鄂尔多斯盆地西北部长9储层沉积特征及地质意义

李继宏，时孜伟，赵 超，徐 智，刘广林

(1.中国石油长庆油田公司勘探开发研究院, 陕西西安 710018；2. 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室；3. 中国石油长庆油田公司勘探部)

鄂尔多斯盆地西北部长9储层沉积特征及地质意义

李继宏1，2，时孜伟1，2，赵 超3，徐 智1，2，刘广林1，2

(1.中国石油长庆油田公司勘探开发研究院, 陕西西安 710018；2. 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室；3. 中国石油长庆油田公司勘探部)

综合分析岩心、测井与分析化验等测试结果，认为鄂尔多斯盆地西北部长9储层沉积期整体处于水上沼泽环境，主要发育辫状河三角洲平原亚相，沉积受西北和东北两个物源体系控制，以西北物源为主。岩石学研究表明，长9油层砂岩类型主要为长石砂岩和岩屑长石砂岩，成分成熟度较低，结构成熟度中等；受沉积影响，长9沉积砂体在纵向上结构表现为无粒序变化均一型和复合粒序型两种特征，分流河道微相为主要储集体，易于石油聚集成藏。

鄂尔多斯盆地；辫状河三角洲；沉积相；砂体结构

鄂尔多斯盆地西北部构造横跨天环坳陷和伊陕斜坡两大构造单元(图1)，处于盆地延长组生油坳陷中心，具备充足的油源条件，纵向上分布侏罗系、长4+5、长6及长8等10多个含油层组，为目前盆地最主要的产油层[1-2]。前人针对延长组上部含油层系的研究已经做了大量的工作，重点多位于长7以上油层[3-6]。近年来随着勘探工作的深入，在盆地西北部延长组下部长9钻遇了较好的油气显示，并接连获得一批工业油流井，表明长9有着一定的勘探潜力和资源前景。前人针对长9层的研究大多集中在烃源岩方面[7-9]，对长9油层沉积特征、岩石特征、砂体结构等基础研究较少，地质认识也较为薄弱。本文通过分析岩心、测井系列与分析化验等测试结果，详细地研究了长9层沉积、砂体展布及砂岩结构等特征，并指出有利的石油勘探相带。

1 沉积特征

1.1 岩石学分析

碎屑岩油气储层中的岩石组分及其沉积成因、结构及物性的形成对地质演变有着独特的指示作用[10]。鄂尔多斯盆地西北部长9油层组发育西北、东北两个物源，以西北物源为主[11]。受物源母岩控制，盆地西北部长9油层组沉积主要以长石砂岩及岩屑长石砂岩为主，长石岩屑砂岩次之。砂岩碎屑组分含量分析显示，石英含量30%～35%，长石含量35%～40%，岩屑含量约为20%；可见变质、火成、沉积三大类岩屑，与物源母岩特征相关，以变质

图1 研究区位置

岩屑为主；填隙物含量约为3.5%，以云母和绿泥石为主。研究区长9沉积期多以靠近西北物源区堆积，受风化、搬运等改造作用相对较弱，含有大量不稳定碎屑，粒度以中-粗粒砂岩为主，成分成熟度较低、结构成熟度中等；概率累积曲线特征表现为两段式或三段式河流沉积，以推移载荷搬运为主，表明长9沉积为典型的河道砂体特征。

沉积岩的颜色是鉴别岩石、对比地层、分析判断古气候和古地理条件的重要依据，泥岩颜色能够明显地表征出古沉积环境[12]。盆地西北部长9沉积砂岩中含有凝灰岩薄层及煤层或煤线，砂岩颜色大都呈灰色、灰白色；泥岩有机质含量不高，颜色呈灰色、灰绿色、深灰色，少量呈紫红或棕红色，大都呈薄层状产出。多数钻井岩心可见碳质泥岩和煤屑共生，含植物碎片、植物根及镜煤等，表现为三角洲平原沼泽环境产物。

1.2 沉积构造

水下沉积的泥岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩中，常见水平层理和沙纹交错层理，该类型沉积构造主要发育在三角洲平原的水上天然堤、洪泛平原中，表现为较弱的水动力特征；而河道主体沉积的中-粗砂岩及细砂岩中可见平行层理、板状交错层理和粒序层理等构造，反映较强水动力沉积环境[13]。

