合水——塔兒灣地區(qū)長(zhǎng)6沉積相研究［1］

陳朝兵，朱玉雙，張 杰，王海華，程 剛

(1.西北大學(xué) 大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069;2.中國(guó)石油天然氣股份有限公司 長(zhǎng)慶油田分公司 第二采氣廠，陜西 西安 710200;3.中國(guó)石油天然氣股份有限公司 長(zhǎng)慶油田分公司 第一采油廠，陜西 西安710018;4.中國(guó)石油天然氣股份有限公司 長(zhǎng)慶油田分公司 第六采油廠，陜西 西安 710018;5.中國(guó)石油天然氣股份有限公司 長(zhǎng)慶油田分公司 長(zhǎng)慶油田檔案館，陜西 西安 710018)

合水——塔兒灣地區(qū)位于甘肅省慶陽(yáng)市境內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造位置位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西南部，伊陜斜坡內(nèi)部構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定，地層平緩，僅發(fā)育一系列幅度較小的鼻狀隆起。一般傾角不足1°。

鄂爾多斯盆地晚三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組為一大型湖盆演化的產(chǎn)物，自下向上劃分為長(zhǎng)10－長(zhǎng)1十個(gè)巖性段。一般認(rèn)為，長(zhǎng)6期為長(zhǎng)7最大湖侵之后湖盆萎縮階段，為“湖退砂進(jìn)”的三角洲高度建設(shè)期，盆地周邊以發(fā)育巨厚三角洲朵體為特征。根據(jù)區(qū)域鉆井、測(cè)井成果，長(zhǎng)6沉積期自下而上發(fā)育了長(zhǎng)63、長(zhǎng)62、長(zhǎng)61三個(gè)沉積序列，長(zhǎng)6油層組總厚度約100～140 m，各小層厚度相當(dāng)。

1 物源分析

1.1 重礦物分析

重礦物的種類(lèi)、含量及其組合特征是判定物源區(qū)母巖性質(zhì)的重要指示劑。研究區(qū)長(zhǎng)6重礦物組分中穩(wěn)定礦物鋯石百分含量最高，介于5% ～92%之間，平均值為58.5%;其次為白鈦礦，含量1% ～58%，平均值為17.8%;石榴子石含量1% ～88%，平均值為 14.9%;電氣石含量 1% ～11%，平均值為2.4%，黃鐵礦、重晶石及其它重礦物平均含量6.5%。

本區(qū)重礦物分布具有明顯分帶性，反映物源具有混源的特點(diǎn)。其中，南部和東北部物源為研究區(qū)繼承性好，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的主要物源區(qū)，而西北部物源由于分布范圍局限。

1.2 輕礦物分析

輕礦物種類(lèi)及含量的變化特征也是判定物源方向的重要方法之一。通常從物源方向向水流方向，石英含量會(huì)逐漸增加，而不穩(wěn)定礦物長(zhǎng)石會(huì)逐漸較少，根據(jù)該規(guī)律可進(jìn)行物源方向的判定。

長(zhǎng)6期各小層輕礦物含量及分布規(guī)律表明:穩(wěn)定礦物石英的含量由南部、東北部向研究區(qū)中部慶城－合水地區(qū)逐漸增加，而不穩(wěn)定礦物長(zhǎng)石、巖屑含量向中部逐漸減少，由此可判斷，物源方向至少來(lái)自兩個(gè)方向，可分為:東北部物源區(qū)，主要是以“高長(zhǎng)石低石英”為特點(diǎn);南部物源區(qū)，以“高石英低長(zhǎng)石”為特點(diǎn)。

綜合來(lái)看，研究區(qū)長(zhǎng)6期物源具多方向特點(diǎn)，且主次分明。主要受南部、東北部物源的控制，西北部物源受分布范圍影響，對(duì)目的層影響不大。

