鄂爾多斯盆地延長組前積反射結構及地質(zhì)意義

馮 雪，高勝利,1b，劉永濤

FENG Xue1，GAO Sheng-li1a,1b，LIU Yong-tao2

1.西安石油大學 a.地球科學與工程學院, b.陜西省油氣成藏地質(zhì)學重點實驗室, 陜西 西安 710065; 2.中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司研究院長慶分院，陜西 西安 710021

1.Xi'an Shiyou University, Xi'an 710065, China; 2.Changqing Branch, Geophysical Research Institute, BGP, CNPC,Xi'an 710021, China

0 引言

隨著勘探開發(fā)的深入，地震技術與認識也在不斷突破，但對于地震反射的層序劃分和內(nèi)部微構造解釋的認識難以統(tǒng)一[1-5]。確定地震相的具體地質(zhì)含義有利于快速準確的評價儲層，前積反射的分類、前積反射的結構特征及其地質(zhì)含義是研究的重點。關于鄂爾多斯盆地前積反射的研究多注重于前積的沉積微相預測、古水流方向判斷和砂泥巖分布[6-9]。地震前積反射與地質(zhì)前積體之間的關系還需深入研究，這需要建立切片技術、振幅和方差屬性分析等方法得出的有關沉積環(huán)境的結果與地震剖面中直接觀察的前積反射結構之間的聯(lián)系[10-15]。利用地震相與測井解釋相結合，對鄂爾多斯盆地西南地區(qū)延長組的前積反射結構及其對應的地質(zhì)意義進行研究，總結出前積反射不同形態(tài)對應的沉積環(huán)境、地質(zhì)含義。

1 概述

隴東地區(qū)位于盆地西南部，古地形總體呈現(xiàn)西南低東北高的格局，前積由西南向東北發(fā)育（圖1）。前人通過應用測井資料進行沉積相研究，發(fā)現(xiàn)延長組以辮狀河三角洲和曲流河三角洲—湖泊沉積體系為主，伴有深水重力流沉積。而通過對前積反射的綜合研究發(fā)現(xiàn)，延長組半深湖—深湖相沿環(huán)縣、慶城、合水等地區(qū)十分發(fā)育，為研究隴東地區(qū)前積反射特征與其地質(zhì)意義，從前積反射結構形態(tài)出發(fā)，對研究區(qū)進行綜合解釋。對鄂爾多斯盆地延長組前積反射進行精細解釋后發(fā)現(xiàn)，隴東地區(qū)前積反射角度高、延伸距離短、前積現(xiàn)象明顯，且有8種典型結構，這8種地震相分別有不同的地質(zhì)意義。

圖1 鄂爾多斯盆地區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional geological map of Ordos Basin

2 前積反射特征及意義

在鄂爾多斯盆地西南部地區(qū)延長組發(fā)現(xiàn)8種地震相（圖2），每一種地震相其形狀、振幅、連續(xù)性、范圍等均有其各自的特點，研究地震相中前積反射的結構及其對應的地質(zhì)含義有利于了解研究區(qū)的沉積環(huán)境、儲層分布，為尋找有利油藏做鋪墊[16-22]。

圖2 地震相描述Fig.2 Description of seismic facies

2.1 前積體頂部平行反射（P1）

平行反射或近似平行反射位于前積體的上部，以圖3為例，切線斜交型楔狀前積反射，以中強反射振幅為主，呈斜直線狀，同相軸起伏不明顯。物源來自西南方向，地層厚度變化小。圖3中前積反射有西南向東北依次疊置的四個朵葉體，共延伸21 km，為陡傾前積。有明顯頂積層與前積層，缺少底積層。按接觸關系為平行—下超前積，為湖平面上升、沉積物供應不足時產(chǎn)生。根據(jù)前人研究，切線斜交型—楔狀前積常發(fā)育于三角洲沉積相、大陸斜坡環(huán)境[23-24]。前積體頂部反射有短距離的平行排列，反射振幅弱、連續(xù)性差，根據(jù)L310井可知此段有大段泥巖和砂泥巖互層分布，主要發(fā)育水下分流河道、分流澗灣和泛濫泥。

