鄂尔多斯盆地周家湾成藏地质条件分析

论文题目:鄂尔多斯盆地周家湾成藏地质条件分析

摘要

探讨鄂尔多斯盆地周家湾地区的成藏地质条件分析。鄂尔多斯盆地长7段优质油源

岩在低渗透油气成藏富集中的主导作用。周家湾地区的长6油层组主体属于三角洲前缘

沉积,水下分流河道微相非常发育。长8油层组属于三角洲平原和三角洲前缘沉积共生

体,水上和水下分流河道微相也很发育。由于水上和水下分流河道砂体非常有利于储层

发育,因此在具备油源供给充沛的条件下,此两类砂体为油气聚集形成岩性油藏提供了

最基本的物质基础。 本文选取鄂尔多斯盆地长6,长8为主要层位进行研究。通过地层划分及对比,

充分利用前人资料及野外认识,岩心、测井曲线为基础,通过识别区域地层对比的标

志层,对研究区进行地层划分及对比,将各油层组各细分到油层段,探讨地层展布规

律。利用岩心观察及型相标志,借助测井曲线特征,确定研究区个主要油层组沉积相

类型并分析各沉积微相特征。

关键词:成藏地质条件 延长组 周家湾 鄂尔多斯盆地 沉积特征

论文类型:应用型

Subject: The Reservoir Forming Geological Conditions of Zhoujiawan Bay

in Ordos Basin

Specialty: geological engineering

Name:C hen Shiling (Signature)

School Instructor: Ma Haiyong (Signature)

Internal instructor:

Abstract

The analysis on reservoir forming geological conditions of Zhoujiawan Bay in Ordos

Basin. The seven quality source rock in Ordos Basin palys a leading role in low permeability

reservoirs forming and enrichment. The main six-oil-layer body in Zhoujiawan Bay belongs

to delta front, the underwater distributary channel microfacies is fully formed. 8-oil-layer

group consists of deltaic plain and delta front, whose abovewater and underwater distributary

channel microfactory is fully formed. Because of the abovewater and underwater fluvial sand

body is beneficial to the reservoir development, these two kinds of sand bodies provide the

most basic material foundation for the formation of lithologic deposit from hydrocarbon

accumulation on the sufficient oil supply.

This essay would conduct research on the major level of six and eight in Ordos basin.

Through the partition and contrast of layer and through the key bed by the stratigraphy on the

base of fomer information and wild recognition, core and log presentation to have partition

and contrast on layer distribution in the research area, each oil layer would be districted into

oil segment more thoroughly and have discussion on the layer distribution law. With the

observation on rock core and mark, each oil layer group deposition and characteristics of

sedimentary micro-image.

Key word : Reservoir forming geological conditions Extention group Zhoujiawan

OrdosBasin Sedimentary characteristics

Thesis : Application Study

目录

目录 . ........................................................................................................................................... 1

1 绪论 . ....................................................................................................................................... 3

1.1选题依据及意义 . .............................................................. 3

1.2国内外研究现状 . .............................................................. 3

1.3研究内容 . .................................................................... 4

1.4研究设计思路 . ................................................................ 5

1.5工作量 . ...................................................................... 5

2 研究区概况 . ........................................................................................................................... 6

2.1地理概况 . .................................................................... 6

2.2盆地构造背景 . ................................................................ 7

2.3研究区沉积背景 . .............................................................. 7

2.4研究区地层划分 . .............................................................. 7

3 研究区沉积相特征研究 . ....................................................................................................... 8

3.1物源分析 . ......................................................................................................................................... 9

3.1.1研究方法 . ............................................................... 9

3.1.2盆地周缘母岩特征 ....................................................... 10

3.1.3研究区轻矿物分析 ....................................................... 10

3.1.4研究区重矿物特征 ....................................................... 10

3.2相标志研究 . .................................................................................................................................... 11

3.2.1颜色及岩性标志 .................................................................................................................. 11

3.2.2粒度参数特征 ...................................................................................................................... 11

3.2.3粒度概率特征 ........................................................... 12

3.2.4沉积构造标志 ........................................................... 13

3.2.5测井相标志 ............................................................. 15

3.2.6生物学标志 ............................................................. 15

3.3沉积相类型及特征 ......................................................................................................................... 16

3.3.1沉积相划分方案 ......................................................... 15

3.3.2湖岸线的划分原则 ....................................................... 18

3.3.3三角洲平原亚相 ......................................................... 19

3.3.4三角洲前缘亚相 ......................................................... 20

3.4沉积特征及沉积相 ............................................................ 20

3.5沉积模式及演化 . ............................................................. 23

4 研究区储层特征研究 . ......................................................................................................... 24

4.1岩石学特征 . ................................................................. 25

4.2储层孔隙类型及结构特征 ...................................................... 26

4.2.1孔隙类型 . .............................................................. 26

4.2.2孔隙结构特征 ........................................................... 26

4.3储层物性特征 . ............................................................... 27

4.4储层物性影响因素分析 ........................................................ 27

4.4.1沉积作用对储层的影响 ................................................... 27

4.4.2成岩作用对储层的影响 ................................................... 27

4.4.3 溶蚀作用有效的改善了储层物性 .......................... 错误!未定义书签。

5.1研究区成藏特征 . ............................................................. 28

5.2成藏物质基础 . ............................................................... 28

5.3成藏运移通道 . ............................................................... 29

6 结论 . ..................................................................................................................................... 31

参考文献 . ................................................................................................................................. 32

致谢 . ......................................................................................................................................... 34