2 沉積相標(biāo)志

研究區(qū)位于盆地西南部，沉積所處位置為湖盆沉降中心地帶，一般認(rèn)為，沉降中心往往坡度較陡，水體較深，為典型的滯留還原環(huán)境，是形成優(yōu)質(zhì)烴源巖的部位。隨著長(zhǎng)慶油田近年來(lái)先后在沉降中心，即半深湖、深湖環(huán)境下獲得高產(chǎn)油井后，才使得人們對(duì)湖盆底部濁積巖儲(chǔ)層展開(kāi)深入研究。本文通過(guò)巖芯觀察、巖石結(jié)構(gòu)分析及測(cè)井相等綜合分析認(rèn)為，合水－塔兒灣地區(qū)長(zhǎng)6沉積期即為典型的濁流沉積體系。以下詳述各類(lèi)沉積相標(biāo)志:

2.1 顏色特征

顏色是沉積巖最直觀、最醒目的標(biāo)志，是沉積環(huán)境的良好指示劑。巖芯觀察顯示，合水－塔兒灣地區(qū)長(zhǎng)6砂巖顏色以灰色、灰褐色色調(diào)為主，多見(jiàn)淺灰色、灰綠色、灰褐色及褐灰色;長(zhǎng)6泥巖主要為灰黑色及黑色，多發(fā)育水平層理，反映長(zhǎng)6沉積時(shí)期應(yīng)為水下還原環(huán)境。

2.2 沉積構(gòu)造

通過(guò)巖芯觀察及精細(xì)描述，區(qū)內(nèi)沉積構(gòu)造種類(lèi)多樣，較常見(jiàn)的層理構(gòu)造主要有塊狀層理、沙紋交錯(cuò)層理、平行層理、水平層理、壓扁層理、波狀層理、透鏡狀層理;另外，底層面構(gòu)造、準(zhǔn)同生變形構(gòu)造、不完整鮑馬序列及黃鐵礦在本區(qū)尤為發(fā)育，是判定本區(qū)半深湖相濁流沉積的重要標(biāo)志。

2.3 植物化石

本區(qū)長(zhǎng)6泥巖、粉砂質(zhì)泥巖層面上可見(jiàn)大量古生物化石，以植物碎屑化石為主，偶見(jiàn)完整葉片化石;動(dòng)物化石少見(jiàn)，僅發(fā)現(xiàn)個(gè)別魚(yú)鱗化石。表明長(zhǎng)6沉積期水體相對(duì)較深，處于相對(duì)缺氧的還原環(huán)境下。

2.4 黃鐵礦

黃鐵礦在巖芯中普遍存在，為半深水、深水滯留還原環(huán)境的產(chǎn)物。在地層中，黃鐵礦多數(shù)以透鏡狀結(jié)核形式產(chǎn)出，可見(jiàn)條帶狀、層狀分布。巖芯觀察顯示，黃鐵礦一般由咖啡色結(jié)核的核部向邊部逐漸交代生長(zhǎng)，最終整個(gè)結(jié)核被黃鐵礦所代替，表明黃鐵礦的成因與還原條件下的元素礦物交代富集作用有關(guān)，這與本區(qū)長(zhǎng)6期處于盆地中心半深湖還原環(huán)境相一致。

2.5 巖石的結(jié)構(gòu)特征

2.5.1 粒度概率累計(jì)曲線

概率積累曲線上的線段對(duì)應(yīng)于滾動(dòng)、躍移和懸浮搬運(yùn)三類(lèi)搬運(yùn)方式，能較好的反映砂體的搬運(yùn)性質(zhì)和水流強(qiáng)弱，而線段的斜率又反映了樣品的分選性:斜率陡，分選性好;斜率緩，分選性差。

