楊志文

(西北大學地質學系/大陸動力學國家重點實驗室，陜西 西安 710069)

鄂爾多斯盆地代家坪地區(qū)延長組長8沉積相分析

楊志文

(西北大學地質學系/大陸動力學國家重點實驗室，陜西 西安 710069)

[摘要]三疊系延長組長8是鄂爾多斯盆地西南緣鎮(zhèn)涇油田代家坪地區(qū)的重要勘探開發(fā)層位之一。前人根據露頭、鉆井資料礦物成分和含量統計認為長8段為南西-北東向三角洲前緣分流河道沉積。結合三維地震資料和鉆井、地質等資料，得出研究區(qū)長8油層組主河道發(fā)育方向與前人研究一致，但沉積相研究結果卻不同。結合巖石特征、地震反演、測井相以及單井相和連井相分析認為該區(qū)長8為三角洲平原亞亞相，主要發(fā)育分流河道、河漫灘和決口扇微相。通過相平面展布和前人研究綜合分析認為長8古物源來自工區(qū)的西南部。

[關鍵詞]鄂爾多斯；長8；沉積相；古物源

代家坪工區(qū)地處甘肅省鎮(zhèn)原、涇川之間，且位于涇河(Ⅰ)工區(qū)正北部，構造位置位于鄂爾多斯盆地西南緣天環(huán)坳陷最南端(見圖1)。代家坪地區(qū)從上世紀七十年代都已經發(fā)現了油氣構造，直到2003年華北石油分公司才對其加大了勘探力度，發(fā)現延長組長8為該區(qū)的主力產油層。從45口已完鉆探井和水平井的產油情況可看出產油井的日產量都小于5 t，皆屬于低產井，通過前人研究，這是由于長8儲層特征為低孔低滲，而沉積相往往是儲層物性的決定因素。

圖1　代家坪地區(qū)工區(qū)位置圖

前人對盆地西南緣長8段沉積相做過大量研究，但都未取得一致觀點。吳旭光[1]等認為紅河油田鎮(zhèn)涇地區(qū)長8段沉積相為陸相辮狀河-曲流河過渡河流相沉積，物源方向主要為西南方向，其次為北西和南東方向；張哨楠[2]等認為是常規(guī)的河流相三角洲沉積，優(yōu)質儲集層砂體主要為水下分流河道砂體和河口壩砂體；王志坤等[3]、鄭希民等[4]認為是辮狀河三角洲沉積相，而優(yōu)質儲集體為河口壩沉積；付金華等[5]認為是沖積扇—扇三角洲沉積；楊斌虎等[6]認為是發(fā)育扇三角洲沉積相，儲層砂巖主要為前緣的水下分流河道砂體；鄧秀琴[7]、劉化清等[8]認為是淺水湖泊三角洲沉積，儲層主要為水下分流河道砂體， 而河口壩、重力流不發(fā)育。多數學者認為， 盆地西南部長8段物源主要來自西南方向[6,9-11]。

本次研究基于國內首次用三維地震資料和區(qū)域二維地震資料，在三疊系延長組發(fā)現了很多現象級的地質現象，尤其在工區(qū)附近或工區(qū)內的砂體展布研究具有很大意義。綜合巖石特征、地震反演、測井相、單井相和連井相綜合分析認為，研究區(qū)長8段發(fā)育三角洲平原亞相，主要發(fā)育分流河道、河漫灘和決口扇微相。結合前人研究物源方向可判斷該區(qū)主要物源方向來自西南方向。

圖2　紅河油田長8骨架顆粒三角圖

1巖性特征

由于該研究區(qū)缺乏巖芯資料，所以不能詳盡的描繪出其巖性特征，只能通過代家坪區(qū)塊相鄰紅河油田的取芯資料加以類比。

目前砂巖分類普遍采用三角形圖解，本文依據Folk制作三角圖(圖2)。根據4口井的176個薄片的統計結果來看，研究區(qū)內長8砂巖主要為長石巖屑砂巖，碎屑顆粒以巖屑為主，平均含量為42.4%，石英平均含量為30.8%，長石平均含量為26.4%(圖2)。長石主要由斜長石和鉀長石組成，其中鉀長石含量相對高一些。巖屑成分復雜，骨架顆粒中巖屑類型主要為噴出巖、花崗巖、石英巖、云母，少量千枚巖、片巖，沉積巖巖屑較少，常見巖屑泥化，個別巖屑綠泥石化或鐵礦化。

2地震反演預測砂體平面展布

地震反演就是利用把地震、測井、地質資料所反映的消息有機的結合起來，在一定模式的約束下進行反演，信息包括巖性、構造、層位、振幅、波阻抗等。目前地震反演分為疊前反演和疊后反演。常用的反演方式一般為疊后反演，此次研究區(qū)對長8的反演也采用Jason測井約束疊后反演。疊后反演包括：測井曲線標準化，數據加載，合成記錄制作，建立反演模型，反演計算，效果分析6個方面。

