鄂爾多斯盆地大路溝地區(qū)長63 沉積特征分析

南北杰 王高虎 吳大全 曹樹金

（1、中國石油長慶油田分公司第四采油廠地質(zhì)所，陜西 靖邊 718500 2、長慶油田第三采油廠大水坑采油作業(yè)區(qū)，寧夏 銀川 750000）

鄂爾多斯盆地是我國主要的含油氣盆地之一，晚三疊世延長期主要發(fā)育河流-三角洲-湖泊相沉積，根據(jù)巖性和湖盆地演化特征，自下而上劃分為長10 到長1 十個(gè)油層組[1]。白于山-大路溝地區(qū)位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡中部，屬北東向物源的志丹-靖邊曲流河三角洲沉積體系。長6 油層組是工區(qū)主力含油層段，早期主要勘探對(duì)象是中上部地層。隨著勘探開發(fā)的深入，長6 下部的長63層逐漸成為新的勘探領(lǐng)域，但是卻面臨著沉積相特征不清楚，砂體展布特征不明的地質(zhì)問題，直接影響了井位的部署。從區(qū)域研究背景上看，工區(qū)主要發(fā)育三角洲沉積，但到底是水上的三角洲平原沉積還是水下的三角洲前緣沉積需要進(jìn)一步研究，因此，判別湖岸線位置，進(jìn)而確定沉積亞相是工區(qū)長63層研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

1 湖岸線位置確定的依據(jù)

湖盆沉積時(shí)期湖岸線位置的確定是正確劃分三角洲平原亞相和三角洲前緣亞相帶的關(guān)鍵問題，亦是影響油田勘探開發(fā)有利目標(biāo)區(qū)選擇的重要問題。在前人研究基礎(chǔ)上，依據(jù)研究區(qū)沉積古地理背景及豐富的鉆巖巖心、測井等資料，綜合分析湖岸線位置判別標(biāo)志。

1.1 沉積物顏色

沉積學(xué)標(biāo)志是判別湖岸線最重要的依據(jù)之一，如：沉積物顏色深淺及變化趨勢。巖石顏色是一項(xiàng)直觀的重要標(biāo)志，因?yàn)閹r石的顏色往往反映沉積過程中所處的古地理位置、氧化還原狀況以及水動(dòng)力條件。

在水體較淺、沉積介質(zhì)具有氧化性的情況下形成的沉積物呈淺灰色、灰白色、灰色、灰黃色等淺色特征。反之，在水體較深、沉積介質(zhì)具有還原性的情況下，形成的沉積物（巖）往往表現(xiàn)為深灰色、黑灰色、黑色等深色特征。研究區(qū)長63層鉆井巖心觀察表明，三角洲平原亞相分流河道砂體以灰白色、淺灰色等氧化色為主，反應(yīng)位于湖岸線之上氧化環(huán)境（圖1a、b、c、e、f），泥巖由于有機(jī)碳含量較高，通常深灰色（圖1d），用手觸摸污手。

三角洲前緣亞相水下分流河道砂體則以灰色、深灰色、黑灰色為主，反應(yīng)水體較深、弱-較強(qiáng)還原環(huán)境。同時(shí)，研究區(qū)長63層三角洲沿北北東向入湖，三角洲平原亞相沉積逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿侵耷熬壋练e，儲(chǔ)集砂巖顏色亦由淺灰色、灰白色、灰色等氧化色逐步過渡為深灰色、黑灰色等還原色（圖2a、c、e），泥巖顏色深灰色，水平層理發(fā)育（圖2f），指示了研究區(qū)長63時(shí)期沉積水體沿北北東向逐步加深。

1.2 沉積構(gòu)造

沉積構(gòu)造是識(shí)別沉積環(huán)境、氣候及水動(dòng)力條件最重要的標(biāo)志之一。值得注意的是單一沉積構(gòu)造往往在不同沉積微環(huán)境均可出現(xiàn)，具有多解性，因此，通過目的層取心段巖心的詳細(xì)觀察，尋找典型環(huán)境下的典型構(gòu)造及沉積構(gòu)造組合，是沉積微相的劃分重要手段。