合水－塔兒灣地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層粒度概率累積曲線形態(tài)多為由躍移和懸浮組分構(gòu)成的兩段式，缺少滾動(dòng)搬運(yùn)組分。其次為一段式，在粒度概率圖上斜率有陡有緩，對(duì)應(yīng)濁積巖鮑馬序列從A段到C段，說(shuō)明分選性逐漸變好。另外，還存在個(gè)別由滾動(dòng)組分和躍移組分組成的兩段式，說(shuō)明濁積砂體中存在少量滾動(dòng)及躍移組分，懸浮組分較少，水動(dòng)力條件局部變強(qiáng)。

2.5.2 C－M圖

C－M圖是Passega(1957)提出的。C值是累積曲線上顆粒含量1%對(duì)應(yīng)的粒徑，與樣品中最粗顆粒的粒徑相當(dāng)，代表了水動(dòng)力攪拌開(kāi)始搬運(yùn)的最大能量;M值是累積曲線上顆粒含量50%對(duì)應(yīng)的粒徑，代表了水動(dòng)力的平均能量。

本次研究對(duì)長(zhǎng)6砂巖取樣數(shù)達(dá)30個(gè)，且長(zhǎng)6砂巖儲(chǔ)層為同一沉積環(huán)境下的沉積物，符合取樣要求。將所有樣品的C值、M值點(diǎn)到圖上，樣品的點(diǎn)群平行于 C－M基線分布，即以懸浮載荷為主，反映了重力流沉積特征。隨著水流強(qiáng)度的減弱，C、M值系統(tǒng)地減少，反映了遞變懸浮的特點(diǎn)。

2.6 測(cè)井相分析

對(duì)測(cè)井曲線形態(tài)及組合特征分析后發(fā)現(xiàn)，本區(qū)長(zhǎng)6電性特征表現(xiàn)為自然電位、自然伽馬呈低幅 －中高幅的箱型、齒化箱形、鐘形、漏斗形及指形的頻繁疊加，形成多種測(cè)井曲線組合方式，電阻率曲線為中、低阻的反復(fù)疊置，這些特征與河流及三角洲沉積的高幅箱形、鐘形具有較大差異，體現(xiàn)濁積巖縱向巖性相變頻繁、湖底砂巖泥質(zhì)含量較高的特點(diǎn)。

綜合上述特征，最終確定了合水－塔兒灣地區(qū)長(zhǎng)6油層組沉積環(huán)境屬于半深湖相背景下的濁流沉積體系。

3 沉積相類(lèi)型

在沉積環(huán)境確定的基礎(chǔ)上，根據(jù)研究區(qū)沉積特征，選用Walker提出的典型濁積扇沉積微相劃分標(biāo)準(zhǔn)，并按有無(wú)固定水道的供給，把研究區(qū)濁積扇劃分為坡移濁積扇和滑塌濁積扇。

圖1 典型的濁積扇相序特征(據(jù)Walker，1978修改)

其中，又將坡移濁積扇劃分為三個(gè)亞相:內(nèi)扇、中扇、外扇(圖1)。中扇為坡移濁積巖的主體骨架，內(nèi)扇靠近物源區(qū)，是近基濁積扇的主水道發(fā)育區(qū)(李文厚等，2001)，研究區(qū)位于湖心位置，內(nèi)扇不發(fā)育。而距物源區(qū)相對(duì)較遠(yuǎn)的中扇和外扇比較常見(jiàn)。滑塌濁積扇又劃分為中心微相和邊緣微相。

2.1 坡移濁積扇

當(dāng)外界發(fā)生火山活動(dòng)、地震、潮汐、風(fēng)暴時(shí)，早先沉積于三角洲前緣斜坡帶的砂、泥巖發(fā)生滑動(dòng)，形成碎屑流、液化沉積物流、濁流等重力流并攜帶大量碎屑物質(zhì)，在斜坡帶底部或湖盆低洼處形成濁積扇體。坡移濁積扇在本區(qū)最為發(fā)育，分布范圍大，且以中扇和外扇沉積比較常見(jiàn)。

