鄂爾多斯盆地環(huán)縣－馬嶺地區(qū)長4＋5油層組沉積微相及油氣富集規(guī)律研究

李丹江，文志剛 （油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （長江大學(xué)）長江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院，湖北 武漢430100）

柯友愛 （中石油長城鉆探工程有限公司壓裂公司壓裂一分公司，遼寧 盤錦124000）

鄂爾多斯盆地位于中國大陸中部，面積約37×104km2，是中國第2大沉積盆地，也是我國重要的含油氣盆地之一［1－2］。晚三疊世，受印支運(yùn)動(dòng)影響，盆地演化進(jìn)入了大型內(nèi)陸差異沉積盆地的形成和發(fā)展時(shí)期，堆積了一套以河流－三角洲－湖泊相為特征的陸源碎屑巖系。根據(jù)巖性和湖盆的演化特征，自下而上劃分為長10到長1共9個(gè)油層組［3］，縱向上形成了一個(gè)完整的湖進(jìn)湖退沉積演化旋回。

延長組沉積后，受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，發(fā)生了多次沉降和抬升剝蝕，其中早白堊世末期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)鄂爾多斯盆地影響最大，不僅奠定了現(xiàn)今盆地西傾大單斜的構(gòu)造格局［4］，而且對(duì)油氣成藏具有重要的作用。

環(huán)縣－馬嶺地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南部，面積約2780km2。在盆地區(qū)域構(gòu)造上橫跨陜北斜坡和天環(huán)拗陷兩大構(gòu)造單元［4－5］。近年來，在環(huán)縣－馬嶺地區(qū)長4＋5油層組層位鉆探的大部分井獲得了工業(yè)油氣流或油氣顯示，進(jìn)一步預(yù)示了該區(qū)有著巨大的勘探潛力。前人對(duì)環(huán)縣－馬嶺地區(qū)的研究主要集中在侏羅系［6－11］，以及延長組長6～長8油層組［12－13］，更多的是對(duì)包括該研究區(qū)在內(nèi)的盆地南部延長組沉積、成藏及油氣富集規(guī)律的研究［14－19］。而專題針對(duì)該區(qū)長4＋5油層組開展研究的相對(duì)較少。鑒于長4＋5油層組砂體規(guī)模變化較大，建產(chǎn)存在較高的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要對(duì)研究區(qū)長4＋5油層組開展沉積相類型及特征等研究，研究其與油氣富集規(guī)律的關(guān)系，為研究區(qū)下一步的滾動(dòng)勘探、開發(fā)井網(wǎng)及技術(shù)研究提供支撐。

1 沉積物源特征

根據(jù)前人研究成果［20］，鄂爾多斯盆地延長組長4＋5油層組物源方向來自盆地周邊東北部、西北部、西部、西南部和南部5個(gè)方向。根據(jù)區(qū)內(nèi)80多塊樣品統(tǒng)計(jì)，長4＋5油層組砂巖碎屑成分石英含量51.13%，長石含量18.62%，巖屑含量30.25%，沉積物源主要來自西南緣北秦嶺褶皺帶元古界淺粒巖、片麻巖和碳酸鹽巖類等。

2 沉積相類型及特征

在巖心觀察基礎(chǔ)上，結(jié)合綜合測(cè)井資料信息，選取沉積巖顏色、沉積構(gòu)造特征、古生物標(biāo)志、粒度分析、伴生沉積構(gòu)造作為沉積相劃分的標(biāo)志，通過對(duì)不同井之間的沉積相進(jìn)行綜合對(duì)比，進(jìn)而揭示了長4＋5油層組沉積微相特征，認(rèn)為研究區(qū)沉積相類型主要包括：三角洲前緣亞相和深湖－半深湖亞相，并進(jìn)一步劃分出水下分流河道、分流間灣、河口壩、前緣席狀砂、濁積巖和深湖泥6種微相。

2.1 半深湖－深湖亞相

1）濁積巖 濁積巖是長4＋5油層組的主要儲(chǔ)集體。巖性以黑色泥巖、灰黑色粉砂質(zhì)泥巖及泥質(zhì)粉砂巖為主。粉細(xì)砂巖或細(xì)砂巖中發(fā)育粒序?qū)永砘蚱叫袑永恚撞烤卟勰?，可見水下滑塌?gòu)造。粉砂巖具水平層理、變形層理、火焰構(gòu)造 （見圖1（a））及包卷構(gòu)造 （見圖1（b））；泥巖中水平層理發(fā)育，含植物碎片化石和魚鱗化石。濁積巖主要為薄－中厚層粉－細(xì)砂巖夾灰黑、深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，具有正粒序和多期韻律性旋回 （見圖1（c））。研究區(qū)的濁積巖SP（自然電位）、GR （自然伽馬）曲線一般表現(xiàn)為低幅－中幅鋸齒狀的近箱形或鐘形的頻繁疊加，電阻率曲線為中、低阻的反復(fù)疊置。