圖3　長81密度反演(右)和伽馬反演(左)砂的百分含量圖

經Jason反演出的體文件，往往由于Jason里的屬性提取方法較少，只能提取到普通的振幅屬性，實際效果受到影響，須導入到landmark里根據需要的進行參數方法提取。一般取密度反演、聲波時差反演、自然伽馬反演和孔隙度反演。密度反演和自然伽馬反演可以區(qū)分砂泥巖，聲波時差反演可以區(qū)分頁巖和煤層，孔隙度反演可以得到有效砂體厚度。

本次地震反演分別提取出了長81的自然伽馬反演和密度反演砂的百分含量圖，在反演時密度小于2.55 g/cm3，自然伽馬小于95API。因為通過鉆井資料分析,長82小層主要顯示為“泥包砂”，砂體總體不發(fā)育.又因為本次地震反演的目的是研究長8的砂體展布,故只對長81小層提取了地震屬性。通過對比發(fā)現，密度反演屬性圖在反應砂體上沒有伽馬反演屬性圖效果好(圖3)。故在此工區(qū)分別提取了長812和長813的伽馬屬性砂的百分含量圖(圖4)來解釋說明。圖中暖色調表示砂地比相對較高，即砂體相對發(fā)育地區(qū)，紫色為泥巖含量高的區(qū)域。整個工區(qū)地層基本等厚，因此砂巖百分含量也就能夠反映了砂巖厚度的變化。

圖4　長812(左)和長813(右)伽馬反演砂巖百分含量圖

從長812伽馬反演砂巖百分含量圖可知，砂體分布明顯高于長813。該反演圖井位約束較好，工區(qū)的ZP2、ZP3、HH50、HH64、HH76、HH77等井完全符合反演結果，這說明反演效果較好。砂體整體集中于中北部呈條帶狀北東向分布，平均厚度在10～18 m之間，此處也是整個區(qū)域砂體最厚的地帶。圖上還分布有明顯呈近南北向的窄的亮色條帶，這可以推測可能是三條分流河道由南往北匯聚于中北部的主河道區(qū)域，這也解釋了該處厚砂的發(fā)育特點。圖中的西北角有一塊亮色區(qū)域但又和中北區(qū)塊是間斷的，所以可以推測在之上還發(fā)育一條分流河道。長813反演效果沒有長812好，這可能是由于工區(qū)環(huán)境復雜，子波標準化處理時不太恰當所致。但整體趨勢和長812相同，從圖中明顯可以看出發(fā)育南北向的三條支流然后匯聚于中北，然后往北東向流出。暗色區(qū)域較多，推測可能為河漫灘沉積。

3測井相分析

所謂的測井相分析就是通過分析取芯井典型沉積微相類型對應的測井曲線響應，建立巖性和電性之間的對應關系，實現根據測井曲線即能判別巖性和沉積相，最終將在取芯井確定的沉積微相類型推廣到非取芯井。對比研究區(qū)測井曲線發(fā)現，自然伽馬曲線對巖性識別較為敏感，能夠準確反映泥質含量的多少。長8純砂巖、粉砂巖和泥巖的伽馬值逐漸變大，有明顯的幅度差。

圖5　代家坪地區(qū)長8測井相類型

分流河道砂體伽馬曲線形態(tài)主要有鋸齒狀鐘形、鋸齒狀箱型(圖5A，B，C)，巖性為中—細砂巖，砂體內部常常有“砂包泥”現象，伽馬值一般在50～80 API，底部常和泥巖或粉砂質泥巖成突變接觸，巖心上觀察到的沖刷面構造，往往伴隨泥礫的存在。決口扇砂體伽馬曲線形態(tài)為指狀或小型鐘狀，巖性為粉—細砂巖，單層厚度較薄，一般為3～5 m，伽馬值70～95 API，通常頂底為泥巖包圍(圖5B)。漫灘沼澤沉積伽馬曲線常為鋸齒狀高幅(圖5D)，伽馬值100～120 API，巖性為粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖，部分夾有炭質頁巖，伽馬值大于120 API。

4單井相和連井相分析

圖5為紅河72井長81單井綜合柱狀圖，分析認為是三角洲平原亞相，主要沉積微相有分流河道、河漫灘和決口扇。2 172.42～2 184 m伽馬曲線呈齒化鐘形，向上依次為細砂巖、粉砂巖和泥巖，反映向上的正粒序特征，為典型的河道二元結構。2 186～2 189 m為一套深灰色泥巖，水平層理發(fā)育，其底部為50 cm厚的炭質頁巖，手摸染色變黑，伽馬值異常偏高，大于150 API，密度、聲波時差變小，電阻升高，為漫灘沼澤沉積。從2 189～2 197 m過渡為河漫灘和決口扇的交互沉積，偏離主河道位置，形成泥巖和粉砂巖疊置堆積，決口扇主要為粉—細砂巖，厚度5 m左右，伽馬形態(tài)為低平背上的指狀。

