鄂尔多斯盆地姬塬地区上三叠统延长组第六段高分辨率层序_岩相古地理

地󰀁层󰀁学󰀁杂󰀁志

JOURNALOFSTRATIGRAPHY

第33卷󰀁第3期Vol.33󰀁No.3

鄂尔多斯盆地姬塬地区上三叠统延长组第六段

高分辨率层序󰀂岩相古地理

王昌勇

1)

󰀁郑荣才

1)

󰀁韩永林

2)

󰀁王海红

2)

󰀁梁晓伟

2)

󰀁辛红刚

2)

1)油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都理工大学󰀁四川成都󰀁610059;

2)中国石油长庆石油分公司勘探开发研究院󰀁陕西西安󰀁710021

摘󰀁要:姬塬地区处于鄂尔多斯盆地西部地区,晚三叠世延长期该地区处在北部的安边三角洲与西部的环县三角洲交汇部位。以高分辨率层序分析为指导思想,通过钻井岩芯、测井资料和地震等资料,分析该地区延长组长油层组多级次基准面旋回界面和湖泛面的成因类型及高分辨率层序地层学特征,将长6段河控三角洲沉积划分为1个长期、3个中期、10个短期和20个超短期旋回层序,比较了各级次层序的结构类型、叠加样式和分布模式,建立了等时地层对比格架,分析了砂岩在层序地层格架中的发育状况,编制了短期、超短期旋回相域的层序󰀂岩相古地理图,描述了不同时期三角洲砂体的展布特征,对有利储层发育层位和区带进行了预测。

关键词:高分辨率层序,层序󰀂岩相古地理,安边三角洲,环县三角洲,延长组,三叠系,姬塬地区,鄂尔多斯盆地中图法分类号:P534.51󰀁󰀁󰀁文献标识码:A󰀁󰀁文章编号:0253󰀁4959(2009)03󰀁0326󰀁07

󰀁󰀁姬塬地区位于鄂尔多斯盆地中偏西部,北起红井子,南抵黄米庄科,西自史家湾,东到王盘山,东西宽80km,南北长62km,面积约4.97∃10km。区域构造横跨伊陕斜坡和天环坳陷(图1),发育大面积储集砂体,其中延长组第六段(以下简称!长6段∀)是该地区主力产油层,早在20世纪90年代即被发现具有良好油气显示,近年来在该层位已钻获多口油气井。姬塬地区长6段沉积期主体属于东北部安边三角洲平原󰀂前缘的水下延伸部分,其西南一隅发育另一的小范围三角洲沉积,属于环县三角洲前缘的向湖盆延伸的远端部分,南部的主体为前三角洲󰀂浅湖沉积区(蔺宏斌、姚径利,2000;李文厚等,1999#;宋凯等,2002;郑荣才等,2007)。󰀁󰀁储层发育受层序地层格架和沉积微相控制明显。目前该地区大部分区域尚处于勘探评价阶段,因此,长6段砂体的沉积微相编图将直接影响下一步勘探和开发,而将高分辨率层序地层学理论及其技术方法运用于高精度的沉积微相编图,对指导该地区油气勘探和开发无疑具有非常重要的意义。一、长6段高分辨率层序地层特征

1󰀁高分辨率层序地层划分

长6段岩性为灰绿色、灰色中󰀂细粒砂岩、粉砂

3

2

岩与灰黑色泥岩、粉砂质泥岩互层组合,自下而上可细分为长63、长62、长61三个小层。通过对一百五十余口井测井及岩芯资料综合分析,可识别出%、&、∋、(类4种不同成因类型和产出规模的界面

(郑荣才等,2001),据此,可将姬塬地区长6段划分为1个长期、3个中期、10个短期和20个超短期旋回层序(图2)。

2󰀁层序的基本类型

受不同成因的边界控制,姬塬地区长6段的基准面旋回层序主要有3种基本结构类型,分别反映不同的沉积动力学条件(郑荣才等,2000)。2.1向上!变深∀非对称型旋回结构(以下简称A型)

