葉 超，張 峰，朱海偉，劉宇坤，王永強(qiáng)

（中國石油長(zhǎng)慶油田分公司第二采油廠，甘肅慶城 745100）

QT1 區(qū)塊位于鄂爾多斯盆地西南部，西鄰天環(huán)坳陷，地表為黃土塬地貌，平均地面海拔1 400 m，研究區(qū)面積約700 km2，北起馬嶺，南至慶陽，西到平?jīng)觥㈡?zhèn)遠(yuǎn)，東抵寧縣、合水一帶。研究區(qū)內(nèi)含氣層系單一，主要為二疊系山1 段，平均地層厚度25～40 m，平均埋藏深度4 300～4 400 m。2013 年開始開發(fā)，目前處于評(píng)價(jià)-開發(fā)階段，由于開發(fā)時(shí)間短，資料較少，沉積相類型、沉積特征及沉積模式認(rèn)識(shí)不清。前人對(duì)于沉積物源研究結(jié)果不同[1-8]，得到不同的沉積特征及沉積模式[9-13]，同時(shí)也導(dǎo)致對(duì)含氣區(qū)的認(rèn)識(shí)不同[14-17]，筆者結(jié)合前人研究成果，通過測(cè)井、巖心等資料，重點(diǎn)對(duì)QT1 區(qū)塊沉積相進(jìn)行研究，以期對(duì)同類型地層研究提供指導(dǎo)。

1 巖相類型及特征

1.1 巖石顏色

研究區(qū)山1 段主要為一套淺灰色-灰白色砂質(zhì)礫巖；灰色、灰褐色含礫粗砂巖；灰綠色、灰色、灰褐色、灰白色中-粗砂巖、細(xì)-粉砂巖；深灰色粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖與黑灰色、黑色泥巖組合。顏色以灰白色、淺灰色、灰色為主，偶見灰綠色。泥巖主要為深灰色、灰黑色、黑色（圖1）。

1.2 巖石類型

通過分析35 口取心井山1 段資料，研究區(qū)主要發(fā)育中粒、中-粗粒、細(xì)-中粒、細(xì)粒長(zhǎng)石質(zhì)石英砂巖、巖屑質(zhì)石英砂巖、長(zhǎng)石質(zhì)巖屑砂巖、巖屑質(zhì)石英雜砂巖及泥巖等巖石類型。其中巖屑質(zhì)石英砂巖、長(zhǎng)石質(zhì)巖屑砂巖和泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖為主要巖石類型（圖2）。

圖2 QT1 區(qū)塊山1 段部分巖石類型

1.3 沉積構(gòu)造

沉積巖的構(gòu)造種類繁多，此次研究按成因?qū)⒊练e構(gòu)造分為機(jī)械成因構(gòu)造（流動(dòng)成因構(gòu)造、同生變形構(gòu)造）、化學(xué)成因構(gòu)造、生物成因構(gòu)造。

1.3.1 機(jī)械成因構(gòu)造 主要有水平層理、平行層理、交錯(cuò)層理、透鏡狀層理以及變形構(gòu)造。水平層理在研究區(qū)內(nèi)較發(fā)育，主要發(fā)育在湖泊、水下分流間灣的沉積環(huán)境中，平行層理發(fā)育較少，多見于三角洲平原、前緣的分流河道和河口壩的砂巖中。交錯(cuò)層理在研究區(qū)主要是一系列交于層系界面的紋層組成的層理，以重疊、交錯(cuò)、切割的組合方式呈現(xiàn)，該構(gòu)造在巖心中多以斜層理形式出現(xiàn)（圖3a）。變形構(gòu)造在研究區(qū)較少見，主要呈現(xiàn)變形層理（圖3c）。透鏡狀層理是一種多層系層理，主要由泥質(zhì)構(gòu)成，見于研究區(qū)三角洲天然堤沉積環(huán)境中（圖3d）。

