鄂爾多斯盆地莊36區(qū)塊長(zhǎng)8油層組沉積特征

張 楠，胡晨林，田繼軍，張文文

（新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆烏魯木齊 830047）

西峰油田位于鄂爾多斯盆地西南緣[1]，其中合水區(qū)塊位于西峰油田的東南部[2]，是西峰油田下一步開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)區(qū)塊，其三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)8油層組是主力含油層，具有一定的勘探潛力。因此進(jìn)一步認(rèn)識(shí)長(zhǎng)8 油層組的沉積微相特征有助于對(duì)西峰油田合水區(qū)塊下一步勘探目標(biāo)的確定[3]。前人對(duì)合水地區(qū)的油氣勘探主要針對(duì)層序地層劃分、沉積相特征以及儲(chǔ)層特征等的研究。李志鵬[4]等認(rèn)為該區(qū)長(zhǎng)8 油層組總體屬于辮狀河三角洲前緣亞相沉積；鐘大康[5]等認(rèn)為該地區(qū)長(zhǎng)8油層組主要發(fā)育的巖石為巖屑砂巖和長(zhǎng)石砂巖，整體上成分成熟度較低；陳世加[6]等分析認(rèn)為該地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)8段油氣成藏主要受到砂體的橫向以及縱向展布、砂體連通性、烴源巖厚度與排烴強(qiáng)度、儲(chǔ)層非均質(zhì)性以及瀝青的充填規(guī)模等因素的共同影響。

本文對(duì)前人研究成果進(jìn)行了充分的調(diào)研，結(jié)合鉆井、測(cè)井、錄井、巖芯資料，以沉積學(xué)理論為指導(dǎo)，通過(guò)詳細(xì)的巖芯觀察及測(cè)井曲線分析，在地層對(duì)比研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)“單因素分析多因素綜合作圖法”[7]，選取了地層厚度、砂巖厚度、沉積構(gòu)造特征等一系列單因素，系統(tǒng)編制了莊36區(qū)塊長(zhǎng)821、長(zhǎng)822和長(zhǎng)811、長(zhǎng)812、長(zhǎng)813五個(gè)沉積期的沉積微相圖，對(duì)合水地區(qū)莊36區(qū)塊長(zhǎng)8 油層的小層沉積微相特征以及沉積演化規(guī)律進(jìn)行了精細(xì)研究，并建立了相應(yīng)的沉積微相模式，以期為合水地區(qū)莊36區(qū)塊長(zhǎng)8油層組油氣勘探提供進(jìn)一步的勘探開(kāi)發(fā)指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地屬于一個(gè)多旋回的疊合型盆地，發(fā)育在華北克拉通之上[7-8]，是我國(guó)形成歷史最早、演化時(shí)間最長(zhǎng)的沉積盆地[9]。據(jù)前人勘探開(kāi)發(fā)的結(jié)果表明，鄂爾多斯盆地屬于我國(guó)重要的能源基地之一[10]，該盆地含有豐富的礦產(chǎn)資源，例如石油、天然氣和煤炭等，具有較多的含油氣層位、油氣大面積分布、厚度大、低孔、低滲等特點(diǎn)[11]。合水地區(qū)莊36區(qū)塊位于鄂爾多斯盆地的西南部（圖1），勘探范圍南起正寧，北到慶城，東自合水羅山府，西到西峰。東西長(zhǎng)72km，南北寬約83km，面積約6000km2，平均地面海拔1220m[12]。

本文在前期工作中結(jié)合油田開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)資料，以區(qū)域標(biāo)志層為依據(jù)，然后根據(jù)短期旋回及標(biāo)志曲線進(jìn)行新井小層劃分和老井小層修正工作，最終將長(zhǎng)81、長(zhǎng)82劃分為5 個(gè)小層，其中長(zhǎng)82劃分為長(zhǎng)821、長(zhǎng)822兩個(gè)小層，長(zhǎng)81層劃分為長(zhǎng)811、長(zhǎng)812、長(zhǎng)813三個(gè)小層?？傮w來(lái)看，莊36區(qū)塊長(zhǎng)8油層組沉積時(shí)期垂向上是一個(gè)水退—水進(jìn)—水退沉積旋回。

