陸西凹陷九佛堂組沉積相類型及其特征

江 淮，王振宇

（西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川成都 610500）

陸西凹陷一直以來都是遼河油田外圍盆地中最具勘探和資源潛力的區(qū)域之一。近些年以來，在該地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了50多口工業(yè)油流井，并且陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些含油構(gòu)造區(qū)塊以及千萬級別的儲量規(guī)模[1-2]。另外，根據(jù)相關(guān)調(diào)查資料表明，目前陸西凹陷仍然有約50%的油氣資源并未進(jìn)行勘探開發(fā)，充分說明該地區(qū)的油氣資源潛力巨大。通過對前人研究成果分析認(rèn)為：有利的沉積相帶對于凹陷的油氣成藏具有十分重要的作用，其是控制油氣成藏和分布的主要因素之一。雖然陸西凹陷的油氣資源潛力巨大，但是近些年以來，在該地區(qū)所發(fā)現(xiàn)的油氣藏以構(gòu)造油氣藏為主，巖性油氣藏較少，仍需開展進(jìn)一步深入的分析和研究，尤其是九佛堂組。九佛堂組的巖性不均一，復(fù)雜多變，并且具有區(qū)域性的特點，加上研究人員對該地區(qū)的地層規(guī)律和沉積相特征缺乏足夠的認(rèn)識，嚴(yán)重制約了陸西凹陷的勘探開發(fā)進(jìn)度。

1 工區(qū)概況

開魯盆地具有5個次一級構(gòu)造單元，陸家堡凹陷是其中之一，如圖1所示。通過地震資料可以發(fā)現(xiàn)，該凹陷具有十分顯著的凸凹特征，可以將其劃分為3個亞一級構(gòu)造：①陸東凹陷；②舍伯吐凸起；③陸西凹陷。其中，陸西凹陷主要是在3個方向斷層的影響之下而形成的，該凹陷的形狀具有單斷箕狀的特點，面積總共為800km2。根據(jù)區(qū)域斷裂演化特征，陸西凹陷的斷裂可以分為3種：①長期斷裂；②早期斷裂；③晚期斷裂。前面2種斷裂對地層的沉積具有明顯的控制作用，而第3種斷裂對沉積幾乎沒有影響，僅僅是對局部圈閉的形成具有一定的控制作用。根據(jù)陸參3井鉆井揭示，中生界白堊系的地層情況如下：①下白堊統(tǒng)的主要地層為義縣組、九佛堂組、沙海組、阜新組；②上白堊統(tǒng)的主要地層為姚家組、嫩江組、四方臺組、明水組。其中九佛堂組下段是本次的研究目的層[3-4]。

圖1 工區(qū)位置圖

2 研究區(qū)沙四段沉積相類型及特征

2.1 扇三角洲相

該沉積相常發(fā)育于地形構(gòu)造起伏較大，與物源區(qū)的盆地邊緣距離比較近的區(qū)域，是沖積扇持續(xù)推進(jìn)，然后到達(dá)湖泊中之后，最終所形成的三角洲沉積，具有指狀交叉的特征。扇三角洲相的沉積物具有4種特點：①磨圓分選的程度較差；②粒度比較粗；③結(jié)構(gòu)成熟度比較低；④成分成熟度也比較低[2-3]。陸西凹陷九佛堂組下段的扇三角洲相主要分布在馬家堡高壘區(qū)域，發(fā)育以下2種沉積亞相。

2.1.1 扇三角洲前緣亞相

該亞相發(fā)育于浪基面上面的淺水地帶，主要有3種巖性：①含礫砂巖；②砂巖；③泥巖，層理多以交錯以及水平為主。其次，該亞相可以劃分為以下4種微相。

（1）水下分流河道，該微相主要有2種巖性：①含礫砂巖；②砂巖，沉積物的顏色比較深。其次，與陸上分流河道巖性的疊置方式相比，水下分流河道與其差別不大，但分選磨圓中等，層理多以中、小型交錯為主，并且存在大量的沖刷面，在測井資料上通常有2種表現(xiàn)：①箱型；②鐘型。

