鄂尔多斯盆地姬塬地区长6油层组沉积微相特征

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第29卷第4期世界地质Vol.29No.42010年12月GLOBALGEOLOGYDec.2010文章编号:1004－5589(2010)04－0614－09鄂尔多斯盆地姬塬地区长6油层组沉积微相特征1，21，21，21，2公繁浩，鲍志东，刘丽，伍星1．中国石油大学地球科学学院，北京102249;2．中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室，北京102249摘要:利用岩心测井、粒度分析和薄片鉴定等资料综合分析，揭示出研究区长6油层组以三角洲前缘亚相沉积为主，可细分为水下分流河道、河口坝、水下分流间湾、水下决口扇和水下天然堤5个沉积微相，并分析了各小层沉积微相的平面展布规律和沉积微相对储层的控制作用。结果表明，长6油层2组的优质储集体主要赋存于水下分流河道砂体及水下分流河道与河口坝组合砂体中，总体上长61、长1262和长62期优质储层展布范围较广，平面上连片分布，垂向上相互叠置，是下一步工作的主要目标层位。关键词:鄂尔多斯盆地;姬塬地区;延长组;长6油层组;沉积微相中图分类号:P618.21文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1004-5589.2010.04.012SedimentarymicrofaciescharactersofChang6oil-bearingformationinJiyuanareaofOrdosBasin1，21，21，21，2GONGFan-hao，BAOZhi-dong，LIULi，WUXing1．CollegeofEarthSciences，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China;2．StateKeyLaboratoryofPetroleumResourcesandProspecting，ChinaUnviersityofPetroleum，Beijing102249，ChinaAbstract:Utilizingcorelogging，grainsizeanalysisandthinsectionanalysis，theauthorsidentifiedfrontdeltaasthemajorsub-faciestypeofChang6oil-bearingformation，includingthemicrofaciesofsubaqueousdistributarychannel，rivermouthbar，subaqueousinterdistributarybay，subaqueouscrevassesplay，andsubaqueousnaturallevee．Theplanardistributionregulationofeachlayerandthecontrolactionofsedimentarymicrofaciestoreservoirshavebeenanalyzed，whichshowthatthehighqualityreservoirsofChang6oil-bearingformationweremainlyhostedinsubaqueousdistributarychannelsandandcombinationsandbetweensubaqueousdistributarychannelandmouth212bar．Ingeneral，thehighqualityreservoirsofChang61，Chang62andChang62werewiderdistributedwithbettercontinuityinplaneandsuperimpositioninvertical，whicharethetargetlayersforthenextwork．