王聰娥，陳立軍，曹 進(jìn)，劉志強(qiáng)

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鄂爾多斯盆地富縣–黃陵地區(qū)三疊系延長(zhǎng)組層序地層特征

王聰娥1，陳立軍2，曹 進(jìn)1，劉志強(qiáng)1

（1．延長(zhǎng)油田股份有限公司下寺灣采油廠，陜西延安 716000；2．延長(zhǎng)油田股份有限公司勘探開發(fā)技術(shù)研究中心）

運(yùn)用層序地層學(xué)的原理和方法，結(jié)合露頭、鉆井、測(cè)井等資料的綜合分析，利用測(cè)井標(biāo)志識(shí)別富縣–黃陵地區(qū)三疊系延長(zhǎng)組層序界面。三疊系延長(zhǎng)組沉積演化經(jīng)歷了5次周期長(zhǎng)、規(guī)模大的湖侵和湖退，存在5個(gè)較明顯的湖泛面，可識(shí)別出6個(gè)層序界面，劃分為5個(gè)長(zhǎng)期旋回和14個(gè)中期旋回，同時(shí)在單井層序劃分和連井剖面對(duì)比的基礎(chǔ)上建立了富縣–黃陵地區(qū)三疊系的層序地層格架。層序結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性隨湖盆的演化具有明顯的規(guī)律性，地層分布明顯受北東、南西兩個(gè)方向物源的影響，表現(xiàn)為主要物源區(qū)的范圍地層厚，其它區(qū)域薄。對(duì)層序格架中的生、儲(chǔ)、蓋組合特征進(jìn)行了分析，三疊系延長(zhǎng)組形成了4套明顯的生儲(chǔ)蓋組合關(guān)系，從宏觀上控制了富縣–黃陵地區(qū)延長(zhǎng)組油氣的分布。

鄂爾多盆地；富縣–黃陵地區(qū)；三疊系；層序地層特征

鄂爾多斯盆地的結(jié)晶基底為太古界和下元古界，經(jīng)過長(zhǎng)期的地質(zhì)發(fā)展演化，形成了現(xiàn)今大型的疊合盆地[4]。前人一般劃分鄂爾多斯盆地為西緣逆沖帶、天環(huán)坳陷、伊陜斜坡、晉西撓褶帶、伊盟隆起和渭北隆起，其中陜北斜坡總體為一平緩西傾單斜構(gòu)造，地層傾角小于1°，其上常發(fā)育一些由于差異壓實(shí)作用或由于基地隆起原因形成的低幅度鼻狀隆起構(gòu)造，且鼻狀構(gòu)造形態(tài)多不規(guī)則，圈閉較好的背斜構(gòu)造在該地區(qū)不發(fā)育[1，4]。研究區(qū)包括富縣、黃陵兩縣，處于鄂爾多斯盆地東南部近湖盆中心位置，其油氣分布受巖性的控制則更為明顯[1–2]（圖1）。

1 層序界面識(shí)別與標(biāo)志

1.1 延長(zhǎng)組層序界面的綜合判識(shí)標(biāo)志

研究區(qū)三疊系延長(zhǎng)組的層序界面包括不整合面、沉積作用轉(zhuǎn)換面和最大湖泛面三種類型。結(jié)合野外露頭剖面、鉆井剖面、巖心資料的分析[3–5]，識(shí)別出6個(gè)較大規(guī)模的層序界面（SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6）和5個(gè)較大規(guī)模的洪泛面（F1、F2、F3、F4、F5），其中SB1和SB6為區(qū)域性不整合面，SB2、SB3、SB4、SB5為較大規(guī)模的沉積作用轉(zhuǎn)換面，即基準(zhǔn)面下降到上升的轉(zhuǎn)換面（圖2）。