1 绪论

1.1选题依据及意义 鄂尔多斯盆地是一个结构简单的整体提升和凹陷迁移的大型多旋回克拉通盆地,主

要在侏罗系和中生带的三叠系中生带以及的奥陶系产生油气。鄂尔多斯盆地周家湾地区

的地理位置位于陕西省的吴起县和陕西省志丹县。研究区在湖盆的东北边缘带,研究区

的范围面积有2700km 2位置起宁条梁,南到薛岔。准确精细的复原古地貌形态,探索古

地貌的油气聚集规律都对侏罗系的油气勘探工作有重要意义(郭少斌, 孙绍寒,2006)。

鄂尔多斯盆地的层藏形成了一个重要的作用,其油层组为长7。在研究领域,开发了长

8下分流河道微相以及长6分流河道和水下分流河道微相。因为水上分流河道和水下分

流河道砂体都十分有利于储层的发育,所以油源供给充沛的前提下,这两类砂体是油气

聚集形成岩性油藏最主要的物质基础。

1.2国内外研究现状 (1)鄂尔多斯盆地油气资源丰富,勘探潜力巨大。从1991年到现在都是油气勘察

迅速成长的时期。

(2)鄂尔多斯盆地从20世纪50年代以来,展开了大批石油地质普查、勘探、钻探

工程等工作。

(3)延长油田和永坪油田是对鄂尔多斯盆地油田勘探时最早发现的油田。

(4)近年来,在鄂尔多斯盆地的勘探中获得了大量的油气、地质资料以及丰富的研

究成果。

(5)在三叠纪时期,鄂尔多斯盆地形成了一组优良的生油岩即长7。

(6)近年来,济源和静安两个油田全都发现了丰富的石油储量。周家湾地区则为于

其中部所以石油开发潜力大。

(7) 长10油层有着优秀的油源和勘探潜力,在近年来对陕北志丹地区长10油藏有

了许多新的发现。

1.3研究内容 (1)研究区沉积特征

①长6沉积特征:晚三叠世延长期,陕北地区古地形平缓,古气候潮湿,北部物

源供给充足,发育多河流,沉积多个大型复合三角洲。陕北地区从东-西顺序发育延

安、安塞、志靖、安边、定边三角洲,这些安塞三洲与三角洲有着差不多的成藏背景。

三角洲前缘三角洲地区沉积发育为长6期,储层砂体主要河口坝沙体和水下分流河道

砂体。河道宽为7km ~18km ,砂体分布稳定,延伸距离远,连片性较好,为石油富集

提供了良好的储集体。

②长8个沉积特征:长8在浅水三角洲发育,沉积砂体发育,储层砂体主要为水

下分流河道和河口坝。③长10沉积特征:长10主要的任务是为了发育三角洲和浅湖

沉积的体系。

(2)储层特征

①长6储层特征:在周家湾地区储层石英含量低和长石含量高。岩屑主要为变质

碎屑,分选性非常好,磨圆中等,颗粒为棱角状。填隙物的主要成分为方解石、绿泥

石和浊积岩。

②长8储层特征:主要的岩石类型是岩屑长石砂岩,其次是长石岩屑砂岩。以细

砂为主且粒度较细。高含量的填隙物,主要成分是方解石、水云母和铁方解石头等等

③长10储层特征:最主要沉积是粉砂质的泥页岩,深灰色和灰黑色。

(3)烃源岩条件

①长6与安西油田的聚积条件相似,长7优质烃源岩为长6储层的形成奠定了坚

实的基础。周家湾地区长6在湖盆边缘斜坡带,斜坡带的砂体发育对长6成藏有益。

②长8是由长9、长7两个源岩形成的,非常有益于长8成藏的形成。③长10

发育于长7油岩。

(4)盖成条件

周家湾地区长4+5泥质含量高,是延长组长6石油富集的区域性盖层。

(5)运移通道

裂缝的生长为侏罗系油藏提供了非常方便的运移通道

1.4研究设计思路 (1)阅读大量的相关文件,对研究区背景和研究区的现状进行了解掌握。

(2)地层划分及对比:为了研究地层的分布,首先要区分区域地层对比的标记层,然后对研究区域的地层进行划分和比较。然后,把石油储层详细的分到油层段。

(3)物源研究:对轻矿物含量、重矿物含量及其组合形式和变化规律的认识,为研究沉积相提供了依据。

(4)沉积微相特征:研究岩心和相标志,确定了该研究区域油层的沉积相类型,并阐明了沉积微相的特征。

(5)对研究区样品的分析:对样品的成分、 粒度、 填隙物、沉积环境、孔隙类型、 孔渗特征等的方面的研究。

1.5工作量

(1)阅读国内相关鄂尔多斯盆地的期刊和国内优秀学位论文二十多篇,以期刊为主。

(2)绘制研究区长82沉积相图、绘制研究区沉积微相图1幅、长6沉积相图1幅、长7

泥岩厚度图等相关图件。

2 研究区概况

2.1地理概况 鄂尔多斯盆地周家湾地区位于陕西省境内的吴起县和志丹县。位于湖盆地东北边缘的周家湾地区。研究区的面积2700km2

、向西起的胡尖山,东到新城镇乔沟湾的北一线,南至悬山(图2.1)。鄂尔多斯盆地是一个结构简单的整体提升和凹陷迁移的大型多旋回克拉通盆地,侏罗系地层是主要的产油盆地(赵铁军,张旭日里,等,2015)。油气产量主要集中在侏罗纪和中生界的三叠系和和奥陶系。鄂尔多斯盆地油气资源相当丰富,勘探潜力大。近年来,石油储备已在姬塬油田和静安油田都发现的丰富的石油储量。研究区周家湾地区则为于其中部所以石油开发潜力大。

图2.1 周湾研究区地理位置图

2.2盆地构造背景 鄂尔多斯盆地演化历史悠久,把下元古界和太古界的变质岩系当做基底,,沉积盖的盖层油侏罗系、三叠系、石炭系和第三系等等,总5000-10000米厚。是侏罗纪、三叠纪以及下古生界有关是主要的油气层。在早古生代的末期华北板块两边的大洋板块相对往华北板块的下方俯冲,转换成为了具沟-弧-盆体系的活动大陆边缘(陈全红, 李文厚等,2012)。晚古生代则进入了剧烈的陆内变形和改造时期(张岳桥, 施炜等,2006)。