Keywords:OrdosBasin;Jiyuanarea;YanchangFormation;Chang6oil-bearingformation;sedimentarymicrofacies坡和天环坳陷两大构造单元，地层平缓，倾角一般1前言＜1°，构造相对简单，以鼻状构造为主。本区上三［1］姬塬地区位于鄂尔多斯盆地西部，横跨伊陕斜叠统延长组为一套内陆湖盆的碎屑岩沉积，自收稿日期:2010-11-08;改回日期:2010-11-18基金项目:国家973重大专项(2006CB202304) 第4期公繁浩鲍志东等:鄂尔多斯盆地姬塬地区长6油层组沉积微相特征615［2］上而下划分为10个油层组(长1～长10)。其中，长10段至长7段沉积期为湖进期，长6段至长2段沉积期为湖退期，长1段沉积期为准平原化期。对于长6油层组而言，构造对油气圈闭控制作用较小，油气圈闭主要受岩相变化和储层物性变化控制，以岩性油气藏为主，沉积相分布对于研究储［3，4］层的发育特征有着极其重要的意义。但由于早期勘探资料的限制，对于本区长6沉积相的研究较［5］为粗略，随着勘探的进一步展开，需重新认识本区沉积相带展布。为满足油田开发的生产实际需要，本次研究以“旋回对比、分级控制”为原则，结合区域沉积背景研究，综合运用基本标志层以及［6］煤层等辅助标志，利用曲线相标志和层内的等厚性在原有3分的基础上，进一步划分为长611212(长61、长61)、长62(长62、长62)、长63(长1263、长63)3个油层6个小层，并结合钻井、测井、岩石薄片鉴定等资料，综合分析姬塬油田长6油层组各小层沉积微相的平面展布规律，建立了姬塬地区长6油层组沉积微相演化模式，分析沉积微图1鄂尔多斯盆地构造区划Fig.1TectonicdivisionsofOrdosBasin相与储集体发育展布演化规律之间的关系、储集性能及含油性的影响因素，为优选下步高效滚动建产相的简要特征如表1及图2、图3所示，现详细介开发目标提供依据。绍各微相沉积特征如下:三角洲前缘亚相位于河流入湖口至变陡湖坡之2沉积微相类型及特征间的滨浅湖地带，是三角洲沉积体系中厚度最大，据岩心及薄片的观察发现姬塬地区长6油层组沉积类型最复杂和最具特色的部位，也是三角洲沉的岩性主要为粉--细粒砂岩及灰色、灰黑色泥岩，积体系中储层最发育、成藏条件最好的有利相带。砂岩类型主要为长石砂岩和岩屑质长石砂岩，分选研究区长6油层组三角洲前缘位于三角洲平原中等--好，磨圆较好，以次圆--次棱角状为主，颗外侧的向湖方向，处于湖水面以下，为河流和湖水粒支撑，多为孔隙--接触式胶结，以线接触为主，的剧烈交锋带，沉积作用活跃。其骨干是水下分流说明沉积物搬运距离较远。砂岩一般为浅灰--深灰河道，其间是河口坝、水下天然堤和水下分流间湾色，也有少数井岩心为灰白色，含油砂岩段由于受等微相。油气影响，表现为灰褐色。泥岩、粉砂质泥岩基本水下分流河道微相水下分流河道微相主要为为深灰色、灰黑色、黑色，部分有钙质胶结的岩心细砂岩，分选较好，多具有下粗上细的正韵律，自段为浅灰绿色。说明本区长6油层组是在水下较封然电位曲线形态多呈箱形和钟形。垂向上常为多期闭环境下沉积的，总体处于弱还原--还原沉积环境。分流河道砂体的叠置，形成厚度较大的储集砂体。［7，8］根据各种沉积相识别特征以及陆相湖盆主河口坝微相河口坝微相呈舌状砂体，其岩性［9］要沉积体系划分方案，并结合岩心、测井等资主要是细砂岩、泥质粉砂岩和粉砂岩，分选和磨圆料对姬塬地区的长6油层组的沉积相进行了综合分中等。沉积构造以砂纹层理多见。具有向上变粗的析，表明研究区长6油层组主要发育三角洲前缘亚反韵律，底部为具波状层理的泥质粉砂岩、粉砂相沉积，主要包括水下分流河道、河口坝、水下天岩，向上变为细砂岩，自然电位曲线为漏斗形。河然堤、水下分流间湾和水下决口扇5个沉积微相;口砂坝的中上部一般孔渗条件较好，可以作为理想在水体相对较深处发育浅湖沉积。各个主要沉积微的石油储层。 