2 沉積構(gòu)造特征

研究區(qū)長(zhǎng)8油層組層理構(gòu)造發(fā)育。通過(guò)對(duì)莊36區(qū)塊取芯井巖芯觀察和描述，發(fā)現(xiàn)沉積構(gòu)造多樣，包括波狀層理[圖2（e）]、水平層理[圖2（b）、（f）]，可見(jiàn)泥巖撕裂屑[圖2（a）、（c）]，斷面可見(jiàn)白云母[圖2（a）]，可見(jiàn)沖刷狀構(gòu)造[圖2（d）]，這些沉積構(gòu)造標(biāo)志為判斷莊36 區(qū)塊沉積微相提供了重要依據(jù)。

莊36 區(qū)塊在長(zhǎng)81期巖性主要為灰色、淺灰色中—細(xì)砂巖及細(xì)砂巖，發(fā)育平行層理及波狀層理，說(shuō)明該區(qū)可能水體活動(dòng)能量較強(qiáng)，更可能發(fā)育水下分流河道或河口壩等微相。在長(zhǎng)82期巖性主要為暗色粉砂質(zhì)泥巖，可見(jiàn)泥巖撕裂屑，斷面可見(jiàn)白云母、塊狀泥巖、淺色塊狀粉砂巖，發(fā)育近水平層理、交錯(cuò)層理及微波狀層理，說(shuō)明該區(qū)可能水體活動(dòng)能量較弱，容易發(fā)育分流間灣等微相。常見(jiàn)沉積構(gòu)造包括沖刷面和平行層理等，是三角洲前緣的重要標(biāo)志。

3 沉積微相及特征

3.1 水下分流河道沉積微相

根據(jù)取芯井資料分析，研究區(qū)長(zhǎng)8油層水下分流河道分布范圍廣，呈西南方向展布，巖性主要為灰色、淺灰色中砂巖及細(xì)砂巖，分選較好。巖芯中常見(jiàn)波狀層理、平行層理以及沖刷面等沉積構(gòu)造。垂向上多層砂層疊加，表現(xiàn)為下粗上細(xì)的正旋回，單個(gè)砂體也具有韻律特征，也表現(xiàn)為正旋回性，單個(gè)水下分流河道砂體的電測(cè)曲線表現(xiàn)為中-高幅的鐘形或者箱形。

3.2 河口壩沉積微相

由于水下分流河道遷移性比較強(qiáng)，河口不是很穩(wěn)定，河口壩通常很難保存下來(lái)。所以，研究區(qū)長(zhǎng)8油層組河口壩一般規(guī)模小，通常呈孤立砂體，很難形成如正常三角洲前緣一樣的大型河口壩，為次要砂體。主要巖性為淺色粉砂巖。根據(jù)取芯井資料分析，該區(qū)河口壩主要發(fā)育塊狀層理、平行層理和波狀層理等沉積構(gòu)造。垂向上表現(xiàn)為砂、泥頻繁互層，下細(xì)上粗的反旋回。

3.3 分流間灣沉積微相

研究區(qū)分流間灣水動(dòng)力較弱，處于安靜的低能環(huán)境中，主要發(fā)育泥巖。同時(shí)，河道間泥巖中常夾一些孤立的砂體，砂體厚度分布在1～5m之間，巖性由細(xì)砂巖到粉砂巖。通過(guò)研究區(qū)取芯井巖芯觀察，巖芯中常見(jiàn)水平層理、平行層理及微波狀層理等沉積構(gòu)造。分流間灣在垂向上通常與前三角洲泥巖漸變。