1.2 延長(zhǎng)組層序界面及其特征

圖1 鄂爾多斯盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐?/p>

（1）SB1界面。SB1界面是中三疊統(tǒng)紙坊組與上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組的分界面，為區(qū)域性不整合面，可全區(qū)對(duì)比。野外地質(zhì)露頭剖面上，紙坊組頂部為灰綠色厚層塊狀砂巖，為巖屑砂巖；長(zhǎng)10為淺灰色塊狀砂巖，為巖屑長(zhǎng)石砂巖；二者之間是微角度不整合接觸。鉆測(cè)井剖面上，紙坊組頂部多為灰綠色泥巖，長(zhǎng)10為淺灰色塊狀砂巖，二者之間呈突變接觸；自然電位（）和自然伽馬（）均呈突變的臺(tái)階狀；自界面向上，沉積物粒度由粗變細(xì)，砂巖厚度逐漸減薄，泥質(zhì)夾層增多、厚度變大，反映基準(zhǔn)面上升的沉積特點(diǎn)。

圖2 三疊系延長(zhǎng)組層序界面層序劃分及界面特征（驛探15井）

（2）SB2界面。SB2界面大致相當(dāng)于傳統(tǒng)分層長(zhǎng)10與長(zhǎng)9的分界面或其附近的某界面，為沉積作用轉(zhuǎn)換面。野外地質(zhì)露頭剖面上，界面之下為進(jìn)積疊加樣式的砂巖，界面之上為透鏡狀砂巖；鉆、測(cè)井剖面上，該界面位于進(jìn)積疊加樣式到退積疊加樣式基準(zhǔn)面旋回的轉(zhuǎn)換位置，反映了可容納空間變小再變大的沉積動(dòng)力學(xué)過程。

（3）SB3界面。SB3界面大致相當(dāng)于長(zhǎng)8油層組內(nèi)部的一個(gè)界面，為沉積作用轉(zhuǎn)換面，為進(jìn)積與退積作用的轉(zhuǎn)換面，或?yàn)橐缓駥雍拥赖牡撞拷缑妗?/p>

（4）SB4界面。SB4界面大致相當(dāng)于長(zhǎng)61的底界面，界面性質(zhì)為沉積作用轉(zhuǎn)換面，為一典型的進(jìn)積序列的頂部界面，或?yàn)檫M(jìn)積序列頂部較厚層河道砂巖的底部界面，或?yàn)檫M(jìn)積與退積疊加樣式的轉(zhuǎn)換面。

（5）SB5界面。SB5界面大致相當(dāng)于長(zhǎng)3油組中部的一個(gè)界面，為沉積作用轉(zhuǎn)換面。是一典型的進(jìn)積序列與退積序列的轉(zhuǎn)換界面，或?yàn)檩^厚層河道砂巖的底部界面。

（6）SB6界面。SB6界面為延長(zhǎng)組與延安組之間的界面，為區(qū)域不整合面。露頭剖面上表現(xiàn)為凹凸不平的河道下切面特征，鉆、測(cè)井曲線上或?yàn)檫M(jìn)積序列頂部較厚層河道砂巖的底界面，界面之上呈明顯的退積疊加樣式。

（7）洪泛面F1、F2、F3、F4、F5。這5個(gè)洪泛面均為較大規(guī)模的洪泛面，其中：F1洪泛面多位于長(zhǎng)10油組的上部，為退積疊加樣式上部的較厚層的暗色泥巖段，或厚層砂巖中的薄層暗色泥巖段，地震上特征不明顯；F2洪泛面多位于長(zhǎng)9油組的上部，為和電阻率（）均為高值的灰黑色泥巖、油頁巖段；F3洪泛面多位于長(zhǎng)7油組的下部，為明顯和均為高值的灰黑色油頁巖段，地震上以強(qiáng)的連續(xù)反射為特征，部分區(qū)域?yàn)榈湫偷牡卣鹣鲁?，該界面為延長(zhǎng)組內(nèi)部的最大洪泛面；F4洪泛面多位于長(zhǎng)4+5油組的內(nèi)部，為明顯的高值的較厚層灰色、深灰色泥巖段；F5洪泛面多位于長(zhǎng)2和長(zhǎng)3油組的分界部位，為明顯的高值較厚層灰色、深灰色泥巖段。

2 層序地層劃分與可容空間分析

在層序界面識(shí)別的基礎(chǔ)上，開展了單井層序地層的劃分與對(duì)比，并確定了研究區(qū)的層序地層劃分方案（圖3）。延長(zhǎng)組為一個(gè)二級(jí)層序，以張家灘頁巖為最大洪泛面，以上述識(shí)別的6個(gè)層序界面及洪泛面為依據(jù)，將延長(zhǎng)組劃分為5個(gè)長(zhǎng)期旋回。在長(zhǎng)期旋回內(nèi)部，根據(jù)次級(jí)的洪泛面及轉(zhuǎn)換面特征，進(jìn)一步識(shí)別出14個(gè)中期旋回，并建立了中期旋回與砂組之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系[6–7]（圖3）。并以此方案為基礎(chǔ)，開展了單井層序的劃分與對(duì)比。

