鄂爾多斯盆地L地區(qū)長2油層組沉積相展布特征及其控藏作用

劉 陽，張鳳奇，張芥瑜，張?zhí)m馨，謝 沖，陳志雄，李 挺

(西安石油大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，西安 710065；陜西省油氣成藏地質(zhì)學(xué)重點實驗室，西安 710065)

鄂爾多斯盆地伊陜斜坡中部延安三角洲延長組油氣藏形成的主控因素較多[1-2]，普遍認(rèn)為長2油氣藏的分布受多種因素控制，比如沉積相帶、烴源巖、構(gòu)造、水動力強弱等因素，研究區(qū)長2主要發(fā)育巖性-構(gòu)造油氣藏.L地區(qū)長2油層組油氣性較好，但是沉積相是否對油氣有控制作用并不清楚.因此，在前人研究的基礎(chǔ)上，通過對野外露頭踏勘、巖心庫巖心觀察、巖屑錄井和對應(yīng)的探井資料等分析，確定了研究區(qū)長2油層組的沉積體系，通過繪制研究區(qū)長2油層組的沉積相平面分布圖和砂體厚度與含油面積疊合圖[3-7]，總結(jié)研究區(qū)沉積相的特征及其對油氣的控制作用，以期為后續(xù)油氣勘測提供有利的支撐.

1 區(qū)域地質(zhì)概況

L地區(qū)位于陜西省延安市寶塔區(qū)，其構(gòu)造位置屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡延安三角洲.

本文的研究層位是延長組長2油層組.延長組是內(nèi)陸淡水湖盆經(jīng)歷發(fā)育形成到消失整個過程而形成的地層.發(fā)育典型的河流-湖泊等相關(guān)沉積相.根據(jù)前人對鄂爾多斯盆地延長組長2沉積相平面展布的研究結(jié)果，可知研究區(qū)長2油層沉積物的物源方向為北東-南西向[8-11].L地區(qū)因平面上壓實作用不同而發(fā)育有小規(guī)模的區(qū)域性隆起[12].由于構(gòu)造運動較弱，研究區(qū)域內(nèi)未發(fā)育斷層[圖1(a)].

根據(jù)調(diào)研，結(jié)合標(biāo)志層和沉積旋回，以及巖性、巖相、測井曲線組合特征、地層等厚等因素，本文將長2油層組劃分為長21、長22和長23三個油層亞組.長2油層組地層厚度一般在120～125 m左右[圖1(b)].

圖1 L地區(qū)長2頂面構(gòu)造圖和地層綜合柱狀圖

2 研究區(qū)沉積相及砂體分析

根據(jù)研究區(qū)沉積背景和測井資料[圖1(b)]，結(jié)合巖心觀察和分析，在前人對L區(qū)沉積相研究的基礎(chǔ)上[13-14]，本文認(rèn)為研究區(qū)長2油層組發(fā)育三角洲平原亞相.

2.1 沉積微相類型

長2油層組沉積微相與大多數(shù)河流相相似，發(fā)育分流河道、天然堤、決口扇、等沉積微相，但天然堤和決口扇等沉積微相在研究區(qū)不易區(qū)分，因此統(tǒng)稱為河道間微相.

2.1.1 分流河道

分流河道沉積砂體是研究區(qū)砂體的主體，巖性特征為塊狀砂巖、粉砂質(zhì)泥巖或砂泥巖互層[圖1(b)]，碎屑粒度表現(xiàn)出下粗上細(xì)的“二元結(jié)構(gòu)”，分流河道沉積微相與常見的河道沉積相似，通常河道底部可見水流沖蝕，同時也可以發(fā)現(xiàn)其他表現(xiàn)水流沖刷的構(gòu)造，如板狀、槽狀交錯層理，平行層理等.

2.1.2 河道間

河道間沉積微相沉積物顆粒較細(xì)，發(fā)育泥巖、泥質(zhì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖等細(xì)粒沉積[圖1(b)]常見的沉積構(gòu)造包括波紋層理、水平層理和生物潛穴等，還可以發(fā)現(xiàn)植物碎屑和化石，自然伽馬曲線呈現(xiàn)出低幅度的微齒狀(表1).

