赵小强，万友利，易 超，张世懋，贺 勇

（成都理工大学能源学院）

鄂尔多斯盆地姬塬油田长8段沉积相研究

赵小强，万友利，易 超，张世懋，贺 勇

（成都理工大学能源学院）

延长组长8段是姬塬油田开发的主力油层，随着油气勘探开发程度的不断加深，其储层的平面非均质性已成为当前勘探开发的制约因素，因此对沉积相展布的精细描述显得非常重要。文中通过物源及相标志分析，认为延长组长8段受西北和东北2个方向物源的控制，经历了三角洲平原向三角洲前缘的过渡，沉积了纵向上叠置、横向上连片的分流河道砂体。在此基础上，对长81层不同亚相及不同物源控制下的砂体物性进行了对比，得出长81层三角洲平原的砂体物性比三角洲前缘的砂体物性好，受西北物源控制的砂体物性比受东北物源控制的砂体物性好。最后，对长8段有利储集相带进行了预测，认为姬塬油田西北方向的储集物性较好，具有较大的油气勘探潜力。

物源；沉积相；油气聚集；长8段；姬塬油田；鄂尔多斯盆地

0 引言

姬塬油田位于鄂尔多斯盆地中西部，在区域构造上位于鄂尔多斯盆地天环坳陷和陕北斜坡2个构造单元之间，为一西倾的大单斜，仅发育一些低幅的鼻状构造（图1）。三叠系延长组是该区油气勘探的主要目的层，具有烃源岩发育、生储盖组合配套、勘探领域广及潜力大的特点［1］。延长组自下而上分为10个油层组，依次为长10段—长1段，其中长7段发育有高效烃源岩［2-3］。长8段油气成藏为近源充注、隐性输导、快速聚集，油藏多呈现分散、小规模分布，成藏机制复杂，“甜点”主要出现在致密砂岩背景下的高效储层中，预测和勘探难度较大［4-5］。因此，精确描述长8段沉积相的平面展布是姬塬油田突破勘探和开发瓶颈的直接手段。姬塬油田长8段砂体受东北阴山古陆和西北阿拉善古陆的控制，来自东北和西北的分流河道砂体在研究区内汇聚，由于其母岩性质及搬运距离不同，造成原始储集物性及后期成岩作用存在差异。因此，研究长8段沉积相展布，可以预测高效储层发育带，对后期姬塬油田进一步挖潜具有重要的理论指导意义。

图1 姬塬油田位置图Fig.1 Location map of Jiyuan Oilfield

1 物源分析

鄂尔多斯盆地晚三叠世延长期沉积具有多物源的特点，盆地周缘存在多个古陆，包括北部的阴山古陆、西北缘的阿拉善古陆、南部的祁连—秦岭古陆及西南的陇西古陆等，它们都是盆地碎屑沉积物的主要供给区［6］。多物源也明显反映在延长组砂岩的岩石类型、重矿物组合类型及砂体展布特征等方面［7-9］。姬塬油田靠近盆地的主要沉积中心，在上三叠统延长组长8段沉积期，该地区究竟受几个物源的控制，许多研究者有不同的见解［10-13］。此次通过重矿物、轻矿物和稀土元素对物源进行分析。

1.1 重矿物分析

重矿物在沉积物搬运和沉积过程中性质稳定，因此不同的重矿物组合指示不同的母岩性质，代表沉积物的搬运方向。姬塬油田长8段砂岩中重矿物组合大致可划分为3个区（图2），每个区重矿物组合类型存在一定的差异，并且均具有代表性的特征矿物。

图2 姬塬油田长8段重矿物组合特征及其分区图Fig.2 Characteristics of heavy mineral assemblage and its zoning map of Chang 8 member in Jiyuan Oilfield

西部重矿物以石榴石与锆石含量相当，不含金红石为主要特征，表明西部物源区以花岗岩和变质岩组合为主；东部重矿物以石榴石含量高于锆石含量为主要特征，表明东部物源区母岩主要为变质岩；南部为混源区，重矿物特征介于东部与西部之间，锆石相对含量有增加的趋势，这是由于随着搬运距离的增加，性质稳定的锆石含量相对富集的结果。由此可见，姬塬油田长8段可能受西北和东北2个方向物源的控制，且这2个方向的物源在南部汇聚。

