姚涇利，楚美娟，白嫦娥，袁曉明，郭正權(quán)

（1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，西安710018；2.低滲透油氣田勘探開(kāi)發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，西安710018；3.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探部，西安710018）

鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)82小層厚層砂體沉積特征及成因分析

姚涇利1，2，楚美娟1，2，白嫦娥1，2，袁曉明3，郭正權(quán)1，2

（1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，西安710018；2.低滲透油氣田勘探開(kāi)發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，西安710018；3.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探部，西安710018）

通過(guò)巖心觀察，結(jié)合測(cè)井和分析化驗(yàn)等資料，分析了鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)82小層的沉積特征，恢復(fù)了其沉積環(huán)境及沉積演化過(guò)程。結(jié)果表明：長(zhǎng)82小層屬SQ2長(zhǎng)期旋回的水退體系域，為1個(gè)完整的湖進(jìn)—湖退中期旋回；早—中沉積期發(fā)生湖進(jìn)，水體相對(duì)較深，以三角洲前緣亞相沉積為主，河口壩微相比較發(fā)育；晚沉積期為平原沼澤化沉積過(guò)程，主要發(fā)育分流河道微相，砂體厚度較薄，物性較差；由湖岸線控制的河口壩砂體的快速堆積是形成長(zhǎng)82小層厚層砂體的主要原因。

層序地層；沉積演化；沉積模式；長(zhǎng)82小層；鄂爾多斯盆地

0 引言

鄂爾多斯盆地從晚三疊世開(kāi)始，進(jìn)入了大型內(nèi)陸坳陷盆地的形成和發(fā)展時(shí)期［1-2］。北部的陰山山系、西部的阿拉善—隴西古陸和南部的北秦嶺向盆地持續(xù)供屑，在晚三疊世延長(zhǎng)組沉積期沉積了厚度約1 000 m的碎屑巖，自下而上可劃分為長(zhǎng)10～長(zhǎng)1共10個(gè)油層組［3-5］。其中，長(zhǎng)8油層組是盆地西南與西北地區(qū)的主力產(chǎn)層。近年來(lái)，隨著勘探向湖盆中心推進(jìn)，在湖盆中心長(zhǎng)8油層組勘探中也取得了較大突破，尤其是在長(zhǎng)82小層發(fā)現(xiàn)了相對(duì)高滲儲(chǔ)層，顯示出較好的勘探前景。但是，長(zhǎng)82小層相對(duì)高滲儲(chǔ)層在區(qū)域上的分布存在較大的不穩(wěn)定性，且其巖性、沉積構(gòu)造、粒度特征及其砂體展布規(guī)律等均與長(zhǎng)81小層的淺水三角洲沉積存在較大差異。目前，對(duì)長(zhǎng)8油層組的研究已比較普遍［6-13］，它們主要針對(duì)整個(gè)長(zhǎng)8油層組，或偏重于長(zhǎng)81小層，而對(duì)長(zhǎng)82小層的系統(tǒng)性研究較少，對(duì)其沉積特征的研究?jī)H僅停留在淺水三角洲認(rèn)識(shí)的水平上，對(duì)其厚層砂體的成因解釋一直沒(méi)有取得新的突破。因此，筆者通過(guò)大量巖心觀察及砂體解剖，結(jié)合沉積特征與沉積演化分析，認(rèn)為長(zhǎng)82小層厚層砂體以河口壩微相沉積為主，早—中沉積期為湖進(jìn)砂退、晚沉積期為快速湖退砂進(jìn)及平原沼澤化的演化過(guò)程。其中，水進(jìn)體系域有利于河口壩砂體的保存。

1 沉積層序特征

通過(guò)區(qū)域不整合面、沉積環(huán)境轉(zhuǎn)換面、河道沖刷面、地層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換面、巖性及其顏色變化面和湖泛面等6種成因界面的識(shí)別和沉積旋回分析，可將鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組劃分為1個(gè)頂、底為構(gòu)造不整合面限制的超長(zhǎng)期旋回，5個(gè)長(zhǎng)期旋回（SQ1—SQ5）和17個(gè)中期旋回［14］（圖1）。其中，長(zhǎng)8油層組整體處于超長(zhǎng)期旋回的首次洪泛面（長(zhǎng)91小層頂部）和最大洪泛面（長(zhǎng)73小層下部）之間，位于超長(zhǎng)期旋回水進(jìn)體系域；同時(shí)跨越2個(gè)長(zhǎng)期旋回，即SQ2和SQ3。長(zhǎng)82小層位于SQ2的頂部，為水退體系域，長(zhǎng)81小層位于SQ3的下部，為水進(jìn)體系域。長(zhǎng)81和長(zhǎng)82小層之間存在層序界面（SB3），它們所處體系域的差別造成了沉積相類(lèi)型的差異［15］。