2.3研究区沉积背景 周家湾地区的长研究区西起胡尖山,东至新城-乔沟湾一线,北起宁条梁,南到薛岔;范围面积2700km 2。早期研究认为,鄂尔多斯盆地是沉积于构造作用稳定又简单的盆地,但近年来对鄂尔多斯盆地的不断实践与研究证实了其盆地复杂的埋藏演化背景(陈瑞银,2006)。鄂尔多斯盆地长8油层组和长6油层为三角洲沉积系统的东、南、西、北延伸,是陕西北部的大型复合三角洲裙带不可缺少的部分。

鄂尔多斯盆地长6油层组水下分流河道较发育 。长8油层段引水渠道也相当发育,水下导流河道微相。在油源丰富的前提下,水上分流河道和水下分流河道是油气藏形成的最基本物质基础。因为水下和水上分流河道的砂体储层发育是非常有利的。

2.4研究区地层划分

盆地地层划分我们遵守了5点基本原则;界面间断原则、统一性原则、等时性原则、从低频到高频划分原则、实用性和综合性原则(张满郎, 李熙喆等,2009)。一般来说,三叠系延长组的形成分为5个部分:T3y4、T3y5、T3y1、、T3y2和T3y3。我们可以通过油层的电性、岩性和储层性质,从上到下分为长10十个油储层。

(1)延长组第一段(T3Y1) :沉积岩主要由厚,粗粒和状块的长石砂岩为首,以混合灰色

泥岩和页岩层。砂岩的含量大,和浊积岩以及方解石含量丰富,因为胶状结合物的分布可以在麻斑化结构。延长组第一段的特征是显著的,也是地下地层对比的重要标志之一。

(2)延长组第二段(T3Y2) :黑色泥页岩的沉积,粒度明显变薄,大规模膨胀的沉积。油

页岩和黑色的页岩在盆地的南部非常发达。上面的细砂岩储层划分为长8的含油地层,是一个重要的油藏。中下分布的泥页岩层被划分为长9个油层组,这是延长组形成的一个重要的油储层。

(3)延长组第三段(T3Y3) :页岩和深灰色泥岩以及细砂河岩灰色砂岩层相互作用着,下部发育成一组油页岩和泥岩,与薄凝灰岩相互作用。厚灰色泥岩主要位于盆地南部的顶部和底部,尤其是底部非常发达。K1标记层是区域相关的标志,通常是油页岩或炭质页岩。在这部分的中部,开发了一种细砂岩和硅石粉。T3Y3被夹在多层凝灰岩中,底部是鄂尔多斯盆地的主要石油源岩,是高天然伽马的长7油页岩。

(4)延长组第四段(T3Y4) :这一部分是灰绿色,细砂岩,灰色,深灰色页岩。砂岩底部、

浓度比、上部泥岩下部粉砂岩和细砂岩薄层,在东北方向的低层砂岩以及长晴气田发展的非常好。盆地的第四段在盆地西南部消失,长3砂岩在盆地下部没有得到很好的保存。

(5)延长组第五段(T3Y5) :该段有灰砂岩、白砂岩、粉砂岩、碳质泥岩和深灰色粉砂岩

交替层,伴有大量的煤线和煤层。本段因为后期的剥蚀,厚度变化比较明显。

3 研究区沉积相特征

沉积相是特定沉积环境的产物,同时具有沉积环境的特点。各样的各种环境都是有区别的,每一个环境都有着自己的物理、化学和生物特征,同样我们通过这些特征可以

辨别不同的沉积物,这些特征我们称为沉积相。

通过对鄂尔多斯盆地沉积体系可以借鉴我们的有利勘探目标(杨心心,2016), 因此我们进一步分析盆地的沉积体系, 盆地构造背景和古气候以及其他原因确定沉积体系的类型和来源区影响沉积体系的发展范畴。

3.1物源分析

盆地构造背景和古气候决定了沉积体系类型,影响了沉积体系的发展范畴。我们通过对物源区轻重矿物的信息进行分析阐述得出物源区的物源征。物源分析对含油气的盆地其相应的地理位置与演变过程具有十分重要的意义(米董哲, 翟亚若等,2013), 盆地陆源碎屑沉积物是盆地沉积构造演化的重要依据和标志(闫义, 林舸, 王岳军等,2002)所以在探索沉积相特点时对沉积体系物源区的轻重矿物信息加以分析得出物源区的特征后才有利于下一步对沉积相的分析。

3.1.1研究方法

(1)综合轻矿物分析

物源区和沉积盆地的构造可以通过碎屑岩的组成及其在起源地区的构造特征来反映。通过对石英和长石等砂岩样品中的岩石含量进行记录,然后利用骨架三角图来进行测量,可以根据点的分散来找出物源的类型。砂岩中碎屑成分及其含量的变化具有重要的意义,其中最主要的是石英,即长石。统计和分析含量变化的石英河长石变。这对于重新恢复物源以及母岩性质有着非常的作用

(2)综合重矿物分析

重矿物是源区的重要标志物。地质学家们早就已经能够区分基于重矿物,如颜色、形状、大小、硬度、稳定性等物理特性,利用重矿物分析确定的来源可分为三个步骤:

(1)采用传统的重矿物分析法确定岩石类型、源区位置和距离的限制:(2)选择一个或几个单颗粒矿物及矿物地球化学对比源区,进一步为信息源区岩石:(3)使用重矿物种类以及聚类分析,含量和重矿物组合分析物源的变化。以上三种方法的综合利用必将成为最正确评价源区提供非常准确的信息。

3.1.2盆地周缘母岩特征

盆地的东北缘以及北缘包含乌拉山、青山、狼山、等古老的土地上,他们主要是在元古代的吕梁运动后,从远古带到侏罗纪时期,一直处于抬升和剥蚀的状态,中浅变质岩主要为其基岩,火成岩和主要分布在浅变质岩,沉积岩中的碳酸盐沉积。陇西古陆主要由前寒武纪变质岩、火山碎屑碳酸盐岩和碎屑岩组成。六盘山古陆是由于是由一个高水平的前寒武纪变质岩、火山岩和下古生界寒武系碳酸盐岩和侵入岩所组成的。