圖3 QT1 區(qū)塊巖心沉積構(gòu)造主要類型

1.3.2 化學(xué)成因構(gòu)造 主要是結(jié)核，該礦物在成分、結(jié)構(gòu)、顏色等方面與圍巖有顯著差別，主要是由在未固結(jié)的沉積物中呈溶液狀態(tài)的分散物質(zhì)重新分配和集中并逐漸增長(zhǎng)而成，通常為球狀、橢球狀、餅狀或不規(guī)則狀，有時(shí)也常見管狀。大小分布在1～10 cm，研究區(qū)以黃鐵礦集合體較為常見（圖3e）。

1.3.3 生物成因構(gòu)造 主要是植物根莖痕，研究區(qū)泥巖中見大量炭化的植物化石碎片及其印模（圖3f），呈炭化殘余或枝杈狀礦化痕跡出現(xiàn)在陸相地層中，在煤系中特別常見，是陸相的可靠標(biāo)志。直立根系層的存在可說明植物就地生長(zhǎng)，并反映濱岸和沼澤等沉積環(huán)境。

1.4 沉積序列相標(biāo)志

沉積序列是指從一種沉積物逐漸過渡到另一種沉積物的規(guī)律性順序排列。沉積序列的頂和底面可以是巖性差異明顯的接觸界面或是侵蝕面和沉積間斷面。研究區(qū)水下分流河道沉積序列主要是從下往上，粒度逐漸變細(xì)，呈現(xiàn)多個(gè)旋回。

L36 井山13取心段自下而上見四期河道疊加（圖4a），L15 井山13取心段自下而上見六期河道疊加（圖4b），為多期分流河道疊加，每期分流河道從礫巖或含礫粗砂巖開始，依次為粗砂巖、中砂巖，至少可以識(shí)別出十六期小分流河道，礫巖及含礫粗砂巖最厚處有19 cm，礫石最長(zhǎng)1.5 cm。

圖4 山13 取心段沉積序列

2 測(cè)井相分析

2.1 測(cè)井曲線形態(tài)

自然電位和自然伽馬的測(cè)井曲線形態(tài)特征，在很大程度上可以反映沉積巖巖性和沉積垂向?qū)有虻忍卣鳎桥袛喑练e類型的重要標(biāo)志之一。用于判別研究區(qū)沉積類型的測(cè)井曲線參數(shù)主要有曲線幅度、接觸關(guān)系、曲線光滑程度、包絡(luò)線形態(tài)和齒中線（表1）。

表1 研究區(qū)測(cè)井曲線形態(tài)及沉積類型

2.2 曲線形狀

測(cè)井曲線形狀是測(cè)井相研究的重要內(nèi)容之一，不同的曲線形狀反映了沉積物粒度大小不同、沉積旋回形式不同以及砂體的組合形式不同，從而進(jìn)一步推測(cè)沉積期的水動(dòng)力情況及物源供給條件，研究區(qū)常見的曲線形狀主要有4 種類型。（1）箱形曲線，反映水體能量相對(duì)穩(wěn)定的沉積過程，并有持續(xù)穩(wěn)定的沉積物供給，沉積物粒度相對(duì)較粗，分選好（圖5a，Q10-60 井）；（2）鐘形曲線，說明水動(dòng)力條件自下而上逐漸變?nèi)?，沉積物供應(yīng)變少，粒度逐漸變細(xì)，主要為水下分流河道，巖性為砂巖-粉砂巖（圖5b，L21 井）；（3）漏斗形曲線，反映開始水流能力低，隨著時(shí)間的推移，水流速度增大，分選性好，沉積微相多以河口壩為主（圖5c，L12井）；（4）指形曲線，反映水動(dòng)力開始變?nèi)?，顆粒分選性及磨圓度逐漸變差，沉積物逐漸減少，巖性主要以細(xì)砂巖為主，厚度較薄，沉積微相多為席狀砂（圖5d，Q10-63 井）。

