合水——塔兒灣地區(qū)長6沉積相研究［1］

陳朝兵，朱玉雙，張 杰，王海華，程 剛

(1.西北大學 大陸動力學國家重點實驗室，陜西 西安 710069;2.中國石油天然氣股份有限公司 長慶油田分公司 第二采氣廠，陜西 西安 710200;3.中國石油天然氣股份有限公司 長慶油田分公司 第一采油廠，陜西 西安710018;4.中國石油天然氣股份有限公司 長慶油田分公司 第六采油廠，陜西 西安 710018;5.中國石油天然氣股份有限公司 長慶油田分公司 長慶油田檔案館，陜西 西安 710018)

合水——塔兒灣地區(qū)位于甘肅省慶陽市境內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造位置位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西南部，伊陜斜坡內(nèi)部構(gòu)造相對穩(wěn)定，地層平緩，僅發(fā)育一系列幅度較小的鼻狀隆起。一般傾角不足1°。

鄂爾多斯盆地晚三疊統(tǒng)延長組為一大型湖盆演化的產(chǎn)物，自下向上劃分為長10－長1十個巖性段。一般認為，長6期為長7最大湖侵之后湖盆萎縮階段，為“湖退砂進”的三角洲高度建設期，盆地周邊以發(fā)育巨厚三角洲朵體為特征。根據(jù)區(qū)域鉆井、測井成果，長6沉積期自下而上發(fā)育了長63、長62、長61三個沉積序列，長6油層組總厚度約100～140 m，各小層厚度相當。

1 物源分析

1.1 重礦物分析

重礦物的種類、含量及其組合特征是判定物源區(qū)母巖性質(zhì)的重要指示劑。研究區(qū)長6重礦物組分中穩(wěn)定礦物鋯石百分含量最高，介于5% ～92%之間，平均值為58.5%;其次為白鈦礦，含量1% ～58%，平均值為17.8%;石榴子石含量1% ～88%，平均值為 14.9%;電氣石含量 1% ～11%，平均值為2.4%，黃鐵礦、重晶石及其它重礦物平均含量6.5%。

本區(qū)重礦物分布具有明顯分帶性，反映物源具有混源的特點。其中，南部和東北部物源為研究區(qū)繼承性好，持續(xù)時間長的主要物源區(qū)，而西北部物源由于分布范圍局限。

1.2 輕礦物分析

輕礦物種類及含量的變化特征也是判定物源方向的重要方法之一。通常從物源方向向水流方向，石英含量會逐漸增加，而不穩(wěn)定礦物長石會逐漸較少，根據(jù)該規(guī)律可進行物源方向的判定。

長6期各小層輕礦物含量及分布規(guī)律表明:穩(wěn)定礦物石英的含量由南部、東北部向研究區(qū)中部慶城－合水地區(qū)逐漸增加，而不穩(wěn)定礦物長石、巖屑含量向中部逐漸減少，由此可判斷，物源方向至少來自兩個方向，可分為:東北部物源區(qū)，主要是以“高長石低石英”為特點;南部物源區(qū)，以“高石英低長石”為特點。

綜合來看，研究區(qū)長6期物源具多方向特點，且主次分明。主要受南部、東北部物源的控制，西北部物源受分布范圍影響，對目的層影響不大。

2 沉積相標志

研究區(qū)位于盆地西南部，沉積所處位置為湖盆沉降中心地帶，一般認為，沉降中心往往坡度較陡，水體較深，為典型的滯留還原環(huán)境，是形成優(yōu)質(zhì)烴源巖的部位。隨著長慶油田近年來先后在沉降中心，即半深湖、深湖環(huán)境下獲得高產(chǎn)油井后，才使得人們對湖盆底部濁積巖儲層展開深入研究。本文通過巖芯觀察、巖石結(jié)構(gòu)分析及測井相等綜合分析認為，合水－塔兒灣地區(qū)長6沉積期即為典型的濁流沉積體系。以下詳述各類沉積相標志:

2.1 顏色特征

顏色是沉積巖最直觀、最醒目的標志，是沉積環(huán)境的良好指示劑。巖芯觀察顯示，合水－塔兒灣地區(qū)長6砂巖顏色以灰色、灰褐色色調(diào)為主，多見淺灰色、灰綠色、灰褐色及褐灰色;長6泥巖主要為灰黑色及黑色，多發(fā)育水平層理，反映長6沉積時期應為水下還原環(huán)境。