研究區(qū)長63層沉積構(gòu)造豐富，三角洲平原亞相為三角洲沉積的陸上部分，其沉積環(huán)境及沉積特征與河流相有較多共同之處，常見的沉積構(gòu)造包括平行層理、槽狀交錯(cuò)層理、塊狀層理、沖刷面構(gòu)造、平行-交錯(cuò)層理等（圖1a、b、c），反映分流河道微相強(qiáng)水動(dòng)力特征。

三角洲前緣亞相位于三角洲入湖后河流的自然延伸方向，處于湖平面以下，為河流及湖水的共同作用地帶，其水動(dòng)力條件及沉積環(huán)境與三角洲平原亞相帶區(qū)別較大，典型的沉積構(gòu)造常見有波狀交錯(cuò)層理、波狀層理、變形層理、逆粒序?qū)永怼⑿睂永砑白冃螌永淼龋▓D2a、b、c、d、e）。特別是浪成波狀層理具有標(biāo)志性，淺水水下發(fā)育的典型指示性沉積構(gòu)造，具有波峰波谷較圓滑，對(duì)稱性較好等識(shí)別特征。

圖1 大路溝地區(qū)長63 水上沉積巖心特征

圖2 大路溝地區(qū)長63 水下沉積巖心特征

1.3 植物化石

鉆井巖心資料中豐富的生物化石及化石組合為判別湖岸線位置提供了重要標(biāo)志。

三角洲平原陸上環(huán)境中，植物生長較發(fā)育，植物根、莖、葉片、果實(shí)等埋藏后形成化石。植物根跡化石隨著向湖岸線位置的臨近，由直根、輻射狀根跡、須狀根跡向單根跡轉(zhuǎn)變。研究區(qū)主要是輻射狀根跡和直根跡較為常見（圖1e）。有時(shí)植物莖稈被水流沖攜后一起沉積，在砂巖中有時(shí)能見到碳化的植物莖稈。沼澤等泥巖中植物化石含量高的形成炭質(zhì)泥巖或煤線，由于就近堆積，葉片多較為完整。

三角洲前緣植物化石含量相對(duì)較少，多為陸上沖攜帶入湖水中，葉片等完整度較低，多為碎屑分布在層面。

1.4 動(dòng)物化石

一般而言，雙殼類及腹足類化石等往往生活在水體較淺的環(huán)境。此外，管狀潛跡亦可指示沉積時(shí)期的水體環(huán)境。三角洲平原環(huán)境中多發(fā)于大型潛跡，多為垂直（圖1f），管壁平直較厚，或具生物加工襯里，內(nèi)壁充填物多見逃逸構(gòu)造。

三角洲前緣多發(fā)于小型潛穴，多為斜交潛穴（圖2e、f），潛穴內(nèi)多為砂充填，這類潛穴一般可指示具有一定水動(dòng)力條件的水下環(huán)境。此外，螺旋潛穴一般為覓食跡，代表湖水體較安靜的環(huán)境。有時(shí)能見到雙殼類和介形蟲化石。

1.5 侵蝕構(gòu)造

侵蝕構(gòu)造是突發(fā)性水流對(duì)下部底床侵蝕沖刷形成的，常表現(xiàn)為砂泥巖突變接觸，泥礫發(fā)育等特征。

三角洲平原環(huán)境由于河流水動(dòng)力較強(qiáng)，改道頻繁，沖刷面十分發(fā)育。常見的是砂巖底部的泥礫層，泥礫具有分選差、順層分布、一定的磨圓度等特征（圖1c），反映了瞬時(shí)沖刷后水動(dòng)力快速降低特征。

