鄂爾多斯盆地富縣–黃陵地區三疊系延長組層序地層特征

王聰娥，陳立軍，曹 進，劉志強

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鄂爾多斯盆地富縣–黃陵地區三疊系延長組層序地層特征

王聰娥1，陳立軍2，曹 進1，劉志強1

（1．延長油田股份有限公司下寺灣采油廠，陜西延安 716000；2．延長油田股份有限公司勘探開發技術研究中心）

運用層序地層學的原理和方法，結合露頭、鉆井、測井等資料的綜合分析，利用測井標志識別富縣–黃陵地區三疊系延長組層序界面。三疊系延長組沉積演化經歷了5次周期長、規模大的湖侵和湖退，存在5個較明顯的湖泛面，可識別出6個層序界面，劃分為5個長期旋回和14個中期旋回，同時在單井層序劃分和連井剖面對比的基礎上建立了富縣–黃陵地區三疊系的層序地層格架。層序結構的對稱性隨湖盆的演化具有明顯的規律性，地層分布明顯受北東、南西兩個方向物源的影響，表現為主要物源區的范圍地層厚，其它區域薄。對層序格架中的生、儲、蓋組合特征進行了分析，三疊系延長組形成了4套明顯的生儲蓋組合關系，從宏觀上控制了富縣–黃陵地區延長組油氣的分布。

鄂爾多盆地；富縣–黃陵地區；三疊系；層序地層特征

鄂爾多斯盆地的結晶基底為太古界和下元古界，經過長期的地質發展演化，形成了現今大型的疊合盆地[4]。前人一般劃分鄂爾多斯盆地為西緣逆沖帶、天環坳陷、伊陜斜坡、晉西撓褶帶、伊盟隆起和渭北隆起，其中陜北斜坡總體為一平緩西傾單斜構造，地層傾角小于1°，其上常發育一些由于差異壓實作用或由于基地隆起原因形成的低幅度鼻狀隆起構造，且鼻狀構造形態多不規則，圈閉較好的背斜構造在該地區不發育[1，4]。研究區包括富縣、黃陵兩縣，處于鄂爾多斯盆地東南部近湖盆中心位置，其油氣分布受巖性的控制則更為明顯[1–2]（圖1）。

1 層序界面識別與標志

1.1 延長組層序界面的綜合判識標志

研究區三疊系延長組的層序界面包括不整合面、沉積作用轉換面和最大湖泛面三種類型。結合野外露頭剖面、鉆井剖面、巖心資料的分析[3–5]，識別出6個較大規模的層序界面（SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6）和5個較大規模的洪泛面（F1、F2、F3、F4、F5），其中SB1和SB6為區域性不整合面，SB2、SB3、SB4、SB5為較大規模的沉積作用轉換面，即基準面下降到上升的轉換面（圖2）。

1.2 延長組層序界面及其特征

圖1 鄂爾多斯盆地構造單元劃分

（1）SB1界面。SB1界面是中三疊統紙坊組與上三疊統延長組的分界面，為區域性不整合面，可全區對比。野外地質露頭剖面上，紙坊組頂部為灰綠色厚層塊狀砂巖，為巖屑砂巖；長10為淺灰色塊狀砂巖，為巖屑長石砂巖；二者之間是微角度不整合接觸。鉆測井剖面上，紙坊組頂部多為灰綠色泥巖，長10為淺灰色塊狀砂巖，二者之間呈突變接觸；自然電位（）和自然伽馬（）均呈突變的臺階狀；自界面向上，沉積物粒度由粗變細，砂巖厚度逐漸減薄，泥質夾層增多、厚度變大，反映基準面上升的沉積特點。

圖2 三疊系延長組層序界面層序劃分及界面特征（驛探15井）

（2）SB2界面。SB2界面大致相當于傳統分層長10與長9的分界面或其附近的某界面，為沉積作用轉換面。野外地質露頭剖面上，界面之下為進積疊加樣式的砂巖，界面之上為透鏡狀砂巖；鉆、測井剖面上，該界面位于進積疊加樣式到退積疊加樣式基準面旋回的轉換位置，反映了可容納空間變小再變大的沉積動力學過程。

（3）SB3界面。SB3界面大致相當于長8油層組內部的一個界面，為沉積作用轉換面，為進積與退積作用的轉換面，或為一厚層河道的底部界面。

（4）SB4界面。SB4界面大致相當于長61的底界面，界面性質為沉積作用轉換面，為一典型的進積序列的頂部界面，或為進積序列頂部較厚層河道砂巖的底部界面，或為進積與退積疊加樣式的轉換面。

