鄂尔多斯盆地南部延长组深水沉积体系研究

陈铭培

摘要：通过大量的岩心观察、钻测井资料分析及野外剖面观测，对鄂尔多斯盆地南部地区延长组深水沉积做了精细研究。结果表明，研究区深水重力流沉积有砂屑流沉积、塌陷沉积、浊流沉积、泥质碎屑流沉积4种类型。通过对一口典型取心井的岩心观测和分析，将深水沉积物的垂向叠加关系划分为4种类型，其中以多期砂屑流叠加最为常见，垂向叠加厚度较大的深水重力流砂体可形成大型储层，极大地扩大了深水湖泊的勘探范围。研究区长6、长7油层的砂岩碎屑流砂体具有良好的物性和含油性，是致密油藏的重要储集层。

关键词：深水重力流；致密油；延长组；鄂尔多斯盆地

致密油、页岩油气、致密气等非常规油气资源成为全球勘探开发的热点[1-2]，美国、加拿大、澳大利亚等国家已经成功实现了商业开发，其在全球能源结构中也占据着越来越重要的地位[3-4]。中国非常规油气资源丰富，但总体来说还处于起步和探索阶段[5-6]。鄂尔多斯盆地三叠系延长组致密油资源非常丰富，其中以长6、长7油层组致密砂岩油最为典型。

1.区域地质概况

鄂尔多斯盆地位于中国东西构造单元的结合部位，面积约26km2×104km2，根据盆地现今构造形态、基底性质及构造特征，盆地可划分为伊盟隆起、渭北隆起、晋西挠褶带、陕北斜坡、天环拗陷及西缘冲断构造带六个一级构造单元[7]。

在上三叠统延长期，鄂尔多斯盆地经历了大型内陆坳陷盆地形成、发展、消亡的全过程，沉积了一套厚度约1000m～1300m的陆源碎屑岩系，根据凝灰岩标志层（K0-K9）特征将延长组自下而上可分为长10～长1，共10个油层组[8]。本文重点研究层位是长7～长6油层组，长7期时是湖盆最大湖泛期，底部沉积了厚层灰黑色油页岩及深灰色泥岩，中上部沉积厚层块状砂岩夹薄层泥岩，长6期深湖面积有所萎缩，底部以厚层块状砂岩夹薄层泥岩为主，中上部为深灰色泥岩与薄层粉、细砂岩互层[9]，长6、长7期一般属于深水沉积。

2.深水重力流沉积类型

通过对研究区30口井的岩心观察和野外剖面观察，确定了塌陷沉积、砂屑流沉积、浊流沉积3种类型深水重力沉积。

2.1滑塌沉积

滑塌砂体是位于三角洲前缘的砂体，受外力作用，使流体产生的超孔隙水压力不足以支撑沉积物的重力，砂體被液化和整体搬运，沿下凹滑动面发生旋转剪切运动，滑动停留在前坡脚处，堆积形成岩石。在塌陷过程中，砂体常发生卷曲变形，形成变形层理、微褶皱、旋转火焰结构和球枕结构。在砂泥交界处，有崩塌形成的摩擦镜（图1a），这些摩擦镜成为识别滑塌砂体的重要特征。

2.2砂质碎屑流沉积

砂质碎屑流是一种流变的层流沉积流。沉积物通常是整体“冻结”的方式发生沉积[10]，沉积物顶部和底部与泥岩的接触（图1c）是沉积物冻结沉积的重要证据灰黑色泥岩裂隙碎屑呈层状分布，方向性不明显，是内生碎屑沉积物，“漂”砾石呈淡黄色氧化色，较圆整，是外来碎屑沉积物类型。砂质碎屑流也具有典型的“泥团砾石”特征结构（图1e），李相博等人通过研究这种结构的形成[11]认为“泥团砾石”反映了砂体整体运移状态。砂质碎屑流砂体是研究区分布范围最广，储层物性、含油性较好的砂体。