圖3 切線斜交型—楔狀前積反射Fig.3 Tangent skew type-wedge shaped progradation reflex

2.2 傾斜前積反射（P2）

傾斜反射位于前積體的中段，為斜形前積，也是前積層。如剖面B-B1前積反射（圖4），內(nèi)部結構呈西南向東北疊瓦狀展布，向其下傾方向逐期推進。前積反射有8個近似平行的朵葉，共延伸約40 km，前積傾角較小，為緩傾前積。中等—弱振幅反射，從西向東前積反射直線狀變曲線狀，同相軸有小幅度的起伏。有明顯前積層和底積層。按接觸關系為頂超—底超前積，一般在湖平面平穩(wěn)或下降時發(fā)育，此時是沉積物供應速率大于可容空間增長速率的沉積物進積期。根據(jù)反射特征研究，預測疊瓦型—板狀前積常發(fā)育于深水濁流環(huán)境[11]。根據(jù)Li92井得知，前積層主要發(fā)育濁積水道、砂質(zhì)碎屑流和湖泥，有大塊砂巖分布。

圖4 疊瓦型—板狀前積反射Fig.4 Imbricate type-plate front product reflection

2.3 前積層中大凹面反射（P3）

大凹面反射（P3）分布在P2（圖2）斜坡形前積中，中高振幅，從上到下呈由寬到窄的V字型，寬3 km左右。通常是由沉積物重力流侵蝕產(chǎn)生，是作為進入深水環(huán)境的輸送通道。凹面“侵蝕谷”附近通常有大范圍侵蝕后殘余的砂巖。以慶城附近的二維剖面C-C1為例（圖5），大凹面反射部分在斜形前積中，與P5（圖2）相連。前積角度較緩，整體處屬于中等振幅、連續(xù)性差，無底積層，根據(jù)前積結構特征可知此前積體多發(fā)育三角洲環(huán)境，但由于其坡度較緩，故可能存在水動力弱的深水環(huán)境。根據(jù)Z45井可知，大凹面反射上部發(fā)育水下分流河道，下部發(fā)育深水沉積。大凹面反射中有短距離分布的強振幅反射，是由于侵蝕表面上存在粗粒的沉積物，驗證了輸送通道的存在。

圖5 含有大凹面和高凸點的S型前積反射Fig.5 S-shaped forward product reflection with large concave and high convex points

2.4 傾斜前積中的高振幅凹點反射（P4）

高振幅凹點反射存在于P2（圖2）前積層中，經(jīng)常在P5（圖2）附近分布，高振幅、連續(xù)性差，通常是與P5呈多組出現(xiàn)，寬度在1 km以內(nèi)，解釋為河道滯后，代表河道內(nèi)的粗粒沉積物。以測線D-D1為例（圖6），前積體中傾斜前積層呈波浪狀，有多組高振幅凹點和高振幅凸點，據(jù)b64井可知，前積有砂泥巖互層分布，粗粒砂巖在高凹點處對應測井曲線的濁積水道，下部為濁流稀釋的砂質(zhì)碎屑流。與P3（圖2）不同的是高振幅凹點范圍小，振幅高，與P5成對出現(xiàn)，有粗粒沉積物的滯留和堆積，而P3凹面反射中有侵蝕殘余沉積物但周圍沒有堆積的砂體。

圖6 S型丘狀前積反射Fig.6 S-shaped mound progradation reflex

2.5 傾斜前積中的高振幅凸點反射（P5）

高振幅凸點反射在P2斜形前積層之中，凸點高振幅與左右中等強度振幅形成強烈對比。以測線E-E1為例（圖7），前積反射內(nèi)部結構呈S型，外部形態(tài)為板狀。界的接觸關系為平行轉(zhuǎn)上超，底界的接觸關系為下超。連續(xù)性較強，屬于強—中等強度反射振幅。前積反射有5個朵葉，共延伸14 km，前積體傾斜角度為0.8°，為緩傾前積，所受水動力較弱，多為遠源的深水環(huán)境[11-12]。據(jù)M99井可知，前積上部發(fā)育水下分流河道、河口砂壩，下部發(fā)育深湖泥、砂質(zhì)碎屑流和濁流。

圖7 S型丘狀高振幅凸點前積反射（E）和小型凸面反射（F）Fig.7 S-shaped mound shaped high amplitude bump foreset reflection(E)and small convex reflection (F)

