鄂尔多斯盆地环县地区长8油层组浅水三角洲内前缘沉积特征

鄂尔多斯盆地环县地区长8油层组浅水三角洲内前缘沉积特征曾勇【摘要】对鄂尔多斯盆地上三叠统长8油层组进行了深入的沉积环境研究,通过岩心观察、测井曲线识别,发现研究区属于西南三角洲沉积体系,具备形成浅水三角洲的地质条件,研究区内主要发育特殊的浅水三角洲内前缘沉积。

浅水三角洲发育时期,地貌平缓,构造稳定,三角洲平原、前缘、前三角洲各微相之间无大的间断面。

水下分流河道微相是主要的沉积微相,河口坝、水下分流间湾、前缘席状砂等沉积微相在这一时期均有发育;砂体以浅灰色及灰色中—细粒砂岩及粉细砂岩为主,垂向上发育多套正韵律砂体;底部发育冲刷面,可见到泥砾,层理类型以平行层理和块状层理为主。

水下分流河道电测曲线呈钟形、箱形。

长8油层组沉积时期研究区整体以建设型三角洲为主要特点,水下分流河道因河流的频繁改道而分布广泛,河口坝不发育或难以保存,砂体规模大,与湖相泥岩交错接触,具有优良的成藏条件,利于岩性油气藏的形成。

【期刊名称】《非常规油气》【年(卷),期】2016(003)005【总页数】7页(P38-44)【关键词】浅水三角洲内前缘;沉积特征;鄂尔多斯盆地;油气分布【作者】曾勇【作者单位】中国石油大港油田分公司第一采油厂,天津300280【正文语种】中文【中图分类】TE122水体深度是控制三角洲沉积的一个决定性因素。

美国学者在研究美国东部石炭系含煤岩系中的浅水三角洲沉积时，发现其特点与深水三角洲有许多不同，原因在于他们是发育在盆地水体较浅和构造较稳定的台地条件下。

Fisk[1]于1961年最先将河控三角洲细分为深水三角洲和浅水三角洲，此后Donaldon等[2]进一步总结了浅水三角洲的特征，Postma也将三角洲分为浅水及深水三角洲两大类，在这两大类型中识别出8种浅水三角洲端元。

中国对浅水三角洲的研究开始较晚，系统性的研究从20世纪晚期才开始[3-4]，先期的研究主要以刻画砂体形态和聚煤作用为主[5]。

20世纪90年代中后期开始涉及三角洲形成的主控因素及三角洲各亚相对油气成藏的控制等研究。

从目前的研究成果看，浅水三角洲空间上能发育更良好的储层、物性更好，沉积范围更广。

由于构造稳定，湖相泥岩广泛发育，能形成良好的盖层，具备较好的油气成藏条件[6-13]。

前人[14]研究认为，鄂尔多斯盆地延长组长8油层组沉积期地形平缓，湖泊水微咸，气候相对干旱，蒸发量大于降雨量，水体的补给以季节性洪水为主。

湖泊虽然水体面积较大，但水深较浅，一般小于5m，只有盆地东南部富县地区可能存在面积相对较大的半深水环境。

近年来长8油层组石油勘探成果显著,表明长8油层组在鄂尔多斯盆地具有良好的勘探开发前景,随着钻井及测井资料的丰富，其储层特征研究也开始变得深入；但是总体来说，长8油层组目前的研究处在初级阶段，浅水三角洲的相关证据还需进一步寻找及落实。

笔者从沉积相标志、沉积相类型及特征分析入手，刻画出沉积相的平面展布特征，对于油田勘探开发中的找油找气具有重要的指导意义。

研究区位于鄂尔多斯盆地西部，北起郝家涧，南抵马岭，西自环县，东到白马，区域构造横跨陕北斜坡和天环坳陷，研究区面积约为1500km2，属于鄂尔多斯盆地西南三角洲沉积体系(图1)。

