吳 超

(長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

靖安油田白于山區(qū)長(zhǎng)4+52油層組沉積微相及砂體分布規(guī)律研究

吳 超

(長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

通過(guò)巖石類型、粒度分析、沉積構(gòu)造特征、測(cè)井相分析，并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，確定研究區(qū)屬于湖泊河控三角洲前緣沉積，主要發(fā)育水下分流河道、河道側(cè)緣、水下分流間灣等3種沉積微相類型，其中占主導(dǎo)地位的砂體微相為水下分流河道。三角洲前緣亞相水下分流河道砂體發(fā)育，厚度大，分布面積廣，對(duì)于盆地中生界石油勘探和評(píng)價(jià)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，是進(jìn)行勘探部署的首選目標(biāo)。

靖安油田；白于山區(qū)；長(zhǎng)4+52油層組；沉積微相；砂體分布

靖安油田白于山開(kāi)發(fā)區(qū)位于陜西省靖邊縣境內(nèi)。地處黃土高原腹地，地表溝壑縱橫，相對(duì)高差380m左右。屬內(nèi)陸干旱型氣候，常年少雨雪，降水多集中在秋季。年平均氣溫7～12℃，最低氣溫-10℃，最高氣溫30℃。區(qū)內(nèi)交通條件較好，有公路與靖邊、志丹相連。筆者研究區(qū)域?yàn)榘子谏絽^(qū)，面積約為26.1km2，研究層位為長(zhǎng)4+52油層組。

1 區(qū)域構(gòu)造背景和地層特征

1.1區(qū)域構(gòu)造背景

鄂爾多斯盆地是形成于中生代的一個(gè)大型矩形內(nèi)陸坳陷盆地，呈南北向展布，油氣資源豐富，盆地面積約25×104km2。研究盆地具有太古界及早元古界結(jié)晶巖基底，其沉積蓋層來(lái)自中上元古界、古生界、中新生界[1-3]。古生代時(shí)該盆地屬華北地臺(tái)的主要組成部分。中生代時(shí)鄂爾多斯盆地因擠壓和剪切作用發(fā)生彎曲形成坳陷，并沿西緣沖斷帶下滑，形成西深東淺、南低北高的盆地面貌，從晚三疊系開(kāi)始逐步演化為大型內(nèi)陸湖盆[4]。燕山旋回期間，盆地西部受到擠壓，使得凹陷先東部移動(dòng)，東部開(kāi)始形成隆起，并且開(kāi)始慢慢與華北盆地脫離，形成了獨(dú)立的鄂爾多斯盆地。燕山旋回后期，盆地周緣發(fā)生斷陷，盆地均衡上升并逐漸消失[5]。

鄂爾多斯盆地的發(fā)展演化大致經(jīng)歷了5個(gè)階段，即中晚元古代坳拉谷、早古生代淺海臺(tái)地、晚古生代近海平原、中生代內(nèi)陸湖盆和新生代周邊斷陷。盆地邊緣變形較強(qiáng)，內(nèi)部變形構(gòu)造很微弱，只存在地層間斷或剝蝕，總體為一個(gè)東翼寬緩、西翼陡窄的不對(duì)稱南北向盆地，并且呈現(xiàn)為西傾的平緩大單斜，屬于穩(wěn)定的克拉通盆地。根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造特征，鄂爾多斯盆地分為：北有伊盟隆起與河套盆地為鄰，南界渭北隆起與汾渭盆地相接，東為晉西撓褶帶，西有西緣沖斷構(gòu)造帶，中部則是一呈南北向長(zhǎng)方形的剛性西傾斜坡，即陜北斜坡[6-7]。研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡構(gòu)造帶中北部，區(qū)域構(gòu)造橫跨伊陜斜坡和天環(huán)坳陷，區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，勘探目的層為上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組長(zhǎng)4+5油層組。

1.2區(qū)域地層特征

鄂爾多斯盆地中生界上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組是一套在內(nèi)陸湖泊三角洲沉積體系上發(fā)育的重要油氣儲(chǔ)集層[8]，厚度一般為400～1400m左右，總體上具南厚北薄的特點(diǎn)。

關(guān)于延長(zhǎng)組的劃分和對(duì)比[9]，前人已做了大量細(xì)致的工作，有了詳細(xì)和合理的劃分。根據(jù)多項(xiàng)研究資料表明，鄂爾多斯盆地中生界上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組劃分為5個(gè)巖性段、10個(gè)油層組，自下而上分別為：第1段(T3y1)，含第10油層組(簡(jiǎn)稱長(zhǎng)10)；第2段(T3y2)，含第9、8、7三個(gè)油層組(分別簡(jiǎn)稱長(zhǎng)9、長(zhǎng)8和長(zhǎng)7油層組)；第3段(T3y3)，含第6、5、4三個(gè)油層組(分別簡(jiǎn)稱長(zhǎng)6、長(zhǎng)5和長(zhǎng)4油層組)；第4段(T3y4)，含第3、2兩個(gè)油層組(分別簡(jiǎn)稱長(zhǎng)3和長(zhǎng)2油層組)；第5段(T3y5)，含第1油層組。

