鄂爾多斯盆地姬塬地區長8淺水三角洲高解析度層序分析

1樓：中地數媒

一、地質背景

姬塬地區位於鄂爾多斯盆地西部，區域構造屬於伊陝斜坡，與天環坳陷毗鄰(圖8-8)。根據各類沉積構造的發育程度和組合規律，認為長8油層組沉積特徵明顯有別於長4+長5、長6、長7等油層組，屬於典型淺水三角洲沉積體系(韓永林等，2009)。淺水三角洲是一種特殊的三角洲型別，它是指在水體淺、地形平緩部位形成的以分流河道為主體的三角洲型別，其沉積作用和砂體展布受湖平面升、降和物源方向控制明顯(韓永林等，2009)，對油氣成藏有著重要的意義。

針對這一特點，本專案研究以t.a.cross的高解析度層序地層學理論和技術方法為指導思想和研究思路，按陸相盆地基準面旋迴發育規律和層次性，對姬塬地區長8油層組開展高解析度層序分析，建立等時地層格架和對砂體進行詳細解剖和**。

圖8-8鄂爾多斯盆地晚三疊世中期構造格局及研究區位置圖(據陳全紅等，2006，略作修改)

二、長8油層組高解析度層序特徵

(一)高解析度層序劃分

根據對姬塬地區長8油層組數十口井的岩心資料描述和測井資料分析，從長8油層組中可識別出的層序介面和區域對比標誌主要有如下三種型別:

(1)覆蓋長81頂部的長73底部凝灰岩;

(2)長81底部和長82底部區域性的侵蝕沖刷面及巖性和巖相轉換面(圖8-9);

圖8-9姬塬地區長8油層組沉積相和高解析度層序地層綜合柱狀圖(羅11井)

(3)長81和長82內部的小型沖刷面。

針對姬塬地區長8油層組層序發育具有同時受構造、氣候、物源、a/s值變化和地層自旋迴過程等因素控制的特點，以基準面旋迴級別劃分和命名原則為基礎，同時考慮層序介面性質、級別、結構與疊加樣式，將姬塬地區長8油層組劃分為兩個中期(msc1和msc2)和六個短期(ssc1-ssc6)基準面旋迴(圖8-9)。

(二)各級次基準面旋迴特徵

1.短期基準面旋迴特徵

研究區長8油層組短期基準面旋迴厚度一般為近十米至十餘米，根據層序介面的型別和結構特徵，可劃分為向上變「深」非對稱型(以下簡稱a型)和向上變「深」復變淺的對稱型(以下簡稱c型)兩種基本型別和五種亞型別。

圖8-10向上變「深」非對稱型短期基準面旋迴結構

向上變「深」非對稱型此型別主要發育在近物源區的位置或物源供給較充分的河流沉積區，形成於沉積物供給率遠大於至大於可容納空間增長率的超補償和過補償沉積條件下(a/s1和a/s＜1)，為長8油層組最發育的短期基準面旋迴層序結構型別，特點是層序中僅儲存基準面上升半旋迴沉積記錄，下降半旋迴表現為沖刷侵蝕狀態，測井曲線呈鐘形或箱形(圖8-10)，代表基準面緩慢上升和快速下降的強烈非均衡地層過程。根據可容納空間和沉積物供給比值的變化，此型別可進一步細分為低可容納空間(a1型)和高可容納空間(a2型)兩種亞型別:前者形成於水淺流急和a/s1的條件下，出現在淺水三角洲平原和前緣的上游部位，以發育上升半旋迴連續疊置的分流河道砂體為主，砂體間被沖刷面分割，一般不發育泥質隔層(圖8-10a)，巖性主要為粗-中粒岩屑石英砂岩，少量為長石石英砂岩和岩屑砂岩，單個砂體往往具有向上加「深」變細的沉積序列;後者主要形成於水體相對較深但流動較緩和a/s＜1的條件下，出現在淺水三角洲前緣中下游的水下分流河道沉積區，巖性組合相對較複雜，由細-中粒岩屑石英砂岩、粉砂岩和泥岩有序疊置組成向上變細加「深」的沉積序列，底部與下伏地層大多數呈巖性突變的沖刷接觸關係，層序中不僅中下部的河道砂體儲存較完整，上部細粒的堤岸沉積也可得到不同程度的儲存(圖8-10b)。

對稱型旋迴結構此型別層序形成於沉積物供給率等於或略小於可容納空間增長率(a/s≥1)的條件下，為長8油層組常見的另一類短期旋迴層序結構，主要特點為:

(1)層序中發育有兩種介面型別，其一為層序底、頂界的小型沖刷面或相關整合面，其二為層序內的短期洪泛面;

(2)上升和下降半旋迴由粗變細復變粗的沉積記錄儲存較完整，對應的測井曲線為鐘形→平直→漏斗形組合形式;