（5）SB5界面。SB5界面大致相當于長3油組中部的一個界面，為沉積作用轉換面。是一典型的進積序列與退積序列的轉換界面，或為較厚層河道砂巖的底部界面。

（6）SB6界面。SB6界面為延長組與延安組之間的界面，為區域不整合面。露頭剖面上表現為凹凸不平的河道下切面特征，鉆、測井曲線上或為進積序列頂部較厚層河道砂巖的底界面，界面之上呈明顯的退積疊加樣式。

（7）洪泛面F1、F2、F3、F4、F5。這5個洪泛面均為較大規模的洪泛面，其中：F1洪泛面多位于長10油組的上部，為退積疊加樣式上部的較厚層的暗色泥巖段，或厚層砂巖中的薄層暗色泥巖段，地震上特征不明顯；F2洪泛面多位于長9油組的上部，為和電阻率（）均為高值的灰黑色泥巖、油頁巖段；F3洪泛面多位于長7油組的下部，為明顯和均為高值的灰黑色油頁巖段，地震上以強的連續反射為特征，部分區域為典型的地震下超面，該界面為延長組內部的最大洪泛面；F4洪泛面多位于長4+5油組的內部，為明顯的高值的較厚層灰色、深灰色泥巖段；F5洪泛面多位于長2和長3油組的分界部位，為明顯的高值較厚層灰色、深灰色泥巖段。

2 層序地層劃分與可容空間分析

在層序界面識別的基礎上，開展了單井層序地層的劃分與對比，并確定了研究區的層序地層劃分方案（圖3）。延長組為一個二級層序，以張家灘頁巖為最大洪泛面，以上述識別的6個層序界面及洪泛面為依據，將延長組劃分為5個長期旋回。在長期旋回內部，根據次級的洪泛面及轉換面特征，進一步識別出14個中期旋回，并建立了中期旋回與砂組之間的對應關系[6–7]（圖3）。并以此方案為基礎，開展了單井層序的劃分與對比。

LSC1旋回大致相當于長10或長10的中、下部，以發育上升半旋回為主，下降半旋回厚度一般較小。巖性以厚層砂巖夾灰色泥巖或砂泥互層為特征。內部可進一步劃分為兩個中期旋回，層序結構均以發育上升半旋回為主的非對稱旋回為特征。

LSC2旋回大致相當于長9，或長9、長10頂部和長8底部的部分地層，整體仍以發育上升半旋回為主，下降半旋回厚度較小。巖性以砂泥互層或厚層砂巖夾灰色泥巖為特征。內部進一步劃分為兩個中期旋回，上升半旋回較發育。

LSC3旋回大致相當于長7–長8上部和長6下部的地層，整體厚度大，以發育下降半旋回為主，上升半旋回厚度較小。巖性下部以深灰色泥巖、油頁巖夾砂巖為主，向上變為砂泥互層或厚層砂巖夾灰色泥巖，呈明顯的進積特點。內部可進一步劃分為5個中期旋回，其中下部的中期旋回對稱性較好，或上升半旋回較發育；而上部的旋回多呈下降半旋回較發育的非對稱旋回。

LSC4旋回大致相當于長4+5及長6上部和長3底部的地層，部分井相當于長4+5中下部及長6上部地層。整體以發育對稱旋回為主，部分井為下降半旋回為主的非對稱旋回。巖性以灰色泥巖和砂巖互層為特征。內部可進一步劃分為3個中期旋回，旋回對稱性較好，或下降半旋回較發育。

LSC5旋回大致相當于長3–長1油組或長3中上部–長1的地層，南部地區該層序上部的旋回發育不完全或缺失。層序結構不對稱性明顯，整體以發育下降半旋回為主。巖性變化大，為灰色泥巖夾砂巖、或砂泥互層、或厚層砂巖夾灰色泥巖。內部可進一步劃分為3個中期旋回，整體對稱性較好。

圖3 富縣–黃陵地區延長組層序地層與砂組劃分方案

通過上述分析可以看出，層序結構的對稱性隨湖盆的演化具有明顯的規律性，LSC1、LSC2發育在湖盆的擴張期，以發育上升半旋回的非對稱結構為主；LSC3下部為湖盆的鼎盛期，上部為湖盆收縮期，大規模三角洲進積發育，呈典型的下降半旋回發育的非對稱旋回為主；LSC4位于湖盆的穩定收縮期，以發育對稱旋回為主；LSC5發育在平緩湖盆消失，主要以發育下降半旋回為主。