圖1 鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組層序地層劃分Fig.1 Stratigraphic sequences of Yanchang Formation in Ordos Basin

應(yīng)用層序旋回分析軟件對(duì)長(zhǎng)8油層組沉積期湖平面變化進(jìn)行分析。在延長(zhǎng)組碎屑巖地層中自然伽馬曲線最能敏感地反映泥質(zhì)含量變化，因此，用它進(jìn)行地層層序研究比較有效。根據(jù)自然伽馬頻譜屬性綜合分析曲線（INPEFA-GR）及其分段曲線，可進(jìn)行長(zhǎng)期旋回和中期旋回的劃分；對(duì)INPEFA-GR曲線進(jìn)行不同波段的濾波處理，可進(jìn)行短期旋回的劃分［16］。層序演化分析和前期研究成果均表明：長(zhǎng)82小層發(fā)育1個(gè)完整的中期旋回，早—中沉積期水體范圍較廣且水深較大；晚沉積期，隨著水體逐漸變淺和豐富的物源供給，湖盆萎縮，大面積濱湖沼澤化，煤系地層發(fā)育，巖心中普遍見(jiàn)保存完好的植物根系、（炭化）植物莖干、炭質(zhì)泥巖和煤線。在湖盆中心白豹、華池與姬塬東部等地區(qū)長(zhǎng)81小層中均發(fā)現(xiàn)較多的垂直或高角度傾斜蟲(chóng)孔，指示動(dòng)蕩的淺覆水富氧沉積環(huán)境。長(zhǎng)81小層沉積期水體逐漸擴(kuò)張，至長(zhǎng)7油層組沉積期盆地快速下沉擴(kuò)張，進(jìn)入鼎盛期。

2 沉積體系分析

2.1 沉積相分析

2.1.1 巖性及沉積構(gòu)造

根據(jù)鄂爾多斯盆地200余口井長(zhǎng)8油層組巖心資料分析，長(zhǎng)82小層巖性以細(xì)砂巖和粉細(xì)砂巖為主（圖版Ⅰ-1），厚度大于2 m，最厚可達(dá)10 m，局部發(fā)育平行層理（圖版Ⅰ-2）、沙紋層理和波狀層理，厚度小于0.1 m。從盆地周緣到湖盆中心，沉積物中由植物碎片形成的炭屑非常發(fā)育，常見(jiàn)垂直蟲(chóng)孔、高角度的生物擾動(dòng)構(gòu)造（圖版Ⅰ-3）和植物根系（圖版Ⅰ-4），說(shuō)明沉積水體較淺，為濱淺湖沉積。在吳起—志丹—白豹一帶，發(fā)育質(zhì)地比較純凈的灰黑色泥頁(yè)巖（圖版Ⅰ-5），見(jiàn)水平頁(yè)理，層面見(jiàn)介形蟲(chóng)和藻類(lèi)團(tuán)塊（圖版Ⅰ-6），說(shuō)明長(zhǎng)82小層沉積期在匯水區(qū)存在較深水體，應(yīng)用微量元素Co含量恢復(fù)古水深的方法［17］計(jì)算了長(zhǎng)82小層沉積期水體最深達(dá)30 m。

2.1.2 沉積序列

長(zhǎng)82小層砂體厚度一般為5～10 m，常由多個(gè)旋回疊置組成，旋回之間為薄層泥巖分隔。單砂體厚度一般為1～5 m，以塊狀為主，僅在砂體底部發(fā)育薄層的平行層理或沙紋層理。單砂體粒度由下向上略有變粗的趨勢(shì)，與下部泥巖呈突變接觸，接觸面比較平整。自然電位曲線為漏斗形，呈明顯的反旋回沉積序列。單砂體物性由下向上呈現(xiàn)變好的趨勢(shì)，為河口壩沉積微相。底部發(fā)育薄層砂體，見(jiàn)明顯的河道沖刷面，炭屑比較發(fā)育，屬三角洲平原分流河道沉積；頂部多發(fā)育煤層、煤線、炭屑和植物根系等，砂體單層厚度較薄，見(jiàn)板狀層理，泥巖顏色較淺，自然電位和自然伽馬曲線為鐘形，屬三角洲平原分流河道沉積（圖2）。