此类型层序仅发育在超短期和短期旋回层序中,层序的主体主要由河道化砂体组成,成因类型包括三角洲平原主河道和分流河道以及前缘水下分流河道等,形成于A/S值<1的过补偿条件下(其中A为可容空间增量,S为沉积补给量,下同),层序底界面为冲刷面,层序内仅保留基准面上升半旋回沉积记录,由单一的中󰀂细粒砂岩,或由中󰀂细粒砂岩、粉砂岩和泥岩组成向上变细!加深∀的沉积序列,层序顶界面为时限相当于下降半旋回的冲刷面,也为上覆层序的底界面。按沉积序列,此类旋回层序可细分为A/S<<1低可容纳空间(A1型)和A/S<1

国家重大专项!大型油气田及煤层气开发∀(2008ZX05000󰀁003󰀁01)部分研究成果。

#李文厚,张小莉,刘生福等.1999.鄂尔多斯盆地南部延长组主要油层组沉积相研究.西安:西北大学地质系,长庆石油勘探局.文稿接受日期:2009󰀁01󰀁09;修改稿收到日期:2009󰀁05󰀁15。

第一作者简介:1981年生,男,博士研究生,从事沉积学与层序地层学研究工作;E󰀁mail:qisiwoye-2001@163.com

󰀁3期王昌勇等:鄂尔多斯盆地姬塬地区上三叠统延长组第六段高分辨率层序󰀂岩相古地理

327

图1󰀁研究区沉积环境及构造位置

Fig.1󰀁Sedimentaryenvironmentsandlocalityofthestudiedarea

的相对高可容纳空间(A2型)2种亚类型。2.2向上变浅非对称型旋回结构(以下简称B型)

此类型也仅发育在超短期和短期旋回层序中,较为少见,形成于A/S)1的弱补偿条件下。层序仅具有基准面下降半旋回沉积记录,上升半旋回表现为无沉积间断面(饥饿面)或水进冲刷面。可细分为A/S<1的低可容纳(B1型)空间和A/S>1的相对高可容纳空间(B2型)2种亚类型:前者主要发育在三角洲前缘河口坝附近,由超覆水进冲刷面的河口坝微相的粉󰀂细粒砂岩组成进积序列,具逆粒序结构;后者主要由超覆间断面(或无沉积间断面)∗前三角洲∗远砂坝微相的泥岩、粉砂质泥岩和粉砂岩组成向上加粗变浅的加积∗弱进积序列。2.3对称型旋回结构(以下简称C型)󰀁此类型层序为最发育的超短期和短期旋回层序结构类型,长、中

期旋回层序也都为此类型,形成于沉积物供给速率等于或小于可容纳空间增长率(A/S)1)的弱补偿至欠补偿条件下。层序由基准面上升和下降两个半旋回叠加组成,具有相对较完整的水进󰀂水退旋回性和二分时间单元分界线:其一为层序底界面,多具冲刷面性质,或为相关整合界面;其二为位于层序中部的洪泛面,相当基准面由上升折向下降的退积∗加积(或进积)转换面位置。以洪泛面为对称轴,按上升与下降半旋回厚度变化,可细分为3个亚类型:1)以上升半旋回为主的不完全对称型(C1型);2)上升与下降半旋回近于相等的对称型(C2型);