2.6 小型凸面反射（P6）

位于斜形前積層中，在沉積走向剖面中，凸面反射呈“翼狀”向兩個方向延伸，連續(xù)性較好，中等強度振幅，分布范圍較廣。如剖面F-F1所示（圖7F），凸面反射幾乎包含了整個前積層，共延伸了約22 km，凸面高度在180 m左右，前積傾角約為0.7°，坡度較緩，故根據(jù)前積結構特征來看此類型前積處于深水環(huán)境。井Z398測井曲線說明，前積體上部發(fā)育席狀砂和水下分流河道，逐漸向下過渡到砂質(zhì)碎屑流、濁流。

2.7 前積體底部低振幅亞平行反射（P7）

發(fā)育在前積體底部的連續(xù)性較弱、振幅較弱的近似平行的反射通常發(fā)育三角洲沉積相，發(fā)育在P3底部的斜坡下段或斜坡底端，通常是砂質(zhì)碎屑流或濁流稀釋而成。據(jù)剖面G-G1所示（圖8），前積體位于湖盆中心，進積充填湖盆。據(jù)y69井可知，上部發(fā)育濁積巖、半深水—深水泥巖。

圖8 包含低振幅亞水平反射的切線斜交型板狀前積反射Fig.8 Tangent oblique plate progradation reflection with low amplitude subhorizontal reflection

2.8 前積體底部高振幅平行反射（P8）

前積體底部底積層較發(fā)育時存在這種高振幅平行反射（圖2），出現(xiàn)在P2底部，上部可能有P5、P6。連續(xù)性好、振幅高，平行或近似平行反射，延伸距離較長。如剖面B-B1（圖4）所示，高振幅反射延伸約20 km，中間夾有小的凹進和凸起。根據(jù)前積結構分析沉積環(huán)境，高振幅平行反射處于深水環(huán)境中。據(jù)b499井可知此部位發(fā)育湖泥、砂質(zhì)碎屑流和濁流，由上到下濁流逐漸消失，湖泥越發(fā)育。

3 前積代表的沉積相

前積指示了沉積物沿某一沉積斜坡向其下傾方向逐期推進的沉積過程。延長組隴東地區(qū)4種前積，對應根據(jù)傳統(tǒng)分層劃分的層序長7—長1（圖9）。由前人研究可知，長7期湖盆最為發(fā)育，但由于湖盆劇烈擴張，湖岸線迅速外移，沉積物充填速率遠遠小于湖盆基底擴張速率，但沉積物大量入湖造成了大規(guī)模的濁流沉積[14-16]。按期次劃分底積層正好處于長7—長6階段，故前積反射結構的底積層一般為深水環(huán)境。長6 期為湖泊三角洲的主要建設期，該時期湖盆開始收縮，沉積充填作用增強；長4+5期因短暫湖平面上升的影響，減緩了三角洲建設的進程，發(fā)育了大面積的漫灘沼澤相泥巖；長3—長1期湖盆逐漸消失，到長1期以交織河與少量曲流河沉積為主。

圖9 淺湖區(qū)遷移（左）深湖區(qū)遷移（右）Fig.9 Shallow lake area migration (left) deep lake area migration (right)

根據(jù)前積的結構特征，總結出前積頂積層的發(fā)育程度決定三角洲平原的發(fā)育程度，前積層的發(fā)育程度對應于三角洲前緣和前三角洲的發(fā)育程度，底積層發(fā)育程度是深水沉積的發(fā)育程度。在8種地震相的基礎上總結出根據(jù)前積反射的外部形態(tài)及內(nèi)部形態(tài)預測沉積相的規(guī)律，即切線斜交型楔狀前積反射和S型丘狀前積反射有明顯頂部平行反射（P1）與連續(xù)傾斜反射（P2），無底部疊置高振幅平行反射（P8），說明發(fā)育三角洲平原相和三角洲前緣相；疊瓦型板狀前積反射有明顯前積體底部平行反射（P8），發(fā)育三角洲前緣或深水沉積；斜線斜交型板狀前積反射前積層發(fā)育（P2），說明其三角洲前緣和前三角洲發(fā)育。坡度也可反映沉積環(huán)境，陡傾時反應近源沉積，處于水動力強的淺水三角洲環(huán)境；緩傾時為遠源沉積，處于水動力較弱的深水環(huán)境。切線斜交型楔狀前積反射和切線斜交型板狀前積反射坡度大，屬于陡傾，發(fā)育三角洲沉積；疊瓦型—板狀前積反射坡度小，發(fā)育深水環(huán)境。