LSC1旋回大致相當(dāng)于長(zhǎng)10或長(zhǎng)10的中、下部，以發(fā)育上升半旋回為主，下降半旋回厚度一般較小。巖性以厚層砂巖夾灰色泥巖或砂泥互層為特征。內(nèi)部可進(jìn)一步劃分為兩個(gè)中期旋回，層序結(jié)構(gòu)均以發(fā)育上升半旋回為主的非對(duì)稱旋回為特征。

LSC2旋回大致相當(dāng)于長(zhǎng)9，或長(zhǎng)9、長(zhǎng)10頂部和長(zhǎng)8底部的部分地層，整體仍以發(fā)育上升半旋回為主，下降半旋回厚度較小。巖性以砂泥互層或厚層砂巖夾灰色泥巖為特征。內(nèi)部進(jìn)一步劃分為兩個(gè)中期旋回，上升半旋回較發(fā)育。

LSC3旋回大致相當(dāng)于長(zhǎng)7–長(zhǎng)8上部和長(zhǎng)6下部的地層，整體厚度大，以發(fā)育下降半旋回為主，上升半旋回厚度較小。巖性下部以深灰色泥巖、油頁巖夾砂巖為主，向上變?yōu)樯澳嗷踊蚝駥由皫r夾灰色泥巖，呈明顯的進(jìn)積特點(diǎn)。內(nèi)部可進(jìn)一步劃分為5個(gè)中期旋回，其中下部的中期旋回對(duì)稱性較好，或上升半旋回較發(fā)育；而上部的旋回多呈下降半旋回較發(fā)育的非對(duì)稱旋回。

LSC4旋回大致相當(dāng)于長(zhǎng)4+5及長(zhǎng)6上部和長(zhǎng)3底部的地層，部分井相當(dāng)于長(zhǎng)4+5中下部及長(zhǎng)6上部地層。整體以發(fā)育對(duì)稱旋回為主，部分井為下降半旋回為主的非對(duì)稱旋回。巖性以灰色泥巖和砂巖互層為特征。內(nèi)部可進(jìn)一步劃分為3個(gè)中期旋回，旋回對(duì)稱性較好，或下降半旋回較發(fā)育。

LSC5旋回大致相當(dāng)于長(zhǎng)3–長(zhǎng)1油組或長(zhǎng)3中上部–長(zhǎng)1的地層，南部地區(qū)該層序上部的旋回發(fā)育不完全或缺失。層序結(jié)構(gòu)不對(duì)稱性明顯，整體以發(fā)育下降半旋回為主。巖性變化大，為灰色泥巖夾砂巖、或砂泥互層、或厚層砂巖夾灰色泥巖。內(nèi)部可進(jìn)一步劃分為3個(gè)中期旋回，整體對(duì)稱性較好。

圖3 富縣–黃陵地區(qū)延長(zhǎng)組層序地層與砂組劃分方案

通過上述分析可以看出，層序結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性隨湖盆的演化具有明顯的規(guī)律性，LSC1、LSC2發(fā)育在湖盆的擴(kuò)張期，以發(fā)育上升半旋回的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)為主；LSC3下部為湖盆的鼎盛期，上部為湖盆收縮期，大規(guī)模三角洲進(jìn)積發(fā)育，呈典型的下降半旋回發(fā)育的非對(duì)稱旋回為主；LSC4位于湖盆的穩(wěn)定收縮期，以發(fā)育對(duì)稱旋回為主；LSC5發(fā)育在平緩湖盆消失，主要以發(fā)育下降半旋回為主。