下圖為研究區(qū)沿北東向(圖6)和北西向(圖7)兩條連井剖面對比，黑色表示為長7底部“張家灘頁巖”。砂體為多期單河道在某個主河道帶內縱向切割疊置、橫向拼接合并而成，形成下切谷充填透鏡體，單期河道砂體一般厚度最大為15 m，厚度在20 m以上砂體系多期復合河道沉積。北西向連井剖面可以看出，研究區(qū)西北部長813、長821分流河道砂體發(fā)育，呈透鏡體；東南部相對砂體較薄，連通性較好；中部有薄層透鏡體殲滅，復合疊置河道帶發(fā)育。北東向連井剖面可以看出，砂體橫向連通較好，長812、長813砂體發(fā)育。研究區(qū)長811砂體整體不發(fā)育，多為粉砂質泥巖夾一套3～5 m薄層砂巖，判斷為決口扇砂體。

圖6　北西向沉積相對比剖面

圖7　北東向沉積相對比剖面

圖8　長813沉積相平面展布圖

圖9　長812沉積相平面展布圖

5平面展布及物源分析

平面相分析是單井相分析、剖面相分析及測井相分析的基礎上，針對每一個時間單元在不同井上的巖性、物性、地震屬性及電性特征，確定出每口井上的各個沉積時間單元的相類型，再根據各相砂體形態(tài)在空間變化組合特征，確定出各個時間單元的沉積相平面分布圖[13-16]。

圖8為根據長813砂體百分含量屬性圖(圖3左)和鉆井砂厚綜合勾繪的沉積相平面圖，可以看出砂體沿著河道呈帶狀分布且在河道邊緣呈片狀分布。主河道寬度大約3 km，砂厚介于5～20 m，認為它是辮狀河-曲流河之間的河道特征。從圖中可看出該區(qū)總體有兩條北東向河道，其中一條由三條分流河道匯聚而成,且分流河道都呈近南北向和北北西向.從河道的平面分布可看出當時長813沉積期物源可能來自工區(qū)西南方。沿河道方向砂體連通性較好，與前人研究結果一致[6]。分流河道間主要微相為河漫灘微相，巖性主要為泥巖和粉砂巖，多口鉆井發(fā)現炭質頁巖；也有洪水沖破天然堤，發(fā)育決口扇微相，巖性主要為細、粉砂巖和泥巖，在圖3(右)的反演圖上可以看出砂的含量約占30%左右。

長812沉積相分布和長813略有不同，物源方向一致，也是NE向，分流河道方向發(fā)生遷移，為近北北東向(圖9)，河道整體也在往西偏移。長812砂厚介于5～20 m，主河道及分流河道寬度都大于長813沉積時期，辮狀河河道特征比較突出。在長813廢棄的分支河道里，發(fā)育向上變細的正粒序沉積，頂部為水平層理的泥巖，為廢棄分流河道沉積。在兩期河流都發(fā)育的地方，發(fā)生河道砂體疊置，砂地比較大，如紅河50井和紅河77井。此外，洪水期河水沖破河堤，水流攜帶細砂巖、粉砂巖在漫灘發(fā)生沉積，形成決口扇砂體，向河漫平原方向逐漸減薄尖滅，砂體一般厚度為幾十厘米到十幾米。

前人通過前積反射，證明鄂爾多斯盆地西南部延長組湖盆底型具有“南陡北緩、西陡東緩”的特點[12-14]。再結合河道的平面展布方向，可初步判定該區(qū)長8古物源方向為工區(qū)的西南向[15]。

6結語

通過對鎮(zhèn)涇油田代家坪地區(qū)的地層、沉積相、砂體展布及古物源分析可得出以下結果：

(1) 根據巖性特征、測井相特征、單井相及連井相特征和地震反演特征可將長8沉積相劃分為辮狀河三角洲相，其亞相為三角洲平原，主要發(fā)育的微相有分流河道、河漫灘和決口扇。

(2) 根據巖性特征和沉積相平面展布圖特征綜合分析，認為長8的古物源來自工區(qū)的西南部，與前人研究一致。

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[收稿日期]2016-01-08

[作者簡介]楊志文(1991-)，男，陜西漢中人，在讀碩士研究生，主攻方向：礦產普查與勘探。

[中圖分類號]TE121.3

[文獻標識碼]B

[文章編號]1004-1184(2016)03-0230-04