靖邊油田楊米澗關(guān)草澗油區(qū)沉積相研究

胡雪嬌，劉寒梅，何 鵬，李向東

(1.西安石油大學(xué)，陜西 西安 710065;2.延長油田股份有限公司靖邊采油廠，陜西 靖邊 718500)

楊米澗關(guān)草澗地區(qū)處于陜北斜坡的中部，是三疊系延長組和侏羅系延安組兩個含油層組的疊合發(fā)育區(qū)。晚三疊世延長期盆地內(nèi)存在東北、西南兩大主要物源區(qū)，受盆地底部形態(tài)西南陡、東北緩的影響，東北部主要發(fā)育河流 －沖積平原－曲流河三角洲相沉積;西南部主要發(fā)育沖積扇 －辮狀河三角洲相沉積體系。在盆地發(fā)展、演化過程中，這兩大沉積體系此強彼弱、互有消長，共同構(gòu)成了三疊系橫向油藏序列［1－3］。楊米澗關(guān)草澗地區(qū)長4+5、長6主要發(fā)育巖性油氣藏，儲量豐富，地質(zhì)條件復(fù)雜，試油試采井比例較小，產(chǎn)量低，然而該區(qū)油氣的分布主要受沉積相帶的控制，因此為提高油田的儲量動用程度，確保今后油田產(chǎn)量持續(xù)穩(wěn)定增加，深入開展該區(qū)的沉積相研究對預(yù)測儲集砂體類型及優(yōu)質(zhì)儲層分布規(guī)律有著重要的理論意義，同時對推動鄂爾多斯盆地三疊統(tǒng)巖性油氣藏的勘探也有重要指導(dǎo)意義。

1 地質(zhì)背景

現(xiàn)今的鄂爾多斯盆地可劃分為:伊盟隆起、渭北隆起、西緣逆沖帶、晉西撓褶帶、天環(huán)坳陷、陜北斜坡等六個一級構(gòu)造單元。研究區(qū)所處的陜北斜坡為微向西傾斜的單斜構(gòu)造。其雛形出現(xiàn)于侏羅紀(jì)晚期，形成于早白堊世。楊米澗關(guān)草澗油區(qū)位于鄂爾多盆地陜北斜坡構(gòu)造帶中段，處于靖邊縣楊米澗鄉(xiāng)關(guān)草澗村，東距楊米澗油區(qū)2 km，西南與長慶靖安油田毗鄰。油區(qū)南北長為3.5 km，東西寬為4.4 km，面積約10.5 km2，海拔 1 484 ～1 695 m(圖 1)。

2 沉積相劃分依據(jù)

2.1 顏色

在研究區(qū)長4+5、長6目的層中，砂巖主要為灰色和灰綠色，泥巖和頁巖主要為深灰色和黑色，砂巖和泥巖(頁巖)顏色都相對較深，反映水下環(huán)境沉積的特征。

2.2 粒度特征

研究區(qū)長6粒度累計頻率曲線特征比較明顯，主要為三段式，次為兩段式，其中兩段式缺少滾動組分(圖2)。表明分選性較差，水動力較強、沉積環(huán)境復(fù)雜多樣。主要為三角洲前緣水下分流河道砂體粒度特征。

圖1 鄂爾多斯盆地構(gòu)造單元及研究區(qū)位置圖

圖2 楊米澗關(guān)草澗油區(qū)長6粒度累積頻率圖(據(jù)葉博，2008)

2.3 沉積構(gòu)造特征

巖心中見到平行層理、板狀交錯層理(圖 3a，圖3b)、透鏡狀層理、羽狀交錯層理、變形層理、包卷層理、生物擾動構(gòu)造、槽模、砂球、砂枕構(gòu)造、沖刷面構(gòu)造等，同時局部發(fā)育煤線。層理的多樣性說明水流動蕩多變，且見到反映雙向水流的沉積構(gòu)造，顯示其處于河流與湖泊交匯的三角洲沉積環(huán)境。