4 沉積微相平面展布特征

4.1 單因素分析

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)鉆穿長(zhǎng)8 地層的300 余口鉆井剖面的砂體厚度等資料，編制了長(zhǎng)822、長(zhǎng)821、長(zhǎng)813、長(zhǎng)812、長(zhǎng)811各小層砂巖厚度等值線圖（圖3）。莊36 區(qū)塊長(zhǎng)8 油層組砂體的總體展布趨勢(shì)是由西南向東北方向。長(zhǎng)822層西北部地區(qū)砂體發(fā)育較好，砂體呈片狀分布，砂體厚度主要分布在10～20m 之間，反映出該層西北地區(qū)主河道發(fā)育，距離物源近，沉積速率大，相反，該層的其他地區(qū)砂體發(fā)育程度較差，砂厚主要分布在5～15m 之間，反映該部分遠(yuǎn)離物源（圖3e）；長(zhǎng)821層砂體的連續(xù)性很差（圖3d），砂厚主要分布在6～10m之間。

長(zhǎng)813層西北部砂體發(fā)育程度及連續(xù)性相比東南部較好，西北部砂體厚度主要分布在6～8m之間，東南部砂體厚度更小，主要分布在0～4m之間（圖3c），長(zhǎng)812層西北部砂體相比長(zhǎng)813層砂體厚度變大，主要分布在8～10m 之間，東南部砂體連片發(fā)育，但厚度相對(duì)較薄，主要分布在4～6m之間（圖3b）。長(zhǎng)811層的砂體在全區(qū)呈片狀發(fā)育，砂體厚度主要分布在15～30m之間，反映該小層沉積物供給充足（圖3a）。

莊36區(qū)塊長(zhǎng)8沉積期的沉積速率和沉降幅度控制著該研究區(qū)的地層厚度，地層厚度等值線圖可以用來(lái)直觀地反映研究區(qū)在長(zhǎng)8層段的分布范圍和幾何形態(tài)[13]。根據(jù)區(qū)塊內(nèi)鉆穿長(zhǎng)8 地層的300 余口鉆井剖面的地層厚度資料，編制了長(zhǎng)822、長(zhǎng)821、長(zhǎng)813、長(zhǎng)812、長(zhǎng)811各小層地層厚度等值線圖（圖4）。長(zhǎng)822小層地層厚度介于5～30m之間，距離物源較近的西北部，地層厚度大（圖4e），長(zhǎng)821（圖4d）、長(zhǎng)813（圖4c）、長(zhǎng)812（圖4b）小層地層厚度均介于5～15m 之間，地層厚度變化范圍不大，長(zhǎng)811小層地層厚度變化范圍最大，介于5～35m 之間，整體厚度較大，反映該時(shí)期陸源碎屑供應(yīng)很充分、沉積速率高、并且沉降幅度大（圖4a）。

4.2 多因素綜合作圖

長(zhǎng)822層砂體發(fā)育較薄，以細(xì)砂巖為主，夾雜少量的粉砂巖薄層，自然電位、自然伽馬曲線呈中-高幅鐘形或箱形，可見(jiàn)明顯的巖性變化。主要發(fā)育為水下分流河道微相，河道中穿插分流間灣（圖5e）。

長(zhǎng)821層（圖5d）到長(zhǎng)813層（圖5c）多發(fā)育砂泥互層，巖性較細(xì)，主要是淺灰色細(xì)砂巖和灰色泥質(zhì)粉砂巖，仍然以砂巖為主體，但砂體不發(fā)育?？傮w來(lái)看，從長(zhǎng)821到長(zhǎng)813時(shí)期水下分流河道由西南向東北方向呈條帶狀展布，分流間灣微相在水下分流河道微相中穿插分布。長(zhǎng)812（圖5b）沉積時(shí)廣泛發(fā)育泥巖沉積，夾少量的粉砂巖，局部有植物根跡。主要發(fā)育微相類(lèi)型為分流間灣。

