多井無震資料背景下三角洲湖岸快速厘定方法
——以鄂爾多斯盆地安塞地區(qū)晚三疊世三角洲為例

張金良，屈紅軍，張志升，高 雨，孫曉晗，董文武

（1.延長油田股份有限公司 杏子川采油廠，陜西 延安 717400；2.西北大學 地質(zhì)學系，陜西 西安 710069）

0 引 言

安塞油田是鄂爾多斯盆地最早發(fā)現(xiàn)的超大型低孔特低滲油田，經(jīng)過多年探索獲得非常豐富的研究成果，包括地層特征[1-2]、沉積特征[3-6]、骨架砂體特征[7]、儲層特征[8-10]、含油砂體的沉積環(huán)境[11-12]、油氣富集規(guī)律[13-14]、成藏規(guī)律[15-16]、裂縫特征[17]、儲層非均性特征[18-20]等多個方面。安塞地區(qū)主力油層長6沉積體系為淡水湖泊三角洲[21]，具有豐富的油氣資源。三角洲前緣部分擁有良好的油氣成藏條件，以得天獨厚的條件成為了眾學者的關注重點[22-23]，對于湖岸線控油論的研究越來越豐富，湖岸線受河流和湖泊的共同作用[24]，有“控砂、控圈、控藏”的特點[8]，雖然眾學者對長6油層組的沉積相做過大量研究，但對于湖岸線的位置始終有些模糊、或者似是而非，證據(jù)不足。

古湖岸線的識別過程是沉積環(huán)境的一個恢復過程，主要標志包括古地貌特征、巖性組合、古生物、沉積構造、沉積相變、地震反射特征、地球化學特征等多個方面，尤其在有地震資料地區(qū)，根據(jù)地震反射同相軸的接觸關系、反射結構特征及井震結合進行古湖岸線的識別，古岸線在地震剖面上最明顯標志是同相軸上超尖滅或橫向上的終止，代表著沉積物沉積范圍在橫向上的終止，因此利用地震反射同相軸上超尖滅可識別古湖岸線[25]。由于鄂爾多斯盆地的地震資料比較缺乏，同時油氣勘探中需要對湖岸線進行快速厘定，盡量避免費時費力的地球化學測試，因此探索多井無震資料背景下三角洲湖岸快速厘定方法具有理論意義。前人對坳陷湖盆湖岸線的確定方法進行過探討[26]，李元昊等通過測井相、生物和沉積構造標志對吳起-定邊地區(qū)延長組長8湖岸線進行確定[27]，樓章華等探討過湖平面升降對淺水三角洲前緣砂體形態(tài)的影響[28]。以鉆測井以及巖心資料為基礎，通過巖心相、沉積旋回分析，結合長6油層組標志層間地層厚度陡坡突變帶的確定，對鄂爾多斯盆地安塞油田長6油層組湖岸線進行精確厘定。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 古地理背景

鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長組是在陜甘寧地區(qū)的一套大型內(nèi)陸河流—三角洲—湖泊相沉積（圖1（a）），經(jīng)歷了從河流相到三角洲相的轉變[27-28]，長6油層組沉積期沿著盆地邊緣不同方向發(fā)育多個河流—三角洲沉積[4，16]（圖1（b）），其中東北物源方向三角洲最為發(fā)育，尤以安塞三角洲因為最早發(fā)現(xiàn)超大型油田而最為有名，安塞地區(qū)延長組長6沉積期主要發(fā)育NE—SW向的淺水三角洲。

安塞地區(qū)位于伊陜斜坡中東部（圖1（b）），內(nèi)部構造簡單，區(qū)域構造繼承了整體區(qū)域構造特征和規(guī)律，發(fā)育若干較為寬緩的鼻狀隆起。延長組自下而上可劃分為10個油層組，其中長6油層組以發(fā)育三角洲含油砂體而出名[11-12]。

