鄂爾多斯盆地南部延長組深水沉積體系研究

陳銘培

摘要：通過大量的巖心觀察、鉆測井資料分析及野外剖面觀測，對鄂爾多斯盆地南部地區延長組深水沉積做了精細研究。結果表明，研究區深水重力流沉積有砂屑流沉積、塌陷沉積、濁流沉積、泥質碎屑流沉積4種類型。通過對一口典型取心井的巖心觀測和分析，將深水沉積物的垂向疊加關系劃分為4種類型，其中以多期砂屑流疊加最為常見，垂向疊加厚度較大的深水重力流砂體可形成大型儲層，極大地擴大了深水湖泊的勘探范圍。研究區長6、長7油層的砂巖碎屑流砂體具有良好的物性和含油性，是致密油藏的重要儲集層。

關鍵詞：深水重力流；致密油；延長組；鄂爾多斯盆地

致密油、頁巖油氣、致密氣等非常規油氣資源成為全球勘探開發的熱點[1-2]，美國、加拿大、澳大利亞等國家已經成功實現了商業開發，其在全球能源結構中也占據著越來越重要的地位[3-4]。中國非常規油氣資源豐富，但總體來說還處于起步和探索階段[5-6]。鄂爾多斯盆地三疊系延長組致密油資源非常豐富，其中以長6、長7油層組致密砂巖油最為典型。

1.區域地質概況

鄂爾多斯盆地位于中國東西構造單元的結合部位，面積約26km2×104km2，根據盆地現今構造形態、基底性質及構造特征，盆地可劃分為伊盟隆起、渭北隆起、晉西撓褶帶、陜北斜坡、天環拗陷及西緣沖斷構造帶六個一級構造單元[7]。

在上三疊統延長期，鄂爾多斯盆地經歷了大型內陸坳陷盆地形成、發展、消亡的全過程，沉積了一套厚度約1000m～1300m的陸源碎屑巖系，根據凝灰巖標志層（K0-K9）特征將延長組自下而上可分為長10～長1，共10個油層組[8]。本文重點研究層位是長7～長6油層組，長7期時是湖盆最大湖泛期，底部沉積了厚層灰黑色油頁巖及深灰色泥巖，中上部沉積厚層塊狀砂巖夾薄層泥巖，長6期深湖面積有所萎縮，底部以厚層塊狀砂巖夾薄層泥巖為主，中上部為深灰色泥巖與薄層粉、細砂巖互層[9]，長6、長7期一般屬于深水沉積。

2.深水重力流沉積類型

通過對研究區30口井的巖心觀察和野外剖面觀察，確定了塌陷沉積、砂屑流沉積、濁流沉積3種類型深水重力沉積。

2.1滑塌沉積

滑塌砂體是位于三角洲前緣的砂體，受外力作用，使流體產生的超孔隙水壓力不足以支撐沉積物的重力，砂體被液化和整體搬運，沿下凹滑動面發生旋轉剪切運動，滑動停留在前坡腳處，堆積形成巖石。在塌陷過程中，砂體常發生卷曲變形，形成變形層理、微褶皺、旋轉火焰結構和球枕結構。在砂泥交界處，有崩塌形成的摩擦鏡（圖1a），這些摩擦鏡成為識別滑塌砂體的重要特征。

2.2砂質碎屑流沉積

砂質碎屑流是一種流變的層流沉積流。沉積物通常是整體“凍結”的方式發生沉積[10]，沉積物頂部和底部與泥巖的接觸（圖1c）是沉積物凍結沉積的重要證據灰黑色泥巖裂隙碎屑呈層狀分布，方向性不明顯，是內生碎屑沉積物，“漂”礫石呈淡黃色氧化色，較圓整，是外來碎屑沉積物類型。砂質碎屑流也具有典型的“泥團礫石”特征結構（圖1e），李相博等人通過研究這種結構的形成[11]認為“泥團礫石”反映了砂體整體運移狀態。砂質碎屑流砂體是研究區分布范圍最廣，儲層物性、含油性較好的砂體。

2.3濁流沉積

濁流沉積是研究區重力流沉積的另外一種形式。它位于重力流沉積底部，其流動狀態屬于紊流，如槽型和槽型（圖1f）。濁積巖礦床為重力分異作用形成的擁有屬性正粒序列，研究區濁積砂體可分為近源砂質濁積砂體以及遠源細粒濁積砂體。在這項研究中，最常見的組合在研究區域是ace，ae，cd和ce（圖1g，1h）。遠源細粒濁積巖主要為泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖和有機質，是低密度濁積流的產物。巖相組合主要由級配層狀泥巖相和塊狀泥巖相組成。級配層狀泥巖通常由泥巖和底部粉砂巖頂部的有機質組成。從底部到頂部的完整數列組合是底部的梯度段和中部的水平疊層段，頂部有機層的“三元結構”和頂部有機層的“二元結構”。塊狀泥巖是由泥質滑塌形成[14]粒度變化不明顯，但明顯有組分變化，沒有沉積構造現象。巖心上可見小變形層理、波浪層理和泥巖撕裂碎屑（圖1i）。

3.典型垂向層序及其組合

研究區存在多種形式的深水重力流，其在形成過程中必然存在多種性質的流體，不同性質的流體之間并不是孤立的，而是存在流體性質的轉換[17]通過對不同流體性質及其轉化關系的研究，對分析重力流的形成機理和過程具有重要意義。垂向層序的組合是流體性質轉換或同種性質流體疊置最直接的反映，通過對研究區巖心觀察及描述（圖2），根據流體類型及其組合關系，將研究區重力流的垂向組合歸納為四類：

（1）多期砂質碎屑流垂向疊置。

這種組合在研究區最為常見，表現為多期砂質碎屑流在垂向上的相互疊置，厚層塊狀砂巖之間有時常被薄層灰黑色泥巖隔開，累計厚度可達15m，期間并沒有發生流體性質的轉換。

（2）砂質滑塌與砂質碎屑流之間的疊置。

在三角洲前緣坡腳處，變形層理的砂質滑塌體上部被塊狀碎屑流砂體覆蓋，相互形成垂向疊加關系，并可發現砂質滑塌體與砂質碎屑流多期疊加。

（3）泥質碎屑流與砂質碎屑流的疊置。

這種組合在研究區也很常見，有不同于正常沉積的湖相泥巖相的撕裂泥巖碎屑和粉砂巖塊，上部覆蓋著大量的砂屑流、灰黑色泥巖的“漂浮”碎屑。

（4）砂質碎屑流與濁流的疊置。沙質泥石流含沙量的降低可形成濁流。這種疊加關系的出現反映了兩種流體之間流體性質的轉換。其次，不同時期不同流態的沉積物在同一地點的疊加也可以形成這種垂向關系。

4.結論

（1）通過巖心觀察和野外剖面觀察，發現研究區延長組長6～長7期廣泛發育深水重力流沉積。深水重力流沉積可劃分為砂屑流沉積、塌陷沉積、濁流沉積、泥質碎屑流沉積4種類型。

（2）根據室外巖心觀察和分析，研究區重力流沉積物的垂向組合可分為四種類型：砂質滑塌與砂質泥石流的疊加、砂質泥石流的垂直疊加、泥石流砂泥巖的疊加，砂性泥石流和濁積流的疊加，其中以多級砂泥石流最為常見。

（3）鄂爾多斯盆地南部地區擁有良好的“生、儲、蓋”組合關系，長6～長7油層組的深水重力流砂體及油頁巖成藏條件優越，致密油資源豐富，理應重視。

參考文獻：

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