鄂爾多斯盆地環縣－馬嶺地區長4＋5油層組沉積微相及油氣富集規律研究

李丹江，文志剛 （油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室 （長江大學）長江大學地球環境與水資源學院，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，受印支運動影響，盆地演化進入了大型內陸差異沉積盆地的形成和發展時期，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個油層組［3］，縱向上形成了一個完整的湖進湖退沉積演化旋回。

延長組沉積后，受構造運動的影響，發生了多次沉降和抬升剝蝕，其中早白堊世末期的構造運動對鄂爾多斯盆地影響最大，不僅奠定了現今盆地西傾大單斜的構造格局［4］，而且對油氣成藏具有重要的作用。

環縣－馬嶺地區位于鄂爾多斯盆地西南部，面積約2780km2。在盆地區域構造上橫跨陜北斜坡和天環拗陷兩大構造單元［4－5］。近年來，在環縣－馬嶺地區長4＋5油層組層位鉆探的大部分井獲得了工業油氣流或油氣顯示，進一步預示了該區有著巨大的勘探潛力。前人對環縣－馬嶺地區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］，更多的是對包括該研究區在內的盆地南部延長組沉積、成藏及油氣富集規律的研究［14－19］。而專題針對該區長4＋5油層組開展研究的相對較少。鑒于長4＋5油層組砂體規模變化較大，建產存在較高的風險，因此需要對研究區長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律的關系，為研究區下一步的滾動勘探、開發井網及技術研究提供支撐。

1 沉積物源特征

根據前人研究成果［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個方向。根據區內80多塊樣品統計，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

在巖心觀察基礎上，結合綜合測井資料信息，選取沉積巖顏色、沉積構造特征、古生物標志、粒度分析、伴生沉積構造作為沉積相劃分的標志，通過對不同井之間的沉積相進行綜合對比，進而揭示了長4＋5油層組沉積微相特征，認為研究區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油層組的主要儲集體。巖性以黑色泥巖、灰黑色粉砂質泥巖及泥質粉砂巖為主。粉細砂巖或細砂巖中發育粒序層理或平行層理，底部具槽模，可見水下滑塌構造。粉砂巖具水平層理、變形層理、火焰構造 （見圖1（a））及包卷構造 （見圖1（b））；泥巖中水平層理發育，含植物碎片化石和魚鱗化石。濁積巖主要為?。泻駥臃郏毶皫r夾灰黑、深灰色泥巖、粉砂質泥巖，具有正粒序和多期韻律性旋回 （見圖1（c））。研究區的濁積巖SP（自然電位）、GR （自然伽馬）曲線一般表現為低幅－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 研究區長4＋5油層組濁積巖中沉積構造

2.2 三角洲前緣亞相

1）水下分流河道 研究區該微相巖性主要由淺灰色、灰色細砂巖組成，砂巖厚度較大，發育沉積構造多樣，具沙紋交錯層理 （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沉積物，總體呈向上變細的沉積序列。SP與GR曲線呈中高幅度齒化鐘形及箱形。

圖2 研究區長4＋5油層組水下分流河道中沉積構造

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

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

4）分流間灣 研究區該微相巖性主要為灰色、深灰色泥巖、粉砂質泥巖和泥質粉砂巖，發育塊狀層理以及水平層理，植物莖干、碎片化石發育 （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育。在研究區的東北部和東部地區屬于半深湖－深湖環境，濁積巖成條帶狀展布，在研究區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，在研究區的東北部和東部濁積砂體較長4＋52油層發育，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育，橫向擺動頻繁，垂向上疊置形成大面積分布的復合連片砂體。這種大面積分布的復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集空間。

4 油氣富集規律與沉積微相的關系

研究區長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水動力條件較強，砂巖粒度較粗，云母礦物及泥質含量相對較低，原始粒間孔隙較發育，儲集性能較好，利于油氣聚集。

從研究區儲層類型與油藏配置關系圖 （見圖5）來看，研究區油藏的分布和高滲透的優質儲層較為吻合，油藏多分布在Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類儲層物性較好的區域。

圖4 研究區長4＋51油層沉積微相圖

圖5 長4＋51油層儲層類型與油藏配置關系

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集性能相對較好的儲層，原始粒間孔隙較發育，有利于油氣優先聚集成藏。研究區內縱向上長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、有機質豐富、有機質類型好和成熟度高的特點，是優質的生油層，加之長4＋5油層組內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蓋組合，有利于油氣的聚集而成藏，可以作為研究區下一步油氣開發的主要方向。

5 結論

根據對研究區巖性、粒度、沉積構造及測井相綜合分析，認為環縣－馬嶺地區長4＋5油層組處于半深湖－深湖和三角洲前緣亞相沉積環境，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個微相。分流河道砂體和濁積砂體為主要的油氣儲集體。三角洲水下分流河道砂體，主河道沉積區砂體厚度大，物性好，是研究區主要的油氣勘探開發目標。

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