長(zhǎng)811（圖5a）沉積時(shí)期水體相對(duì)變淺并且沉積物供應(yīng)較充足。物源主要來(lái)自西南方向，主要為三角洲前緣亞相。電測(cè)曲線為鐘形或者箱形，微相類(lèi)型為水下分流河道微相，砂體厚度大。

5 沉積微相演化規(guī)律

鄂爾多斯盆地合水地區(qū)莊36區(qū)塊在長(zhǎng)8時(shí)期整體上屬于湖盆的緩慢上升期，長(zhǎng)82和長(zhǎng)81的沉積演化與鄂爾多斯盆地長(zhǎng)8時(shí)期整體的沉積演化規(guī)律具有高度的一致性，但是各小層之間的沉積演化具有一定的變化，本文以研究區(qū)各小層的沉積微相平面圖的分布規(guī)律為基礎(chǔ)，結(jié)合研究區(qū)的區(qū)域地質(zhì)背景以及沉積構(gòu)造，編制了莊36區(qū)塊長(zhǎng)822、長(zhǎng)821、長(zhǎng)813、長(zhǎng)812、長(zhǎng)811各小層的沉積模式圖，精細(xì)刻畫(huà)小層之間的沉積演化規(guī)律。

長(zhǎng)8 油層組沉積期物源供給體系主要為西南部的秦祁褶皺帶。從區(qū)域的角度來(lái)看，研究區(qū)長(zhǎng)8時(shí)期為三角洲建設(shè)的重要時(shí)期，延長(zhǎng)組長(zhǎng)8沉積期水體較淺，發(fā)育淺水沉積環(huán)境，湖盆中心區(qū)位于研究區(qū)的西北方向華池一帶。結(jié)合上述的沉積微相圖以及小層沉積模式圖來(lái)看，研究區(qū)長(zhǎng)81時(shí)期，湖盆緩慢擴(kuò)張，物源主要來(lái)自西南方向，物源供給充足，三角洲前緣面積相對(duì)較大，區(qū)內(nèi)發(fā)育大量水下分流河道微相，砂體分布穩(wěn)定，砂層厚度在15～30m 之間。到了長(zhǎng)82時(shí)期，湖侵持續(xù)擴(kuò)張，淺湖面積不斷擴(kuò)大，湖岸線向研究區(qū)四周擴(kuò)散，三角洲前緣的面積不斷減小，砂體厚度減薄，砂層厚度在5～15m之間。

6 結(jié)論

（1）通過(guò)巖石類(lèi)型、沉積構(gòu)造特征、測(cè)井相分析，在區(qū)域地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上，認(rèn)為莊36 區(qū)塊長(zhǎng)8 油層組屬于三角洲相沉積體系下的三角洲前緣亞相沉積，共識(shí)別出水下分流河道、河口壩、分流間灣3種沉積微相類(lèi)型。

（2）研究區(qū)發(fā)育三角洲前緣亞相，物源主要來(lái)自西南方向，主要在西北方向發(fā)育條帶狀的水下分流河道砂體，砂體分布穩(wěn)定，三角洲前緣水下分流河道砂體是該研究區(qū)最有利的儲(chǔ)集砂體。

（3）綜合分析認(rèn)為，長(zhǎng)811時(shí)期，湖盆緩慢上升，物源主要來(lái)自西南方向，物源供給充足，研究區(qū)范圍內(nèi)分布大量水下分流河道；長(zhǎng)812時(shí)期到長(zhǎng)821時(shí)期由于湖侵加速，淺湖面積逐漸擴(kuò)大，由研究區(qū)的東北部開(kāi)始擴(kuò)大，研究區(qū)的三角洲面積不斷縮小；長(zhǎng)822時(shí)期，淺湖面積不斷變小，研究區(qū)三角洲面積又開(kāi)始持續(xù)擴(kuò)大，水下分流河道微相較為發(fā)育。