通过对研究区内长9段约150块岩心观察，可明显识别出流动成因和同生变形等构造特征(图2)。其中平行层理沉积构造较为多见，沉积以中-粗粒砂岩为主，纹层厚度一般为0.5～1.0 cm，以相互平行且与层面平行的平直连续纹层为主，偶尔可见断续纹理。纹理主要由植屑、岩屑或矿物成分、粒级及颜色显示，反映为水浅流急的平坦水动力条件下的产物。其次为板状交错层理，发育于灰色、灰白色或灰绿色中-粗粒砂岩中，层系上下界面表现为平直，呈板状，分布稳定；纹层厚度为0.1～0.5 cm，纹理呈连续、断续两种，以连续纹层为主；层面上可见细小植物碎屑。此类沉积构造常出现于三角洲平原分流河道沉积微相环境。在区内粉砂岩、泥质粉砂岩中，常常可见沙纹交错层理，层理厚度一般小于3 cm，层系上界面为平直形，纹层面不规则，呈断续或连续状；层理面上见细小植物碎屑、碳屑和丰富的云母片，且常与平行层理、板状层理及小型交错层理共生；该类沉积构造主要形成于水动力条件较弱的环境，如三角洲平原的天然堤等沉积环境。研究区内以碎屑组分颗粒的粒度递变为特征的粒序层理，从上下变化规律可识别为正粒序和逆粒序，单层层厚一般为30～100 cm，主要发育分流河道沉积微相。此外，研究区内动物化石相对较少，部分钻井在长9泥岩中钻遇植物叶片及植物根茎等碎片化石，进一步反映了三角洲平原沉积环境的产物。

图2 长9沉积剖面及构造特征

2 沉积特征与砂体展布研究

2.1 砂岩结构分析

测井相分析是利用不同的测井资料综合开展沉积相识别，是储层沉积识别的重要手段之一。与常规的三角洲沉积体类似，鄂尔多斯盆地西北部长9油层沉积砂体在测井曲线形态上多呈箱形、钟形、圣诞树形等形状。不同的测井曲线所反映的地质特征不同，在沉积相中的识别所发挥的作用各异。以自然伽马和自然电位为代表的常规曲线，可以反映沉积物在垂向上的粒序和韵律等特征。本次研究过程中，选取此类曲线的测井相与钻井取心段的沉积相，建立了研究区内各类沉积相与测井相的转换模型，以便指导未取心钻井沉积相的识别与解释。鄂尔多斯盆地西北部长9沉积砂体测井曲线形态多为钟形，呈中-高幅，曲线齿化；岩性包括灰色-灰白色粗砂岩、中砂岩到细砂岩及粉砂质泥岩；板状、槽状交错层理发育，颗粒粒度自下而上由粗变细，与下伏地层呈冲刷接触。其次为箱形，呈高幅，曲线光滑，岩性为灰白色粗-中砂岩，粒序层理不明显，可见槽状交错层理及板状交错层理。

根据研究区内长9沉积特征分析，长9油层组主要发育两种砂岩剖面结构类型，一种为无粒序变化的均一型，测井曲线多以箱型为主，该类结构主要出现在分流河道和洪泛平原沉积环境中；岩性主要为灰白色中-细粒砂岩，多由粗粒沉积物组成，夹有少量的泥、粉砂，沉积构造常见块状构造、平行层理或大中型板状交错层理。另一种为复合粒序型，测井曲线多以钟型、箱型为主，多出现在叠置分流河道沉积微相，纵向上呈连续正粒序或是复合粒序叠置结构；岩性以灰色-灰白色中-细粒砂岩夹黑色泥岩为主，发育平行层理、水平层理、沙纹层理及槽状交错层理等(图3)。

图3 研究区砂岩结构沉积剖面示意图

2.2 沉积相及砂体展布特征

利用盆地西北部地区现有的钻井、测井以及岩心岩性、沉积构造和分析化验等资料，并结合单井相研究表明，研究区长9沉积相类别为三角洲平原亚相，可细分为分流河道、决口扇、天然堤、分流间洼地及沼泽等沉积微相。