晚三叠世早期，鄂尔多斯盆地开始大规模沉降，周边水体进入，整个盆地开始接受沉积，沉积物厚度平均达到1000m左右。

从长 10油层组沉积期开始，盆地持续下降。

长 9油层组沉积晚期是第一次最大湖泛面时期。

长8油层组沉积时期构造稳定，盆地持续沉降，湖盆规模不断扩大，但水体输送保持不变，所以水体面积短暂缩小，湖盆边缘沉积物陆续露出水面，形成沉积间断。

长 7油层组早期开始第二次湖泛，两次湖泛时期深水区均发育大规模的半深湖—深湖亚相。

其中，长 9油层组沉积晚期在沉积中心沉积了面积约为1 × 104km2 ，厚十余米的黑色—暗色泥页岩。

长7油层组沉积早期在沉积中心发育了更厚、面积更广的页岩，估算面积约为10×104km2、厚为几十到上百米，最典型的为“张家滩”黑色页岩。

长 8油层组沉积时期，湖水深度变浅，湖盆周边水下分流河道等砂体广泛发育，受长7和长9两套泥页岩夹持，具备发育浅水三角洲的地质背景，也具备发育大型油气藏的地质条件。

环县地区长8油层组砂岩原生沉积构造极为丰富，通过大量岩心观察，在研究区长8油层组中识别出煤线、交错层理、底冲刷、生物成因等多种沉积相标志，为确定其沉积环境提供了可靠证据。

2.1 煤线长8油层组沉积期，由于水体深度浅，湖盆周边的沉积物处于弱氧化环境，短暂露出地表后植被大量繁育，水体规模扩大后又沉积在弱氧化环境中，使得煤线在长8油层组较为发育，煤层厚度一般在10cm左右，多为3～6cm。

泥质含量高的形成暗色泥岩(图2a)。

2.2 交错层理槽状交错层理：从横剖面上看，各层系的底界呈凹弧形，具有明显的槽状侵蚀底界。

大型槽状交错层理常常是牵引流存在的标志，一般由大型不对称的舌状或新月形沙波迁移而成(图2b)。

在研究区多见于浅水三角洲内前缘水下分流河道。

双向交错层理：主要表现为两个相邻层系中，内部细层的倾斜方向相反且相互重叠，呈羽状或人字形，层系间发育薄的泥质层。

其主要在浅水中由双向流动的沉积介质对沉积物交替冲刷而形成(图2c)。

2.3 波状层理波状层理一般由活跃和平缓的水动力条件交替形成。

在湖水或波浪作用较弱时，水流携带的沉积物不足，导致粉砂岩与泥岩互层，主要出现在水下天然堤或决口扇等溢岸的沉积微相中(图2d)。

2.4 变形构造细砂岩和粉砂岩中比较容易形成变形构造，主要特征为在单个层内同时相邻发育“向斜”和“背斜”。

目前认为，其主要是由沉积层内未完全固结的沉积物在纵向外力作用下发生扭曲而形成，沉积物孔隙泄水作用也能形成变形构造(图2e)。

2.5 冲刷构造水体高速冲刷沉积面后留下的沉积构造称为冲刷构造。

一般表现为水体能量突然由弱变强，长时间重复冲刷尚未完全固结成岩的沉积物后留下凹凸不平的沉积底面。

较细的沉积物被剥离之后，留下粗粒沉积物，从具体表现上看，岩石粒度一般比下部粗，有时有下伏地层的泥砾存在其中(图2f)。

冲刷面通常在水下分流河道中发育较多。

2.6 古生物成因构造环县地区长8油层组沉积时期，湖盆周边浅水部位沉积物短暂露出地表时发育了大量植物，沉降入湖后固结成岩，在后期露头和钻井取心中就发现大量的植物化石(图2g、h)，还有一些垂直虫孔化石(图2i)。

根据岩心观察，测井资料的识别及前人研究成果综合研究认为，研究区主要沉积相带为三角洲内前缘亚相，由于构造活动相对平缓，沉积环境稳定，相关微相在这一地区均有发育，主要的沉积微相有水下分流河道、河口坝、席状砂、水下决口扇和水下分流间湾等。