1.2 轻矿物分析

姬塬油田西部及中部长8段砂岩主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩，岩屑主要为浅变质岩岩屑，其次为喷出岩岩屑，与西北部阿拉善古陆的变质岩和火山岩杂岩体相对应。而东部长8段砂岩为岩屑长石砂岩和长石砂岩，长石含量明显增加，岩屑也变得相对单一，为变质岩岩屑，与东北阴山古陆主要的孔兹岩系相对应。

岩屑、石英和长石的含量差别可以指示沉积物的成熟度，进而可以反映沉积中心离物源的距离。长8段在研究区东北部与中部地区的岩屑含量低于石英和长石的含量，而在西北部的岩屑含量与长石和石英的含量相当，说明姬塬油田东部和西部受不同物源的控制。

1.3 稀土元素分析

稀土元素（REE）的化学性质非常相近，溶解度普遍较低，在水体中停留的时间极短，因此能够快速进入到细粒沉积物中且不易发生分异，使得细粒沉积物能较好地保存物源区的地球化学信息［14］。因此，可以利用稀土元素在地球化学特征方面优越的可比性来研究沉积物物源以及岩相古地理。

鄂尔多斯盆地西北缘阿拉善古陆片麻岩及石榴石浅粒岩的REE表现为轻稀土元素（LREE）富集，重稀土元素（HREE）亏损，铈（Ce）轻微负亏损，铕（Eu）轻微富集；REE配分模式表现为“缓右倾斜”、HREE平坦型。北缘—东北缘阴山古陆变质岩的REE表现为LREE富集，HREE严重亏损，Ce与Eu轻微亏损；REE配分模式表现为“右倾斜”、HREE平坦型［15］。将前人研究的长8段砂岩REE配分模式［9］与西北缘及东北缘 REE配分模式进行对比（图3），发现该区长8段REE配分模式与阿拉善古陆和阴山古陆REE配分模式均具有一致性，但与盆地西北缘阿拉善古陆片麻岩及石榴石浅粒岩的一致性更强，说明物源主要来自西北方向的阿拉善古陆，其次为东北方向的阴山古陆。

由上述分析可知，长8段沉积相展布受西北和东北2个方向物源的控制，但主要是受西北缘阿拉善古陆物源的控制，仅研究区东部的王盘山—张腰岘一带的物源来自于盆地东北方向的阴山古陆，且西北和东北2个方向的物源在研究区中部偏南地区发生混源交汇。

图3 长8段RRE配分模式与鄂尔多斯盆地东北缘及西北缘RRE配分模式对比图Fig.3 The comparison of REE distribution pattern among Chang 8 member and the northwest and northeast of Ordos Basin

2 相标志

沉积环境与沉积相划分是一个综合分析的过程，其中相标志是沉积相识别最直接的依据，是进行相分析和岩相古地理研究的基础。笔者结合岩石学特征、沉积构造特征以及测井相分析对该区块进行沉积相划分。

2.1 岩石学特征

长8段砂岩颜色以灰白色、灰绿色及深灰色为主，为弱还原环境的产物。岩性以细砂岩为主，中砂岩次之，含少量粉砂岩和泥岩，主要为岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩和长石砂岩。其中，碎屑成分以石英为主，长石和岩屑次之。石英含量一般为26%～45%，平均为38.5%；长石含量一般为27%～43%，平均为30.6%；岩屑含量一般为 19%～40%，平均为29.1%。碎屑物分选中等，磨圆中—差，为次棱角状—棱角状，以颗粒支撑为主，杂基支撑次之。胶结方式多为孔隙式胶结，接触式胶结较少。由此可知，姬塬油田长8段砂岩为成分成熟度较低、水体能量相对较高沉积环境的产物。

2.2 沉积构造特征

2.2.1 流动构造

研究区常见的流动构造有块状层理、平行层理、沙纹层理、楔状层理、斜层理等（图版Ⅰ-1—图版Ⅰ-5）。单砂体的底部往往是平行层理、斜层理、楔状层理，向上逐渐过渡为沙纹层理、块状层理等，反映出水体能量向上逐渐变弱，物源供给逐渐减小。