圖2 鄂爾多斯盆地長(zhǎng)82小層沉積相剖面Fig.2 Sedimentary facies profiles of Chang 82sublayer in Ordos Basin

2.1.3 沉積相劃分

受沉積物源和湖盆底形的控制，鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)82小層沉積體系主要來(lái)自東北、西北、西部和西南4大物源方向［11］，沉積相類(lèi)型主要為三角洲平原和三角洲前緣。湖岸線分布于正寧—寧縣—鎮(zhèn)遠(yuǎn)—環(huán)縣—鹽池—定邊—安塞—延安一帶。三角洲平原亞相砂體類(lèi)型主要為分流河道砂體，河道寬度一般為5～10 km；三角洲前緣分布較廣，面積約5萬(wàn)km2。東北沉積體系分流河道寬度相對(duì)較窄，一般為5 km左右；西南沉積體系沉積微相主要為河口壩，沿湖岸線平行展布；西北和西部沉積體系局部見(jiàn)分流河道，表現(xiàn)為正旋回沉積，底部見(jiàn)沖刷面和泥礫，與下伏泥巖呈凹凸接觸，自下而上為塊狀構(gòu)造、平行層理與波狀層理細(xì)砂巖，平行層理比較發(fā)育，砂體展布與湖岸線平行或斜交；東北沉積體系以遠(yuǎn)砂壩和小型河口壩為主，波狀與平行層理比較發(fā)育，砂體展布與湖岸線平行或斜交。

2.2 沉積演化及砂體展布

圖3 Xi60井—Wu215井長(zhǎng)82小層沉積相演化剖面及沉積模式Fig.3 Evolution of sedimentary facies and sedimentary model of Chang 82sublayer across Xi60 well to Wu215 well

圖4 鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)82小層沉積相平面圖Fig.4 Sedimentary facies map of Chang 82sublayer in Ordos Basin

長(zhǎng)82小層沉積早期水體范圍比較局限，在湖岸線附近的坡腳區(qū)形成了第Ⅰ期河口壩砂體，縱向上位于長(zhǎng)82小層的下部（圖3），平面上分布于甘泉—志丹—吳起—華池一帶，位于湖盆中心位置（圖4）。中期隨湖平面上升，湖岸線擴(kuò)張至正寧—寧縣—鎮(zhèn)遠(yuǎn)—環(huán)縣—鹽池—定邊—安塞—延安一帶，同樣在湖岸線和坡折帶的控制下，在湖岸線附近形成第Ⅱ期河口壩砂體，縱向上主要分布于長(zhǎng)82小層的中上部（參見(jiàn)圖3），平面上分布于湖岸線控制的濱湖帶，沿湖岸線平行展布。中期為長(zhǎng)82小層砂體最發(fā)育的沉積期。長(zhǎng)82小層沉積晚期發(fā)生快速水退，形成平原化湖沼環(huán)境，砂體類(lèi)型以分流河道為主，河道砂體較薄，分布局限，縱向上主要分布于長(zhǎng)82小層的頂部，規(guī)模較小（參見(jiàn)圖3）。

3 砂體沉積模式分析

通過(guò)對(duì)鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)82小層沉積特征和砂體展布規(guī)律的分析，建立了其沉積模式。長(zhǎng)82小層沉積期，湖盆底形及沉積體系的差異決定了盆地內(nèi)不同地區(qū)砂體形態(tài)的差異。西南地區(qū)湖盆底形較陡，發(fā)育坡折帶，波浪改造作用較強(qiáng)，沉積物在入湖處快速堆積，形成厚層河口壩沉積砂體，且呈明顯的帶狀展布，是西南沉積體系厚層砂體主要成因微相類(lèi)型，沉積特征表現(xiàn)為反旋回沉積序列，為水動(dòng)力驟減和快速卸載沉積，以塊狀厚層砂體為主（厚度大于10 m），底部與泥巖突變接觸，沉積構(gòu)造單一，局部見(jiàn)平行層理；東北地區(qū)底形平緩單一，波浪改造作用相對(duì)較弱，順物源方向砂體連續(xù)性較強(qiáng)，主要發(fā)育河口壩和遠(yuǎn)砂壩，是形成東北沉積體系砂體的主要沉積微相類(lèi)型，沉積特征表現(xiàn)為反旋回沉積序列，波狀與平行層理均比較發(fā)育；西北和西部地區(qū)距物源較近，物源供給充分，河流搬運(yùn)能力較強(qiáng)，河流入湖動(dòng)力大于波浪的改造能力，分流河道和水下分流河道砂體相對(duì)比較發(fā)育，是形成西北和西部厚層砂體的主要成因微相，沉積特征表現(xiàn)為正旋回沉積序列，底部見(jiàn)沖刷面和泥礫，與下伏泥巖呈凹凸接觸，自下而上為塊狀構(gòu)造、平行層理與波狀層理細(xì)砂巖，平行層理比較發(fā)育（圖5）。

