鄂尔多斯盆地樊学地区三角洲前缘沉积微相组合特征及油气意义

张 锐，任来义，贺永红，马芳侠，孟旺才，张洪美，陈义国，白晓寅

(陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院，陕西西安710075)

鄂尔多斯盆地樊学地区三角洲前缘沉积微相组合特征及油气意义

张 锐，任来义，贺永红，马芳侠，孟旺才，张洪美，陈义国，白晓寅

(陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院，陕西西安710075)

运用沉积学基本理论，对鄂尔多斯盆地樊学地区晚三叠世长4+5油层组沉积微相组合样式与油气意义进行了系统研究。依据密集井网、露头剖面等资料，将研究区沉积微相组合类型划分为：切叠式水下分流河道组合、分离式水下分流河道组合、叠加式河口坝组合、以河为主的坝上河组合、以坝为主的坝上河组合以及对称式坝上河组合等6种类型。通过密集井网区解剖揭示了河口区不同类型沉积微相的时空分布规律。研究认为，工区内主要发育分流砂坝型三角洲前缘，其中水下分流河道通常为过水通道，砂体聚集少；晚期水下分流河道叠加在早期河口坝沉积之上，形成三种类型的“坝上河”组合；河口坝及其周边的坝上河复合砂体是河口区主要的优势储层。

鄂尔多斯盆地；河口区；河口坝；水下分流河道；沉积微相组合

目前对鄂尔多斯盆地延长组沉积期三角洲前缘的沉积模式存在不同的观点。有学者认为长8油层组为典型的浅水三角洲沉积，其河口坝微相不发育，整体不具备吉尔伯特型三角洲的顶积、前积和底积三元结构[1，2]；也有学者指出在长6和长4+5沉积期，鄂尔多斯盆地局部地区存在坡折带，在坡折带下部可发育巨厚的河口坝砂体[3，4]。此外，也有学者从古水深的背景上考虑鄂尔多斯湖盆三角洲在延长组时期是否可以界定为浅水三角洲[5，6]。

笔者认为将鄂尔多斯盆地延长组三角洲沉积模式划分为分流河道型和分流砂坝型[5]两类是相对合理的，这样可以帮助科研工作者们从沉积相的本质入手，更加有针对性的预测储层分布。本文在现代沉积观察、密井网砂体解剖的基础上，对三角洲河口区砂体的分布模式进行了研究，以期为未来的勘探工作提供指导。

1 研究区概况

樊学油区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡带的西部边缘。研究区长4+5油层组厚度为80～120 m，埋深在1800～2300 m。自下而上可划分为长4+511、长4+512、长4+521和长4+522共4个小层。研究区总体构造平缓，在东高西低的地形背景上发育多个低幅度隆起。长4+5沉积期，受北部和北东部物源的影响较大，发育大规模的三角洲前缘沉积。鄂尔多斯盆地在长4+5期发生了一次短暂的湖侵，研究区湖泊水域范围比长6期有所扩大，砂体横向彼此叠覆，侧向连片性好。

2 沉积微相组合样式及特征

在详细分析研究区内钻井资料的基础上，在研究区4+5油层组识别出3种沉积微相：水下分流河道、河口坝和分流间湾。在三角洲河口区，由于湖水与入湖水流的相互作用，再加上古地形、古气候等因素的影响，沉积微相间可构成多种组合形式，在本研究区表现为以下几种组合样式。

2.1 水下分流河道之间的组合

根据测井曲线特征将水下分流河道的组合样式进一步细分为叠加式和分离式。

a 切叠式D266-1井 b 分离式D4315-1井

(1)切叠式

该类型组合主要由多期河道的侧向迁移作用叠加形成。后一期河道通常会侵蚀掉前一期河道的顶部细粒沉积，形成河道砂岩主体相互叠加的状态，整体上表现为下粗上细的正粒序。河道砂体可见板状交错层理、槽状交错层理和砂纹交错层理，底部常发育冲刷面，与下伏地层呈突变接触，向上粒度逐渐变细。多期河道之间不发育厚层的细粒隔夹层。厚度在20～25 m，自然伽马和视电位曲线总体呈钟形或圣诞树形(图1a)。