圖5 不同類型測(cè)井曲線形狀

3 沉積相類型及特征

綜上所述，依據(jù)巖屑及巖心觀察結(jié)果、測(cè)井曲線形態(tài)，研究區(qū)山1 段為曲流河沉積類型，沉積相為三角洲-近海淺湖，進(jìn)一步劃分為三類沉積亞相，分別為三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲-淺湖，12 類沉積微相（表2）。

表2 QT1 區(qū)塊山1 段沉積相劃分表

3.1 平原分流河道

研究區(qū)三角洲平原的主要沉積微相為分流河道，由于水動(dòng)較強(qiáng)，層理發(fā)育，主要有板狀、楔狀、槽狀層理，部分區(qū)域可見平行層理及塊狀層理。砂體粒度較粗，主要為含礫粗砂巖-粗砂巖-中砂巖，石英含量較高，顏色以灰白色、灰色為主。砂體在垂向上具有明顯的二元結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，表現(xiàn)出曲流河沉積特征。山1 段及各亞段分流河道微相主要位于研究區(qū)西南部，雖然面積較小，但分流河道發(fā)育，砂體厚度大，物性較好。

3.2 水下分流河道

研究區(qū)山1 段及各亞段三角洲前緣亞相面積較廣，水下分流河道沉積微相發(fā)育，是水上分流河道在水下延伸后形成的沉積微相，與平原分流河道砂體相比，磨圓度高、分選性中且粒度略細(xì)，主要為粗砂巖-粗中砂巖-中砂巖，沖刷構(gòu)造、交錯(cuò)層理及平行層理較為發(fā)育，是研究區(qū)主要控砂微相。

3.3 前緣河口壩

河口壩沉積微相在研究區(qū)山1 段及各亞段普遍發(fā)育，由于水動(dòng)力條件在水下分流河道處迅速減弱，導(dǎo)致較細(xì)的沉積物快速沉積，形成河口壩砂體，具有反粒序的特點(diǎn)，砂體顆粒較細(xì)、磨圓度高、分選性較好、基質(zhì)含量低，主要由細(xì)-中砂巖夾粉砂巖和泥巖組成，在粒度分布曲線上呈現(xiàn)出跳躍發(fā)育而滾動(dòng)不發(fā)育的特點(diǎn)，砂體在平面分布上主要呈現(xiàn)出長(zhǎng)條狀及扇狀。

3.4 前緣席狀砂

山1 段及各亞段席狀砂不太發(fā)育，砂體巖性較細(xì)，多為褐灰色、灰色、棕灰色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖的互層，且砂體厚度相對(duì)較小，多為0.5～3.0 m 厚，砂體質(zhì)地較純，顆粒分選以及磨圓好。發(fā)育有波狀層理、透鏡狀層理等，韻律性不是很明顯。自然伽馬曲線和自然電位曲線都呈負(fù)異常的指狀形態(tài)，一般是中等幅度差。

3.5 淺湖泥

山1 段及各亞段淺湖泥沉積微相較發(fā)育，一般多為泥質(zhì)沉積，并有少量泥質(zhì)粉砂，顏色多為灰黑色、黑色，厚度較大，平面上常伴生在水下分流河道周圍。多見水平層理，小型沙紋層理、呈現(xiàn)不等厚互層，可見蟲孔或蟲跡等生物攪動(dòng)構(gòu)造。淺湖泥沉積微相電測(cè)曲線自然電位曲線起伏較小，主要呈平直狀，且有微齒化的特點(diǎn)。

4 沉積相綜合分析

在巖相識(shí)別分析、測(cè)井曲線形態(tài)對(duì)比基礎(chǔ)上，以砂地比編制研究區(qū)山13、山12、山11沉積微相平面圖，分析沉積微相平面展布特征，并建立研究區(qū)沉積模式。