616世界地质第29卷表1姬塬地区长6油层组主要沉积微相类型特征Table1MicrofaciescharacteristicsofChang6oil-bearingformationinJiyuanarea水下天然堤水下天然堤是陆上天然堤的水下曲线中高值，呈齿形。延伸部分，为水下分流河道两侧的砂脊。研究区水水下决口扇水下决口扇是洪水期底流冲决水下天然堤的沉积物为粉砂岩与粉砂质泥岩、泥质粉下天然堤后，在决口处附近快速堆积形成的小型扇砂岩的互层。粒度概率曲线为单段或两段型，基本状沉积体。岩性为灰色含泥质粉砂岩夹薄层泥岩组上由单一的悬浮总体组成，以流水形成的波状层合，常具向上变粗或向上变粗后又变细的粒序韵理、透镜状层理、脉状层理为主。其他尚有冲刷--律，厚度为0.5～1.5m。砂岩成分成熟度中等，充填构造、虫孔、泥球和包卷层理等，有时可见植结构成熟度低。以块状层理为主，次为沙纹层理、物碎片。自然电位曲线为指状或低的微齿状。水平层理和变形层理。生物化石稀少，偶见保存较水下分流间湾水下分流间湾为水下分流河道完整的植物茎杆和叶片化石。在剖面上与水下天然之间相对凹陷的湖湾地区，与湖相通。当三角洲向堤伴生或在分流间湾中呈夹层产出，与相邻微相存前推进时，灰黑色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩在粒级和粒序突变关系。电测曲线呈低、中幅指等在悬浮沉积作用下，在分流河道间形成一系列尖状、小型钟形，总体上以显示均匀悬浮和略向上变端指向陆地的楔形泥质沉积体。研究区水下分流间粗又变细的趋势。湾以泥质悬浮沉积物为主，含少量粉砂。粉砂岩中3沉积微相平面展布特征发育沙纹层理和水平层理，可见浪成波痕及生物介壳和植物残体等，虫孔及生物搅动构造发育。自然3.1划分平面相的依据电位曲线相对低平，中夹微幅值负异常，自然伽马首先，从地层厚度等值线图分析各小层沉积前 第4期公繁浩鲍志东等:鄂尔多斯盆地姬塬地区长6油层组沉积微相特征617的基底隆凹格局，初步判别沉积体系展布方向与沉分析地层厚度等值线图、砂岩厚度及砂岩百分含量积中心位置。其次根据过关键井点的连井相剖面确等值线图等，并结合区域地质资料，编制了长6段定工区的整体沉积格局。在上述研究基础上，综合各小层沉积微相平面展布图(图4)。a.水平层理;b.透镜状层理;c.上攀交错层理;d.斜波状层理;e.平行层理;f.交错层;g.丘状交错层理;h.小型槽状交错层理图2姬塬地区长6油层组岩心中发育的层理Fig.2StratificationsincoreofChang6oil-bearingformationinJiyuanareaa.冲刷面，泥砾;b.槽膜;c.变形构造;d.炭屑;e.生物碎屑;f.虫孔图3姬塬地区长6油层组岩心中发育的沉积构造Fig.3SedimentarystructureincoreofChang6oil-bearingformationinJiyuanarea在实际操作中通过对研究区取芯井水下分流河以上定为水下分流河道，0.2～0.3为水下天然堤，道及水下天然堤微相所对应的砂地比进行统计，可0.3～0.4为水下分流河道及水下天然堤过渡带，知水下分流河道砂地比峰值为0.6～0.8，分布在0.1～0.2为水下天然堤及水下分流间湾过渡带，0.4～1范围内，水下天然堤砂地比峰值为0.3～具体情况参考测井和岩心等资料综合分析。0.4，分布在0.1～0.4范围内，故将砂地比在0.4 618世界地质第29卷图4姬塬地区长6油层组各小层沉积微相展布图Fig.4DistributionofsedimentarymicrofaciesofeachlayerofChang6oil-bearingformationinJiyuanarea3.2沉积微相展布特征状，可见9条水下分流河道，河道分布范围较小，22长63砂体与沉积微相展布特征长63时期是延伸不远，河道之间发育水下天然堤及水下分流间鄂尔多斯盆地整体水退背景下三角洲大面积进积的湾(图4a)。11时期。