（2）水道間，該微相主要在水下分流河道的兩側(cè)區(qū)域發(fā)育，主要有2種巖性：①細(xì)砂巖；②粉砂巖夾薄層泥巖，其中，泥巖通常表現(xiàn)為淺色狀。通過巖心觀察，該微相存在比較多的生物擾動。

（3）河口沙壩，該微相的規(guī)模比較小，主要有2種巖性：①砂巖；②粉砂巖，分選程度比較好。河口沙壩的發(fā)育方向一般都是與水下分流河道類似，并且沿著湖盆中央?yún)^(qū)域進(jìn)行延伸。層理多以平行、交錯為主，在測井資料上通常有2種表現(xiàn)：①漏斗型；②箱型。

（4）前緣席狀砂，該微相在很大程度上可以說明該地區(qū)具有扇三角洲沉積。前緣席狀砂與前三角洲的距離非常近，由于物源的搬運距離比較遠(yuǎn)，巖性粒度細(xì)，分選和磨圓的程度都比較好，在扇三角洲的前緣發(fā)育了大量的薄層砂體。該微相主要有3種巖性：①細(xì)砂巖；②粉砂巖；③等厚泥巖互層。并且發(fā)育有大量的濁流沉積夾層，在測井資料上通常表現(xiàn)為頂?shù)诐u變的漏斗形。

2.1.2 前扇三角洲亞相

該亞相是扇三角洲與深湖相的過渡區(qū)域，發(fā)育于浪基面之下的地形坡折區(qū)域，水體比較深，沉積物的粒度相對較細(xì)，主要巖性為粉砂質(zhì)泥巖，通過巖心觀察可以發(fā)現(xiàn)一些生物擾動，含有大量的生物化石。

2.2 辮狀河三角洲相

在三角洲沉積體系之中，該沉積相是一種比較特殊的沉積類型。陸西凹陷九佛堂組下段的辮狀河三角洲相位于馬北斜坡區(qū)域，發(fā)育在地形坡度比較平緩的地區(qū)。其次，辮狀河三角洲相與物源的距離比較近，發(fā)育以下2種沉積亞相：

（1）辮狀河三角洲前緣亞相

該亞相可以進(jìn)一步劃分為以下4種微相：

水下分流河道，該微相是辮狀河三角洲前緣亞相的重要發(fā)育場所，主要的巖性為中粗砂巖，粒度比較大，水體環(huán)境也比較淺。其次，辮狀河三角洲前緣亞相的單砂層中粒度從下到上逐漸變細(xì)，而在剖面上具有正粒序的砂體疊置關(guān)系，并且砂體的厚度不斷變薄。在測井資料上通常表現(xiàn)為齒化的漏斗形。

河道間，該微相主要是一些細(xì)粒物質(zhì)的沉積場所，主要有2種巖性：①粉砂巖；②泥巖。層理以水平為主，水動力的條件比較弱。但是因為水下分流河道的變化比較頻繁，因此該微相時常會遭受侵蝕，最終發(fā)育一些體型較小的透鏡狀砂體。

河口沙壩，該微相主要在河道往湖盆延伸的一側(cè)發(fā)育，主要有2種巖性：①砂巖；②細(xì)砂巖。巖性中泥質(zhì)成分非常少，在剖面上具有逆粒序疊加的特征。與此同時，該微相也會因為水下分流河道的變化頻繁而遭受侵蝕，最終發(fā)育了許多體型較小的砂體。

遠(yuǎn)沙壩，該微相與席狀砂都是辮狀河三角洲前緣的末端沉積，主要有2種巖性：①粉砂巖；②泥巖。該微相的分布范圍比較大，而且也非常薄。由于水動力條件比較強(qiáng)，遠(yuǎn)沙壩會遭到一定的破壞，進(jìn)而會發(fā)育一些席狀砂，這些席狀砂具有比較高的成熟度，而且砂體的粒度非常小。