3.1.3研究区轻矿物分析

通过观察薄片以及岩心的鉴定,位于城川的周家湾地区砂岩类型主要由长石岩消砂岩和长石砂岩组成(图3.2)。砂岩的主要矿物成分的特点是:长石含量较高,平均49.1%;石英含量低,平均在23.9%,岩屑的含量平均为13.6%,而以变质岩岩屑,属于中国东北的沉积体系,不同于西南沉积体系。变质岩岩屑占岩屑体积的77.2%,火成岩岩屑次

之,占岩屑量的21.3%,沉积岩屑非常少,岩屑量为O 15%

图3.2 城市海湾地区的6个砂岩三角

3.1.4研究区重矿物特征

重矿物的种类和含量可以直接向物源区母岩性质反应,包括稳定的矿物表面微观结构的使用,在判决物源,如形式ZTR (电气石、金红石石、错石型)指数、重矿物组合判断的物源,不透明的碎屑金属氧化物显示物源等,在大量数据的情况下,研究区的重

矿物特征及分布进行了分析,以确定其源区特征和流量的影响。

(1)利用重矿物组合确定物源

影响物源信息的两个最主要因素是水动力条件和埋藏成岩作用。因此,稳定的重矿物质量比可以更好地反映在类似的水动力条件和成岩作用的属性的特性。根据目前的重矿物资料对研究区的分析,长6油层组重矿物主要分为金红石、白钛铁矿、电气石、锆石、锐钛矿、黄铁矿绿泥石等。长6沉积期,延长的西南和东北的鄂尔多斯盆地系统在砂岩成分差异很大的沉积体系,在具有低石英和高长石的东北系统的特征,矿物成熟度较低。

由于城川的周家湾地区的研究范围过小,在陕北斜坡西南,长6的油储层体积百分比在重矿物的地区趋势不明显。研究区根据不同的重矿物组合分为两个区域:西部的锆石区河高石榴石以及东北的锆石和东部的榍石、绿帘石、石榴石区。

3.2相标志研究

沉积相是指在沉积环境中沉积环境形成的沉积岩。先天性是控制储层发育的地质因素和分布,基于钻井岩心相、测井相、露头沉积相的分布和细致的分析,可以掌握储层岩石的宏观发展和空间分布,并对沉积相研究的基础上确定钻芯提供基本依据综合评价和油气勘探区,总结和测井曲线特征,岩石与矿物之间的关系的相位分析。结合测井曲线的柱状图和单井沉积相剖面,划分成各井沉积相类型,推导出平面内沉积相的变化。识别沉积相的时间和时间分布。

3.2.1颜色及岩性标志

沉积岩的颜色变化与沉积岩的形成密切相关,除了沉积岩的形成。因此,沉积岩的颜色在区分沉积环境中起着重要的作用。颜色是沉积岩的最直观和可见的标志,也是沉积环境的一个良好指标。这是对岩石的识别和对比地层的划分(张国强,2012) 的一个重要的基础。主要的颜料是有机物和铁,它们通常会增加有机物的含量并使岩石颜色变暗。沉积岩含有碳和沥青等有机物质,如黄铁矿和白铁矿等分散的铁硫化合物是黑色的,含量越高,颜色越深。这表明岩石是在还原环境或强还原环境中形成的。通常反映了碳质

浅沼泽的弱还原环境,沥青质和分散的铁硫化物反映了深层的滞水或深水环境。含Fe2矿物,如绿泥石、海绿石而菱铁矿是绿色的,反映了弱氧化或弱还原环境,但如果绿帘石、孔雀石、富含角闪石等其他矿物质也是呈绿色、则不反映沉积环境。沉积岩含有Fe3+矿物,如褐铁矿、赤铁矿所呈现出颜色则褐黄色和红色,反映出氧化或强烈的氧化环境,如冲积扇、河流等。

通过对岩芯观察,在延长组长8、长6砂岩石的研究区域中,有浅灰色、褐灰色、灰色、深灰、灰蓝、深灰色、深灰绿色等,而黑色多为泥岩,在沉积岩中含有碳和沥青等有机物质,在水下氧化条件总体表现。岩石类型是分析岩石形成和流体动力条件的重要标志。石川一周家湾地区的三叠纪延长组发育良好,分布较为广泛。它是一套内陆湖泊三角洲沉积。

岩石类型主要为陆源碎屑岩,包括粉砂岩、泥岩、砾岩、砂岩及其过渡类型。通过对岩芯的观察,长 8的砂岩中有褐色、浅灰色、绿色、浅绿色、灰色、主要还是灰白色,黑色多为泥岩,包括在沉积岩中碳和沥青等有机物质,浅色特征的整体表现为水下氧化的条件。

3.2.2粒度参数特征

(1)城川-周家湾地区的延伸组为长8、长6的砂岩颗粒以极细-非常细的砂为主,第二为中砂岩,平均粒径细,反射出中等水动力的条件。

(2)标准偏差和分选系数:表示颗粒大小的均匀程度。

(3)偏度:用于在不对称程度的碎屑岩粒度分布的区别,反映了沉积的能量变化,在偏度和频率特征的描述表明沉积物形成的价值的过程,如河道砂(水下分流河道)为正偏态,沙滩上的砂呈现负偏态。

(4)峰度(kg):它是用来测量粒度的频率曲线的尖锐程度,一共有6个等级:3.00为非常尖锐。

3.2.3粒度概率特征

粒度概率图用于表示碎屑岩中各种大小的物质,以图形比例和处理方式,通过跳跃、滚动和悬浮构成三层,在地图分布中,三种碎屑沉积物的构成,不同来源具有不同的特征。颗粒概率图有两种类型,分别是三段式和两段式。

3.2.4沉积构造标志 碎屑岩中的沉积构造,尤其是沉积构造的物理原因,大多反映了沉积岩形成过程中的水动力条件,被认为是沉积相分析和判断的重要标志。的主要沉积构造有:

(1)块状层理:块状层理主要发育在细砂岩和泥砂岩里。它是泥沙快速淤积的结果,是洪水期间悬浮载荷作用下的产物。在研究区,这种块状层理分布是有限的,且不存在于较大的区域。

(2)水平层理:它见于粉砂质泥岩和泥岩当中,质地细而清晰,平行泥沙的浮动荷载是一个非常缓慢的流动状态的产物,液体的流动是缓慢的。度不足以形成沙波。主要开发了三角洲平原上分流槽的低能量沉积环境。

(3)沙纹层理:主要呈现在粉砂岩中,是多个小交错层理,其地层厚度小于3 cm ,地层为微波下限,薄层向一侧倾斜并向下汇聚。它是由流水沙纹迁移形成的

(4)平行层理:主要开发的细砂岩、细层厚度超过LMM 以上。片状矿物通常包含在层面内, 这在高流态的周期性变化中有平床沙的迁移中所形成的,在分流河道砂岩中很常见。(图3.3)

图3.3 长6、平行层理

(5)板状交错层理:对于大的和中等的,上和下层的平直,板状的厚度相对稳定。下层有冲刷面,是由沙浪的运动和研究区域的三角洲前缘水形成的。

下分流河道沉积环境中。(图3.4)

(6)槽状交错层理:槽交错层,每一层的底部都是凹弧,明显的沟蚀;底部边界。槽形交错层理通常由大的非对称形状或新月形的砂迁移,通常是底部的泥砾石。在研究区,水的分流河道经常出现在三角洲前缘。

(7)冲刷充填构造:主要在水下分流河道河床冲刷形成的坑洼, 不同的大小, 由泥岩沉积特别容易促进这种凹坑的形成, 然后砂的沉积, 砂质沉积物的底部的表面起伏, 砂质沉积物包含泥土沉积物侵蚀造成的泥砾。

(8)滑塌构造:是指在重力作用和位移作用下产生的各种结构以滑动变形为主,大部分是包卷层理滑动继续发生所形式的结构。

(9)生物遗迹化石:指在沉积层内保存的生物钻孔所留下的痕迹或者植物的残骸、植物根、木炭等。一地区的大多数虫洞都是垂直的虫洞,通常出现在沼泽、漫滩或三角洲的浅水的环境当中。(图3.5)

图3.4 长6、下切型板状交错层理图

图 3.5 长6、垂直的虫孔

3.2.5测井相标志

地球物理测井资料的应用是研究工作中不可缺少的方法之一。沉积相由一定的相位标志表示,测井相由特定的测井响应来表示。测井响应与沉积环境和沉积物有密切的关系。不同沉积环境有各自的测井响应,不同沉积相具有不同的测井曲线特征、不同岩性组合、不同的测井响应特征曲线。可用于沉积相分析,自然伽马测井资料,如视电阻率和声波时间,感应近10种测井资料,自然电位,感应,自然伽玛射线在沉积相分析中最理想的效果。在这项研究中,我们主要使用曲线的幅度、顶部解除关系、光滑程度等参数。并紧密结合的岩屑和岩芯测井数据相连接。

(1)曲线幅度:自然电位测井的大小主要反映了井内自然状态的电场强度分布:

自然伽马测井响应主要反映地层的自然放射性能。虽然大致相同的特点,根据测井曲线的起伏高低一般可以分为高幅、低幅和中幅三个等级,反映沉积物粒度和水动力能量。沉积物粒度的高振幅反映了高水动力环境、沉积物振幅低值和低能量低能量环境。

(2)曲线形态:不同的沉积环境有不同的来源、水能和水体的大小,导致不同的沉积物的组合形式和序列特征,在测井曲线上显示不同的曲线形状。形态的变化反映了沉积过程中能量和物源的变化。

(3)曲线顶底接触关系:测井曲线可以反映层间的接触关系。一般来说,有两种联系方式,即突变和渐进的变化。突变可以被分为上和下的突变,而渐变可以被分为上和下的渐变,有加速,线性和减速的渐变。

(4)曲线光滑程度:曲线形状属于最后一级的变化,取决于水动力条件下对沉积物持续改造时间的多少,既反映了丰富的内容来源,也反映了力量的水动力能力。可分为两种类型,即齿形和平滑。

测井曲线的特征与沉积相密切相关,可以通过曲线的特征来识别。

沉积环境的变化必然导致沉积物物性的改变,形成沉积旋回,必须在测井曲线上反映。自然伽马曲线和自然电位曲线主要用于沉积相划分。

3.2.6生物学标志

3.3.1沉积相划分方案

其他古生物标志物,可作为沉积微相识别主要有两部分:一是古生物属和其他的古生态特征。一些古老的沉积岩,不仅可以决定地质年代的形成,还可以判别沉积环境,而保存完好程度的实体和遗迹化石的配置也能反映沉积环境和水动力条件。在研究领域我们可以见到生物的遗迹化石,包括对植物碎片,植物的根、生物的钻孔遗迹等。

3.3沉积相类型及特征

鄂尔多斯盆地三叠系,盆地中沉积稳定连续的一套冲积扇、三角洲的河流-湖泊相碎屑沉积体系,分为10个油层组,连续大量古生物化石和遗迹化石包括实体之间的每个组当中连续沉积整合接触(罗玉兰,2008)。长6~长8的主要沉积体系为湖泊三角洲,划分为三角洲平原和三角洲前缘。三角洲平原的亚相包括:、水下自然堤、水下分流河道、决口扇、分流等沉积微相。三角洲前缘包括:河口坝、水下流河道、水下天然堤、分流湾等微相(图3.7)。每个微相都有自己的发育部位、岩性组合特征、沉积构造特征和发育程度(表3.2)。

