状分布，并且呈现多条水下分流河道互相叠置的特征（图8）。

图6 长6湖岸线上下沉积旋回模式差异Fig.6 Differences of sedimentary cycle patterns above and under the lakeshore line of Chang 6 reservoirs in the study area

湖岸线以上发育正旋回，湖岸线以下发育正旋回及逆旋回图7 长61湖岸线上下沉积旋回剖面对比Fig.7 Comparison section of sedimentary cycles above and under the lakeshore line of Chang 61reservoirs

图8 长6沉积相平面展布Fig.8 Plan distribution of Chang 6 sedimentary facies

6 结 论

1）提出坡折带、岩心相与沉积旋回特征明显差异可以快速确定湖岸线。湖岸线以上地层具有岩心颜色不均一、发育泥砾/煤线或大量碳化植物碎片、正旋回沉积序列特征；湖岸线以下地层具有岩心颜色均一、发育直立虫孔、既发育正旋回沉积序列、也发育逆旋回沉积序列的特征。

2）认为长6油层组中上部K3与K4标志层间地层厚度在75～90 m出现厚度突变带，根据岩心相标定、沉积旋回分析及地层厚度突变带位置，确定安塞地区长6沉积期湖岸线位于坪桥镇张家塬村—坪桥镇寺湾村—建华镇寺沟村—建华镇郝家坪村一线。