(2)分离式

该类型主要有两个或多个单期河道砂体组成，在自然伽马和视电位曲线呈指状，单砂层厚度在5～10 m。河道砂体之间发育厚度2 m左右的泥岩或泥质粉砂岩隔层(图1b)。该类型组合主要是由水下分流河道频繁迁移、改道而形成。

2.2 河口坝之间的组合

河口坝是由于河流带来的砂泥物质在河口处因流速降低堆积而成的，其形态受水流强度、古地形、湖水密度及沉积物供给量等多种因素的影响。根据测井曲线特征，识别出研究区河口坝组合样式主要为叠加式。在河口区物源供应较为充足的条件下，河水入湖形成的多期透镜状河口坝砂体在同一个地形低洼的区域不断叠加，连续发育，进而形成叠加式河口坝组合。在本研究区多期河口坝砂体的累计厚度可达30 m，多期砂体之间常发育泥质夹层。垂向上表现为下细上粗的反粒序结构(图2)，自然电位和自然伽马曲线呈漏斗形。

2.3 水下分流河道砂体与河口坝的组合

此类组合也被称为“坝上河”，由晚期水下分流河道沉积叠加在早期河口坝沉积之上而形成。延安郊区的裴庄剖面为该类型组合的典型代表。该剖面属延6油层组三角洲前缘沉积，剖面下部河口坝岩性以粉砂岩为主，整体形态为底平顶凸的透镜状，可见平行层理，也可见大型的包卷层理、泄水构造等同生变形构造[7]。剖面上部发育水下分流河道沉积，岩性以细砂岩为主，可见多种类型的交错层理，以及河道底部的滞留沉积。垂向上表现出下部反粒序上部正粒序的结构特点，总体反映了向上水体变浅的演化序列(图3)。

连续式D4239-3井

图3 延安市裴庄剖面中延6油层组垂向序列

在露头剖面观察的基础上，综合测井、录井和取心资料，认为研究区也发育坝上河砂体，并分别根据水下分流河道与河口坝的相对厚度将此类组合样式进一步细分为以下三种类型：

(1)以坝为主的坝上河

此类型中下部河口坝砂体厚度大(图4a)，上部水下分流河道砂体厚度小，测井曲线上河口坝呈反旋回，上部水下分流河道沉积为较薄的正旋回。

(2)以河为主的坝上河

此类型中下部河口坝砂体厚度小，上部水下分流河道砂体厚度大，反应水下分流河道对早期河口坝沉积的侵蚀作用较强，仅能从测井曲线上识别出河道砂岩底部的不完整的反旋回沉积(图4b)。

(3)对称式坝上河

此类组合中，水下分流河道对下部河口坝的侵蚀作用较弱，二者均衡发育。从测井曲线上可以识别出近似对称的一正一反两个旋回(图4c)。

a以坝为主D4134-1井 b以河为主D4253-4井 c对称式D4256井

图4 水下分流河道与河口坝的组合样式

3 沉积微相分布模式研究

利用密集井网对研究区沉积微相的骨架砂体空间形态进行刻画，发现不同类型微相砂体在空间上的分布具有一定的规律性，从而揭示了研究区河口区沉积微相展布的模式。

3.1 密集井网砂体形态解剖

研究区砂体整体上连片分布，但在局部也发育多个厚度中心。在对樊学油区长4+512小层砂体进行详细解剖时发现，研究区中部、南部的部分井区砂岩厚度值达到20 m以上，而其周边的砂岩厚度则明显小于10 m，同时这些高值区之间也并不连续。在砂岩厚度低值区主要发育分离式水下分流河道组合；在砂岩厚度高值区主要发育连续式河口坝、三种类型的坝上河，以及非常少数的切叠式水下分流河道。进一步对研究区内多个砂厚高值区的砂体组合形态进行详细刻画，结果表明：在主流向上主要发育完整式坝上河和以河为主的坝上河，在主流向两侧发育以坝为主的坝上河(图5)。