328

地󰀁󰀁󰀁层󰀁󰀁󰀁学󰀁󰀁󰀁杂󰀁󰀁󰀁志󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁33卷

3)下降半旋回为主的不完全对称型(C3型)。3󰀁不同结构类型层序分布模式

在同一沉积体系或同一相带的不同位置,上述基准面旋回层序结构类型的空间分布遵循可容纳空间机制确定的A/S比值条件,具有很强的分带性(图3):1)A型结构的层序主要分布在三角洲平原河道和靠近湖岸线的三角洲前缘水下分流河道上游区,一般由多期河道连续叠加组成A型结构的沉积序列,其中A1型主要发育在河道内的心滩位置;2)B型结构的层序在水上或水下决口扇、河口坝及远砂坝有少量分布,其中B1型多发育在河口坝沉积序列中;3)C型结构的层序主要分布在三角洲前缘及近河口的前三角洲沉积区;4)在同一层序的不同相带,从三角洲平原∗三角洲前缘∗河口∗前三角洲依次出现由A1型向A2型、C1型、C2型、C3型(或B1型)至B2型的结构分布和变化规律。4󰀁层序地层格架

层序地层格架系指将同时代形成的岩层有序地纳入相关年代的时间󰀂地层对比格架中,在此基础上进行等时地层对比和描述地层叠置样式的地层学研究方法。

根据高分辨率层序地层旋回等时对比法则(Cross&Lessenger,1996),以单井沉积相和高分辨率层序地层的精细分析和联井剖面对比(图4)为各级别基准面旋回层序等时对比依据,选择中、长期旋回层序的二分时间单元分界线(即层序界面和洪泛面)为等时对比优选位置,短期和超短期旋回层序为等时地层对比单元,对姬塬地区长6段进行高分辨率层序地层进行等时对比和建立短期󰀂超短期时间尺度的时间󰀂地层格架。基于单井一维地层和岩相信息转化为三维信息的原理,在相控模式的指导下,在地层格架中对小层砂体(或单砂层)进行劈分和相当时间-地层反演的逐层对比(郑荣才、彭军,2002;郑荣才等,2004),为小层砂体(或单砂层)追踪和等时对比与评价,以及编制短时间尺度等时沉积微相图奠定基础。

三、地层格架中的有利层位预测和评价

以单砂层为小尺度流动单元进行高渗区带预测,是油气田开发工程中难度很大但又迫切需要解决的精细地质问题,评价有利储层发育层位和编制单砂层沉积微相图是最有效的技术方法。将超短期半旋回相域(相当经典的准层序级别)中的单砂层(或单砂体),确定为小尺度流动单元(张尚峰等,2002),结合砂体厚度、砂岩百分含量、砂体钻遇率及图2󰀁姬塬地区长6段沉积相和高分辨率层序地层

综合柱状图(以耿97井为例)

Fig.2󰀁Generalizedcolumnofsedimentaryfaciesandhigh󰀁resolutionsequencesoftheInterval6ofYanchangFormationinJiyuanregion,OrdosBasin(ExampleforWellGeng97)󰀁3期王昌勇等:鄂尔多斯盆地姬塬地区上三叠统延长组第六段高分辨率层序󰀂岩相古地理

329

图3󰀁姬塬地区长6段短期和超短期旋回层序结构类型、叠加样式和分布模式Fig.3󰀁Distribution,structureandstackingpattern,correlationoftheshort󰀁supershort

termcyclesequenceoftheInterval6ofYanchangFormationinJiyuanregion

图4󰀁姬塬地区长6段东西向地层格架中的小层砂体劈分和等时追踪对比(剖面位置见图5)

Fig.4󰀁IsochronouscorrelationandwedgingofsmallsandbodylayersinstratigraphicframeworkoftheInterval

6ofYanchangFormationinJiyuanregion

330

地󰀁󰀁󰀁层󰀁󰀁󰀁学󰀁󰀁󰀁杂󰀁󰀁󰀁志󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁33卷表1󰀁姬塬地区长6段单砂体综合评价结果和排序表

Tab.1󰀁Synergisticevaluationandsequencingofsmallsandbodylayers

oftheInterval6ofYanchangFormationinJiyuanregion

类别

单砂层编号

SSSC13,,SSSC15,,SSSC17,,SSSC19,SSSC9,,SSSC11,,SSSC14,,SSSC16,,SSSC16.,

SSSC18,,SSSC20,,SSSC20.