根據(jù)連井剖面可知（圖10），長4+5—長6段有透鏡狀砂巖分布，砂泥巖互層為主，長6—長7組有大段塊狀砂巖分布。長4+5段偶有塊狀砂巖，可能是含有垮塌、泥石流等其他類型的重力流沉積。長6、長7段前積沉積物來源于緩坡帶, 其砂巖可能主要為濁積水道成因。連井在剖面C與剖面D之間，與疊瓦型板狀前積反射和切線斜交型板狀前積反射對應。

圖10 連井巖性對比Fig.10 Lithologic correlation of continuous wells

在前積反射區(qū)下部強反射的巖心資料中，已發(fā)現(xiàn)多種深水重力流存在的沉積構造。以長6段慶城北地區(qū)為例，巖心資料中多出現(xiàn)槽模、火焰狀構造、撕裂狀泥礫巖、水平層理、植物成因化石等表示深水重力流的沉積構造。綜合以上地震、測井、巖心資料可以得出鄂爾多斯盆地延長組前積反射上部以淺水三角洲沉積為主，下部以深水重力流沉積為主。

4 前積層的成藏特點

井震綜合解釋表明，重力流砂巖單層厚度大，呈塊狀，分布于前積體下部；三角洲水下扇砂巖單層厚度小，呈互層狀，分布于前積體上部。從成藏條件來看，對比深水重力流和前三角洲砂體的成藏條件，得出深水重力流下的塊狀砂巖儲集條件更好，成藏條件更為優(yōu)越的結論。從儲蓋組合來看，深水重力流下的塊狀砂體與穩(wěn)定泥巖呈突變接觸，縱向上構成良好的儲蓋組合，有利于成藏。延長組長7期湖盆劇烈擴張，半深湖—深湖沉積相范圍達到最大，發(fā)育富含有機質(zhì)且成熟度高的優(yōu)質(zhì)烴源巖[25]。前積體下部沉積砂巖，且近距離接觸烴源巖，構成優(yōu)質(zhì)含油砂巖直接覆蓋在烴源巖之上的儲集單元（圖10）。綜上所述，長7層提供半深湖—深湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖，長6層發(fā)育三角洲前緣砂體形成的良好儲層，長4+5是以淺湖相砂泥巖形成的良好蓋層。隴東地區(qū)延長組長7—長6是一個優(yōu)質(zhì)的生儲組合，而長7—長6—長4+5構成了一個完整的生儲蓋組合。

5 結論

（1）分析前積反射結構，得出以下認識，位于體系頂部弱振幅近似平行的反射代表河流三角洲沉積，位于底部的高振幅平行反射代表深水沉積，中間的高振幅凹、凸反射代表河道侵蝕和沉積物堆積，低振幅的小型凹面到平行反射代表河道—堤壩系統(tǒng)。

（2）延長組有切線斜交型楔狀前積反射、S型丘狀前積反射、疊瓦型板狀前積反射和切線斜交型板狀前積反射。切線斜交型楔狀前積反射位于內(nèi)陸三角洲沉積環(huán)境，發(fā)育三角洲平原相和三角洲前緣相；S型丘狀前積反射發(fā)育于切線斜交型楔狀前積之后，發(fā)育三角洲前緣沉積；疊瓦狀前積延伸距離長，水動力較弱，頂積層、前積層和底積層均存在，此類前積多處于深水環(huán)境；切線斜交型板狀前積最后發(fā)育，主要為三角洲沉積環(huán)境。

（3）對比深水重力流和前三角洲砂體的成藏條件，深水重力流下的塊狀砂巖儲集條件更好，砂質(zhì)更純，單層厚度更大，儲層孔隙度、滲透率更好；深水重力流下的塊狀砂體與穩(wěn)定泥巖縱向上構成良好的儲蓋組合，有利于成藏；重力流下的塊狀砂體與長7源巖近距離接觸，有良好的生儲蓋條件；泥巖蓋層厚度、連續(xù)性均良好，與近源的砂巖儲層形成良好圈閉，成藏條件優(yōu)越。