鄂爾多斯盆地盒8段沉積相研究

郭偉鵬

（延長石油集團油氣勘探公司延長氣田采氣一廠，陜西 西安 716000）

A氣田是鄂爾多斯盆地內的大型巖性氣藏之一，該氣田中的盒8段是主力產氣層之一，由于其在天然氣產層中的重要意義，以往有眾多學者對其展開沉積相的研究。

1 區域構造

鄂爾多斯盆地以太古界和早遠古界的變質結晶作為基底，經過多年的發育與沉積，形成新生界地層，屬于典型的克拉通盆地。在該類盆地的基地上，第一次沉積底層是一套海相碳酸鹽巖沉積地層。在中一晚奧陶世的時候，該盆地地殼抬升，造成部分底層的缺失，據推斷，間斷時間大概為1.3億年。

在印支期之前，該區沉積基底自西向東傾斜；在印支期，該區地層的構造應力出現西強東弱的特征，受力出現不平衡，造成盆地東部開始慢慢上升；到了燕山運動時期，該區盆地受到的南北向的左行剪切力和縱向壓力較大，地層構造發生巨大的形態變化，進一步加劇了隆起作用，造成盆地東部出現大幅度的抬升，盆地徹底變為向西傾斜，這時候，盆地內部出現大量西傾的單斜構造。在喜馬拉雅時期，該區盆地再次出現西南方向的抬升，進而形成如今的構造。由于在石炭紀到二疊紀，整個盆地發生了一次水退的過程，導致此處盆地由海相往陸相發展，直至二疊紀末期，該處盆地已經完全發展成陸相沉積盆地。三疊紀晚期，盆地內的淡水內陸湖泊沉積逐漸發育，直到形成今天的構造——三山夾兩盆。現金，盆地構造呈南北走向，同時，東坡陡，西坡緩，向斜不對稱，總面積約為25×104km2（圖1）。

圖1 鄂爾多斯盆地構造單元劃分

2 地層基本特征

下石盒子組命名來源于石盒子溝，該地層頂部巖石為駱駝脖子砂巖，底部巖石為桃花泥巖段，底層厚度大概120m～160m，是晚古生代時期鄂爾多斯盆地發育的最大規模的辮狀河—三角洲沉積。為了方便研究工作的開展，將盒8段劃分成兩個小層，分別為盒8上、盒8下。

駱駝脖子砂巖底即為盒8下亞段底面，主要地層特點是發育灰白色細礫巖、含礫粗砂巖、灰色中砂巖夾薄層泥巖，其中，部分含有凝灰質，地層頂部是比較穩定的砂巖，經過測井，獲得鐘形曲線。盒8下地層厚度大概為18.8m～47m，厚度不均勻，經過測算，該處地層平均厚度為29.2m。盒8上地層巖性主要表現為灰色或灰綠色粗砂巖、中一細砂巖與深灰色、灰黑色粉砂巖、粉砂質泥巖及泥巖，其中，部分井段發育為暗色泥巖，盒8上地層厚度大概為14m～51m，厚度不均勻，經過測算，該處地層平均厚度為29.2m。測井響應顯示為“高GR、高AC、低RT”。

3 沉積相類型及特征

3.1 沉積相類型

根據對本研究區開展資料調查與分析，了解該區域巖石組合、沉積構造、剖面結構等特征，可以將盒8段沉積時期的沉積相總結為辮狀河三角洲平原亞相。具體沉積相劃分方案見表1。

表1 研究區沉積相劃分方案表

3.2 沉積相特征

在本研究區，盒8段沉積時期處在辮狀河三角洲沉積的三角洲平原亞相相帶，該處沉積物具有粒度粗，心灘分布散落的特點。根據研究，心灘主要處于辮狀河道交叉處。該處具有河道寬、水淺、細粒沉相不發育的特征。在以上環境中，河道走勢隨著水流量的變化出現一定的擺動，造成辮狀河河道的底部沉積物出現粗顆粒沉積物，由于水流變化頻率較高，導致河道頻繁發生改變，導致沉積下來的河道砂體反復切割與疊置，上部細粒沉積較少。

3.2.1 心灘

心灘微相在辮狀河沉積儲層最為有利。該處占據主導地位的巖相是塊狀層理砂巖相，接著是發育平行層理砂巖相。根據心灘沉積序列可見，該處巖相呈現出正韻律或復合韻律特點，主要特點是向上粒度逐漸變細。根據相關研究繪出其測井曲線，曲線呈現為箱型或是鐘型形狀，巖性也表現為向上變細的趨勢。層理規模也呈現從下到上逐漸變薄的趨勢。根據復合韻律和正韻律可以得知，改層段水動力比較穩定，同時物源充足，見圖2（a）。

圖2 辮狀河三角洲沉積微相曲線特征

3.2.2 辮狀河道

滯留含礫砂巖相發育規模小，且一般只在河底發育，砂質泥礫巖相發育范圍更小，僅僅在個別井的河道底部，且厚度非常不均勻，變化較大，平行層理砂巖相主要發育在河道沉積末期，同樣表現為厚度不均勻，變化大，具體見圖2（b）。

根據河道沉積序列可見，該河道巖相具有向上粒度變細的正韻律結構特點，自河道底部往上，單層厚度、層理規模均逐漸變小，巖性也從含礫粗砂巖轉變成粗砂巖、中細砂巖、粉砂質泥巖。

3.2.3 河道側翼

由于河道兩側水動力較弱，該處微相經過水流沖刷由充填懸浮細粒沉積物發育而成，巖相組合的粒度比較細。沉積構造主要呈現為水平層理，尤其是在粉砂質泥巖及泥巖中，多見厚度不大的水平層理。根據相關研究繪出其自然伽馬和電阻率曲線，大多表現為中低幅度微齒鐘型，見圖2（c）。

3.2.4 泛濫平原

泛濫平原一般以泥巖的形式出現在沉積旋回的頂部，偶爾可見水平層理的泥巖夾塊狀砂巖，也有可能出現砂泥互層，植物化石等，根據相關研究繪出其自然伽馬曲線和電阻率曲線，大多表現為鋸齒狀，具體見圖2（d）。

根據本文研究，基本上可以確定辮狀河三角洲平原亞相沉積的主要發育時期為盒8段沉積時期，根據構造特征，將其細致的劃分為心灘、辮狀河道、河道側翼、泛濫平原。另外，本文研究認為，曲流河三角洲平原亞相沉積多發育在山1段沉積時期，根據構造特征可以細致的劃分成河床滯留沉積、邊灘、天然堤、泛濫平原。

4 結語

綜上所述，鄂爾多斯盆地A氣田盒8段沉積區平坦開闊，氣候呈現干旱—半干旱的氣候特征，物源豐富，多水系發育，為沖積扇—沖積平原的沉積提供了良好的自然條件，最終形成了河道、泛濫平原與河間漫湖交互分布的沉積格局。根據相關古地理恢復研究結果，盒8沉積時期，該盆地是大華北盆地西部流域的“過水區”，各個方向的水系經過匯合之后，集中流向東南方，該區主體為沖積平原沉積環境，發育沖積扇、辮狀河、泛濫平原、低彎度曲流河、洪泛湖（河間漫湖）等沉積相。