李 浩,羅順社,王 維,劉 俊
(1.西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系 /大陸動力學(xué)國家重點實驗室,陜西 西安 710069;2.長江大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院,湖北 荊州434023;3.中國石油長慶油田公司,陜西 西安 710018)
鄂爾多斯盆地是我國第二大沉積盆地,蘊藏著豐富的油氣資源。三疊系總體為一西翼陡窄東翼寬緩的不對稱南北向矩形盆地,盆地邊緣斷裂褶皺較發(fā)育,而盆地內(nèi)部構(gòu)造相對簡單,地層平緩,一般不足 1°[1-2]。馮地坑 -洪德地區(qū)位于鄂爾多斯盆地的西部,在區(qū)域構(gòu)造上西接天環(huán)坳陷,東鄰伊陜斜坡,工區(qū)包括北起馮地坑北部池401井,南至洪德,東至王盤山,西達麻黃山(見圖1)。按沉積旋回將延長組從上到下劃分為10個油層組[3],其中長6油組是主力油層之一[4],厚約 105~130 m。采用標志層 ~旋回分析法,將長6油層組再細分為長 61、長 62和長 63三個小層。在晚三疊系延長時期,鄂爾多斯盆地為一大型內(nèi)陸淡水湖盆,經(jīng)歷了完整的湖進一湖退過程。長6油層組沉積期湖盆發(fā)展由盛轉(zhuǎn)衰,從長 63、長 62到長61湖盆范圍逐漸縮小。砂體呈北西向、北東向展布,連通性較好。自下往上砂體發(fā)育程度逐漸增高,東北方向物源的供給也逐漸充足。總體上,體現(xiàn)出向上變細的正粒序旋回,構(gòu)成一個完整的水進的退積序列。
研究區(qū)長6油組時期,巖石類型包括泥巖、粉砂巖、細粒砂巖和中粒砂巖,發(fā)育的砂巖類型主要為長石砂巖和巖屑長石砂巖(見圖2)。砂巖的礦物成分特征表現(xiàn)為:石英含量20% ~45%,長石含量45% ~65%,巖屑含量 10% ~25%;雜基成分以高嶺石、綠泥石和云母為主。砂巖的顏色以灰色、灰綠色及褐灰色為主。砂巖顆粒磨圓程度差,多為次棱角狀,少見次圓狀,分選差到中等,顆粒支撐為主。這些特征表明研究區(qū)砂巖的礦物成熟度普遍較低,屬于沉積水體能量較低、弱還原環(huán)境的產(chǎn)物。
流動成因的構(gòu)造主要有平行層理、水平層理、板槽狀交錯層理、透鏡狀層理、粒序?qū)永怼⒉顚永?。層面?gòu)造主要為底沖刷構(gòu)造,砂巖底面起伏不平,其中見大量沖刷泥礫,指示單向水流特征。同生變形構(gòu)造主要有滑塌變形構(gòu)造、包卷層理、砂枕或砂球構(gòu)造。這些沉積構(gòu)造均反映了曲流河三角洲的沉積特征。
圖1 鄂爾多斯盆地構(gòu)造與研究區(qū)位置圖
圖2 馮地坑-洪德地區(qū)延長組長6砂巖分類圖
古生物化石比較單調(diào),砂巖和泥巖中主要含較多的植物碎屑、莖桿及葉片印模。雖然總體上植物碎屑相對較多,但巖心中也反應(yīng)出了從北部向南部植物碎屑的數(shù)量逐漸減少、個體大小變小的特征,這些可從側(cè)面反映出本區(qū)沉積物由北向南搬運,且可能有較短的搬運距離。
長6油層組測井曲線的幅度以中、低幅為主,且以低幅所占比例最大,這顯然與沉積物粒度較細有關(guān)。突變式接觸在本區(qū)很發(fā)育,尤其是底部突變更為常見,反映沉積體沉積前后水動力條件和沉積物供應(yīng)類型的劇烈變化。頂部漸變式較多見,指示沉積介質(zhì)水動力強度的逐漸減小和(或)相對粗粒沉積物供給的減少。測井曲線的光滑程度有微齒和齒化二種,尤以微齒較為常見,表明砂巖具中等程度的分選性。砂巖測井曲線的形狀有鐘形、箱形、漏斗形、中 -低幅指狀指形、微齒形或直線形以及復(fù)合型[5]。
綜合以上沉積特征分析認為,長6發(fā)育湖成曲流河三角洲(圖3-圖5),曲流河三角洲發(fā)育三角洲平原和三角洲前緣兩種亞相[6]。
研究區(qū)三角洲前緣砂體以細砂-粉砂為主,發(fā)育有水下分支河道、支流間灣、水下天然堤、河口砂壩和前緣席狀砂5種微相。
2.1.1 水下分支河道微相
水下分支河道為陸上分支河道的水下延伸部分。在向海延伸過程中,河道加寬,深度減小,分叉增多,流速減緩,堆積速度增大[7]。沉積物以淺灰色、灰色的細砂巖、粉細砂巖為主,泥質(zhì)較少。河道中可見大量的交錯層理、波狀層理及沖刷-充填構(gòu)造,并局部可見層內(nèi)的變形構(gòu)造。自然電位曲線特征為低至中幅微齒或齒化鐘形,有時呈箱形或兩者的復(fù)合[8]。粒度頻率累計曲線均表現(xiàn)為兩段式,顯示出砂巖碎屑物質(zhì)主要由跳躍總體與懸浮總體組成,缺少滾動總體。
圖3 馮地坑-洪德地區(qū)長6 1沉積相平面展布圖
圖4 馮地坑-洪德地區(qū)長6 2沉積相平面展布圖