SSSC1,,SSSC5.,SSSC7,,SSSC10,,SSSC10.,SSSC12,,SSSC12.,

SSSC13.,SSSC14.,SSSC15.,SSSC17.,SSSC18.,SSSC19.SSSC1.,SSSC2,,SSSC2.,SSSC3,,SSSC3.,SSSC4,,SSSC4.,SSSC5.,

SSSC6,,SSSC6.,SSSC7.,SSSC8,,SSSC8.,SSSC9.,SSSC11.

单砂层平均厚度变化范围(m)2.31󰀂2.601.41󰀂2.38

总平均厚度(m)2.4731.947

+类最有利层位−类有利层位

%类中等有利层位

1.24󰀂2.101.7

&类不利层位

1.03󰀂2.251.573

物性等因素编制单砂层沉积微相图,在此基础上进行有利层位综合评价(表1)。表明姬塬地区有利岩相带的单砂体发育主要受层序控制,有如下特点:1)+类和−类有利层位主要发育于相当长61的MSC3层序中,部分出现在相当长62的MSC2层序中,而相当长63的MSC1层序不发育;2)有利砂体发育层位几乎都出现在MSC3和MSC2的超短期上升半旋回相域,以A型和C1型结构为主,而在下降半旋回相域中不发育(图4和表1)。四、层序󰀂岩相古地理编图

基于高分辨率层序分析的岩相古地理编图,就是将沉积学和高分辨率层序分析与岩相古地理编图紧密结合起来,利用层序界面和其他关键界面,以相域为编图单元编制等时岩相古地理图(或沉积微相图)。这种新的编图技术方法,由于提高了地层格架中小层砂体(或单砂体)劈分、等时追踪对比和生、储、盖组合匹配关系的描述精度,成功地减少了压缩编图法、优势相编图法和岩性比例编图法等技术方法等时性差的缺陷,加深了对沉积微相平面分布规律的认识,因而有效地提高了有利相带、层位和区块的预测和评价水平,为编制大比例尺、短时间尺度的沉积微相图和砂体分布图提供了有力的技术支撑。在本项目研究中,采用超短期基准面升、降半旋回相域为等时地层编图单元编制的层序󰀂岩相古地理图,非常精细地刻画了各层位单砂层的发育规模,几何形态和分布规律,有效地提高了姬塬地区长6段有利相带的预测和评价水平。图5和表1展示了4个类别单砂层的层序󰀂岩相古地理编图结果:图5A为+类最有利储层发育层位的沉积微相和砂体分布

图,分流河道砂体呈网状分布,具有单砂体厚度较大,多在4m以上,砂体宽和横向连通性好,而泛滥平原与分流间湾等泥质沉积相对不发育的特点;图5B为−类有利储层发育层位的沉积微相和砂体分布图,分流河道砂体多呈树枝状分布,发育规模明显比+类层位的砂体小,单砂体厚度多在2󰀂4m之间,砂体横向连通性变差;图5C为%类中等有利储层发育层位的沉积微相和砂体分布图,分流河道砂体多呈稀疏的鸟足状分布,单砂体规模较小,厚度一般在2󰀂3m之间,而分隔砂体的分流间湾和前三角洲泥质沉积非常发育;图5D为&类不利储层发育层位的沉积微相和砂体分布图,分流河道砂体往往呈侧向迁移很弱的孤立状分布,单砂体厚度一般在2m以下,而前三角洲泥质沉积广泛发育。五、结󰀁语