2.2 沉積構(gòu)造

通過巖芯觀察及精細描述，區(qū)內(nèi)沉積構(gòu)造種類多樣，較常見的層理構(gòu)造主要有塊狀層理、沙紋交錯層理、平行層理、水平層理、壓扁層理、波狀層理、透鏡狀層理;另外，底層面構(gòu)造、準同生變形構(gòu)造、不完整鮑馬序列及黃鐵礦在本區(qū)尤為發(fā)育，是判定本區(qū)半深湖相濁流沉積的重要標志。

2.3 植物化石

本區(qū)長6泥巖、粉砂質(zhì)泥巖層面上可見大量古生物化石，以植物碎屑化石為主，偶見完整葉片化石;動物化石少見，僅發(fā)現(xiàn)個別魚鱗化石。表明長6沉積期水體相對較深，處于相對缺氧的還原環(huán)境下。

2.4 黃鐵礦

黃鐵礦在巖芯中普遍存在，為半深水、深水滯留還原環(huán)境的產(chǎn)物。在地層中，黃鐵礦多數(shù)以透鏡狀結(jié)核形式產(chǎn)出，可見條帶狀、層狀分布。巖芯觀察顯示，黃鐵礦一般由咖啡色結(jié)核的核部向邊部逐漸交代生長，最終整個結(jié)核被黃鐵礦所代替，表明黃鐵礦的成因與還原條件下的元素礦物交代富集作用有關(guān)，這與本區(qū)長6期處于盆地中心半深湖還原環(huán)境相一致。

2.5 巖石的結(jié)構(gòu)特征

2.5.1 粒度概率累計曲線

概率積累曲線上的線段對應于滾動、躍移和懸浮搬運三類搬運方式，能較好的反映砂體的搬運性質(zhì)和水流強弱，而線段的斜率又反映了樣品的分選性:斜率陡，分選性好;斜率緩，分選性差。

合水－塔兒灣地區(qū)長6儲層粒度概率累積曲線形態(tài)多為由躍移和懸浮組分構(gòu)成的兩段式，缺少滾動搬運組分。其次為一段式，在粒度概率圖上斜率有陡有緩，對應濁積巖鮑馬序列從A段到C段，說明分選性逐漸變好。另外，還存在個別由滾動組分和躍移組分組成的兩段式，說明濁積砂體中存在少量滾動及躍移組分，懸浮組分較少，水動力條件局部變強。

2.5.2 C－M圖

C－M圖是Passega(1957)提出的。C值是累積曲線上顆粒含量1%對應的粒徑，與樣品中最粗顆粒的粒徑相當，代表了水動力攪拌開始搬運的最大能量;M值是累積曲線上顆粒含量50%對應的粒徑，代表了水動力的平均能量。

本次研究對長6砂巖取樣數(shù)達30個，且長6砂巖儲層為同一沉積環(huán)境下的沉積物，符合取樣要求。將所有樣品的C值、M值點到圖上，樣品的點群平行于 C－M基線分布，即以懸浮載荷為主，反映了重力流沉積特征。隨著水流強度的減弱，C、M值系統(tǒng)地減少，反映了遞變懸浮的特點。

2.6 測井相分析

對測井曲線形態(tài)及組合特征分析后發(fā)現(xiàn)，本區(qū)長6電性特征表現(xiàn)為自然電位、自然伽馬呈低幅 －中高幅的箱型、齒化箱形、鐘形、漏斗形及指形的頻繁疊加，形成多種測井曲線組合方式，電阻率曲線為中、低阻的反復疊置，這些特征與河流及三角洲沉積的高幅箱形、鐘形具有較大差異，體現(xiàn)濁積巖縱向巖性相變頻繁、湖底砂巖泥質(zhì)含量較高的特點。

綜合上述特征，最終確定了合水－塔兒灣地區(qū)長6油層組沉積環(huán)境屬于半深湖相背景下的濁流沉積體系。

3 沉積相類型

在沉積環(huán)境確定的基礎上，根據(jù)研究區(qū)沉積特征，選用Walker提出的典型濁積扇沉積微相劃分標準，并按有無固定水道的供給，把研究區(qū)濁積扇劃分為坡移濁積扇和滑塌濁積扇。

圖1 典型的濁積扇相序特征(據(jù)Walker，1978修改)

其中，又將坡移濁積扇劃分為三個亞相:內(nèi)扇、中扇、外扇(圖1)。中扇為坡移濁積巖的主體骨架，內(nèi)扇靠近物源區(qū)，是近基濁積扇的主水道發(fā)育區(qū)(李文厚等，2001)，研究區(qū)位于湖心位置，內(nèi)扇不發(fā)育。而距物源區(qū)相對較遠的中扇和外扇比較常見?；鷿岱e扇又劃分為中心微相和邊緣微相。

