延長東部本溪組沉積特征

石　堃

(西安石油大學 地球科學與工程學院，陜西 西安 710065)

?

延長東部本溪組沉積特征

石堃

(西安石油大學 地球科學與工程學院，陜西 西安 710065)

[摘要]以本溪組標志層及沉積旋回為基礎，將本溪組劃分為本1段和本2段。在現有資料的基礎上，通過研究本區(qū)本溪組的相標志，進行單井相分析，確定該區(qū)沉積相類型，綜合分析其沉積特征。本1、本2期均以潮坪沉積為主，并可進一步劃分出砂坪、混合坪、泥坪等微相。沉積物主要為灰白—深灰色細砂巖、泥巖、灰?guī)r及煤層。砂坪砂體作為研究區(qū)天然氣儲集的骨架砂體，沉積相帶的展布控制其發(fā)育。因為研究區(qū)本溪組的砂坪中主要發(fā)育成熟度較高的石英砂巖，其儲層物性好，所以預測的含氣有利區(qū)就分布在該區(qū)的大型砂坪砂體上。

[關鍵詞]延長東部；本溪組；沉積相；沉積特征

鄂爾多斯盆地豐富的油氣資源奠定了其作為我國主力油氣區(qū)及大型綜合能源接替基地的地位。鄂爾多斯盆地探明含氣面積達11 280.5 km2，探明天然氣儲量超過2×1012m3，但是探明率僅為18%，探明程度很低，可供勘探的天然氣資源潛力還很大。但前人對盆地東部(尤其是對上石炭統(tǒng)本溪組)的研究及認識較匱乏，所以選取鄂爾多斯盆地延長東部地區(qū)本溪組作為研究對象，通過對該地區(qū)進行地層對比、沉積特征分析及沉積相劃分，對延長地區(qū)進—步的勘探部署工作具有一定的參考價值，有可能幫助指導該地區(qū)的下一步勘探。

1沉積特征

1.1沉積環(huán)境

早奧陶世加里東運動時期，盆地因抬升遭受剝蝕，缺失了中晚奧陶世至早石炭世沉積的地層。直到晚石炭世本溪期，由于盆地緩慢沉降，海水從東部侵入。海岸地區(qū)形成長而狹窄的平行于海岸線的地質體，它隔絕了近岸海與廣海，使海水處于局部循環(huán)狀態(tài)。

隨后，發(fā)生—次大規(guī)模海侵事件，延長地區(qū)東部附近則是局限淺海背景上發(fā)育的潮坪—障壁島沉積體系。

在下—次海侵背景下，障壁島遷移，潮汐水道遷移，障壁島的位置和面積發(fā)生變化，這個時期大面積發(fā)育潮坪，瀉湖等沉積相。

這兩期大的海侵事件，在露頭和巖心、測井中都有反應。并且通過對周邊古陸的構造演化沉積演化分析，認為提供物源的古陸是南邊的秦嶺古陸。

1.2沉積相標志及特征

沉積相是沉積物的生成環(huán)境、生成條件和其特征的總和。它對于恢復與確定沉積環(huán)境有著非常重要的意義[1]。

相標志作為沉積相劃分最主要的依據，研究中主要利用沉積巖的顏色、巖性，沉積結構、構造、測井相特征及古生物化石等相標志對沉積相進行識別和劃分[2]。

1.2.1沉積學標志

1)沉積巖顏色

不同沉積環(huán)境形成的沉積巖，顏色也不同。沉積巖顏色的不同是因為所含色素不同，而起決定性作用的就是有機質和鐵質。有機質含量越高，巖石顏色越暗；沉積巖中因含Fe2+的礦物而呈現綠色，若含有Fe3+的礦物則會呈現紅色。本研究區(qū)沉積巖以灰白、灰綠及深灰色為主。其沉積環(huán)境為弱氧化到弱還原環(huán)境。

2)巖石類型

研究區(qū)本溪組的巖石類型主要為內源沉積巖和陸源碎屑巖組成。

(1)碎屑巖類

研究區(qū)本溪組發(fā)育的屑巖主要以含爍砂巖、粗砂巖、細砂巖、泥巖為主，頂部發(fā)育煤層。根據研究區(qū)本溪組砂巖成分統(tǒng)計表可看出砂巖的碎屑組成及含量差異不大(表1)。

表1　研究區(qū)本溪組砂巖成分統(tǒng)計表

(2)碳酸鹽巖類

研究區(qū)本溪組碳酸鹽類主要為灰?guī)r和泥灰?guī)r，本1和本2段主要發(fā)育厚度較大的吳家裕灰?guī)r和畔溝灰?guī)r。

3)結構特征

碎屑巖的結構是碎屑巖內各結構組分的大小、形狀以及空間組合方式，包括分選磨圓等特征。研究區(qū)本溪組主要發(fā)育中—細粒砂巖，分選性好，磨圓度較高，這也體現了當時本溪組碎屑顆粒沉積時受到強烈的水流改造作用(圖1，表1)。

圖1　研究區(qū)本溪組砂巖粒度分布圖

4)沉積構造

沉積構造是沉積巖各個組成部分之間的空間分布和排列方式。常見的沉積構造有層理、波痕、縫合線、生物擾動構造等。最常見的沉積構造主要有水平層理、平行層理、交錯層理、板狀層理、生物擾動構造等。根據研究區(qū)巖心錄井資料可知，該區(qū)多見交錯層理、平行層理(圖2、圖3)、斜層理。