2.2.2 同生变形构造

研究区同生变形构造非常发育，可见包卷层理及泄水构造（图版Ⅰ-6、图版Ⅰ-7），主要见于粉砂岩、粉砂岩与泥岩的互层或厚度不大的细砂岩中，反映成岩层内孔隙水发生液化流动。

2.2.3 生物成因构造

研究区见有大量生物成因的沉积构造，包括生物遗迹构造（图版Ⅰ-8）及扰动构造，这类构造常出现在间歇性动荡的水下沉积环境中。

2.3 测井相标志

在众多的测井曲线中，自然伽马能较好地反映地层中的泥质含量以及碎屑粒度变化的沉积序列和演化特征［16］。因此，此次选用自然伽马曲线来分析测井相标志。

箱形（图4a）：自然伽马值一般低于 80 API，光滑—微齿状，说明物源充足，水动力稳定且堆积速度快，沉积微相为分流河道或水下分流河道。曲线底部为突变接触，极可能为水动力突然加强时形成的一个冲刷面。曲线顶部分为渐变接触和突变接触，渐变接触反映基准面上升条件下水动力逐渐减弱，导致物源供给的相对减少；而突变接触指自然伽马值突然增大，反映水动力的突然减弱，物源供给的突然中断。

钟形（图4b）：自然伽马曲线底部值一般低于80 API，顶部值一般大于100 API，砂岩呈正粒序变化，曲线顶部为渐变接触，对应水动力逐渐变弱的过程，沉积微相为分流河道或水下分流河道→天然堤→分流间湾的变化过程。

图4 长8段测井相解释图Fig.4 Electrofacies diagram of Chang 8 member

指形（图4c）：自然伽马值在曲线峰值处小于80 API，在上、下泥岩处一般大于100 API，为安静水体中的事件性沉积，厚度一般为1～2 m，沉积微相为决口扇或水下决口扇。

高伽马齿化（图4d）：自然伽马值一般为100～120 API，为水动力条件较弱的低能沉积环境，沉积微相为分流间湾或水下分流间湾。

漏斗形（图4e）：曲线值在顶部一般小于80 API，底部为90～100 API，沉积物粒度呈向上变粗的反粒序。底部与高自然伽马泥岩相连，不易分开，呈渐变接触；顶部为一水进冲刷面，向上过渡为指形或高自然伽马微齿化，说明向上水体能量逐渐加强，沉积微相为河口坝。

3 沉积相展布

综合岩石学、沉积构造以及测井相分析得出，延长组长8段为水体能量较高的动荡性沉积环境下的产物，为三角洲相沉积，以发育三角洲平原亚相和三角洲前缘亚相为主。三角洲平原亚相往往发育煤线和深灰色泥岩，而三角洲前缘亚相以河口坝灰黑色泥岩发育为特征。

此次研究是在大量岩心观察的基础上，进行单井相分析。如果该层段为三角洲平原亚相，则对应的湖岸线向湖方向偏移；如果该层段为三角洲前缘亚相，则对应的湖岸线向物源方向偏移。若上述2种亚相在该层段均有出现，而三角洲平原亚相占优势，则湖岸线向湖方向略作偏移，反之，则湖岸线向物源方向略作偏移。

由于姬塬油田长8段物源主要受西北阿拉善古陆的控制，其沉积砂体展布主要是受西北方向分流河道的控制，在西北方向可见几条大型分流河道向区块内延伸；其次是受东北方向分流河道的控制，河道砂体最后在东南部汇聚。长82沉积期姬塬油田仅东南角为三角洲前缘亚相沉积，区内其余地区为三角洲平原亚相沉积，湖岸线主要分布在堡子湾—刘峁塬一带（图5a、图5b）。长81沉积期三角洲平原亚相沉积逐渐退出研究区，区内主要以三角洲前缘亚相沉积为主，仅西北角为三角洲平原亚相沉积，湖岸线向西北方向迁移至麻黄山—史家湾一带（图5c、图5d）。由此可见，长8段沉积期为一个湖侵的过程，从长82沉积期到长81沉积期，湖岸线向北西方向迁移，但沉积的河道砂体厚度变化不大。