湖盆开始收缩，湖平面下降，工区三角洲较长63砂体与沉积微相展布特征长63期较长2发育，三角洲前缘亚相分布范围较广，延伸至工区63期的湖盆收缩幅度加大，东北方向物源控制的三中部，最远至工区东北部，受物源方向控制，砂体角洲沉积体系的推进作用更加强烈，湖平面缓慢下走向主要呈北东--南西方向，北东向三角洲呈鸟足降，三角洲前缘整体呈鸟足状，局部朵叶状，北东 第4期公繁浩鲍志东等:鄂尔多斯盆地姬塬地区长6油层组沉积微相特征619向发育9条主河道，被水下天然堤分隔，北西向三的浅湖沉积。各沉积时期河道分叉、摆动、交汇，角洲呈鸟足状向湖盆区推进，河道前缘及侧缘见河自研究区东北部向西南部注入。纵观各时间单元沉口坝发育(图4b)。积微相展布，姬塬地区沉积体系演化具有以下特22长62砂体与沉积微相展布特征长62期较长征:研究区长6时期为湖盆建设期，湖水大面积退163期的湖盆收缩幅度加大，东北方向物源控制的三缩，三角洲前缘连片分布，长6时期水体总体上变角洲沉积体系的推进作用更加强烈，西南方向物源浅，在长61、长62及长63沉积期内部有小规模的控制的三角洲沉积体系也较前期更靠近湖盆中心。湖进，表现为大规模湖退环境下的小范围湖进。纵1砂体走向与前期基本一致。总体而言，与长63相观姬塬地区，东北方向物源为其主要物源，长6时比，三角洲前缘范围向南扩大，整体呈鸟足状或朵期始终存在，沉积物供给量相对较大。叶状。全区北东向发育9条主河道，河道呈不规则姬塬地区湖泊三角洲是以河道砂体为骨架的高带状及扇状，自北东向南西方向入湖，河道侧向迁建设性三角洲。因其地层样式受湖水深度的严格控移频繁，砂体规模变大，形成多个被分流间湾分隔制，所以随着湖盆地形及基底性质的变化，河流将的格局，局部河道前缘及侧缘发育河口砂坝(图建造出沉积样式不同的三角洲体系。盆地由于水4c)。浅，基底稳定，所以三角洲推进快，主要形成垂向12长62砂体与沉积微相展布特征与长62期相序列不完整，但分布很广的浅水型三角洲(图5)。比，前期大面积发育的三角洲前缘沉积体均在退缩当三角洲推进到台地边缘较深水区，浅水型逐渐为变小，如研究区西南部的三角洲朵叶体发育规模较深水型三角洲取代。上升期明显减小，来自北东向物源区的三角洲前缘4沉积微相对储层的控制作用沉积体仅以细长条状向盆地方向伸展，呈分流河道、天然堤、水下分流间湾交替的格局，于研究区一般而言，控制储层发育的主要因素为沉积因［10-12］东部河道前方及两侧发育河口坝。全区内共发育8素、成岩作用及构造改造作用，但作用大小条主河道，物源方向主要为北东向，并在局部地区不尽相同。本区构造运动微弱，因此低孔低渗储层交汇(图4d)。的形成主要受沉积和成岩作用的控制。而沉积因素22长61砂体与沉积微相展布特征同长62相比，又是影响储层储集性能的物质基础，除控制储层的2厚度、规模及空间展布规律等宏观特征外，还决定长61砂体的发育规模和分布范围明显扩大，三角洲成扇状或带状向湖区延伸。研究区全部为三角洲着沉积岩的碎屑组成、颗粒大小、填隙物的种类和前缘亚相，发育9支水下分流河道(图4e)。含量、岩石的结构等微观特性，从而控制着岩石的11原始孔隙度和渗透性，因而沉积作用对储层起到先长61砂体与沉积微相展布特征长61沉积时期研究区主要发育10支水下分流河道，10支河道天性的控制作用。研究油气聚集与沉积相带的分布物源方向均来自北东方向，呈带状展布，三角洲呈具有十分重要的意义，故本文主要讨论沉积微相对鸟足状(图4f)。储层的控制作用。3.3沉积演化规律与相模式沉积相对储层发育的控制作用，首先表现在对结合区域地质概况，综合各层沉积微相平面展储层空间分布和物性特征的控制。研究区长6油层布图，可知姬塬地区延长组的主物源区和物源方向组储层砂岩的沉积相主要为三角洲前缘，微相有水来自研究区东北部。在以长7张家滩页岩为代表的下分流河道、河口坝、支流间湾和水下天然堤等。最大湖进之后，盆地因河流注入，建造了一套巨厚水下分流河道有厚度较大的大面积砂体，物性相对的河流--湖泊沉积体系。姬源地区长6时期属于浅较好，而水下天然堤物性相对较差(图6)。这是水环境，主要沉积相为三角洲前缘，此外有小范围因为水下分流河道的沉积水动力条件较强、沉积的碎屑物粒度较粗、淘洗作用强、分选性较好、杂基细、分选性变差，同时杂基含量也大大增加的缘含量低、岩石的原始孔隙结构好、喉道较粗，而水故。