(3)按層序內上升與下降半旋迴厚度的變化狀況，可進一步細分為三個亞型別，其一為上升半旋迴厚度為主的不完全對稱型(c1型，圖8-11a)，其二為上升與下降半旋厚度近於相等的近完全-完全對稱型(c2型，圖8-11b);其三為下降半旋迴厚度為主的不完全對稱型(c3型，圖8-11c)。

圖8-11長8油層組對稱型短期基準面旋迴結構

2.短期旋迴層序分佈模式

姬塬地區長8油層組不同型別的短期旋迴層序的空間分佈具有很強的分帶性，遵循可容納空間機制確定的a/s比值條件(圖8-12)，可分為如下三類。

(1)a型層序發育在淺水三角洲平原及前緣的河道位置，其中a1型發育在主河道活動區，a2型主要發育在分流河道活動區;

圖8-12 淺水三角洲各沉積相帶基準面旋迴結構和砂體分佈及對比關係模式圖

(2)c型層序主要分佈在三角洲平原的分流間窪地、三角洲前緣分流河道的中、下游及河口壩沉積區(圖8-12);

(3)垂直物源方向，在同一層序的水上分流河道→水下分流河道上游→水下分流河道中、下游→河口壩(或分流間灣)→前三角洲的沉積相分帶序列中，依次出現a1型→a2型→c1型→c2型→c3型層序結構型別的變化和分佈規律。

3.中期基準面旋迴特徵

長8油層組中期基準面旋迴層序厚度一般為數十米至近百米，根據介面型別劃分為msc1和msc2兩個中期旋迴層序，此二層序的結構都屬於上升和下降半旋迴沉積記錄都得到較好儲存的對稱型(c型)層序(圖8-9)，主要特徵為:

(1)分別都由三個短期旋迴層序按一定的方式疊置組成，其上升半旋迴為a型→c1型，或單一的c1型短期旋迴層序疊加樣式，對應的沉積相演化為連續疊置的河道砂體→分流間泥岩組成向上逐漸加「深」變細的湖進序列，或由天然堤→分流間→決口扇微相的泥、粉砂岩薄互層組成的不明顯湖進序列。下降半旋迴為單一的c2型→c3型或短期旋迴層序疊加樣式，對應的沉積相演化為分流間灣(或前三角洲)→決口扇(或遠砂壩→河口壩)微相的泥岩、粉-細砂岩組成向上變淺加粗的湖退序列，頂部偶爾夾有分流河道砂體，頂介面大多為低幅下切的侵蝕沖刷面;

(2)順物源方向，對應淺水三角洲平原→三角洲前緣→前三角洲相帶分佈，中期旋迴結構分佈具有a型→c1型→c2型→c3型的演化序列，此特徵與msc1和msc2疊加組成的三角洲生長旋迴中，作為儲層骨架砂體的水下分流河道主要發育於各中期上升半旋迴中，而作為次要儲層砂體的河口壩與發育於中期下降半旋迴中的展布特徵相一致(圖8-12)。

(三)淺水三角洲與正常三角洲層序特徵比較

淺水三角洲的定義是相對水體較深的正常三角洲而言，二者在受沉積物供給速率和可容納空間變化規律所影響的沉積特徵方面有明顯區別，尤其是高解析度層序特徵上的差別更大(廖一等，2010)。

1.正常三角洲基準面旋迴發育特徵

正常三角洲基準面旋迴發育特徵可歸結為以下四點:

(1)發育於正常三角洲的沉積盆地地形相對較陡，水體相對較深，a/s比值一般比較大，盆地總體處於弱補償至欠補償狀態;

(2)短期基準面旋迴層序中，a型、b型和c型三種層序基本結構型別都有發育;

(3)在三種層序型別中以c型層序最為發育，在三角洲各相帶都廣為分佈，而a型層序發育不多，一般出現在三角洲平原心灘或主河道活動區，b型層序發育在河口位置及前三角洲位置;

(4)a型層序中以a2亞型別更為發育，c型層序中c1、c2、c3三種亞型別都比較發育。

2.淺水三角洲基準面旋迴發育特徵

淺水三角洲基準面旋迴發育特徵也可歸結為以下四點:

(1)發育淺水三角洲的盆地地形十分平緩，傾角很小，水體很淺，a/s比值一般比較小，盆地總體處於補償或過補償狀態，由於水體淺，湖平面升、降和湖平面波動對a/s比值影響強烈，因而具有與正常三角洲不同的、以河流大幅度進、退積作用和水下分流河道更為發育為顯著特徵;

(2)由於a/s比值較低，短期旋迴層序中只發育a型和c1型層序結構型別，不發育b型層序;

(3)a型層序結構型別在三角洲平原分流河道及三角洲前緣水下分流河道位置都很發育，尤以發育有較多的a1型層序為特徵;