3 層序地層格架建立

層序地層格架系指將同時(shí)代形成的巖層有序地納入相關(guān)年代的時(shí)間一地層格架中進(jìn)行等時(shí)地層對(duì)比和描述的地層學(xué)研究方法。層序地層格架中包含盆地基底地形、沉積相、充填物巖性、厚度、層序界面、體系域及與之相關(guān)的儲(chǔ)層等內(nèi)容[7]。在單井各級(jí)次層序劃分的基礎(chǔ)上，結(jié)合鉆井及地展剖面層序地層特征分析，以二級(jí)層序作為格架，三級(jí)層序?yàn)榈葧r(shí)地層對(duì)比單元[8]，選擇三級(jí)層序的二分時(shí)間單元分界線（即層序界面和湖泛面）為優(yōu)選等時(shí)對(duì)比位置，對(duì)富縣–黃陵地區(qū)三疊系延長(zhǎng)組層序地層進(jìn)行等時(shí)對(duì)比和建立地層格架（圖4）。

LSC1旋回上升期，研究區(qū)地層發(fā)育特征為東北、西部厚，中部和東南部薄。其中東北部最厚，其次為西部和西南部，一般厚度為120～150 m。中北部厚度一般為100 m左右。厚度最小區(qū)域在東南部，70～100 m。LSC1旋回下降期，研究區(qū)地層發(fā)育特征具有整體厚度薄，東北、西南、中部厚，西北、東南薄的特點(diǎn)。地層總體厚度一般為30～40 m，最厚不超過50 m；東北部、西南部、中部地層一般厚30～45 m；西北、東南部地層厚度一般為20～30 m。

圖4 富縣–黃陵地區(qū)三疊系延長(zhǎng)組層序地層對(duì)比及地層格架北東向剖面

LSC2旋回上升期，研究區(qū)地層發(fā)育呈現(xiàn)為西南部、中部和東北部厚，西北部和東部薄的特點(diǎn)。西南部地層厚度最大，最厚可達(dá)180 m；其次為中部，一般厚度為110～140 m；中北部厚度一般為100～130 m。西北部和東部厚度小，一般為80～100 m。LSC2旋回下降期，地層發(fā)育具有整體厚度薄，中部厚，西北、東部薄的特點(diǎn)。地層總體厚度一般為30～40 m，最厚約50 m；中部厚度較大，一般為40～50 m；西北部和東部厚度薄，一般為25～35 m。

LSC3旋回上升期，研究區(qū)地層發(fā)育呈現(xiàn)東北、西南厚，西北、東南薄的特點(diǎn)。地層厚度最大區(qū)域在西南部，一般厚100～120 m，最厚達(dá)130 m；東北部厚度多為100～120 m；中部地區(qū)多為90～100 m；東南部為70～90 m。西北部厚度最小，多為60～80 m。LSC3旋回下降期，地層發(fā)育整體較大，且表現(xiàn)為中部厚度大、東南厚度小的特點(diǎn)。地層總體厚度一般為180～220 m，最厚可達(dá)250 m。中部厚度較大，一般為200～230 m；東南部厚度小，一般厚130～150 m；西南部、西北部一般厚190～220 m，東北部厚180～210 m。

LSC4旋回上升期，研究區(qū)地層發(fā)育呈現(xiàn)中北部、南部地層厚度大，中南部、西部地層厚度較薄的特點(diǎn)。中北部地層厚度最大，一般為90～110 m，最厚可達(dá)120 m；其次為南部，一般厚度為80～100 m；中南部、西部厚度較小，一般為70～90 m。LSC4旋回下降期，除西南部和東南部厚度較小外，其它地區(qū)地層厚度一般為100～130 m，東北部最厚超過160 m。西南部和東南部為70～100 m。

LSC5旋回上升期，地層厚度整體表現(xiàn)為東北和西部厚、東南和中部薄的特點(diǎn)。中北部地層厚度一般為120～200 m，最厚可達(dá)220 m；西部及西南部一般厚度為110～150 m；中部厚度多為90～110 m；東南部厚度最小，為70～110 m。LSC5旋回下降期，地層整體厚度較大，一般為160～220 m，最厚可達(dá)250 m。整體上中部厚度大，一般為180～220 m；南部厚度小，主要為100～180 m，最小為80 m。這可能與南部地層后期遭受抬升剝蝕有關(guān)。

由延長(zhǎng)組各層序的地層分布特征可以看出，地層分布明顯受東北、西南兩個(gè)方向物源的影響，表現(xiàn)為主要物源區(qū)的范圍地層厚度大，其它區(qū)域則地層厚度相對(duì)小。