1.2 長6油層組標志層及地層劃分

安塞地區(qū)長6油層組從底到頂發(fā)育K2,K3與K4等3個標志層，巖性為含凝灰質(zhì)泥巖，其中K2標志層為長6底界，K3標志層位于K2標志層以上40 m厚度左右，厚度非常穩(wěn)定，一般誤差在5 m內(nèi)，K4標志層位于長6頂部，長6油層組厚度范圍一般110～130 m。

圖1 安塞地區(qū)構造背景及延長組三角洲沉積體系（據(jù)文獻[16]修改）Fig.1 Tectonic background of the Ansai area and delta depositional systems at the period of Yanchang Formation（Revised from[16]）

長6油層組中上部K3與K4標志層發(fā)育很好；長62與長63之間的K3標志層是最穩(wěn)定的標志層，表現(xiàn)為高自然伽馬，高聲波時差，低深感應電阻；長6頂部的K4標志層也比較明顯，雖不如K3標志層特征醒目，但其雙燕尾形高自然伽馬，中高聲波時差，較低深感應電阻的特征也比較明顯（圖2）。

2 K3-K4厚度突變帶反映湖岸線

地層厚度突變帶往往反映地形轉折帶，圖3顯示長6油層組中上部K3與K4標志層之間的長62+長61的地層厚度范圍主要位于70～100 m，從東北到西南增加，地層厚度小于75 m時，厚度變化均勻，地層較為寬緩；厚度范圍為75～90 m時，地層厚度坡降明顯；地層厚度大于90 m時地層厚度變化又趨于均勻；因而厚度范圍為75～90 m的厚度坡降明顯，為長6油層組沉積期地形地貌坡折帶。

通過長62+長61的地層厚度變化規(guī)律可看出，地層厚度迅速增大的區(qū)域在鐮刀灣與坪橋南部以及化子坪、譚家營與建華北部，由此推斷坡折帶的具體位置，再結合巖心相與沉積旋回分析確定三疊系延長組長6湖岸線大致沿鎮(zhèn)張家塬—寺灣—寺溝村—建華鎮(zhèn)郝家坪村連線呈帶狀展布（圖3）。坡折帶往往是三角洲前緣砂體卸載的最佳場所，因而也經(jīng)常成為海岸線/湖岸線的位置[26]。

圖2 安塞地區(qū)長6油層組K2，K3，K4標志層Fig.2 K2，K3 and K4 marker beds of Chang 6 reservoir in Ansai District

3 湖岸線上下巖心相標志差異

湖岸線可作為劃分三角洲平原與前緣的重要界線，利用陸上沉積與水下沉積在巖性、沉積構造與測井曲線形態(tài)方面的不同，對湖岸線進行精確識別。

3.1 湖岸線以上的沉積構造

三角洲平原分流河道常見泥礫，以向上變細的正旋回為主，安塞坪橋地區(qū)坪177井長6地層中于河道砂體底部見泥礫發(fā)育（圖4（a））；三角洲平原常常發(fā)育大量植物化石、煤線，在杏3018井、杏3070井與杏3004井見到有明顯的煤線（圖4（b），（c），（d）），在杏5107井發(fā)現(xiàn)大量的碳化植物碎片（圖4（e）），因而將這5口井物源上游區(qū)域標定為水上環(huán)境的三角洲平原（圖3）。

3.2 湖岸線以下的沉積構造

水下沉積在巖性方面較陸上沉積顏色更深，且顏色比較均一，往往直立蟲孔比較發(fā)育，如鐮27井、郝900井、杏5004井（圖5（a），（b），（c））；在三角洲前緣河口砂壩發(fā)育反粒序特征，如坪270井（圖5（d）），這4口井位于湖岸線以下的水下沉積環(huán)境（圖3），標定為水下環(huán)境的三角洲前緣區(qū)域。

由5口標定為水上環(huán)境的井位與緊鄰的4口井標定為水下環(huán)境的井位，所限定的很窄的帶，可確定湖岸線的位置（圖3）。

圖4 長6油層組湖岸線以上的沉積構造Fig.4 Sedimentary structures above the lakeshore line of Chang 6 reservoir