3 層序地層格架建立

層序地層格架系指將同時代形成的巖層有序地納入相關年代的時間一地層格架中進行等時地層對比和描述的地層學研究方法。層序地層格架中包含盆地基底地形、沉積相、充填物巖性、厚度、層序界面、體系域及與之相關的儲層等內容[7]。在單井各級次層序劃分的基礎上，結合鉆井及地展剖面層序地層特征分析，以二級層序作為格架，三級層序為等時地層對比單元[8]，選擇三級層序的二分時間單元分界線（即層序界面和湖泛面）為優選等時對比位置，對富縣–黃陵地區三疊系延長組層序地層進行等時對比和建立地層格架（圖4）。

LSC1旋回上升期，研究區地層發育特征為東北、西部厚，中部和東南部薄。其中東北部最厚，其次為西部和西南部，一般厚度為120～150 m。中北部厚度一般為100 m左右。厚度最小區域在東南部，70～100 m。LSC1旋回下降期，研究區地層發育特征具有整體厚度薄，東北、西南、中部厚，西北、東南薄的特點。地層總體厚度一般為30～40 m，最厚不超過50 m；東北部、西南部、中部地層一般厚30～45 m；西北、東南部地層厚度一般為20～30 m。

圖4 富縣–黃陵地區三疊系延長組層序地層對比及地層格架北東向剖面

LSC2旋回上升期，研究區地層發育呈現為西南部、中部和東北部厚，西北部和東部薄的特點。西南部地層厚度最大，最厚可達180 m；其次為中部，一般厚度為110～140 m；中北部厚度一般為100～130 m。西北部和東部厚度小，一般為80～100 m。LSC2旋回下降期，地層發育具有整體厚度薄，中部厚，西北、東部薄的特點。地層總體厚度一般為30～40 m，最厚約50 m；中部厚度較大，一般為40～50 m；西北部和東部厚度薄，一般為25～35 m。

LSC3旋回上升期，研究區地層發育呈現東北、西南厚，西北、東南薄的特點。地層厚度最大區域在西南部，一般厚100～120 m，最厚達130 m；東北部厚度多為100～120 m；中部地區多為90～100 m；東南部為70～90 m。西北部厚度最小，多為60～80 m。LSC3旋回下降期，地層發育整體較大，且表現為中部厚度大、東南厚度小的特點。地層總體厚度一般為180～220 m，最厚可達250 m。中部厚度較大，一般為200～230 m；東南部厚度小，一般厚130～150 m；西南部、西北部一般厚190～220 m，東北部厚180～210 m。

LSC4旋回上升期，研究區地層發育呈現中北部、南部地層厚度大，中南部、西部地層厚度較薄的特點。中北部地層厚度最大，一般為90～110 m，最厚可達120 m；其次為南部，一般厚度為80～100 m；中南部、西部厚度較小，一般為70～90 m。LSC4旋回下降期，除西南部和東南部厚度較小外，其它地區地層厚度一般為100～130 m，東北部最厚超過160 m。西南部和東南部為70～100 m。

LSC5旋回上升期，地層厚度整體表現為東北和西部厚、東南和中部薄的特點。中北部地層厚度一般為120～200 m，最厚可達220 m；西部及西南部一般厚度為110～150 m；中部厚度多為90～110 m；東南部厚度最小，為70～110 m。LSC5旋回下降期，地層整體厚度較大，一般為160～220 m，最厚可達250 m。整體上中部厚度大，一般為180～220 m；南部厚度小，主要為100～180 m，最小為80 m。這可能與南部地層后期遭受抬升剝蝕有關。

由延長組各層序的地層分布特征可以看出，地層分布明顯受東北、西南兩個方向物源的影響，表現為主要物源區的范圍地層厚度大，其它區域則地層厚度相對小。

4 生儲蓋組合特征

一般情況下，層序地層中大規模的生油巖主要位于層序格架中的旋回上升期[9]。（最大）湖泛面期間的地層往往是較好的生油巖和蓋層，儲層發育的有利區帶主要發育于上升旋回期的早期以及下降旋回期的中–晚期，同一層序內部或者相鄰層序間可形成較完整的生儲蓋組合[10–11]。據此認為富縣–黃陵地區三疊系存在4套有利的生儲蓋組合關系。