2.1.2 水下天然堤微相
水下天然堤是陸上天然堤的水下延伸部分,分布于水下分支河道兩側(cè),沉積物為極細的的砂和粉砂。粒度概率曲線基本上只含有懸浮總體特征,常具有少量的粘土夾層。沉積構(gòu)造有波狀層理、交錯層理、包卷層理等,并可見植物碎屑和生物鉆孔。其電性特征為河道砂體上部連續(xù)變細的鐘形曲線細尾部分,很少單獨出現(xiàn)。
2.1.3 支流間灣微相
支流間灣以深灰色泥巖沉積為主,含少量的粉砂或細砂。常呈泥巖夾薄層的砂巖。發(fā)育水平層理、透鏡狀層理及脈狀層理,局部可見浪成波痕和植物殘屑等,生物鉆孔較發(fā)育。電測曲線為微齒化或平滑的曲線。
圖5 馮地坑-洪德地區(qū)長6 3沉積相平面展布圖
2.1.4 河口砂壩微相
河口砂壩位于水下分支河道的河口處,沉積速率較大。由于水流的反復(fù)沖刷淘選砂質(zhì)較純,而且分選性較好,主要為一些細砂和粉砂組成。可見槽狀交錯層理,局部可見水流或波浪成因的波痕。測井曲線形態(tài)以微齒或光滑的漏斗形或指形為主,或漏斗形一箱形的復(fù)合型。
2.1.5 前緣席狀砂微相
前緣席狀砂是河口砂壩受波浪流水淘洗和篩選,并發(fā)生側(cè)向遷移形成的。本區(qū)席狀砂沉積以細砂和粉砂為主,一般砂質(zhì)較純、分選好。沉積構(gòu)造包括交錯層理、砂紋層理及水平層理等。測井曲線形態(tài)為指狀。
研究區(qū)三角洲平原沉積砂體以細砂和粉砂為主,最粗可達到中砂級,其中可見到分支河道微相,陸上天然堤微相及沼澤微相。
2.2.1 分支河道微相
分支河道微相構(gòu)成三角洲平原亞相的沉積骨架。本區(qū)分支河道砂體以淺灰色,灰色中-細粒砂巖,粉細砂巖為主,垂向上多表現(xiàn)為多層正韻律砂體的復(fù)合疊加,向上粒度由粗變細的正粒序結(jié)構(gòu);砂體底部發(fā)育明顯的沖刷面和泥巖礫石,層理類型主要有平行層理,槽狀交錯層理和砂紋層理等。自然電位曲線常呈鐘形,箱型或鐘形與箱型的復(fù)合型。粒度頻率累計曲線均表現(xiàn)為兩段式,顯示出砂巖碎屑物質(zhì)主要由兩種組分組成即,跳躍總體與懸浮總體,缺少滾動總體。
2.2.2 陸上天然堤微相
此種微相主要發(fā)育于分支河道兩側(cè),尤其在曲流河河道的凹岸更為發(fā)育,主要成分為粉砂巖,粉砂質(zhì)泥巖與泥巖薄層的互層,略具向上變細變薄的粒序性。層內(nèi)主要發(fā)育砂紋層理,波狀層理和水平層理,且可見一些生物鉆孔比較發(fā)育。
2.2.3 沼澤微相
沼澤微相在曲流河三角洲平原亞相中占有絕對的優(yōu)勢,它是三角洲平原各微相中比較發(fā)育的一種微相。此微相在工區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為以河漫沼澤為主,其中主要發(fā)育一些灰色,深灰色,灰黑色的泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖,厚度變化較大。沉積構(gòu)造以水平層理為主。含有大量的植物炭化植物碎屑,生物擾動構(gòu)造與生物鉆孔構(gòu)造在本種微相也較為發(fā)育。測井曲線主要為一些低幅度的齒狀或光滑曲線。
通過對工區(qū)長6油層組時期沉積相特征的研究,并結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景,建立長6油層組沉積模式見圖6。由圖6可知,長6油層組沉積時期工區(qū)發(fā)育了曲流河三角洲相。三角洲砂體自北西和北東及盆地的西部邊緣三個方向推進,發(fā)育六種微相。南部為前緣亞相,西部和北西方向的砂體部分交匯于工區(qū)中西部,而東部的河道則主要表現(xiàn)為沿北東 -南西方向呈條帶狀,依次排開。另外,三角洲前緣亞相中水下分支河道微相均由中細粒細砂、粉砂巖組成,說明河流入湖時以細粒沉積物為主。通過構(gòu)造研究分析,可知當時的沉積中心應(yīng)該位于工區(qū)的西南部,即劉峁塬地區(qū)附近。
圖6 馮地坑-洪德地區(qū)長6沉積模式圖
長6油層組時期,鄂爾多斯盆地馮地坑-洪德地區(qū)屬于氣候潮濕、地勢平坦的河流一湖泊過渡沉積環(huán)境,發(fā)育了一套曲流河三角洲沉積體系沉積體系。曲流河三角洲相發(fā)育三角洲前緣和三角洲平原2種亞相,前者可劃分為水下分支河道、水下天然堤、支流間灣、河口砂壩和前緣席狀砂五種微相,后者發(fā)育分支河道微相,陸上天然堤微相及沼澤微相。
根據(jù)研究區(qū)沉積體系和平面展布特征,建立了長6油層組沉積體系的沉積模式。
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