圖5 長6油層組湖岸線以下的沉積構造Fig.5 Sedimentary structures below the lakeshore line of Chang 6 reservoir

4 湖岸線上下沉積旋回差異

安塞地區(qū)長6油層組在湖岸線上下剖面結構與沉積旋回具明顯差異。在湖岸線以上的水上環(huán)境以正旋回沉積為主，且垂向上有多期正旋回疊置的特征（圖6（a），圖7），往往不發(fā)育向上變粗的逆旋回序列；湖岸線以下的水下環(huán)境既存在正旋回沉積序列，但也發(fā)育有向上變粗的逆旋回序列（圖6（b），圖7）。

湖岸線以下的水下環(huán)境向上變粗的逆旋回層序，沉積微相多是三角洲河口砂壩或者濱岸砂壩，這是湖岸線以下三角洲前緣或者濱湖亞相特征最特別的沉積微相單元，區(qū)別于湖岸線以上三角洲平原微相或者河流相的特別之處。

5 長6油層組沉積相平面展布

地層厚度變化規(guī)律、巖心相與沉積旋回的特征差異確定安塞地區(qū)長6油層組的湖岸線位置，大致沿鐮刀灣—坪橋—譚家營—建華一線展布（圖3），湖岸線以上發(fā)育三角洲平原亞相，湖岸線以下為三角洲前緣亞相（圖3，圖8）。

根據(jù)安塞地區(qū)1 000多口探井的長6油層組砂地比值平面分布規(guī)律，可確定三角洲前緣水下分流河道與水下分流間灣、三角洲平原分流河道與分流間灣的分布；由于安塞地區(qū)長6油層組的三角洲類型為淺水臺地型三角洲[11]，湖岸線以下雖然發(fā)育有逆旋回的河口沙壩微相砂體，但厚度較薄，一般幾十厘米～幾米厚，往往其上疊加為厚層的水下分流河道骨架砂體，河口沙壩微相在幾十米～上百米厚的地層中相對其它微相如水下分流河道與水下分流間灣占比小，長6油層組三角洲沉積體系為北東向，呈帶狀展布（圖8）。

安塞地區(qū)延長組長6三角洲呈現(xiàn)出淺水臺地型三角洲特征，主要特點是三角洲前緣水下分流河道微相非常發(fā)育，河口砂壩微相發(fā)育弱[11]，因而骨架砂體形態(tài)多呈沿河道方向的條帶狀分布，并且呈現(xiàn)多條水下分流河道互相疊置的特征（圖8）。

圖6 長6湖岸線上下沉積旋回模式差異Fig.6 Differences of sedimentary cycle patterns above and under the lakeshore line of Chang 6 reservoirs in the study area

湖岸線以上發(fā)育正旋回，湖岸線以下發(fā)育正旋回及逆旋回圖7 長61湖岸線上下沉積旋回剖面對比Fig.7 Comparison section of sedimentary cycles above and under the lakeshore line of Chang 61reservoirs

圖8 長6沉積相平面展布Fig.8 Plan distribution of Chang 6 sedimentary facies

6 結 論

1）提出坡折帶、巖心相與沉積旋回特征明顯差異可以快速確定湖岸線。湖岸線以上地層具有巖心顏色不均一、發(fā)育泥礫/煤線或大量碳化植物碎片、正旋回沉積序列特征；湖岸線以下地層具有巖心顏色均一、發(fā)育直立蟲孔、既發(fā)育正旋回沉積序列、也發(fā)育逆旋回沉積序列的特征。

2）認為長6油層組中上部K3與K4標志層間地層厚度在75～90 m出現(xiàn)厚度突變帶，根據(jù)巖心相標定、沉積旋回分析及地層厚度突變帶位置，確定安塞地區(qū)長6沉積期湖岸線位于坪橋鎮(zhèn)張家塬村—坪橋鎮(zhèn)寺灣村—建華鎮(zhèn)寺溝村—建華鎮(zhèn)郝家坪村一線。