2）深湖泥 半深湖－深湖主要為灰黑色、黑色泥頁巖沉積，夾有薄層灰黑色泥質(zhì)粉砂巖，含魚化石（見圖1（d）），GR曲線呈低幅齒狀，SP曲線近于直線。

圖1 研究區(qū)長4＋5油層組濁積巖中沉積構(gòu)造

2.2 三角洲前緣亞相

1）水下分流河道 研究區(qū)該微相巖性主要由淺灰色、灰色細(xì)砂巖組成，砂巖厚度較大，發(fā)育沉積構(gòu)造多樣，具沙紋交錯(cuò)層理 （見 圖2 （a））、平 行 層 理（見圖2（b））和板狀層理 （見圖2（c））等，底部沖刷面較為常見，其上含有磨圓度較好的泥礫。水下分流河道砂體上覆分流間灣泥質(zhì)沉積物，總體呈向上變細(xì)的沉積序列。SP與GR曲線呈中高幅度齒化鐘形及箱形。

圖2 研究區(qū)長4＋5油層組水下分流河道中沉積構(gòu)造

2）河口壩 區(qū)內(nèi)河口壩主要為灰色，深灰色細(xì)砂巖，夾薄層粉砂巖，泥巖和少量泥礫；常發(fā)育波狀層理、水平層理；整體呈反粒序，SP和GR曲線通常表現(xiàn)為漏斗形特征；多期河口壩砂體可疊置形成進(jìn)積或退積的沉積序列。

3）前緣席狀砂 主要為灰色細(xì)砂巖，分選好，具低角度交錯(cuò)層理；SP曲線呈指狀或齒狀，上下均為高阻泥巖隔開。

4）分流間灣 研究區(qū)該微相巖性主要為灰色、深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖，發(fā)育塊狀層理以及水平層理，植物莖干、碎片化石發(fā)育 （見圖3），蟲孔較為多見。SP和GR曲線位于泥巖基線附近，具齒化特征。

圖3 研究區(qū)長4＋5油層組分流間灣中魚化石

3 沉積微相平面展布特征

3.1 長4＋52油層沉積微相平面展布特征

研究區(qū)長4＋52油層物源主要為西南部物源體系供給，供給較充足，呈片狀、條帶狀展布，三角洲前緣的水下分流河道砂體發(fā)育。在研究區(qū)的東北部和東部地區(qū)屬于半深湖－深湖環(huán)境，濁積巖成條帶狀展布，在研究區(qū)西南部的水下分流河道砂體分布面積大，呈條帶狀和片狀展布，砂體厚度1.0～39.5m。

3.2 長4＋51油層沉積微相平面展布特征

長4＋51油層沉積期物源主要受西南部物源體系控制，水下分流河道砂體呈片狀展布，在研究區(qū)的東北部和東部濁積砂體較長4＋52油層發(fā)育，呈條帶狀和片狀展布 （見圖4），砂體厚度1.1～30.3m。

總體而言，長4＋5油層組中三角洲前緣水下分流河道砂體較為發(fā)育，且在水下分流河道的前方或河道分叉處沉積河口壩微相砂體。平面上多條水下分流河道交匯發(fā)育，橫向擺動(dòng)頻繁，垂向上疊置形成大面積分布的復(fù)合連片砂體。這種大面積分布的復(fù)合連片疊合砂體為長4＋5油層組油氣的富集成藏提供了良好的儲(chǔ)集空間。

4 油氣富集規(guī)律與沉積微相的關(guān)系

研究區(qū)長4＋5油層組各小層沉積微相展布特征表明，三角洲前緣亞相的水下分流河道空間展布范圍廣，砂體厚度大，且水下分流河道砂體由于沉積時(shí)水動(dòng)力條件較強(qiáng)，砂巖粒度較粗，云母礦物及泥質(zhì)含量相對(duì)較低，原始粒間孔隙較發(fā)育，儲(chǔ)集性能較好，利于油氣聚集。

從研究區(qū)儲(chǔ)層類型與油藏配置關(guān)系圖 （見圖5）來看，研究區(qū)油藏的分布和高滲透的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層較為吻合，油藏多分布在Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類儲(chǔ)層物性較好的區(qū)域。

圖4 研究區(qū)長4＋51油層沉積微相圖

圖5 長4＋51油層儲(chǔ)層類型與油藏配置關(guān)系

在半深湖－深湖亞相中，三角洲砂體滑塌形成濁積砂體，與半深湖－深湖泥彼此疊置，在普遍低孔低滲砂體中存在儲(chǔ)集性能相對(duì)較好的儲(chǔ)層，原始粒間孔隙較發(fā)育，有利于油氣優(yōu)先聚集成藏。研究區(qū)內(nèi)縱向上長4＋5油層組下部為長6、長7油層組的深湖亞相泥巖和油頁巖，具有厚度大、分布廣、有機(jī)質(zhì)豐富、有機(jī)質(zhì)類型好和成熟度高的特點(diǎn)，是優(yōu)質(zhì)的生油層，加之長4＋5油層組內(nèi)部的分流間灣泥巖既可作為具有一定生油能力的油源，也可作為局部性蓋層，這樣使長4＋5油層組具備了良好的生儲(chǔ)蓋組合，有利于油氣的聚集而成藏，可以作為研究區(qū)下一步油氣開發(fā)的主要方向。