2.3浊流沉积

浊流沉积是研究区重力流沉积的另外一种形式。它位于重力流沉积底部，其流动状态属于紊流，如槽型和槽型（图1f）。浊积岩矿床为重力分异作用形成的拥有属性正粒序列，研究区浊积砂体可分为近源砂质浊积砂体以及远源细粒浊积砂体。在这项研究中，最常见的组合在研究区域是ace，ae，cd和ce（图1g，1h）。远源细粒浊积岩主要为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩和有机质，是低密度浊积流的产物。岩相组合主要由级配层状泥岩相和块状泥岩相组成。级配层状泥岩通常由泥岩和底部粉砂岩顶部的有机质组成。从底部到顶部的完整数列组合是底部的梯度段和中部的水平叠层段，顶部有机层的“三元结构”和顶部有机层的“二元结构”。块状泥岩是由泥质滑塌形成[14]粒度变化不明显，但明显有组分变化，没有沉积构造现象。岩心上可见小变形层理、波浪层理和泥岩撕裂碎屑（图1i）。

3.典型垂向层序及其组合

研究区存在多种形式的深水重力流，其在形成过程中必然存在多种性质的流体，不同性质的流体之间并不是孤立的，而是存在流体性质的转换[17]通过对不同流体性质及其转化关系的研究，对分析重力流的形成机理和过程具有重要意义。垂向层序的组合是流体性质转换或同种性质流体叠置最直接的反映，通过对研究区岩心观察及描述（图2），根据流体类型及其组合关系，将研究区重力流的垂向组合归纳为四类：

（1）多期砂质碎屑流垂向叠置。

这种组合在研究区最为常见，表现为多期砂质碎屑流在垂向上的相互叠置，厚层块状砂岩之间有时常被薄层灰黑色泥岩隔开，累计厚度可达15m，期间并没有发生流体性质的转换。

（2）砂质滑塌与砂质碎屑流之间的叠置。

在三角洲前缘坡脚处，变形层理的砂质滑塌体上部被块状碎屑流砂体覆盖，相互形成垂向叠加关系，并可发现砂质滑塌体与砂质碎屑流多期叠加。

（3）泥质碎屑流与砂质碎屑流的叠置。

这种组合在研究区也很常见，有不同于正常沉积的湖相泥岩相的撕裂泥岩碎屑和粉砂岩块，上部覆盖着大量的砂屑流、灰黑色泥岩的“漂浮”碎屑。

（4）砂质碎屑流与浊流的叠置。沙质泥石流含沙量的降低可形成浊流。这种叠加关系的出现反映了两种流体之间流体性质的转换。其次，不同时期不同流态的沉积物在同一地点的叠加也可以形成这种垂向关系。

4.结论

（1）通过岩心观察和野外剖面观察，发现研究区延长组长6～长7期广泛发育深水重力流沉积。深水重力流沉积可划分为砂屑流沉积、塌陷沉积、浊流沉积、泥质碎屑流沉积4种类型。

（2）根据室外岩心观察和分析，研究区重力流沉积物的垂向组合可分为四种类型：砂质滑塌与砂质泥石流的叠加、砂质泥石流的垂直叠加、泥石流砂泥岩的叠加，砂性泥石流和浊积流的叠加，其中以多级砂泥石流最为常见。

（3）鄂尔多斯盆地南部地區拥有良好的“生、储、盖”组合关系，长6～长7油层组的深水重力流砂体及油页岩成藏条件优越，致密油资源丰富，理应重视。

参考文献：

[1]贾承造，郑民，张永峰.中国非常规油气资源与勘探开发前景[J].石油勘探与开发， 2012， 39（2）：129-136.

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[3]许怀先，李建中.致密油：全球非常规石油勘探开发新热点[J].石油勘探与开发， 2012， 39（1）：99.

[4]姚泾利，邓秀芹，赵彦德，等；鄂尔多斯盆地延长组致密油特征[J].石油勘探与开发， 2013， 40（2）：150-158.

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[6]邹才能，朱如凯，吴松涛，等；常规与非常规油气聚集类型、特征、机理及展望—以中国致密油和致密气为例[J].石油学报， 2012， 33（2）：173-187.

[7]杨俊杰.鄂尔多斯盆地构造演化与油气分布规律[M].北京：石油工业出版社， 2002：50-108.

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[9]杨华，邓秀芹.构造事件对鄂尔多斯盆地延长组深水砂岩沉积的影响[J].石油勘探与开发， 2013， 40（5）：513-520.

[10]Shanmugam G.深水砂岩新论-成因、识别、触发机制与储层性质[M].北京：石油工业出版社， 2013：29-86.