3.1.1 中扇

中扇是坡移濁積扇的主體，往往是由多期辮狀水道疊置而成，以細(xì)砂巖及粉砂巖為主，在研究區(qū)廣泛發(fā)育，構(gòu)成了本區(qū)主要的油氣儲(chǔ)集層。中扇沉積厚度往往較大，分布面積較廣，進(jìn)一步可劃分為辮狀水道、辮狀水道前緣、辮狀水道間等沉積微相。

1)辮狀水道微相

辮狀水道為一系列的分流辮狀水道相互疊置，構(gòu)成疊合砂體，一般呈透鏡狀。巖性主要為細(xì)砂巖，常見(jiàn)薄層泥巖夾層。可見(jiàn)不完整鮑馬序列，厚度數(shù)十厘米到一兩米。

2)辮狀水道前緣微相

為辮狀水道向湖中心的過(guò)渡部分，處于辮狀水道的前緣。巖性主要為細(xì)－粉砂巖、泥質(zhì)巖。剖面可見(jiàn)鮑馬序列上部CDE、DE段，波狀層理、水平層理較常見(jiàn)。

3)辮狀水道間微相

為辮狀水道之間重力流溢出時(shí)形成的沉積物。巖石類(lèi)型主要為不規(guī)則互層的砂泥巖交互層(吳崇筠，1986)。可見(jiàn)植物碎片及炭屑，差異壓實(shí)形成的負(fù)荷構(gòu)造較為常見(jiàn)。鮑瑪序列主要為CDE或DE段組合。

3.1.2 外扇

位于中扇外緣的湖底平原，地形平坦，水體相對(duì)寧?kù)o，沉積作用緩慢。半深水和深水泥質(zhì)沉積周期性地被濁流間斷，因無(wú)水道限制，水平延伸穩(wěn)定的薄層砂巖與深湖相暗色泥巖呈交互式沉積。

3.2 滑塌濁積扇

滑塌濁積扇規(guī)模較小，平面上一般呈土豆?fàn)睢⑵瑺睿拭嫔铣释哥R狀，為發(fā)生事件沉積時(shí)，沉積物快速整體滑塌形成，主要可劃分為中心微相和邊緣微相兩個(gè)相帶。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)本區(qū)長(zhǎng)6油層組沉積期物源至少來(lái)自三個(gè)方向，其中南部、東北部物源為持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的主要物源區(qū)，西北部物源分布有限，影響較小。

(2)本區(qū)長(zhǎng)6屬于半深湖相濁流沉積，以發(fā)育坡移濁積扇中扇亞相沉積為主，中扇亞相又進(jìn)一步分為辮狀水道、辮狀水道前緣、辮狀水道間等微相，其中辮狀水道微相是有利儲(chǔ)層主要發(fā)育部位。滑塌濁積扇規(guī)模較小，可劃分為中心微相和邊緣微相。

［1］王金鵬，彭仕宓，趙艷杰等.鄂爾多斯盆地合水地區(qū)長(zhǎng)6－8段儲(chǔ)層成巖作用及孔隙演化.石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)).2008，30(2):170 －174.

［2］趙俊興，李鳳杰，申曉莉，羅媛，付偉等.鄂爾多斯盆地南部長(zhǎng)6和長(zhǎng)7油層濁流事件的沉積特征及發(fā)育模式.2008，29(3):390－394.

［3］陳全紅，李文厚，郭艷琴，梁積偉，崔軍平，張道鋒等.鄂爾多斯盆地南部延長(zhǎng)組濁積巖體系及油氣勘探意義.地質(zhì)學(xué)報(bào).2006，80(5)657－663.

［4］李博.西峰－合水地區(qū)長(zhǎng)6_長(zhǎng)8沉積相_古水流方向與物源研究.西北大學(xué)碩士學(xué)位論文.2006.

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［6］陳全紅.鄂爾多斯盆地南部三疊系延長(zhǎng)組沉積體系與層序地層學(xué)研究.西北大學(xué)碩士學(xué)位論文.2004.

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