3.1 水下分流河道研究区最主要的沉积亚相类型为浅水三角洲内前缘亚相，而这一亚相最主要发育的沉积微相为水下分流河道微相，其在湖盆周边广泛发育。

岩石类型以细砂岩和粉砂岩为主，颜色常呈浅灰色或灰色，粒度中—细，垂向上发育多套正韵律砂体。

由于河流改道频繁，经常有水体能量强弱分明的不规则水流冲刷沉积物底面，形成冲刷面和泥砾，主要发育平行层理，自然电位曲线以钟形、箱形为主要特征(图3)。

3.2 河口坝水下分流河道向前延伸入湖时，由于水体能量快速减弱，河水携带的沉积物在河口远端快速堆积下来，较细的沉积物首先沉积，较粗的沉积物覆盖其上，形成河口坝。

岩石类型以细砂岩、细—粉砂岩为主，层理类型以波状层理、水平层理为主，测井曲线在顶部突变，这种微相在研究区内发育不多。

河口坝在整个鄂尔多斯盆地都较为少见，主要是入湖河流沉积物丰富，河水密度较大，水体常呈现喷射流形式，能量较高，不具备形成河口坝的沉积环境；后期的河流改道也会对偶尔形成的河口坝造成破坏，使得该亚相难以保存(图4)。

3.3 浅水三角洲内前缘席状砂浅水三角洲内前缘席状砂的形成受周期性、季节性气候影响。

受季节性降雨的影响，湖水深度不断波动，在湖盆整体下降过程中，先期形成的河口坝、水下分流河道和水下决口扇被岸边水体强烈冲刷改造，在湖盆周边形成薄层的席状砂。

该微相主要以细砂岩和粉砂岩夹泥质粉砂岩组成，受水体能量较弱的影响，交错层理和水平层理发育，常到植物化石。

测井曲线上表现为指状或尖峰状(图5)。

3.4 水下决口扇水下分流河道在洪水期发生决堤后，之前的沉积物快速注入到决堤前相对安静的河道边分流间湾中，在决口附近形成了水下决口扇，这种沉积类型一般面积不大，平面上呈放射状扇形存在，水下分流河道砂体两侧能发现水下决口扇的存在，曲线类型以中幅指状为主要特征(图6)。

3.5 水下分流间湾在水下分流河道之间存在相对凹陷的地区，容易形成水下分流间湾。

水下分流间湾内基本不存在水动力条件，水体较浅且盐度较高，常暴露地表，随着周期性降水的变化，水体深度周期性变化。

岩性类型以深褐色泥岩和浅灰色泥岩为主，含少量的粉砂岩或细砂岩。

常见水平层理，局部可见到植物残屑、碳质泥岩和煤线。

电测曲线为微齿化或平滑的曲线(图7)。

4.1 长82沉积微相平面展布特征长82沉积期水下分流河道和水下分流间湾两种微相最为发育。

水下分流河道的岩性以中—细粒砂岩为主，颜色主要为灰褐色、深灰色。

河道砂体正旋回特征明显，测井曲线以钟形或箱形为主，砂体上细下粗，厚度为2.0～15.1m，砂地比为0.14～0.89，发育水平层理、块状层理和各种中、小型交错层理。

由于河流改道，河道砂体不规则发育，经常叠加存在，平面上连片发育，河道宽一般为2～6km；水下分流河道之间发育水下分流间湾，植被丰富，植物化石多见(图8)。

4.2 长81沉积微相平面展布特征长81沉积期，水下分流河道砂体发育范围较广，开始进入浅水三角洲沉积砂体的重要建设期(图9)。

研究区顺物源方向发育北东方向的水下分流河道，沉积特征与长82沉积时期相似，但砂体厚度大，最厚达到21.6m，砂地比为0.17～0.90；水下分流河道之间同样发育水下分流间湾。

鄂尔多斯盆地长8油层组沉积时期环县地区构造活动较弱，地势平坦，以稳定沉降为主，湖盆范围持续扩大，具备发育大面积浅水三角洲内前缘沉积的条件。

由于水下分流河道砂体大量存在且延伸距离较远，进一步扩大了盆地的勘探面积。

上覆长7湖相泥页岩提供了充足的油气来源。

稳定的沉积环境，有利的圈闭构造，易聚集大量油气，形成油气富集区。

纵向上，多期水下分流河道砂体与湖相泥岩之间交错叠置，生油层和储层之间大面积接触，形成“三明治”结构。

平面上，局部地区由于特殊的沉积或溶蚀作用偶尔发育高孔高渗储层，在大范围的低孔低渗地区，这种高孔高渗储层可成为后期油气勘探开发的“甜点”。

其次，浅水三角洲内前缘发育滨浅湖泥岩、水下分流间湾泥岩和三角洲平原沼泽沉积，这些沉积物粒度细，渗透性差，能较好地封堵储层，形成天然圈闭，成为了油气成藏中好的盖层。