（2）前辮狀河三角洲亞相

與辮狀河三角洲前緣亞相相比，該亞相鉆遇的鉆井更多，因此更容易識別。該微相主要有2種巖性：①泥巖；②頁巖。主要在坡折帶之下發(fā)育，而且水體環(huán)境比較深，水動力條件也比較弱。

2.3 湖泊相

在陸西凹陷中，湖泊相是一種非常常見的沉積相帶，可以將其進(jìn)一步劃分為以下2種亞相：

（1）濱淺湖亞相

該亞相位于湖盆浪基面之上，主要發(fā)育在凹陷的邊緣區(qū)域，與深水環(huán)境相比，濱淺湖亞相的水動力條件更強(qiáng)，沉積大量的淺色沉積物，而且含有大量的碳酸鹽巖，可以將濱淺湖亞相進(jìn)一步劃分為以下2種微相：

粒屑灘微相。該微相主要分布在2個區(qū)域：①高能淺灘；②水下低隆。由于受到基底的影響非常大，所以粒屑灘微相的分布十分不規(guī)律。該微相主要有2種巖性：①粒屑云巖；②粒屑灰?guī)r。其次，粒屑灘微相的孔隙裂縫比較發(fā)育，而且一些裂縫被充填。

泥質(zhì)淺湖微相。該微相中的巖性種類較多，主要有3種巖性：①云（灰）質(zhì)泥巖；②泥質(zhì)云（灰）巖；③泥巖。泥質(zhì)淺湖微相的層理以水平為主，發(fā)育較少的沖刷面構(gòu)造，如圖2所示。

（2）半深湖-深湖亞相

該亞相發(fā)育在陸西凹陷的中心區(qū)域，位于正常浪基面之下。中心區(qū)域的水體深度較大，而且水動力比較弱，進(jìn)而發(fā)育了多種暗色細(xì)粒沉積物，巖石類型多富含碳酸鹽巖，可以將其進(jìn)一步劃分為以下5種微相：

泥質(zhì)湖底微相。在九佛堂組下段半深湖-深湖相中，該微相的分布范圍最大。泥質(zhì)湖底微相主要有2種巖性：①泥巖；②油頁巖。說明沉積環(huán)境的水動力強(qiáng)度較弱，而且還原環(huán)境比較強(qiáng)。在測井資料上通常表現(xiàn)為低幅平直狀；

泥云質(zhì)湖底微相。該微相主要的巖性為泥質(zhì)白云巖，具有3種特點：①紋層比較發(fā)育；②泥晶結(jié)構(gòu)；③揉皺構(gòu)造比較發(fā)育。泥云質(zhì)湖底微相主要分布在凹陷的中心地帶，常常與泥質(zhì)湖底微相相伴生[4-5]；

泥灰質(zhì)湖底微相。該微相巖性主要為泥質(zhì)灰?guī)r，與上述泥云質(zhì)湖底微相分布范圍相比，泥灰質(zhì)湖底微相較小。

云泥質(zhì)湖底微相。該微相主要分布在陸西凹陷的中心地帶，巖性主要為云質(zhì)泥巖，具有2種特點：①紋層構(gòu)造比較發(fā)育；②揉皺構(gòu)造較為發(fā)育。

灰泥質(zhì)湖底微相。該微相的巖性主要為灰質(zhì)泥巖。通過巖心觀察可知，灰泥質(zhì)湖底微相的灰質(zhì)泥巖中灰質(zhì)的含量會逐漸變化，甚至?xí)兂赡噘|(zhì)灰?guī)r。另外，灰泥質(zhì)湖底微相中多發(fā)育紋層構(gòu)造[5-6]。

圖2 廟45井九下段淺湖相剖面圖

3 結(jié)語

1）根據(jù)大量的分析與研究可知，可以將陸西凹陷九佛堂組下段劃分成3個沉積相帶：①扇三角洲；②辮狀河三角洲；③湖泊三個大相。這些沉積相帶具有區(qū)域性的特點，而且又可以劃分為不同的亞相和微相。

2）本文的研究對后續(xù)尋找優(yōu)勢儲集相帶，確定油氣勘探目標(biāo)以及井位部署可以提供良好的技術(shù)支持。