表1 L地區(qū)長2測井相標(biāo)志及巖心照片

2.2 沉積微相平面展布

從長2油層組沉積微相平面分布圖可以看出，研究區(qū)長2油層組分流河道(砂地比>0.5)沉積微相發(fā)育最多，約占研究區(qū)面積的70%，其次發(fā)育分流河道側(cè)翼(砂地比0.3～0.5)沉積微相，約占研究區(qū)面積的25%，而河道間(砂地比<0.3)沉積微相在研究區(qū)發(fā)育最少，約占研究區(qū)面積的5%.

研究區(qū)長2油層組巖性為細(xì)粒砂巖和泥巖等.通過圖2可以分析出，在研究區(qū)分流河道普遍發(fā)育，河道展布方向基本為北東-南西向，根據(jù)調(diào)研可知物源來自于研究區(qū)北東部.通過長23、長22和長21小層沉積微相平面圖對比分析發(fā)現(xiàn)，分流河道先由研究區(qū)外的兩條分支河道匯入，逐漸演化為研究區(qū)內(nèi)的主河道，并在研究區(qū)西南部逐漸分支為分流河道，次級河道數(shù)量增加.研究區(qū)分流河道逐漸向西南方向偏移，河道砂體逐漸沉積，厚度增加，同時偏移方向上發(fā)育分流河道側(cè)翼、河道間沉積微相(圖2).

圖2 L地區(qū)長2油層組沉積微相平面分布圖

3 沉積相對油藏的影響

沉積相帶對油氣控制作用主要表現(xiàn)在儲層物性與沉積相類型息息相關(guān)，而油氣藏的形成與分布受儲層物性的直接影響[15-16].由前文分析可知，分流河道微相是研究區(qū)長2油層組發(fā)育面積最大的沉積微相.同時分流河道沉積微相上油氣藏形成和分布最多(圖3)，這是因為分流河道砂體厚度大、孔滲條件好，油氣運移通道發(fā)育良好；而分流河道側(cè)翼及河道間微相砂體厚度相對較薄，一些區(qū)域的砂體甚至發(fā)生巖性尖滅，孔滲條件變差、泥質(zhì)含量大幅增加，非均質(zhì)性變強，儲層逐漸發(fā)育為低滲透～致密砂巖，因此含油氣性較差.

圖3 L地區(qū)長21砂厚與有效含油面積疊合圖

研究發(fā)現(xiàn)，L地區(qū)長2油層組有效含油面積區(qū)域(油層厚度大于2m)主要分布在長21砂層組.通過研究區(qū)長21沉積砂體厚度與有效含油面積疊合圖分析表明，有效含油氣區(qū)域主要分布在分流河道沉積砂體上(厚度>25m)，少量的有效含油氣區(qū)域分布在分流河道側(cè)翼沉積砂體上(厚度<20 m)，幾乎沒有含油氣區(qū)域位于河道間砂體(厚度<15m)上(圖3).分析認(rèn)為形成上述有效油氣面積差異性分布的原因是沉積相的差異決定了儲層的物性.分流河道作為油氣的優(yōu)勢聚集區(qū)，表現(xiàn)為發(fā)育厚度較大的沉積砂巖，并且孔滲條件較好，砂體中油氣運移通道發(fā)育，這有利于油氣的聚集.然而在分流河道側(cè)翼砂體發(fā)育相對較薄，泥巖含量較高，砂巖物性很差，甚至大量發(fā)育致密砂巖，砂體內(nèi)部和砂體之間的非均質(zhì)性增強，不具備油氣運移的條件，油氣幾乎無法成藏.河道間沉積微相中，泥質(zhì)大量發(fā)育，不具備油氣儲存的條件.因此我們認(rèn)為優(yōu)勢的沉積砂體有利與油氣藏形成和分布.

4 結(jié)論

(1)研究區(qū)長2油層組發(fā)育三角洲平原沉積亞相，其中最主要發(fā)育分流河道微相，約占研究區(qū)面積的70%，砂體發(fā)育最好；其次位分流河道側(cè)翼微相，占研究區(qū)面積的25%，砂體發(fā)育較差；河道間微相發(fā)育面積最小，占研究區(qū)面積的5%，砂體發(fā)育最差.

(2)研究區(qū)長2油層組沉積相的差異決定了儲層的物性存在差異，油氣藏主要發(fā)育在分流河道沉積微相上，少量的油氣藏在分流河道側(cè)翼沉積微相上，河道間幾乎不發(fā)育油氣藏.因此,本文認(rèn)為沉積相的不同對油氣藏具有重要的控制作用.