表3.2 沉积相类型及特征

图3.7 陕北地区三叠系延长组三角洲分布规律图

3.3.2湖岸线的划分原则

在整个湖泊环境当中,相对湖的平面环境决定了海岸线的变化,决定了砂岩群的分布。因此在研究湖平面的变化时,对研究该区层序划分出构造层序和气候层序以及把湖

平面的相对变化绘制成曲线(纪发亮, 1997),这使得更容易比较盆地不同地区的地层。 其次,湖滨线也决定了鄂尔多斯盆地的石油勘探是否能继续向北发展。延长的海岸线迁移是频繁的,相对较好的泥炭和煤沉积是不发达的,在当地地区可以由海岸线泥炭沼泽和煤来决定湖岸线的位置(张艳华,李伟明,2006年) 迁移的海岸线横向程度取决于旧石器地形和湖泊水位的下降。也就是说,我们在研究湖岸线的时候,可以初步确定古生物学、岩石学、矿物学标记以及其他反映古水深度和古环境的相标志。在重新认识了对东准凹陷古近系岩盐成因的基础上,发现了湖泊平面屡次变化的现象(纪友亮,2003) 。在科学技术迅猛发展的现在,地面雷达对古湖岸线的检测效果很好(李丽,郭东,李新屋等。2004)。

3.3.3三角洲平原亚相

三角洲沉积所沉积的水上部分是三角洲平原,位于三角洲沉积序列的顶部,也被称

为屋顶层。该区三角洲平原发育阶段仅为分流河道微相,为骨架砂体三角洲平原、主要粗粒岩屑砂岩和岩屑石英砂岩,砂岩组成成熟度和构造成熟度低。

三角洲平原的骨架砂体属于分流河道,几米到几米厚,垂直延伸可达100米。剖面

中有透镜,底界有明显的冲刷,但下切有限。在垂直方向上,中间下部为细砂岩,中部上部为粉砂岩,粉砂岩顶部为泥质岩。分流河道内主要槽状交错层理-大型板状为主。向上延伸为颗粒层理、剖面砂体为一系列完整叠加的旋回。(图3.9)

图3.9 三角洲八个沉积微相剖面结构

3.3.4三角洲前缘亚相

该湖位于河口到陡峭的斜坡滨浅湖之间,在最大厚度的三角洲沉积体系、最复杂和最有特色的地方沉积类型,也是三角洲沉积体系发育的储层,它是成藏条件中最有利相带。三角洲前缘研究区长6油层组位于三角洲平原侧方向的湖,在湖的表面下(杨雨,2012)湖水和河流相互冲突,沉积作用频繁,是大路沟地区的主要油储层之一。它的主干是水下导流通道,水下分流河道的支流、水下分流侧翼和水下天然堤和等的微相。

3.4沉积特征及沉积相

(1)鄂尔多斯盆地长8层是盆地发育最快的储层之一,也是最发育的油层之一。在长8开发的陕西北部地区的浅水三角洲地区,对浅水三角洲亚相沉积砂体、水下分流河道和河口坝是主要的储集层(图3.10)黄龙-富县一带发育半深湖亚相,三角州前缘亚相分布范围广泛。

图3.10 鄂尔多斯盆地82大沉积相图

(2)长7

下较低的部分是深灰色,黑色泥质岩质页岩组合,增加上粉砂岩的含量,明显的电阻率测井相(阻值量变小) ,三角洲前缘沉积。黑泥岩为中部、细砂岩、粉砂泥岩、上层发展细砂岩、槽状交错层理、平行层理和浅层的视电阻率测井相等,在序列形成深度后,三角洲前缘水下分流河道沉积的河口坝。

(3)长6晚三叠世延长期,陕西北部古老的地形温和,古老气候潮湿,北部物源供给充足,发育多条河流,沉积多个大型复合三角洲。(图3.11)(图3.12)(图3.13)

图3.11 长6前沉积盆地地形剖面示意图

图3.12 长6段沉积相剖面图

图3.13 鄂尔多斯盆地长6沉积相图

3.5沉积模式及演化

鄂尔多斯盆地因为长8时期的湖盆地形相当平缓,湖泊的水体较浅,所以形成了以水下分支为主的湖泊砂体沉积的现象(刘化清, 李相博, 完颜容等,2011) 。河道湖瓮均衡沉降,沉积速率略大于可容空间增长速率盆地东北部三角洲向笳内汇聚,城川一周家湾湾地区是三角洲平原和三角洲地区的沉积区。长8期是盆地在继承前期的基础进一步拗陷扩张的过程。近些年来内陆湖盆深水区长6层发现了面积比较广泛的厚层砂体(程党性, 姚宜同, 王克等,2014) 它是. 由于瓮的基底逐渐由下往下移到抬升,湖瓮开始逐渐收缩,沉积补偿率大于沉降速率,沉积作用逐渐增大,湖泊三角洲步入主要建设期,砂体大面积进积,湖岸线大致位于堆子梁一宁条梁一杨米涧一线以南,砂体厚度逐渐增大,主砂体的厚度超过40 m ,砂体类型主要为引水河道。近年来随着油田产能的建设需求和勘探的开发力度加大,在长7层陆续出现了油气显示,为勘探石油寻找下一个接替层提

供了基础(张才利, 张雷, 陈调胜等,2013) 。这个不平衡盆地的基底被拉伸了,水的体积也再急剧地加深了。湖泊盆地已达到其发展的高峰阶段,城川-周家湾中部地区的砂体在很大程度上萎缩,三角洲沉积主要是发展起来的。(图3.14)

图3.14 周家湾延长组长8—长6时期沉积模式图

(1)系延长组长8-6倍的周家湾地区,为湖泊三角洲沉积系统长时期经历了一次湖退-湖侵过程,三主砂体与相应的也出现了老化过程。很明显,沙是最发达的时期为第六个时期。

(2)由于盆地基底整体不均衡强烈拉张下陷作用,湖盆沉降中心向西迁移,古水流方向三条主砂体带也相应的向西侧向加积。

(3)城川一周家湾地区地势非常平坦,相对高差小,河流搬运能力差,长组长8—长6时期砂体以细砂岩,极细砂岩为主。它是砂体厚度薄,砂体的连贯性纵剖面较差。

(4)水的分流河道(水下的分流河道)侧向淤积不显著,河道砂体一般的主河道连贯性一般。

4 研究区储层特征研究

4.1岩石学特征

周家湾地区长6储层以长石砂岩为主,并有少量岩屑砂岩,石英的含量是碎屑颗粒中的22.49%, 长石含量49.0%, 岩屑含量15%左右, 具有成分成熟度较低的特点(图