圖3 楊米澗關(guān)草澗油區(qū)長6、長4+5沉積構(gòu)造

2.4 生物化石

研究區(qū)長6層系植物化石豐富，砂巖中均可見植物碎片和植物莖干，泥巖中?？梢娭参锼樾己椭参锶~片，可見植物葉片化石及大量的垂直蟲孔(圖3c，圖3d)，反映淺湖動蕩的水動力條件。

3 沉積相特征

沉積相分析表明，研究區(qū)總體研究區(qū)為三角洲相，進一步劃分為三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲，主要發(fā)育三角洲前緣亞相。三角洲前緣是三角洲中砂層集中的發(fā)育帶，是三角洲最主要的骨架部分，位于湖平面與浪基面之間，呈環(huán)帶狀分布在三角洲平原向湖一側(cè)，處于分流河道前端的濱淺水地帶，受河湖水動力的共同作用。從河口地帶往湖方向可分為水下分流河道、分流間灣、河口壩及前緣席狀砂。研究區(qū)三角洲前緣河口壩不太發(fā)育，或厚度較薄，而水下分流河道沉積作為其骨架相十分發(fā)育［4－6］。

3.1 水下分流河道

水下分流河道是陸上分流河道的水下延伸，當(dāng)其向湖泊推進時逐漸變寬以致消失。水下分流河道具有陸上河流的特征，但因水下河流受湖水阻滯能量較低，攜帶的沉積物較水上分流河道粒級細(xì)，顏色深。泥巖夾層主要為灰色和深灰色，粒度概率累計曲線多為兩段式或滾動次總體不發(fā)育的三段式，跳躍組分占85% ～95%，反映了水下分流河道水動力較強的特征，和分流河道粒度曲線類似，也反映了水下分流河道碎屑物來源于三角洲平原分流河道的特征。自然電位曲線呈鐘形或箱形或齒化的鐘形或箱形及鐘形與箱形的疊加(表1)。

3.2 分流間灣

分流間灣為三角洲前緣水下分流河道砂體之間的細(xì)粒沉積。巖性為灰、深灰色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖及泥巖，具水平層理及波狀層理，生物擾動構(gòu)造及蟲孔較發(fā)育，蟲孔以高角度蟲孔常見，反映了動蕩的水動力條件?？梢娊樾蜗x、葉肢介及瓣鰓類化石，在垂向剖面上，往往與水下分流河道共生。由于分流間灣多為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖組成，其自然電位曲線表現(xiàn)為低平，自然伽瑪曲線表現(xiàn)為中高值，呈齒形或為光滑曲線(表1)。

表1 主要沉積微相特征

3.3 河口砂壩

河口砂壩壩分布在三角洲平原分流河道入湖的河口處，其突出特征是具向上變粗的沉積序列，自下而上依次為泥質(zhì)粉砂巖－粉砂巖－細(xì)砂巖－中砂巖。砂壩中上部主要為厚層－塊狀分選較好的砂巖，具槽狀交錯層、板狀交錯層、平行層理、波狀層理和水平層理，層面上有時見波痕，泥質(zhì)粉砂巖中見生物逃逸遺跡化石。電測曲線以單個中幅倒鐘狀和指形為主，局部由數(shù)個幅度向上加大的倒鐘形或指形、箱形臺階狀疊合組成的復(fù)合形態(tài)，顯示有強烈的進積作用(表1)。

4 沉積相平面展布

在巖心及露頭剖面觀察分析的基礎(chǔ)上，選擇關(guān)鍵井進行單井沉積相的劃分及連井沉積相的對比，同時在平面圖編制上，充分考慮了地層厚度、砂巖厚度、砂地比、礫巖厚度、等因素，并結(jié)合了盆地的結(jié)構(gòu)以及沉積古地貌格局，按小層編制了楊米澗關(guān)草澗地區(qū)長6、長4+5的沉積相圖。研究區(qū)的三角洲形成時，總體湖泊水體較淺，湖盆邊部的河流入湖后形成淺水型三角洲，河口壩不發(fā)育，水下分流河道構(gòu)成骨架砂體，也是研究區(qū)主要的石油儲集砂體。關(guān)草澗油區(qū)主要油層組(段)的沉積微相平面展布特征如下:

1)長62－2主要發(fā)育三角洲前緣亞相，受東北及北部物源的影響，主要發(fā)育三支水下分流河道，分別是:第一支為東部的靖探500—靖探117—靖探129—靖探140分流河道，砂地比為30%～70%，砂地比大于60% 的區(qū)近北北東向帶狀展布。北部的靖探500—靖探117—楊35－04井一帶砂地比值較高，大于70%，南部的楊43－02—楊80－01井區(qū)砂地比也大于70%;第二支為楊17－04—楊 11－06—楊8－04楊 81－01—靖探127井區(qū)，砂地比為30% ～60%，以砂地比大于50%的值為主，大于60%的只是分布在北部的楊7－04—楊12－05井區(qū)，及南部的楊8－03—楊41－02井區(qū)。且由于長62－2期水下分流河道的側(cè)向遷移，本支河道與第一支河道之間砂地比以大于30%～40%為主，小于30%的值只分布在探255井區(qū)、及靖探148井區(qū);另外，西北部的靖探126井以北也有大于30%的水下分流河道分布。

2)長62－1期也主要發(fā)育三角洲前緣亞相，受東北及北部物源的影響，發(fā)育三支水下分流河道，其分布位置及特征和長62－2具有一定的繼承性，只是第一支水下分流河道變寬，水下分流河道位置往東北方向進一步偏移，第一支河道與第二支河道之間的分流間灣范圍增大。這三支河道分別是:第一支為東部的靖探500—靖探117—靖探 129—靖探814分流河道，砂地比為30% ～60%，大于50%的砂地比近北北東向帶狀展布，南北連通。北部的楊 20－01—楊 21－01—楊23－01井一帶及南部的楊43－02—楊28－02井區(qū)砂地比大于60%，且在北部的靖探148—楊18－03—楊18－04井，南部的楊44－01—楊28－06—楊38－05井附近河道變寬，在楊34－01—楊33－01井附近河道最窄;第二支為楊17－04—楊11－06—楊8－04楊81－01—靖探127井區(qū)，砂地比為30% ～60%，大于50%的南北帶狀展布，大于60%的區(qū)呈條帶狀分布在南部及北部;西北部的靖探126井以北砂地比大于30%，為水下分流河道分布區(qū)。

長4+52期也主要發(fā)育三角洲前緣亞相，受東北及北部物源的影響，發(fā)育三支水下分流河道，其分布位置及特征和長62－1具有一定的繼承性，只是河道彎度增大，且砂地比高值的寬度變小及連片性變差。三支河道分別是:第一支為東部的靖探500—靖探 117—楊 36－05—靖探 129—靖探 814分流河道，砂地比為30% ～60%，大于30%的井區(qū)近北北東向帶狀展布，大于50%的值分布在北部的楊20－01—楊21－01—楊23－01井一帶，及南部的楊 28－05—楊 43－01—楊80－01井區(qū)，砂地比大于60%的區(qū)域主要分布在在靖探500—楊32－02井區(qū)，楊28－01—44－01井區(qū);第二支為楊17－04—楊 11－06—楊 41－01—楊 81－02—靖探 127井區(qū)，砂地比為30% ～60%，砂地比高值區(qū)主要分布在北部，在楊17－04—楊16－01楊 11－06—楊41－01井區(qū)砂地比大于50%的帶狀連片分布。南部靖探127井區(qū)砂地比也大于50%;西北部的靖探126井以北砂地比大于30%，為水下分流河道分布區(qū)，但井控程度低。