高分辨率层序地层学理论及其技术方法自引入国内十多年来,已在多个油田应用于实践和取得丰硕成果。实践证明,高分辨率层序分析和层序󰀂岩相古地理编图作为一种研究方法,其目的是为了更客观、更逼近事实地恢复等时地层条件下的岩相古地理面貌和有利储层发育相带的展布特征,在此基础上,研究层序对砂体在时间和空间上分布规律的控制,并进行有利储层发育区带的预测和评价,为油气勘探开发提供依据。姬塬地区长6段油藏是典型岩性地层油藏,在进行高分辨率层序分析和编制层序󰀂岩相古地理图的基础上,综合砂岩物性和勘探程度等因素,在最有利和有利储层发育的单砂层沉积微相平面图上,预测出15个有利储层发育的单砂体,为下一步开发部署提供了依据。

󰀁3期王昌勇等:鄂尔多斯盆地姬塬地区上三叠统延长组第六段高分辨率层序󰀂岩相古地理

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图5󰀁姬塬地区长6段超短期旋回相域岩相古地理图

(A:SSSC13,;󰀁B:SSSC9,;󰀁C:SSSC1,;󰀁D:SSSC2.;󰀁图中剖面线对应于图4)

Fig.5󰀁Thesedimentaryfaciesandpalaeogeographyofsupershorttermcyclesequenceofthe

Interval6ofYanchangFormationinJiyuanregion

332

地󰀁󰀁󰀁层󰀁󰀁󰀁学󰀁󰀁󰀁杂󰀁󰀁󰀁志󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁33卷

SongKai,L󰀁Jian󰀁wen,DuJin󰀁liang&WangHong󰀁ke.2002.

参考文献

SourcedirectionanalysisanddeltadepositionalsystemsofYan󰀁changFormationoftheUpperTriassicinthecentralOrdosBa󰀁sin.JournalofPalaeogeography,4(3):59󰀂66

ZhangShang󰀁feng,HongXiu󰀁e,ZhengRong󰀁cai,YiHai󰀁sheng,

ZhangChang󰀁min&DaiSheng󰀁qun.2002.Applicationofhigh󰀁resolutionstratigraphicsequencetotheanalysisoflevelofres󰀁

ervoirflowunitstakingtheShuangheOilFieldinBiyangDe󰀁pressionforanexample.JournalofChengduUniversityofTechnology,29(2):147󰀂151

ZhengRong󰀁cai&PengJun.2002.Analysisandisochronostrati󰀁

graphiccorrelationofhigh󰀁resolutionsequencestratigraphyforInterval6ofYanchangFormationinZhidanDelta,northernOr󰀁dosBasin.ActaSedimentologicaSinica,20(1):92󰀂100ZhengRong󰀁cai,PengJun&GaoHong󰀁chan.2004.Isochroniccor󰀁

relationoffluvialsandbodiesbyhigh󰀁resolutionsequencetech󰀁nique.JournalofChengduUniversityofTechnology(Science&TechnologyEdition),31(6):1󰀂7

ZhengRong󰀁cai,PengJun&WuChao󰀁rong.2001.Gradedivision

ofbase󰀁levelcyclesofterrigenousbasinanditsimplications.

ActaSedimentologicaSinica,19(2):249󰀂255

ZhengRong󰀁cai,WangChang󰀁yong,LiHong,LeiGuang󰀁ming&

XieChun󰀁hong.2007.ProvenanceanalysisoftheChang󰀁6paysetsoftheYanchangFormationinBaibao󰀁HuaciregioninOrdosBasin.LithologicReservoirs,1(1):32󰀂39ZhengRong󰀁cai,YinShi󰀁min&PengJun.2000.Sedimentarydy󰀁

namicanalysisofsequencestructureandstackingpatternofbase󰀁levelcycle.ActaSedimentologicaSinica,18(3):369󰀂375

蔺宏斌,姚径利.2000.鄂尔多斯盆地南部延长组沉积特性与物源探

讨.西安石油学院学报,15(5):7󰀂9

宋󰀁凯,吕剑文,杜金良,王宏科.2002.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.古地理学报,4(3):