三角洲前緣環(huán)境中隨著河流入湖，受湖水阻擋，水動(dòng)力快速降低，沖刷能力降低，沖刷面相對(duì)不發(fā)育。

1.6 測井相

受成本制約，不可能每口井都取芯，而測井成本相對(duì)較低，每口井都有測井曲線，因此，在已取芯井曲線特征的總結(jié)下，可以對(duì)未取芯井段的沉積相進(jìn)行分析，這是測井沉積相分析的基本原理。通常從測井曲線幅度、形態(tài)、旋回、齒化程度等方面進(jìn)行分析。

三角洲平原環(huán)境測井曲線主要表現(xiàn)為幅度較大，鐘型或箱型為主，正旋回發(fā)育，齒化程度較弱，這與分流河道砂體相對(duì)發(fā)育、粒度相對(duì)較粗等有關(guān)。

三角洲前緣環(huán)境測井曲線主要表現(xiàn)為幅度較小，漏斗型-箱型為主，反旋回發(fā)育，齒化程度較強(qiáng)，這與分流河道砂體相對(duì)不發(fā)育、粒度相對(duì)較細(xì)、湖水頻發(fā)擺動(dòng)等有關(guān)。

根據(jù)以上識(shí)別標(biāo)志，綜合分析可以判別出湖岸線的位置，進(jìn)而分析出不同三角洲亞相空間范圍，為沉積相的進(jìn)一步分析奠定基礎(chǔ)。

2 沉積相剖面特征

該剖面位于研究區(qū)西南部，為平行物源方向。湖岸線基本位于楊241 井～塞39 井區(qū)域，該區(qū)域以南主要發(fā)育三角洲前緣亞相沉積，以北發(fā)育三角洲平原亞相沉積。相較而言，三角洲平原亞相區(qū)分流河道砂體較三角洲前緣亞相區(qū)水下分流河道砂體規(guī)模較大，砂體連通性較好（圖3）。

圖3 大路溝地區(qū)柳8-天232 井沉積相剖面圖

3 沉積相平面特征

長63期，研究區(qū)東北部三角洲平原亞相優(yōu)勢發(fā)育，以分流河道為骨架。湖岸線基本位于大路溝-化子坪沿線，西南部地區(qū)主要發(fā)育三角洲前緣亞相沉積，水下分流河道及水下分流間灣較為發(fā)育。

北部及東部廣大區(qū)域被三角洲平原亞相占據(jù)，主要發(fā)育分流河道微相及分流間灣微相。三角洲（水下）分流河道呈北東-南西向條帶狀展布，河道砂地比介于0.3-0.6 之間。（水下）分流河道微相連片發(fā)育，（水下）分流間灣（砂地比小于0.3）亦呈北東-南西向分布于河道間（圖4）。

圖4 大路溝地區(qū)長63 沉積相平面圖

在綜合研究基礎(chǔ)上，明確了工區(qū)沉積相模式。長63時(shí)期，鄂爾多斯盆地沉降作用趨于減慢，湖盆開始收縮，沉積作用明顯增強(qiáng)，湖泊進(jìn)入三角洲建設(shè)時(shí)期。長63湖岸線退至研究區(qū)南部區(qū)域，志靖三角洲總體呈北北東向展布，三角洲平原亞相在研究區(qū)優(yōu)勢發(fā)育，至大路溝-化子坪沿線入湖，形成三角洲前緣沉積，并不斷向湖盆中心延伸。

4 結(jié)論

4.1 根據(jù)大量巖心及測井曲線資料，建立三角洲沉積環(huán)境水上環(huán)境和水下環(huán)境識(shí)別的沉積學(xué)標(biāo)志，明確了湖岸線綜合判別方法，為三角洲平原及前緣亞相的判識(shí)奠定了基礎(chǔ)。

4.2 研究區(qū)主要發(fā)育三角洲平原及三角洲前緣亞相，湖岸線位于大路溝-化子坪一帶，分流河道和水下分流河道微相是主要的有利沉積微相。