图5 姬塬油田长8段沉积相平面展布图Fig.5 Planar sedimentary facies distribution of Chang 8 member in Jiyuan Oilfield

4 沉积相与油气聚集关系

延长组是鄂尔多斯盆地油气勘探开发的主力油层，其探明石油地质储量占全盆地探明地质储量的74.12%，在鄂尔多斯盆地石油勘探中占有重要的地位［17］。研究沉积相与油气聚集的关系，明确不同沉积亚相下储层的物性，以及分析来自西北和东北方向不同物源控制下的储层物性，不仅对姬塬油田长8段勘探意义重大，而且对整个油气勘探和开发都具有指导意义。

在物性分析中，根据物源控制区域的不同，在平面上将姬塬油田长8段分为2个区，即西北物源控制区和东北物源控制区。长81层东北物源控制区的孔隙度主要为4%～8%，平均值为6.18%，渗透率一般小于0.2 mD，平均值为0.087 mD；西北物源控制区的孔隙度主要为6%～11%，平均值为7.42%，渗透率一般小于0.2 mD，但在0.2～0.4 mD也占有一定比例，平均值为0.147 mD。由此可见，长81层西北物源控制区的砂体物性比东北物源控制区的砂体物性好（图6a）。长81层三角洲平原砂体的孔隙度主要为4%～10%，平均值为6.72%，渗透率一般小于 0.4 mD，平均值为 0.178 mD；长 81层三角洲前缘砂体的孔隙度主要为4%～10%，平均值为6.79%，渗透率一般小于0.2 mD，平均值为0.093 mD。由此可见，长81层三角洲平原的砂体物性比三角洲前缘的砂体物性好（图6b）。长82层孔隙度一般大于10%，渗透率一般大于0.5 mD，物性要明显好于长81层。

毗邻烃源岩的高效储层是油气优先充注的区域。姬塬油田长7段作为高效烃源岩发育的主要层段，下部叠置长8段大量的分流河道砂体，为有效储层发育提供了保障。结合沉积相与储集物性之间的关系，姬塬油田西北方向长8段物源主要来自西北缘阿拉善古陆，且处于三角洲平原中，储集物性相对较好，是油气聚集的有利区域，适合今后进一步挖潜。

5 结论

（1）姬塬油田长8段受西北和东北2个方向物源的控制，即西北方向的阿拉善古陆和东北方向的阴山古陆，且这2个方向的物源在研究区中部偏南地区发生混源交汇。

（2）姬塬油田长8段为三角洲相沉积，湖岸线从长82沉积期到长81沉积期向北西方向移动，经历了由早期三角洲平原向晚期三角洲前缘的过渡，沉积砂体展布为北北西向和北北东向。

（3）姬塬油田长81层三角洲平原的砂体物性比三角洲前缘的砂体物性好，西北物源控制区的砂体物性比东北物源控制区的砂体物性好，长82层砂体物性明显好于长81层。因此，姬塬油田西北方向具有较好的储集物性，是今后挖潜的目标区。

［1］窦伟坦，侯明才，陈洪德，等.鄂尔多斯盆地三叠系延长组油气成藏条件及主控因素研究［J］.成都理工大学学报：自然科学版，2008，35（6）：686-692.

［2］卢进才，李玉宏，魏仙样，等.鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组油页岩沉积环境与资源潜力研究［J］.吉林大学学报：地球科学版，2006，36（6）：928-932.

［3］王昌勇，郑荣才，王成玉，等.鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组中段岩性油藏成藏规律研究［J］.岩性油气藏，2010，22（2）：84-89.

［4］史建南，郑荣才，韩永林，等.鄂尔多斯盆地姬塬地区长8油层组岩性油藏成藏机理研究［J］.岩性油气藏，2009，21（3）：129-133.

［5］王道富，付金华，雷启鸿，等.鄂尔多斯盆地低渗透油气田勘探开发技术与展望［J］.岩性油气藏，2007，19（3）：126-130.