圖2　Y130井錄井巖心—交錯層理

圖3　Y130井錄井巖心—平行層理

1.2.2古生物標志

生物成因構造是指與生物作用有關的構造[3]。因為它可以反映當時生物的活動及生存環(huán)境，并且原地保存，所以生物成因構造可以用來判別古生物的沉積環(huán)境及年代。研究區(qū)本溪組的動物化石較少，泥巖中可見少量的植物殘留，局部發(fā)育煤線或煤層，這些標志都反映出當時的潮濕沼澤相的沉積環(huán)境。

1.2.3測井相標志

通過分析研究區(qū)本溪組多口井的測井曲線，建立了測井相特征，并用它指導沉積相的劃分。利用總結的特征，可得出障壁島沉積典型的測井曲線特征為：齒狀或箱狀高自然伽馬，高聲波時差。而瀉湖相的測井曲線特征為：低自然伽馬，低聲波時差。

2沉積特征對油氣分布的影響

通過對研究區(qū)沉積相進行分析及查閱資料，認為在研究區(qū)氣源巖生烴良好的情況下，天然氣成藏的地區(qū)為優(yōu)勢相帶儲集砂體或局部構造高部位。厚度大、連通性較好的地區(qū)，對應的氣層厚度較大、含氣飽和度較高[4]。

由該區(qū)本溪組氣層厚度等值線圖(圖4)可知，本溪組氣層在Y130—Y149—Y336一帶較厚，與本溪組地層厚度具有一定的對應關系。地層較厚處，砂坪發(fā)育區(qū)，氣層厚度較大。本溪組氣層和含氣層較發(fā)育，氣層最大厚度14.2 m，最小厚度1 m，平均厚度7 m。含氣層最大厚度4.1 m，最小厚度1.1 m，平均厚度2.6 m。但氣層連續(xù)性差，分布較為分散。氣藏剖面和氣層等值線圖顯示研究區(qū)本溪組西北部和南部的氣藏較發(fā)育，而該區(qū)域多為砂坪沉積。

利用巖心和測井等數據，選取了研究區(qū)的20口井分別做單井沉積相分析、連井沉積相分析。

本溪組早期為泥坪沉積，晚期為泥炭坪沉積。測井曲線由低幅齒形向低值轉化。本1段和本2段均發(fā)育潮坪相沉積，兩段均發(fā)育砂體。本1段砂體的測井曲線特征為：自然電位呈箱形或鐘形，自然伽馬呈箱形或低幅齒狀。砂巖頂部、底部與泥巖均呈漸變接觸。

通過連井沉積相剖面分析，得出：本溪組頂部發(fā)育的煤層，展布范圍較廣，分布穩(wěn)定且厚度較大，各別層位發(fā)育薄層灰?guī)r。幾期砂體疊置且連通性較好。

總體而言，砂體展布受控于沉積相展布。研究區(qū)本溪組砂坪的細砂巖和障壁島砂壩的巖屑石英砂巖廣泛發(fā)育，且分布較穩(wěn)定。通過天然氣產出情況來看，主要含氣層都集中在以石英砂巖和巖屑石英砂巖為儲層的地區(qū)。由于海水的反復沖刷，研究區(qū)中東部地區(qū)砂坪砂體上主要發(fā)育石英砂巖，且砂巖儲層的物性較好，而預測的含氣有利區(qū)就分布在該區(qū)的大型障壁砂體及砂坪砂體上。

圖4　研究區(qū)本溪組氣層厚度等值線圖

3結語

(1) 研究區(qū)本溪組地層是在兩次海侵海退的背景中開始沉積的。最典型的相標志為下煤組煤層、吳家峪灰?guī)r、晉祠砂巖、畔溝灰?guī)r以及湖田鋁土巖。主要發(fā)育潮坪沉積體系。沉積物多為分選較好的灰白色細砂巖、粉砂巖、石英砂巖，泥巖及煤層。多發(fā)育交錯、平行、斜層理。

(2)天然氣主要儲集在砂坪砂體之中，而砂坪砂體的發(fā)育受控于沉積相帶的展布。本溪組砂坪呈北東—南西向展布，且砂體連通性好。本1、本2期均以潮坪沉積為主。

(3)本溪組氣層較發(fā)育的區(qū)域對應砂坪沉積。由于本區(qū)本溪組砂坪主要發(fā)育分選較好的石英砂巖，其砂巖的儲層的物性好，所以預測的含氣有利區(qū)就分布在該區(qū)的大型砂坪砂體上。

參考文獻

[1]朱筱敏.沉積巖石學[M].北京石油工業(yè)出版社.2008：241-247.

[2]陳友飛.沉積相研究及其若干理論[J].福建師范大學學報.1998，112-118.

[3]倪良田.延長氣田本溪組沉積體系研究[D].北京：中國石油大學.2012：4-13.

[4]劉春雷. 鄂爾多斯盆地東部本溪組沉積體系研究[D].西北大學.2012.

[收稿日期]2015-10-09

[作者簡介]石堃(1991-)，女，甘肅慶陽人，在讀碩士研究生，主攻方向：石油地質。

[中圖分類號]TE122.2+21

[文獻標識碼]B

[文章編號]1004-1184(2016)01-0244-02