圖5 鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)82小層砂體沉積模式Fig.5 Sedimentary model of Chang 82sublayer in Ordos Basin

4 結(jié)論

（1）鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)8油層組跨越SQ2與SQ3共2個(gè)長(zhǎng)期旋回，其中長(zhǎng)82小層位于SQ2長(zhǎng)期旋回頂部，屬水退體系域，為1個(gè)完整的中期旋回；長(zhǎng)81小層位于SQ3長(zhǎng)期旋回下部，屬水進(jìn)體系域。

（2）鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)82小層早—中沉積期發(fā)生湖進(jìn)，水體相對(duì)較深，以三角洲前緣沉積為主，主要發(fā)育河口壩微相；由湖岸線控制的河口壩砂體堆積是形成長(zhǎng)82小層厚層砂體的主要原因；長(zhǎng)82小層晚沉積期發(fā)生短暫快速的湖盆萎縮，以三角洲平原亞相沉積為主，砂體類(lèi)型以分流河道砂體為主，厚度較薄，分布局限。

（3）受湖盆底形差異的影響，鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)82小層不同沉積體系砂體形態(tài)存在差異，西南地區(qū)以河口壩沉積微相為主，呈明顯的帶狀展布；東北地區(qū)主要發(fā)育河口壩和遠(yuǎn)砂壩沉積微相，順物源方向砂體連續(xù)性較強(qiáng)；西北和西部地區(qū)主要發(fā)育分流河道和水下分流河道沉積微相，砂體規(guī)模大，連續(xù)性好。

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圖版Ⅰ

（本文編輯：李在光）

Sedimentary characteristics and genesis of thick layer sand body of Chang 82sublayer in Ordos Basin

YAO Jingli1，2，CHU Meijuan1，2，BAI Chang’er1，2，YUAN Xiaoming3，GUO Zhengquan1，2
（1.Research Institute of Exploration and Development，PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi’an 710018，China；2.National Laboratory of Low Permeability Oil and Gas Fields Exploration and Development，Xi’an 710018，China；3.Department of Exploration，PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi’an 710018，China）

Based on core observation,combining with data analysis of well log and laboratory test,this paper analyzed the sedimentary characteristics of Chang 82sublayer,and restored the sedimentary environment and sedimentary evolution.The result shows that Chang 82sublayer belongs to regressive system tract,and experienced a complete MSC（from lake ingress to lake retreat）.In the early-middle period,lake district expanded with relatively deeper water, and the sedimentary environment is mainly delta front subfacies,with mouth bar developed.In late period,it is plain and swamping deposition,and mainly developed distributary channel microfacies,the thickness of the sand body is thin,and physical properties are poor.Rapid accumulation of the mouth bar controlled by lake shoreline is the main cause of the growth of Chang 82thick sand body.

sequence stratigraphy；sedimentaryevolution；sedimentarymodel；Chang82sublayer；Ordos Basin

TE121.3

A

1673-8926（2014）06-0040-06

2014-04-02；

2014-06-06

國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)“鄂爾多斯盆地大型低滲透巖性地層油氣藏開(kāi)發(fā)”（編號(hào)：2011ZX05044）資助

姚涇利（1964-），男，博士，高級(jí)工程師，主要從事油氣勘探及綜合地質(zhì)研究工作。地址：（710018）陜西省西安市未央?yún)^(qū)鳳城四路興隆園小區(qū)。電話：（029）86592830。E-mail：yjl_cq@petrochina.com.cn。