［6］王纹婷，郑荣才，王成玉，等.鄂尔多斯盆地姬塬地区长8油层组物源分析［J］.岩性油气藏，2009，21（4）：41-46.

［7］罗静兰，魏新善，姚泾利，等.物源与沉积相对鄂尔多斯盆地北部上古生界天然气优质储层的控制［J］.地质通报，2010，29（6）：811-820.

［8］罗静兰，李忠兴，史成恩，等.鄂尔多斯盆地西南部上三叠统延长组长8、长6油层组的沉积体系与物源方向［J］.地质通报，2008，27（1）：101-111.

［9］银晓，罗顺社，李鑫，等.鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长8时期物源分析［J］.岩性油气藏，2008，20（3）：59-63.

［10］聂永生，田景春，夏青松，等.鄂尔多斯盆地白豹—姬塬地区上三叠统延长组物源分析［J］.油气地质与采收率，2004，11（5）：4-7.

［11］杨华.鄂尔多斯盆地三叠系延长组沉积体系及含油性研究［D］.成都：成都理工大学，2004.

［12］韩永林，王成玉，王海红，等.姬塬地区长8油层组浅水三角洲沉积特征［J］.沉积学报，2009，27（4）：45-52.

［13］张东阳.鄂尔多斯盆地三叠系延长组长8油层组沉积相研究［D］.西安：西北大学，2008.

［14］杨守业，李从先.REE示踪沉积物物源研究进展［J］.地球科学进展，1999，14（2）：164-167.

［15］宋凯，吕剑文，杜金良，等.鄂尔多斯盆地中部上三叠统延长组物源方向分析与三角洲沉积体系［J］.古地理学报，2002，4（3）：59-66.

［16］苟亚西，廖明光，王显财.自然伽马曲线在我国南方Ah油田沉积相研究中的应用［J］.内江科技，2010，5：22-24.

［17］蔺宏斌，侯明才，陈洪德，等.鄂尔多斯盆地上三叠统延长组沉积体系特征及演化［J］.成都理工大学学报：自然科学版，2008，35（6）：674-680.

Study on sedimentary facies of Chang 8 member in Jiyuan Oilfield,Ordos Basin

ZHAO Xiao-qiang，WAN You-li，YI Chao，ZHANG Shi-mao，HE Yong
（College of Energy Resources， Chengdu University of Technology， Chengdu 610059， China）

Chang8 member ofYanchangFormation is the major reservoir in Jiyuan Oilfield.With the development of oil and gas exploration,the areal heterogeneityofthe reservoir has become an obstacle for further exploration and development,sothe fine sedimentaryfacies description is particularlysignificant.Based on the analysis ofsediment provenance and facies indicator,it is considered that Chang8 member ofYanchangFormation is controlled bythe provenances fromthe northwest and northeast,experienced the transformation from delta plain to delta front,and deposited distributary channel sand body whichissuperimposedverticallyandcontinuouslaterally.ThephysicalpropertiesofChang81layer under differentsubfacies anddifferentsourcesarecontrasted.Theresultshowsthatthereservoir propertyofdeltaplain in Chang81layer isbetter than thatofdeltafront,and the reservoir propertycontrolled bythe provenance fromnorthwest is better than that controlled bythe provenance from the northeast.The favorable reservoirs of Chang 8 member are predicted,and it is considered that the reservoirinthenorthwestofJiyuanOilfieldhasgreathydrocarbonpotential.

provenance； sedimentaryfacies； hydrocarbonaccumulation； Chang8member；JiyuanOilfield； OrdosBasin

TE121.3

A

2011-01-15；

2011-03-02

国家自然科学青年基金项目“鄂尔多斯盆地晚三叠世延长期几个关键性事件沉积及其与油气聚集关系研究”（编号：40602012）。

赵小强，1984年生，男，成都理工大学在读硕士研究生，主要从事储层沉积学与油藏地球化学研究。地址：（610059）四川省成都市成都理工大学能源学院 323室。E-mail：657314910@163.com

1673-8926（2011）04-0094-06

图版Ⅰ

王会玲）