4 生儲(chǔ)蓋組合特征

一般情況下，層序地層中大規(guī)模的生油巖主要位于層序格架中的旋回上升期[9]。（最大）湖泛面期間的地層往往是較好的生油巖和蓋層，儲(chǔ)層發(fā)育的有利區(qū)帶主要發(fā)育于上升旋回期的早期以及下降旋回期的中–晚期，同一層序內(nèi)部或者相鄰層序間可形成較完整的生儲(chǔ)蓋組合[10–11]。據(jù)此認(rèn)為富縣–黃陵地區(qū)三疊系存在4套有利的生儲(chǔ)蓋組合關(guān)系。

LSC1、LSC2發(fā)育在湖盆的擴(kuò)張期，以發(fā)育上升半旋回的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)為主；發(fā)育長(zhǎng)10期為河流–三角洲沉積，是湖盆形成的開始，長(zhǎng)9期湖侵開始發(fā)生。LSC3下部為湖盆的鼎盛期，上部為湖盆收縮期，大規(guī)模三角洲進(jìn)積發(fā)育，呈典型的下降半旋回發(fā)育的非對(duì)稱旋回為主；長(zhǎng)8期形成了延長(zhǎng)組第一套生油巖系——頁巖及碳質(zhì)泥巖，并發(fā)育淺湖相—半深湖相砂體，長(zhǎng)8形成“自生自儲(chǔ)”油藏；長(zhǎng)7期湖侵達(dá)到鼎盛，沉積了富縣地區(qū)最主要的生油巖系——多套油頁巖及暗色泥巖，是長(zhǎng)6段及以上油藏的烴源巖，也構(gòu)成了長(zhǎng)8段油藏的區(qū)域蓋層；長(zhǎng)6期為湖泊大規(guī)模充填期，三角洲前緣相砂體發(fā)育，從而形成延長(zhǎng)組最主要的儲(chǔ)集層。LSC4位于湖盆的穩(wěn)定收縮期，以發(fā)育對(duì)稱旋回為主；長(zhǎng)4+5期為湖沼相沉積，形成長(zhǎng)6段的蓋層。LSC5發(fā)育在平緩湖盆消失，主要發(fā)育下降半旋回；長(zhǎng)2+3期湖泊進(jìn)一步收縮，形成以三角洲平原相為主的砂巖儲(chǔ)集體。長(zhǎng)1段以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，為下伏長(zhǎng)2+3的蓋層。由于研究區(qū)長(zhǎng)6、長(zhǎng)7三角洲前緣和濁積扇砂體發(fā)育，處于烴源巖的包圍之中，其上的長(zhǎng)4+5暗色泥巖發(fā)育，為良好的蓋層。因此長(zhǎng)7–長(zhǎng)6–長(zhǎng)4+5組合為研究區(qū)尋找隱蔽油氣藏的最重要的生儲(chǔ)蓋組合。

5 結(jié)論

通過對(duì)富黃地區(qū)的不整合面和沉積作用轉(zhuǎn)換面的識(shí)別，在三疊系延長(zhǎng)組識(shí)別出6個(gè)較大規(guī)模的層序界面和5個(gè)洪泛面，將延長(zhǎng)組劃分5個(gè)長(zhǎng)期、14個(gè)中期旋回，并建立延長(zhǎng)組的層序地層格架。由延長(zhǎng)組各層序的地層分布特征來看，地層分布明顯受北東、南西兩個(gè)方向物源的影響，主要物源區(qū)的范圍內(nèi)地層厚度大，其它區(qū)域則地層厚度相對(duì)小。按生儲(chǔ)蓋組合在垂向和縱向上的配置關(guān)系，可劃分為上生下儲(chǔ)和下生上儲(chǔ)2種基本組合類型，富縣–黃陵地區(qū)三疊系形成了4套明顯的生儲(chǔ)蓋組合關(guān)系，從宏觀上控制了油氣的分布。

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編輯：蒲洪果

2017–12–20

王聰娥，碩士，工程師，1985年生，2014年畢業(yè)于西安石油大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)，現(xiàn)從事油田勘探開發(fā)地質(zhì)工作。

1673–8217（2018）04–0012–06

TE111.2

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