鄂尔多斯盆地西北部长9整体上发育辫状河三角洲平原沉积亚相。受平缓地形牵制，分流河道一般为顺直型，摆动幅度小，呈伸长状向心式从湖盆边缘向湖盆中心延伸分布，沿北西-南东向延伸展布，连片性较好，砂体厚度较大，分布范围为40～80 m，平面上呈现西厚东薄的特征(图4)。平面上主要发育盐池-油房庄、古峰庄-池61井、摆宴井-姬塬三支砂带，沉积砂体为分流河道微相，碎屑颗粒较粗，砂、砾含量相对较高，是三角洲平原的骨架砂体；岩性一般为浅灰色粗粒-细粒砂岩，常具有从粗粒砂岩向上变为细粒砂岩、甚至粉砂岩或含泥质条带粉砂岩组成的向上变细的沉积序列，没有典型的“二元结构”特征。河道间洼地沉积处于河流低洼处，岩性主要为泥岩、粉砂质泥岩或泥质粉砂岩，沉积构造以水平层理、沙纹交错层理为主，生物扰动剧烈，可见根土岩发育。

图4 研究区长9沉积相平面展布

从沉积相纵向剖面上来看，西北部砂体纵向上由于河道摆动和改道，常常以两期或多期分流河道砂体叠加，砂体连续累加沉积，厚度为40～80 m，分布稳定(图5)；东北部的砂体受物源搬运距离较远影响，沉积物供给相对较弱，厚度较薄，一般为30～50 m。

图5 研究区长9沉积相对比剖面

3 油气地质意义

三角洲沉积中，诸如分流河道、河口坝、前缘席状砂等良好的储集砂岩体较为发育，这些微相均具有良好的储油物性[14]。分流间湾微相则由于沉积时沉积物颗粒分选性和磨圆度较差，并含有大量的黏土矿物、泥质杂基，在沉积机械压实作用下极易发生变形，导致颗粒之间的孔隙进一步减小，物性变差，储集能力相对较弱。

鄂尔多斯盆地西北部长9储层受沉积微相控制，分流河道微相物性较好，成为本区优质储层；其次是分流河道侧翼和分流间洼地，这两类微相储层物性相对较差，难以有效成藏。长9发育两种砂岩剖面结构类型，其中无粒序变化均一型沉积为区内最好的储集体，砂体结构单一，物性好，易于石油聚集成藏，含油性较好；复合粒序型沉积，多期分流河道沉积叠加，隔夹层比较发育，非均质性强，纵向上含油呈不连续性，局部物性较好。

4 结论与认识

(1)鄂尔多斯盆地西北部长9油层砂岩类型主要为长石砂岩和岩屑长石砂岩，以变质岩屑为主；填隙物主要为云母和绿泥石，粒度以中-粗粒砂岩为主，成分成熟度较低，结构成熟度中等。

(2)受沉积影响，长9沉积期砂体纵向结构表现为无粒序变化均一型和复合粒序型两种特征。无粒序变化均一型主要出现在分流河道和洪泛平原沉积环境中，由粗粒沉积物组成，夹有少量的泥、粉砂，沉积构造常见块状构造、平行层理或大中型板状交错层理；复合粒序型沉积主要出现在叠置分流河道微相，纵向上呈连续正粒序或是复合粒序叠置结构，岩性以灰色-灰白色中-细粒砂岩夹黑色泥岩为主，发育平行层理、水平层理及板状交错层理等。

(3)长9沉积期整体处于水上沼泽环境，发育辫状河三角洲平原亚相，可进一步细分为分流河道、决口扇、天然堤、分流间洼地及沼泽等沉积微相。分流河道微相物性较好，成为本区主要石油储集体，其次是分流河道侧翼及分流间洼地，该类微相储层物性相对较差，石油聚集程度较小。

(4)长9发育两种砂岩剖面结构类型，其中无粒序变化均一型沉积为区内最好的储集体，砂体结构单一，物性好，易于石油聚集成藏；复合粒序型沉积由于多期分流河道叠加，隔夹层发育，非均质性强，纵向上含油呈不连续性，局部物性较好。

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编辑：党俊芳

1673-8217(2017)03-0030-04

2016-11-16

李继宏，硕士，工程师，1981年生，2007毕业于长安大学矿产普查与勘探专业，现从事油气勘探综合地质研究工作。

国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”(2011ZX05044和2011ZX05001)。

TE111.3

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