2 沉積相分析

2.1沉積背景

鄂爾多斯盆地長(zhǎng)4+5油層組沉積期為相對(duì)較穩(wěn)定的湖泊三角洲相沉積，三角洲向湖盆延伸距離遠(yuǎn)，砂巖厚度大，為油氣提供了良好的儲(chǔ)集條件；分流河道側(cè)向遷移形成的復(fù)合河道砂體與分流間灣泥巖相互作用能夠構(gòu)成良好的側(cè)向遮擋條件；油氣聚集主要是由差異壓實(shí)作用形成的西傾鼻隆和小幅構(gòu)造以及普遍低孔低滲背景上發(fā)育的局部高孔高滲條帶在起作用。研究區(qū)長(zhǎng)4+5油層組沉積期主要物源來(lái)自盆地北東部，三角洲前緣亞相水下分流河道砂體發(fā)育，厚度大，分布面積廣，對(duì)于盆地中生界石油勘探和評(píng)價(jià)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，是進(jìn)行勘探部署的首選目標(biāo)。

2.2沉積微相類型

沉積構(gòu)造及其組合特征是判別沉積相的重要標(biāo)志[10]。通過(guò)取心井的巖心描述和分析，對(duì)白于山區(qū)長(zhǎng)4+52油層組沉積構(gòu)造特征進(jìn)行了總結(jié)。結(jié)合測(cè)井剖面和砂體分布特征，對(duì)該區(qū)的沉積相及微相進(jìn)行劃分和對(duì)比。根據(jù)巖心描述所建立的沉積層序特征，可確定該區(qū)砂體成因類型主要為三角洲前緣沉積，由水下分流河道、水下分流間灣、水下分流河道側(cè)翼、河口砂壩、前緣席狀砂等微相構(gòu)成,骨架砂體為水下分流河道砂。

注： SP為自然電位，mV；GR為自然伽馬，API；AC為聲波時(shí)差，μs/m；RILD為深感應(yīng)電阻率，Ω·m。 圖1 水下分流河道沉積巖電性特征(于49-28井)

1)水下分流河道微相 該微相沉積物總體粒度較細(xì)，分選性較好，顆粒為次棱-次圓狀?？偟目磥?lái)， 水下分流河道呈向上變細(xì)的特征，河道主體部位自然電位曲線表現(xiàn)為箱狀、鐘狀復(fù)合形態(tài)，且曲線相對(duì)平滑。自然伽馬曲線幅值較低，齒化較少。河道主體橫剖面形態(tài)呈頂平底凸的透鏡狀，河道中心厚度一般為8～12m。但水下分流河道沿較早砂壩頂繼續(xù)向前推進(jìn)時(shí)，自然電位曲線形態(tài)呈箱形或鐘形特征(見(jiàn)圖1)。

由于河道的不同沉積部位水動(dòng)力特征不同，造成巖石相組合及砂體發(fā)育也有差異。在河道中心部位，水動(dòng)力很強(qiáng)，砂質(zhì)供應(yīng)充足，一般以細(xì)砂巖為主，單層厚度較大，上部層序發(fā)育很差，常常為另一次河道沉積所侵蝕，在河道側(cè)緣部位，水動(dòng)力較弱，砂質(zhì)沉積相相對(duì)變少，細(xì)粒沉積增加，多表現(xiàn)為多段式正粒序的組合。在河道末梢部位，水動(dòng)力較弱，砂質(zhì)供應(yīng)不足，形成的砂體單層厚度較薄，一般在30cm以下，累計(jì)厚度不超過(guò)2m。粒序一般較完整，整體顯示正粒序特征，有時(shí)由于河道的向前推進(jìn)，也可以顯示整體上的多期疊置的總體反粒序特征。

水下分流河道沉積物粒度中值平均為0.2mm，主要為淺灰色細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖，灰色含粘土細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖，鈣質(zhì)細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖和粉砂巖組成，礦物成分中石英占19.8%～24.4%，長(zhǎng)石占38.4%～45.6%，巖屑占3.4%～8%，膠結(jié)物主要為泥質(zhì)，有少量鈣質(zhì)膠結(jié)，磨圓度為次園狀，接觸式-孔隙式膠結(jié)，具沖刷～沖填構(gòu)造，沉積物為正粒序，可由幾個(gè)小型正粒序迭合而成。發(fā)育板狀，槽狀交錯(cuò)層理，可見(jiàn)炭化植物碎塊，主體厚度一般大于20m，側(cè)緣小于18m。

圖2 水下支流間灣沉積巖電特征(于45-40井)