5 結(jié)論

根據(jù)對(duì)研究區(qū)巖性、粒度、沉積構(gòu)造及測(cè)井相綜合分析，認(rèn)為環(huán)縣－馬嶺地區(qū)長4＋5油層組處于半深湖－深湖和三角洲前緣亞相沉積環(huán)境，主要包括水下分流河道、河口砂壩、前緣席狀砂、分流間灣以及濁積巖和深湖泥6個(gè)微相。分流河道砂體和濁積砂體為主要的油氣儲(chǔ)集體。三角洲水下分流河道砂體，主河道沉積區(qū)砂體厚度大，物性好，是研究區(qū)主要的油氣勘探開發(fā)目標(biāo)。

［1］ 楊華 .鄂爾多斯盆地三疊系延長組沉積體系及含油性研究 ［D］.成都：成都理工大學(xué)，2004：4－6.

［2］ 何自新 .鄂爾多斯盆地演化與油氣 ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2003.

［3］ 楊俊杰 .鄂爾多斯盆地構(gòu)造演化與油氣分布規(guī)律 ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2002：104－108.

［4］ 劉池洋，趙紅格，桂小軍，等 .鄂爾多斯盆地演化－改造的時(shí)空坐標(biāo)及其成藏 （礦）響應(yīng) ［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2006，80（5）：617－635.

［5］ 周鼎武，趙重遠(yuǎn)，李銀德，等 .鄂爾多斯盆地西南緣地質(zhì)特征及其與秦嶺造山帶的關(guān)系 ［M］.北京：地質(zhì)出版社，1994：1－176.

［6］ 戴亞權(quán)，文志剛，余秋華，等 .馬嶺油田侏羅系Y10油組油氣富集規(guī)律探討 ［J］.石油天然氣學(xué)報(bào) （江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2007，29 （1）：39－41.

［7］ 劉軍峰，谷珊珊 .鄂爾多斯盆地馬嶺地區(qū)延10砂體分布規(guī)律研究 ［J］.石油天然氣學(xué)報(bào) （江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2007（3）：51－53.

［8］ 朱世全，周志平，魏紅玫 .馬嶺油田延安組延十段小層沉積相研究 ［J］.江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，26（B6）：6－7.

［9］ 段毅，孫濤，吳保祥，等 .鄂爾多斯盆地馬嶺油田延10油層組油氣運(yùn)移特征與機(jī)理 ［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，36 （1）：1－7.

［10］ 段毅，吳保祥，鄭朝陽，等 .鄂爾多斯盆地馬嶺油田延9油層組油氣運(yùn)移研究 ［J］.沉積學(xué)報(bào)，2008，26（2）：349－354.

［11］ 王春宇，張志國，李兆明，等 .鄂爾多斯盆地馬嶺油田高分辨率層序地層分析及沉積體系研究 ［J］.地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào)，2007，13 （1）：70－77.

［12］ 李威，文志剛 .鄂爾多斯盆地馬嶺地區(qū)上三疊統(tǒng)長7油層組油氣富集規(guī)律 ［J］.巖性油氣藏，2012，24（6）：101－105.

［13］ 馬春林，王瑞杰，羅必林，等：鄂爾多斯盆地馬嶺油田長8油層組儲(chǔ)層特征與油藏分布研究 ［J］.天然氣地球科學(xué)，2012，23 （3）：514－519.

［14］ 鄧秀芹，姚涇利，胡喜鋒，等 .鄂爾多斯盆地延長組超低滲透巖性油藏成藏流體動(dòng)力系統(tǒng)特征及其意義 ［J］.西北大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，41 （6）：1044－1050.

［15］ 鄧秀芹，劉新社，李士祥 .鄂爾多斯盆地三疊系延長組超低滲透儲(chǔ)層致密史與油藏成藏史 ［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2009，30 （2）：156－161.

［16］ 楊華，劉顯陽，張才利，等 .鄂爾多斯盆地三疊系延長組低滲透巖性油藏主控因素及其分布規(guī)律 ［J］.巖性油氣藏，2007，19 （3）：1－6.

［17］ 李樹同，王多云，王彬，等 .坳陷型湖盆緩坡邊緣沉積坡折帶的識(shí)別——以鄂爾多斯盆地三疊紀(jì)延長期沉積坡折帶為例 ［J］.天然氣地球科學(xué)，2008，19 （1）：83－88.

［18］ 張克銀 .鄂爾多斯盆地南部中生界成藏動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)分析 ［J］.地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào)，2005，2（1）：25－32.

［19］ 席勝利，劉新社，王濤 .鄂爾多斯盆地中生界石油運(yùn)移特征分析 ［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2004，26（3）：229－235.

［20］ 趙俊興，呂強(qiáng)，李鳳杰，等 .鄂爾多斯盆地南部延長組長時(shí)期物源狀況分析 ［J］.沉積學(xué)報(bào)，2008，26（4）：610－616.