5 沉積模式

在沉積微相對比、平面展布研究的基礎(chǔ)上，有必要探討其形成機理，建立研究區(qū)的沉積模式，以便進一步指導(dǎo)油氣勘探。研究區(qū)位于伊陜斜坡東部，其沉積物主要來自北東方向。盆地因河流注入，建造了一套巨厚的河流一湖泊沉積體系。延長組沉積時處于淺水環(huán)境，主要沉積亞相為三角洲前緣，此外有小范圍的淺湖沉積。但整體水體較淺，三角洲直接在淺水背景上發(fā)展起來，形成淺水臺地型三角洲沉積，水下分流河道沉積發(fā)育，河口壩沉積不發(fā)育或者以廢棄相保存部分，但是整體地形平緩，形成深水盆地型三角洲沒有足夠的時間及空間條件，或者說來不及充分發(fā)育這種三角洲，三角洲推進快，主要形成垂向序列不完整，但分布很廣的淺水型三角洲。長4+5－長6整體上屬于三角洲前緣亞相［7－9］。淺水型三角洲水下沉積薄，且常為后繼的河流強烈沖刷，進積序列常常不完整。在研究區(qū)長6、長4+5沉積發(fā)育的淺水三角洲，其突出特征是水下分流河道砂體為骨架砂體，河口砂壩不發(fā)育。在研究區(qū)三角洲前緣中很少見到河口壩沉積，水下分流河道砂體往往直接位于湖相泥巖之上，或者因為河流改道，水下分流河道砂體直接位于分流間灣泥巖之上，二者呈沖刷接觸。在水下分流河道砂巖底部常含泥礫，垂向相序不完整，平面上，主要為水下分流河道和分流間灣，局部分布河口壩微相，水下分流河道連片性好。

淺水臺地型三角洲前緣河口壩之所以少見，是因為河流進入平坦安靜的淺水環(huán)境，所攜帶的沉積物快速推進，不能形成較厚的河口壩沉積，即使形成也常為后期的水下分流河道沖刷貽盡。所以經(jīng)常見到水下分流河道砂體與湖相泥巖或分流間灣直接呈沖刷接觸，而缺乏河口壩沉積作為過渡。偶爾在沖刷不太強烈的情況下留有薄的殘余。

6 結(jié)語

(1)研究區(qū)位于伊陜斜坡東部，其沉積物主要來自北東方向。盆地因河流注入，建造了一套巨厚的河流一湖泊沉積體系。延長組沉積時處于淺水環(huán)境，主要沉積亞相為三角洲前緣，此外有小范圍的淺湖沉積。但整體水體較淺，三角洲直接在淺水背景上發(fā)展起來，形成淺水臺地型三角洲沉積，推進速度快，垂向序列不完整。

(2)研究區(qū)長4+5、長6儲層主要發(fā)育三角洲前緣亞相，從河口地帶往湖方向可分為水下分流河道、分流間灣、河口壩及前緣席狀砂四種微相，不同沉積時期各沉積微相的發(fā)育程度不同。研究區(qū)三角洲前緣河口壩發(fā)育程度較差，而水下分流河道沉積作為其有利沉積微相發(fā)育程度高，連片性好。

［1］李道品.低滲透砂巖油藏開發(fā)［M］.北京:石油工業(yè)出版社.1997:46－48.

［2］許建紅，程林松，鮑朋，屈雪峰，王選茹.鄂爾多斯盆地三疊系延長組油藏地質(zhì)特征［J］.西南石油大學(xué)學(xué)報.2007，29(5):13～17.

［3］宋凱，等.鄂爾多斯盆地中部上三疊統(tǒng)延長組物源方向分析與三角洲沉積體系［J］.古地理學(xué)報.2002，4(3):59～66.

［4］孫永傳，李蕙生.碎屑巖沉積相及沉積環(huán)境［M］.北京:地質(zhì)出版社.1986，160 ～161.

［5］宋子齊，王桂成，趙宏宇，等.利用單滲砂層能量厚度研究有利沉積微相及其含油有利區(qū)的方法［J］.沉積學(xué)報.2008，26(3):452～457.

［6］劉學(xué)剛，崔智林等.安塞油田塞160井區(qū)長6油層組沉積微相研究［J］.西北地質(zhì).2008，41(3):86～90.

［7］楊奕華，包洪平，賈亞妮，等.鄂爾多斯盆地上古生界砂巖儲集層控制因素分析［J］.古地理學(xué)報.2008，10(1):26－30.

［8］羅靜蘭，張曉莉，Morad S，等.河流 －湖泊三角洲相砂巖成巖作用的重建及其對儲層物性演化的影響［J］.中國科學(xué)(D輯).2001，31(12):1006 －1016.

［9］周勇，紀(jì)友亮，張善文，等.膠萊盆地萊陽凹陷萊陽組低滲透砂巖儲層特征及物性控制因素［J］.石油學(xué)報.2011，32(4):611－620.