下天然堤则由于水动力强度减弱导致沉积物粒度变姬塬地区长6油层组储集性能最优越的水下分 620世界地质第29卷图5姬塬地区长6油层组三角洲沉积相模式Fig.5DeltadepositionalmodesofChang6oil-bearingformationinJiyuanarea物质成分的影响。一方面，在成岩晚期各层砂岩之间的孔隙水不存在长时间的交换，因此沉积环境不但影响早期成岩作用类型，对晚期成岩作用也有一定的影响;另一方面，各砂体可压实力相对强弱、孔隙喉道半径和遭受溶蚀能力上表现不同，也是由于沉积相或微相所致。不同沉积相中的砂体在展布特征、纵横向连续性、层内非均质性等各具特点，深入研究沉积相对储层分布的控制作用，对于进一步的勘探部署有重要意义。分析可知，研究区长6油层组优质储层呈片图6长6油层组各沉积微相物性比较状、带状及分支状展布，结合其砂体展布图、沉积Fig.6Physicalpropertycomparisonindifferentmi-微相展布图及顶面构造特征分析，高孔高渗带大多crofaciesofChang6oil-bearingformation分布在水下分流河道微相砂体发育的地区，其延伸方向与河道砂体延伸方向大致相同，而向河道砂体流河道砂体，平均孔隙度为10.857%，平均渗透的两侧其物性逐渐变差，局部为河口砂坝沉积。整－32率为0.596×10μm;河口坝砂体的平均孔隙度122体上长62期，长61和长62期优质储层展布范围较－32为7.719%，平均渗透率为0.201×10μm，天然广，平面上连片分布，垂向上相互叠置，优质储层堤的平均孔隙度为7.366%，平均渗透率为0.162的展布形态主要受控于沉积微相的展布。－32×10μm，位于分流间湾微相的砂体物性最差，5结论平均孔隙度仅为5.434%，平均渗透率为0.118×－3210μm。(1)研究区长6油层组主要发育三角洲前缘沉积相或微相除了直接控制储层原始物性外，亚相沉积，主要包括水下分流河道、河口坝、水下更重要的是成岩作用也受到沉积环境、砂岩结构和天然堤、水下分流间湾和水下决口扇5个沉积微 第4期公繁浩鲍志东等:鄂尔多斯盆地姬塬地区长6油层组沉积微相特征621相。在水体相对较深处发育浅湖沉积。anditsapplication［J］．GlobalGeology，2005，24(2)姬塬地区延长组的主物源区和物源方向(1):43-47．［5］郑荣才，王海红，韩永林，等．鄂尔多斯盆地姬塬地来自研究区东北部。研究区长6时期为湖盆建设区长6段沉积相特征和砂体展布［J］．岩性油气藏，期，湖水大面积退缩，三角洲前缘连片分布，长62008，20(3):21-26．时期水体总体上变浅，在长61、长62及长63沉积ZHENGRong-cai，WANGHai-hong，HANYong-lin，et期内部有小规模的湖进，表现为大规模湖退环境下al．Sedimentaryfaciescharacteristicsandsandbodydistri-的小范围湖进。butionofChang6memberinJiyuanareaofOrdosBasin(3)研究区长6油层组优质储层呈片状、带［J］．LithologyReservoir，2008，20(3):21-26．状及分支状展布，高孔高渗带大多分布在水下分流［6］于民凤，程日辉，那晓红．陆相盆地主要沉积微相的河道微相砂体发育的地区，其延伸方向与河道砂体测井特征［J］．世界地质，2005，24(2):182-187．延伸方向大致相同，局部为河口砂坝沉积。整体上YUMin-feng，CHENGRi-hui，NAXiao-hong．Logging长61期，长62和长62期优质储层展布范围较广，characteristicofmainsedimentarymicrofaciesinconti-212nentalbasin［J］．GlobalGeology，2005，24(2):182-平面上连片分布，垂向上相互叠置。187．参考文献:［7］魏红红，彭惠群，李静群，等．鄂尔多斯盆地中部石炭—二叠系沉积相带与砂体展布［J］．