4.15), 岩屑主要由变质的碎屑和火成岩组成,含有少量的云母、沉积碎屑、钙化的碎屑绿泥石和。

颗粒分类,以细砂石为主,约占储层岩石颗粒含量为89.30%;其次为粉砂岩和中砂石,高成熟度的结构; 圆度为半圆边; 胶结类型主要以薄膜式、孔隙类型,孔隙-薄膜。长6储层的填充主要有高岭石、方解石、绿泥石、浊沸石以及方解石等; 这其中方解和绿泥石含量较高;其次为高岭石和浊沸石,还有少量硅质和伊利石等。

鄂尔多斯盆地的长8层组是盆内上三叠统延长组储量增加上升最快以及开发效果最好的主力油层之一(王成玉, 淡卫东, 方艳兵等,2013)。鄂尔多斯盆地周家湾地区在长8砂岩储层特性和储层质量控制因素的研究,非常薄弱,制约了周家湾地区油气勘探开发的进程。长8油层组有益储层分布关键是受了沉积微相还有成岩作用控制(王维斌, 朱静, 马文忠等,2017)。长8岩石的类型多以石砂岩屑长石为主,其次是长石砂岩。主要以细砂为主,粒度细。填隙物含量高。(图4.16) 长8的填隙物的含量非常高,主要成分为方解石、水云母、铁方解石等。

图4.16城川-周家湾地域长8砂岩三角投放图

4.2储层孔隙类型及结构特征

4.2.1孔隙类型

根据长6层的岩石样品观察,发现长6储层原生孔隙以残余原生粒间孔为主,占总孔隙的81.2%,第二组是15.7%,少数微裂缝和晶间孔和的发展,分别占到4.9%和0.31%,而6个总面率则更高,达到5.6%。(图4.17)

(a )长6、粒间孔 (b )

长6、长石颗粒溶蚀溶孔

(c )长6、粒间孔及颗粒溶蚀产生溶孔

(d )长6、高岭石晶间孔

图4.17长6层孔隙类型

4.2.2孔隙结构特征

根据统计分析,长6的储层孔隙结构相对较好,位移压力较低,平均为1.07 MPa,中值喉道半径为0.13μm ,长6共有5种孔隙结构类型,即中孔隙中,主要小孔微细型和小孔细候为主。。

4.3储层物性特征

物性属性特征是决定储层储层性能的关键,其视觉表现是孔隙度和渗透率的大小。根据对核心物性数据的分析,在0.1 x 10-3-2-3 mu m2的样本中,6个渗透率约占总样本的77%。平均值为1.21xlO -3μm 2;

4.4储层物性影响因素分析孔隙率为7% ~ 15%的样本占了全体的88%,和平均l1.9 %,这是低孔、非常低渗储层,但局部相对高渗透带。

4.4.1沉降对储层的影响

沉积环境绝对是影响储层性质的地质基础。沉积不同微相砂岩储层的性能有明显的差异。三角洲地区的水下分流河道具有良好的物理性质,其次是三角洲分流河道和水下分流河道。储层的性质相对较差。不同微相带储层物性不同,同一微相带不同区域水介质能力、携带碎屑颗粒大小及结构的好坏使同一微相具有一定差异。

4.4.2成岩对储层的影响

储层性质的物理性质的主要原因是成岩作用,在这种情况下,在这一地区主要孔隙度造成了很大的损失(严广旭、弓军虎、里凯涛、2014年) 在早期成岩阶段,机械压实导致了砂岩颗粒的紧密排列,云母和塑料碎片的膨胀和塑性变形,导致了主要的粒间孔隙的大量损失。由于压力溶解而产生的石英的二次放大也导致了一些孔隙度的丧失和渗透率的降低。而另一个主要因素是胶结储层物性较差的。

4.4.3溶解作用有效地改善了储层的物理性质。

砂岩储层的溶解形成了不同类型的次生孔隙。作为主要的孔隙类型长6储层之一,溶蚀孔隙对提高砂岩储层的储层性能具有重要的作用。根据镜下薄片观察,溶蚀作用可使面孔率增加5%~10%。

5 研究区成藏规律

5.1研究区成藏特征

包括在研究区纵向发展侏罗系延安组,三叠系和富县组长和45至10多套油层面,其中包括长8长6的水油层组是主要的含油层系,鄂尔多斯盆地周家湾位于湖盆东北边缘,长7和长9两套生油岩构成了良好的区域性生油层。该油层主要由河流沙控制、东北至西南方向延伸的三角洲,沉积相是三角洲平原相,逐渐演化为三角洲前缘亚相,形成了大面积的分布和分流河道微相砂岩储层。

5.2成藏物质基础

鄂尔多斯盆地延长是一个很大的内陆湖泊沉积,在周家湾的油层主要为长6、长8和10。长7油层系发育了一系列优质烃源岩,位于西北偏南的半深湖中。鄂尔多斯地区,长7(图5.18),在这其中有效的烃源岩大约面积是6×105km2,厚度在80到130米,厚度在20~60m 。周家湾地区西南部位于最有利的长7油层组生烃中心,具备生烃强度高和勘探潜力大特点,所有条件均有利于油气聚集。其中八个发育为七和九长的油岩。通过研究等表明长10油藏的油气可以认为是来于长7优质烃源岩(杨华等,2010)油气在湖盆中部地区经由孔隙裂缝等垂向运移通道进入了长10储层、侧向运移一定距离后在有益于成藏的闭圈中聚集的。在志丹-吴起地区长10烃源岩集中分布于中部、西北部地段。厚度在二十米之间。(图5.19)