4.1 平面相分析

山1 段整體上以曲流河三角洲前緣亞相為主，物源方向由西南部到東北部，延物源方向沉積亞相由三角洲平原過渡為三角洲前緣，河道寬度逐漸變大，砂體平面展布規(guī)模變大，縱向上變厚。河道平均寬度9.1 km，在ZT1 井、L50 井一帶河道寬度最小，為5.2 km，在L36井、L38 井、L39 井一帶河道寬度最大，達(dá)到20.4 km。山13、山12、山11三個(gè)小層沉積微相平面圖顯示，自山13至山11為水退期，砂體厚度逐漸變薄，平面展布規(guī)模逐漸變小，沉積微相類型由水下分流河道為主逐漸變?yōu)榉至鏖g灣為主。在山13沉積期，由于水動(dòng)力條件最強(qiáng)，物源供給充足。這一沉積期由于雨水充足，水流相互匯聚，河道遷移改道頻繁，形成了縱向上多期疊置的砂體，發(fā)育了最主要的水下分流河道沉積微相。在研究區(qū)中部QS1 井至L39 井一帶發(fā)育水下分流河道砂壩，沉積厚度最大達(dá)到43 m。進(jìn)入山12沉積期，開始出現(xiàn)明顯的水退特征，水動(dòng)力條件變?nèi)?，物源供給相對(duì)不足，河道寬度開始縮小，走向變得清晰，呈現(xiàn)西南-東北向三條河道，在研究區(qū)中部QT1 井一帶匯聚后重新分流形成三條河道，分流間灣沉積微相規(guī)模增大。至山11沉積期，河道進(jìn)一步萎縮變窄，物源供給不足，導(dǎo)致沉積厚度變薄，平面展布規(guī)模最小，沉積微相以分流間灣為主。

4.2 沉積模式

根據(jù)上述綜合研究并結(jié)合不同類型沉積相發(fā)育程度，建立QT1 區(qū)塊沉積模式。QT1 區(qū)塊山西期沉積時(shí)期鄂爾多斯盆地西南部隴東地區(qū)具有明顯的西南陡東北緩的古地貌特征，山西組山1 段沉積基底地形坡度變化較小，涇川-慶陽-環(huán)縣-鎮(zhèn)原一帶地層厚度介于40～50 m，厚度穩(wěn)定，反映表明其下部山2 段至太原組沉積環(huán)境穩(wěn)定，且構(gòu)造起伏無較大變化。由于基底沉積厚度穩(wěn)定且構(gòu)造起伏變化相對(duì)平緩，導(dǎo)致水流速度較慢、造成攜砂能力較弱，沉積物難以長(zhǎng)距離運(yùn)移沉積，同時(shí)水流速度較慢也造成下切能力較弱，因此有利于河流相三角洲沉積體系發(fā)育。在此環(huán)境下，發(fā)育的沉積微相類型主要有分流河道、河道砂壩以及分流間灣等，同時(shí)也是研究區(qū)主要控制砂體形成的沉積微相，而河口壩、席狀砂、遠(yuǎn)砂壩等沉積微相發(fā)育較弱。

5 結(jié)論

（1）結(jié)合研究區(qū)取心井資料分析沉積特征，在對(duì)沉積相標(biāo)志識(shí)別的基礎(chǔ)上，根據(jù)測(cè)井相分析研究成果，在山西期山1 段中識(shí)別出河流-三角洲-近海湖泊沉積相，并對(duì)沉積亞、微相予以識(shí)別和劃分。研究區(qū)山1 段屬于陸表海背景下發(fā)育的海陸過渡三角洲-近海湖泊沉積體系，并有海水自西向東，自南向北周期性侵入。

（2）綜合分析物源供給基礎(chǔ)及構(gòu)造控制等因素，結(jié)合沉積相研究成果，建立研究區(qū)山1 段沉積相模式。山1 段砂體受曲流河控制作用明顯，在湖泊作用下進(jìn)行改造，同時(shí)受海水動(dòng)力影響，總體物源供給充足，主要為三角洲前緣亞相。沉積末期低角度斜層理的較頻繁出現(xiàn)，說明沉積物受到幾個(gè)方向水流的沖刷與影響，并發(fā)育較穩(wěn)定的水下分流河道及分流河道砂壩砂體。