沉积学报，［1］刘春燕，王毅，胡宗全，等．鄂尔多斯盆地富县地区1999，17(3):403-408．延长组沉积特征及物性分析［J］．世界地质．2009，WEIHong-hong．PENGHui-qun．LIJing-qun，etal．28(4):491-497．DistributionofsedimentaryfaciesbeltsandsandstoneLIUChun-yan，WANGYi，HUZong-quan，etal．Dep-bodiesofPermo-CarboniferousinthecentralpartofOrdosositionalfeaturesandpropertiesanalysisofYanchangFor-Basin［J］．ActaSedimentologicaSinica，1999，17mationinFuxianarea，OrdosBasin［J］．GlobalGeolo-(3):403-408．gy，2009，28(4):491-497．［8］冯增昭，王英华，刘焕杰．中国沉积学［M］．北京:［2］武富礼，李文厚，李玉宏，等．鄂尔多斯盆地上三叠石油工业出版社，1994:354-358，419-422．统延长组三角洲沉积及演化［J］．古地理学报，FENGZeng-zhao，WANGYing-hua，LIUHuan-jie．Chi-2004，6(3):307-315．nesesedimentology［M］．Beijing:PetroleumIndustryWUFu-li，LIWen-hou，LIYu-hong，etal．Deltasedi-Press，1994:354-358，419-422．mentsandevolutionoftheYanchangFormationofUpper［9］裘亦楠，肖敬修，薛培华．湖盆三角洲分类的探讨TriassicinOrdosBasin［J］．JournalofPalaeogeogra-［J］．石油勘探与开发，1982，9(1):1-11．phy，2004，6(3):307-315．QIUYi-nan，XIAOJing-xiu，XUEPei-hua．Studyonas-［3］刘丽娟，陈建文，程新民，等．松辽盆地北部徐家围sortingoflacustrinedelta［J］．PetroleumExplorationand子地区登娄库组下部沉积相分析［J］．世界地质，Development，1982，9(1):1-11．2006，25(1):16-22．［10］贾会冲，张哨楠．鄂北塔巴庙地区上古生界储层发LIULi-juan，CHENJian-wen，CHENGXin-min，etal．育的控制因素［J］．天然气工业，2001(增刊1):SedimentaryfaciesanalysisofthelowerpartofDenglouku18-23．FormationinnorthernXujiaweiziarea，SongliaoBasinJIAHui-chong，ZHANGShao-nan．Factorscontrolling［J］．GlobalGeology，2006，25(1):16-22．thegrowthofreservoirsinUpperPaleozoicatTabamiao［4］杨会东，刘万洙，单玄龙，等．松辽盆地南部西部斜regioninNorthOrdosBasin［J］．NaturGas，2001坡带三角洲前缘中沉积微相识别标志及应用［J］．世(Suppl.1):18-23．界地质，2005，24(1):43-47．YANGDong-hui，LIUWan-zhu，SHANXuan-long，etal．Sedimentarymicro-faciesdistinguishingmarksofdel-(下转639页)ta-frontofthewestslopezoneinsouthernSongliaoBasin 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