(4)c型層序中c1型層序最為發育，其次是c2型層序，主要發育在分流間窪地和分流間灣附近，c3型層序發育相對較少，而且主要分佈在近河口的前三角洲附近。

三、層序地層格架和層序-巖相古地理特徵

(一)層序地層格架

在對岩心剖面和測井剖面的精細沉積相和高解析度層序分析的基礎上，運用旋迴等時對比法則，以旋迴層序的二分時間單元分界線(層序介面和洪泛面)為優選時間地層等時對比位置，以最具等時對比意義的短期旋迴層序為等時地層對比單元，對姬塬地區長8油層組進行了高解析度層序地層等時對比和建立了等時層序地層格架(圖8-13)。層序地層格架內研究區長8油層組砂體的發育具有如下兩個特點:

(1)基準面上升期，由強烈主動進積作用形成的各類成因砂體(如充填下切河谷的河道砂體)更有利於優質儲層的發育，不僅砂體厚度大，儲層孔隙度和滲透率值也較高;

(2)基準面下降期，由強迫進積作用形成的各類成因砂體厚度明顯減小，砂體的側向連續性和連通性變差，含泥量或泥質夾層增多、分選變差，非均質性增高，儲層孔隙度和滲透率值明顯降低。

圖8-13 姬塬地區長8 油層組淺水三角洲層序地層對比和地層格架圖( 剖面位置見圖8-14)

圖8-14姬塬地區長8油層組層序-巖相古地理圖

(二)層序-巖相古地理

在建立等時地層格架對比圖的基礎上，選擇四級層序為成圖單元，編制了相當於中期基準面旋迴的層序-巖相古地理圖(圖8-14)，利用該技術編制的層序-巖相古地理圖更具有等時性、成因連續性和實用性，可確定姬塬地區長8油層組沉積期巖相古地理面貌和砂體展布規律有如下幾個特點:

(1)發育有北東部、北西部和南部三個淺水三角洲扇體(圖8-14)，以北西部的扇體規模為最大，其餘依次為北東部和南部的扇體;

(2)三個淺水三角洲扇體的前緣水下分流河道很發育，自物源區方向呈長條狀向湖泊方向長距離延伸，於低湖水位期在湖泊的中心部位發生交匯(圖7-34a)，顯示了受湖平面波動引起岸線大幅度擺動和物源方向對淺水三角洲沉積特徵的強烈控制作用;

(3)由於淺水三角洲前緣水體較淺，可容納空間相對較小，河流的能量較強，以水下分流河道進積作用為主，其所攜帶的沉積物的量較多，因此淺水三角洲扇體前緣的水下分流河道砂體在向前延伸的過程中不僅對河口壩砂體有強烈的侵蝕作用，而且往往可直接進積超覆在前三角洲泥岩之上，致使河口壩幾乎不發育;

(4)長8早期(msc1層序，相當於長82)和晚期(msc2層序，相當於長81)的層序-巖相古地理有明顯差別，其中長8早期湖平面位置相對較高，湖岸線向物源方向擴充套件，研究區主要為湖域擴大的淺水三角洲前緣及前三角洲沉積環境，來自北東、北西及南部物源區的三個三角洲扇體呈相互獨立的鳥足狀向湖盆中心延伸(圖8-14a)，以北西部的扇體規模為最大，其餘依次為北東部和南部的扇體;三角洲扇體前緣的水下分流河道較為發育，分流河道中以發育有較多的心灘為特徵。長8晚期湖平面下降，湖岸線向湖泊方向大幅度推進，研究區主要為三角洲平原沉積環境(圖8-14b)，以發育含大量蘆木化石的沼澤化分流間窪地為典型標誌。三角洲前緣沉積區面積較小，來自不同三角洲扇體的前緣部分的長條狀和鳥足狀水下分流河道在研究區中部發生交匯。

前三角洲-淺湖沉積區的分佈範圍更小，被長條狀和鳥足狀交匯的水下分流河道分隔成湖灣形態。

四、結論

晚三疊世長8油層組沉積期，鄂爾多斯盆地姬塬地區經歷了前期沉積充填作用，地形趨於平緩，河流作用減弱，主要發育淺水三角洲沉積，其沉積及高解析度層序具有以下特徵:

(1)長8沉積期，湖泊水體淺，而沉積物供給充足，湖盆長期處於補償-過補償狀態，a/s比值小，主要發育a型和c型層序，不發育b型層序。

(2)a型層序主要發育在三角洲河道附近，c1型和c2型層序主要發育在分流間窪地和分流間灣附近並以c1型為主，c3型層序主要發育在前三角洲附近。

(3)msc2三角洲砂體明顯較msc1時期向湖盆方向的進積作用更強烈，體現了淺水三角洲以進積作用為主和非常有利於水下分流河道砂體的沉積特徵。

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