2.1 坡移濁積扇

當外界發(fā)生火山活動、地震、潮汐、風暴時，早先沉積于三角洲前緣斜坡帶的砂、泥巖發(fā)生滑動，形成碎屑流、液化沉積物流、濁流等重力流并攜帶大量碎屑物質(zhì)，在斜坡帶底部或湖盆低洼處形成濁積扇體。坡移濁積扇在本區(qū)最為發(fā)育，分布范圍大，且以中扇和外扇沉積比較常見。

3.1.1 中扇

中扇是坡移濁積扇的主體，往往是由多期辮狀水道疊置而成，以細砂巖及粉砂巖為主，在研究區(qū)廣泛發(fā)育，構(gòu)成了本區(qū)主要的油氣儲集層。中扇沉積厚度往往較大，分布面積較廣，進一步可劃分為辮狀水道、辮狀水道前緣、辮狀水道間等沉積微相。

1)辮狀水道微相

辮狀水道為一系列的分流辮狀水道相互疊置，構(gòu)成疊合砂體，一般呈透鏡狀。巖性主要為細砂巖，常見薄層泥巖夾層?？梢姴煌暾U馬序列，厚度數(shù)十厘米到一兩米。

2)辮狀水道前緣微相

為辮狀水道向湖中心的過渡部分，處于辮狀水道的前緣。巖性主要為細－粉砂巖、泥質(zhì)巖。剖面可見鮑馬序列上部CDE、DE段，波狀層理、水平層理較常見。

3)辮狀水道間微相

為辮狀水道之間重力流溢出時形成的沉積物。巖石類型主要為不規(guī)則互層的砂泥巖交互層(吳崇筠，1986)。可見植物碎片及炭屑，差異壓實形成的負荷構(gòu)造較為常見。鮑瑪序列主要為CDE或DE段組合。

3.1.2 外扇

位于中扇外緣的湖底平原，地形平坦，水體相對寧靜，沉積作用緩慢。半深水和深水泥質(zhì)沉積周期性地被濁流間斷，因無水道限制，水平延伸穩(wěn)定的薄層砂巖與深湖相暗色泥巖呈交互式沉積。

3.2 滑塌濁積扇

滑塌濁積扇規(guī)模較小，平面上一般呈土豆狀、片狀，剖面上呈透鏡狀，為發(fā)生事件沉積時，沉積物快速整體滑塌形成，主要可劃分為中心微相和邊緣微相兩個相帶。

4 結(jié)語

(1)本區(qū)長6油層組沉積期物源至少來自三個方向，其中南部、東北部物源為持續(xù)時間長的主要物源區(qū)，西北部物源分布有限，影響較小。

(2)本區(qū)長6屬于半深湖相濁流沉積，以發(fā)育坡移濁積扇中扇亞相沉積為主，中扇亞相又進一步分為辮狀水道、辮狀水道前緣、辮狀水道間等微相，其中辮狀水道微相是有利儲層主要發(fā)育部位。滑塌濁積扇規(guī)模較小，可劃分為中心微相和邊緣微相。

［1］王金鵬，彭仕宓，趙艷杰等.鄂爾多斯盆地合水地區(qū)長6－8段儲層成巖作用及孔隙演化.石油天然氣學報(江漢石油學院學報).2008，30(2):170 －174.

［2］趙俊興，李鳳杰，申曉莉，羅媛，付偉等.鄂爾多斯盆地南部長6和長7油層濁流事件的沉積特征及發(fā)育模式.2008，29(3):390－394.

［3］陳全紅，李文厚，郭艷琴，梁積偉，崔軍平，張道鋒等.鄂爾多斯盆地南部延長組濁積巖體系及油氣勘探意義.地質(zhì)學報.2006，80(5)657－663.

［4］李博.西峰－合水地區(qū)長6_長8沉積相_古水流方向與物源研究.西北大學碩士學位論文.2006.

［5］楊友運.鄂爾多斯盆地南部延長組沉積體系和層序特征.地質(zhì)通報.2005，24(4):370 －372.

［6］陳全紅.鄂爾多斯盆地南部三疊系延長組沉積體系與層序地層學研究.西北大學碩士學位論文.2004.

［7］梅志超.沉積相與古地理重建.西北大學出版社.1994.