LSC1、LSC2發育在湖盆的擴張期，以發育上升半旋回的非對稱結構為主；發育長10期為河流–三角洲沉積，是湖盆形成的開始，長9期湖侵開始發生。LSC3下部為湖盆的鼎盛期，上部為湖盆收縮期，大規模三角洲進積發育，呈典型的下降半旋回發育的非對稱旋回為主；長8期形成了延長組第一套生油巖系——頁巖及碳質泥巖，并發育淺湖相—半深湖相砂體，長8形成“自生自儲”油藏；長7期湖侵達到鼎盛，沉積了富縣地區最主要的生油巖系——多套油頁巖及暗色泥巖，是長6段及以上油藏的烴源巖，也構成了長8段油藏的區域蓋層；長6期為湖泊大規模充填期，三角洲前緣相砂體發育，從而形成延長組最主要的儲集層。LSC4位于湖盆的穩定收縮期，以發育對稱旋回為主；長4+5期為湖沼相沉積，形成長6段的蓋層。LSC5發育在平緩湖盆消失，主要發育下降半旋回；長2+3期湖泊進一步收縮，形成以三角洲平原相為主的砂巖儲集體。長1段以泥巖、粉砂質泥巖為主，為下伏長2+3的蓋層。由于研究區長6、長7三角洲前緣和濁積扇砂體發育，處于烴源巖的包圍之中，其上的長4+5暗色泥巖發育，為良好的蓋層。因此長7–長6–長4+5組合為研究區尋找隱蔽油氣藏的最重要的生儲蓋組合。

5 結論

通過對富黃地區的不整合面和沉積作用轉換面的識別，在三疊系延長組識別出6個較大規模的層序界面和5個洪泛面，將延長組劃分5個長期、14個中期旋回，并建立延長組的層序地層格架。由延長組各層序的地層分布特征來看，地層分布明顯受北東、南西兩個方向物源的影響，主要物源區的范圍內地層厚度大，其它區域則地層厚度相對小。按生儲蓋組合在垂向和縱向上的配置關系，可劃分為上生下儲和下生上儲2種基本組合類型，富縣–黃陵地區三疊系形成了4套明顯的生儲蓋組合關系，從宏觀上控制了油氣的分布。

[1] Shanley K W，Mccabe P J．Perspectives on the se quence stratigraphy of continental strata[J]．AAPG Bulletin，1994，78（4）：544–568．

[2] 梅志超，彭榮華，楊華，等．陜北三疊系延長組含油砂體的沉積環境[J]．石油與天然氣地質，1988，9（3）：261–267．

[3] 劉立，王東坡．陸相地層的層序地層學：層序的特征與模式[J]．巖相古地理，1996，16（5）：21–27．

[4] 陳孟晉，汪澤成，孫粉錦，等．鄂爾多斯西緣前陸盆地油氣地質[M]．北京：石油工業出版社，2002．37–68．

[5] 朱樁敏，康安，王貴文．陸相助陷型和斷陷型湖盆層序地層樣式探討[J]．沉積學報，2003，2l（2）：283–287．

[6] 田景春，張翔，聶永生，等．層序的測井、地震響應特征研究[J]．物探化探計算技術，2005，27（4）：321–326．

[7] 王衛紅，姜在興，操應長，等．測井曲線識別層序邊界的方法探討[J]．西南石油學院學報，2003，25（3）：1–4．

[8] 劉辰牛，郭建華，朱銳．塔里木盆地阿克庫勒地區三疊系湖底扇初探[J]．西南石油大學學報，2008，30（3）：17–19．

[9] 倪新鋒，陳洪德，田景春，等．短期基準面旋回充填樣式與儲層宏觀作均質性關系——以隴東地區三疊系延長組長6–長7濁積扇為例[J]．油氣地質與采收率，2007，14（2）：57–60 ，63．

[10] 鄭榮才，彭軍，吳朝容．陸相盆地基準面旋回的級次劃 分和研究意義[J]．沉積學報，2001，20（2）：249–235．

[11] 楊雷，梅志超，熊偉，等．陜北地區延長組層序地層劃 分與含油氣性[J]．古地理學報，2001，3（3）：83–88．

編輯：蒲洪果

2017–12–20

王聰娥，碩士，工程師，1985年生，2014年畢業于西安石油大學地質工程專業，現從事油田勘探開發地質工作。

1673–8217（2018）04–0012–06

TE111.2

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