59󰀂66

张尚锋,洪秀娥,郑荣才,伊海生,张昌民,戴胜群.2002.应用高分辨

率层序地层学对储层流动单元层次性进行分析󰀂󰀂󰀂以泌阳凹陷双河油田为例.成都理工学院学报,29(2):147󰀂151

郑荣才,彭󰀁军.2002.陕北志丹三角洲长6油层组高分辨率层序分

析与等时对比.沉积学报,20(1):92󰀂100郑荣才,彭󰀁军,高红灿.2004.高分辨率层序分析在河流相砂体等

时对比中的应用.成都理工大学学报(自然科学版),31(6):1󰀂7

郑荣才,彭󰀁军,吴朝容.2001.陆相盆地基准面旋回的级次划分和研究意义.沉积学报,19(2):249󰀂245

郑荣才,王昌勇,李󰀁虹,雷光明,谢春红.2007.鄂尔多斯盆地白

豹󰀂华池地区长6油层组物源区分析.岩性油气藏,1(1):32󰀂39

郑荣才,尹世民,彭󰀁军.2000.基准面旋回结构与叠加样式的沉积

动力学分析.沉积学报,18(3):369󰀂375

CrossTA&LessengerMA.1996.Sedimentvolumepartitioning:

rationaleforstratigraphicmodelevaluationandhigh󰀁resolutionstratigraphiccorrelation.NorwegianPetroleums󰀁ForeningCon󰀁ferenceVolume,1996,July.1󰀂24

LinHong󰀁bin&YaoJing󰀁li.2000.Depositionalfeatureandmaterial

sourceanalysisofYanchangFormationinOrdosBasin.JournalofXi/anPetroleumUniversity,15(5):7󰀂9

HIGH󰀁RESOLUTIONSEQUENCESTRATIGRAPHYAND

PALEOGEOGRAPHYOFTHEINTERVAL6OFTHEUPPERTRIASSICYANCHANGFORMATIONINTHEJIYUANREGION,ORDOSBASIN

WANGChang󰀁yong,ZHENGRong󰀁cai,HANYong󰀁lin,WANGHai󰀁hong,

LIANGXiao󰀁wei2)andXINHong󰀁gang2)

1)StateKeyLaboratoryforOilandGasReservoirGeologyandExploitation,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059;2)ResearchInstituteofExplorationandDevelopment,ChangqingOil󰀁fieldCompanyofCNPC,Xi'an710021

1)

1)

2)

2)

Abstract󰀁TheJiyuanregionislocatedinthewesternOrdosBasinwheretheAnbiandeltainthenorthandtheHuanxiandeltainthewestofthebasinconvergedduringtheLateTriassic.Throughacomprehensiveanalysisofcores,welllogsandseismicinterpretationdata,andusingtheprinciplesofhigh󰀁resolutionsequencestratigraphy,thecharacteristicsofmulti󰀁ordersequenceboundariesandlacustrinefloodingsurfacesintheInterval6oftheYan󰀁changFormationinthestudiedareaaredocumented.Thisintervalincludes20supershort󰀁term,10short󰀁term,threemiddle󰀁termcycles,andonelong󰀁termcycle.Onthebasisofthesedata,thearchitecture,stackingpatternandthedistributionofdifferentsequencesarediscussedindetail.Accordingtothehigh󰀁resolutionchronostrati󰀁graphiccorrelationoftheboundariesofbase󰀁levelchanges,thesequencestratigraphicandchronostratigraphicframeworkhavebeenestablishedonthescaleofsupershort󰀁termbase󰀁levelcycle.Theresultsareusefulinhydro󰀁carbonexploration,particularlyinthestratigraphiccorrelationofsmallsandstonehorizons.

Keywords󰀁high󰀁resolutionsequencestratigraphy,lithofaciesandpaleogeography,YanchangFormation,Triassic

System,Anbiandelta,Huanxiandelta,Jiyuanregion,OrdosBasin