3.2 模式的建立

河口区是陆上水流与湖水相互作用的场所，水下分流河道与河口坝则可分别看做是这两种作用力的产物。河口区沉积微相分布模式的构建也必须综合考虑这两种因素[8-10]。基于现代沉积观察和井下砂体空间形态追踪的结果，依据沉积学原理可对樊学地区河口区砂体组合的成因进行分析，认为研究区主要发育分流砂坝型三角洲前缘，并将其沉积模式概述如下：

(1)河口区广泛发育的水下分流河道通常为过水通道，沉积砂体厚度较薄；砂厚中心多分布在河口坝与周边水下分流河道沉积区。

从沉积背景上看，鄂尔多斯盆地在长4+5沉积期发生了短暂的湖侵，湖泊水体加深，湖水的顶托作用增强，为厚层河口坝的形成提供了有利条件。在后期湖水退去后，又叠加了水下分流河道微相，形成了巨厚的复合砂体。另外，樊学地区的河流流域面积大，河口区较为宽阔，分流河道进入湖盆水体中之后很难保持固定的流向，而容易形成连片分布的河道带，这就造成了研究区内许多井点的砂厚数值并不高的现象，在这些低值区分离式水下分流河道分布范围广；而只有在一些地形低洼的区域，由于可容空间增大，才能够形成具有传统河流正粒序的水下分流河道，因此本研究区内切叠式的正旋回水下分流河道比较少见。

(2)“坝上河”三种组合样式的差异性主要受控于古地形的变化。

图6 河口区砂体分布模式图

依据沉积学原理对坝上河微相组合的沉积过程重建如下：水下分流河道中的沉积物在河口区不断卸载，就形成了早期河口坝砂体。早期河口坝砂体由于处在原始沉积的高部位，主体部分出露水面。晚期水下分流河道主要沿着河口坝侧翼的地形洼地发育，只有少部分河道砂体能够覆盖在高部位的河口坝之上。如图5所示，T4125和D4134-1井河口坝砂体厚度大，处于原始沉积的高部位，晚期水下分流河道砂体叠加在其上的厚度小，所以形成了以坝为主的坝上河砂体组合。而D4137-1、D4137-2井，早期河口坝砂体厚度小，处于原始沉积的低部位，因此晚期水下分流河道较为发育，形成完整式坝上河和以河为主的坝上河(图6)。

4 油气意义

依据岩心、测井数据综合分析，河口坝和“坝上河”的储层物性、含油性和产量明显由于其他类型的储层。如图7所示，T4125井“坝上河”砂体的含油厚度达到15 m，同时该井该层位的初产也在10吨左右。因此，河口坝及其周边的坝上河砂体是非常重要的优势储层，是油田增储上产的重要的领域。

图7 T4125井长4+5油层组测井及沉积柱状图

5 结论

(1)沉积运用沉积相分析理论，依据丰富的钻井、测井、露头剖面等资料，将鄂尔多斯盆地樊学地区晚三叠世长4+5油层组砂体组合类型划分为：切叠式水下分流河道组合、分离式水下分流河道组合、叠加式河口坝组合、以河为主的坝上河组合、以坝为主的坝上河组合以及对称式坝上河组合等6种。

(2)通过密集井网区解剖确定了三角洲前缘河口区砂体组合的时空分布规律：在砂岩厚度低值区主要发育分离式水下分流河道组合；在砂岩厚度高值区主要发育连续式河口坝、三种类型的坝上河，以及非常少数的切叠式水下分流河道。

(3)在河口区分流河道通常为过水通道，砂体聚集少，而河口坝及其周边的坝上河砂体才是主要的优势储层。

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[责任编辑 李晓霞]

2015-03-20

张 锐(1983—)，男，湖北襄阳人，陕西延长石油(集团)有限责任公司工程师，博士。

P512.2

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1004-602X(2015)02-0024-04