2)水下支流間灣微相 水下支流間灣微相位于2條水下分流河道之間，與河道側(cè)翼相接，沉積物以細(xì)粒為主，泥質(zhì)含量較河道多。其形成與水下分流河道不斷向前推進(jìn)、擺動(dòng)和決口有關(guān)。該類沉積微相主要分布在油藏北部。自然電位和自然伽馬曲線形態(tài)呈低幅度微齒狀或線狀(見(jiàn)圖2)。

3)水下分流河道側(cè)翼微相 該類沉積微相主要位于水下分流河道的兩側(cè)，位置上比分流間灣更靠近湖岸，水下分流河道間巖性以泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和粉砂巖沉積為主，也可見(jiàn)細(xì)砂巖沉積。測(cè)井曲線特征為自然電位和自然伽馬曲線形態(tài)呈低幅度微齒狀或線狀，與分流間灣相似，但粒度明顯偏粗。

4)河口壩微相 白于山區(qū)三角洲前緣河流沉積作用極強(qiáng)，使得河口壩砂體多呈條帶狀或殘丘狀分布于2條河道之間及河道前緣，分布范圍小，延展距離短，穩(wěn)定性比河道差。河口砂壩微相以細(xì)砂巖為主，與下部的遠(yuǎn)砂壩、前緣席狀砂和前三角洲泥巖呈過(guò)渡接觸。向上砂層厚度逐漸增大，泥質(zhì)、粉砂質(zhì)減少，分選變好，含油性變好，整體上為一漸變的反旋回序列。與水下分流河道相比，砂體厚度小，但有效砂層系數(shù)大，儲(chǔ)層較均質(zhì)。主要油層段位于地層上部，油氣含量?jī)H次于水下分流河道主體帶，是該區(qū)的主要儲(chǔ)油砂體之一。電測(cè)曲線特征表現(xiàn)為自然電位曲線異常幅度中等和中-高，曲線可含微齒或呈光滑曲線，齒中線向內(nèi)收斂，一般頂部呈漸變或突變接觸，底部呈漸變接觸。

5)前緣席狀砂微相 巖性為灰色細(xì)、粉砂巖,厚度一般小于2m。具波狀層理、小型交錯(cuò)層理及水平層理?？梢?jiàn)包卷層理等變形層理, 生物遺跡較豐富。自然電位曲線為低幅指狀、齒狀, 自然伽馬曲線為尖刀狀, 起伏頻繁。席狀砂在不同部位也有不同的特征，在河道河口附近，由于受到河道的影響，沉積物一般相對(duì)較粗，厚度較大，分選較好。

3 砂體分布規(guī)律

砂體分布規(guī)律的預(yù)測(cè)是以沉積微相的分析為基礎(chǔ)的，沉積微相的平面展布特征決定了砂體的分布[11]。研究區(qū)水下分流河道控制主河道砂體的分布，水下分流河道砂體呈條帶狀由北東向南西方向延伸?？傮w上砂體分布比較普遍，但厚度相對(duì)較小，垂向上多段多層分布特征比較明顯。單砂體厚度較小，說(shuō)明分流河道的規(guī)模較小，而且遷移擺動(dòng)比較頻繁。

圖3 白于山地區(qū)長(zhǎng)4+小層砂厚等值線圖 圖4 白于山地區(qū)長(zhǎng)4+小層砂厚等值線圖

圖5 白于山地區(qū)長(zhǎng)4+小層砂厚等值線圖 圖6 白于山地區(qū)長(zhǎng)4+小層砂厚等值線圖

4 結(jié) 論

1)通過(guò)巖石類型、粒度分析和沉積構(gòu)造特征、測(cè)井相分析，并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，認(rèn)為研究區(qū)屬于湖泊河控三角洲前緣沉積，主要發(fā)育水下分流河道、河道側(cè)緣、水下分流間灣等3種沉積微相類型，其中占主導(dǎo)地位的砂體微相為水下分流河道。

2)確定研究區(qū)長(zhǎng)4+5油層組沉積期主要物源來(lái)自盆地北東部，三角洲前緣亞相水下分流河道砂體發(fā)育，厚度大，分布面積廣，對(duì)于盆地中生界石油勘探和評(píng)價(jià)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，是進(jìn)行勘探部署的首選目標(biāo)。

3)砂體分布規(guī)律的預(yù)測(cè)是以沉積微相的分析為基礎(chǔ)的，沉積微相的平面展布特征決定了砂體的分布。研究區(qū)水下分流河道控制主河道砂體的分布，水下分流河道砂體呈條帶狀由北東向南西方向延伸?？傮w上砂體分布比較普遍，但厚度相對(duì)較小，垂向上多段多層分布特征比較明顯。單砂體厚度較小，說(shuō)明分流河道的規(guī)模較小，而且遷移擺動(dòng)比較頻繁。

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[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.11.023

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16731409(2012)11N06704