图5.18 延长组长7暗色泥岩厚度分布图

图5.19 吴起-志丹长10暗色泥质岩厚度分布图

5.3成藏运移通道

鄂尔多斯盆地三角洲在建设时的鼎盛时期在长6、长8时期,三角洲砂体规模大、延伸远,在同一时间段水下分流河道和河口坝砂体波动相互叠加,使延长组砂体横向连通,垂直叠加的特点,是横向和纵向油运移的重要通道。[25]。

裂缝发育成为侏罗系油藏提供了运移隧道。周家湾地区长6、长8大面积发育了连通性砂体和构造裂缝,其中连通性砂体是油气侧向运移的良好通道,构造裂缝是对油气

的纵向运移起关键作用。(图

5.20)

(a)垂直裂缝 (b )岩芯裂缝

图5.20 鄂尔多斯盆地油层组裂缝构造

成岩包裹体主要分布在嵌晶方解石和石英以及和硅石中。直径0.1µm-6µm,以小于3µm为主,液态为主,说明砂岩曾经发生过油气运移作用(图5.21)。

图5.21 石英的二次过度增长和边缘夹杂物的扩大

6 结论

根据对鄂尔多斯盆地延长盆地长6长8油藏的沉积特征、储层特征和积累规律的基础上,得出以下结论:

鄂尔多斯盆地是非常平坦的,地层厚度非常稳定

城川一周家湾沉积期主要受东北地区的影响,母岩是大庆,银山地区的高级变质岩,火山岩。

利用典型相标志,根据单井沉积相分析,通过对钻井岩心的看察,认为城川一周家湾地区延长组长8油储层组主要是蜿蜒的河流三角洲沉积,并进一步确定两种沉积相和8个沉积微相。

受物源方向控制,延长组长6-长8的油组层在研究区主要开发东北沉积系统。由蜿蜒的三角洲沉积系统主导。

长6储层岩性为长岩细粒砂岩。岩石矿物的成熟度较低,结构的成熟度高,分离其中好的。填隙物主要是、高岭石、绿泥石、、浊沸石、方解石等。

该储层主要以低孔隙度和低渗透率为特征,具有较高的渗透区,主要分布在研究区东南部。

影响储层性能研究的主要原因有两种:一个是沉积对储层物性具有重要的影响, 储层受沉积微相控制, 三角洲分流河道的储层会更好, 其次是三角洲分流河道、水下分流的间湾储层物性相对来说比较差:二是成岩作用对储层性质的主要影响, 实压作用是主要的、胶结作用和溶蚀作用。

长7烃源岩为成藏提供物质基础,周家湾地区位于长7优质烃源岩范围内,成藏条件优越。

沉积相控制储层平面展布,优质储层主要发育于主河道和多级分流河道。

长6油层组表现为长7油源先垂直向上运移至长6油层组表现为长7油源先垂直向上运移至长6油层组成藏,再向东北方向延伸的成藏模式向东北方向形成大面积的油藏。长8层表现为长7烃源岩向下通过孔隙裂缝垂向运聚成藏,侧向运移很少或是不运移的成藏模式,平面油藏面积小于长6油层组。

长6和长8油层组发育2中不同的成藏模式,长6油层组表现为长7油源先垂直向上运移至长6成藏,而后向东北方向继续侧向运聚至远离长7烃源岩分布区成藏,形成沿北东向砂体大面积展布的油藏,长8油层主要为长7烃源岩向下垂向运聚成藏,侧向运移很少或不运移,油藏的平面分布区小于长6油储层。差异的主要原因是长7油层组烃源岩上部水平远远高于排烃向下, 而长6含油砂体规模和连接传递性比长8的形成, 和长6储层组更倾向于油气运移和聚集。这一地区的形成积累的主要控制因素和油气聚集的模式对油气勘探具有重要的指导意义。

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论文题目:鄂尔多斯盆地周家湾成藏地质条件分析

摘要

探讨鄂尔多斯盆地周家湾地区的成藏地质条件分析。鄂尔多斯盆地长7段优质油源

岩在低渗透油气成藏富集中的主导作用。周家湾地区的长6油层组主体属于三角洲前缘

沉积,水下分流河道微相非常发育。长8油层组属于三角洲平原和三角洲前缘沉积共生

体,水上和水下分流河道微相也很发育。由于水上和水下分流河道砂体非常有利于储层

发育,因此在具备油源供给充沛的条件下,此两类砂体为油气聚集形成岩性油藏提供了

最基本的物质基础。 本文选取鄂尔多斯盆地长6,长8为主要层位进行研究。通过地层划分及对比,

充分利用前人资料及野外认识,岩心、测井曲线为基础,通过识别区域地层对比的标

志层,对研究区进行地层划分及对比,将各油层组各细分到油层段,探讨地层展布规

律。利用岩心观察及型相标志,借助测井曲线特征,确定研究区个主要油层组沉积相

类型并分析各沉积微相特征。

关键词:成藏地质条件 延长组 周家湾 鄂尔多斯盆地 沉积特征

论文类型:应用型

Subject: The Reservoir Forming Geological Conditions of Zhoujiawan Bay

in Ordos Basin

Specialty: geological engineering

Name:C hen Shiling (Signature)

School Instructor: Ma Haiyong (Signature)

Internal instructor:

Abstract

The analysis on reservoir forming geological conditions of Zhoujiawan Bay in Ordos

Basin. The seven quality source rock in Ordos Basin palys a leading role in low permeability

reservoirs forming and enrichment. The main six-oil-layer body in Zhoujiawan Bay belongs

to delta front, the underwater distributary channel microfacies is fully formed. 8-oil-layer

group consists of deltaic plain and delta front, whose abovewater and underwater distributary

channel microfactory is fully formed. Because of the abovewater and underwater fluvial sand

body is beneficial to the reservoir development, these two kinds of sand bodies provide the

most basic material foundation for the formation of lithologic deposit from hydrocarbon

accumulation on the sufficient oil supply.

This essay would conduct research on the major level of six and eight in Ordos basin.

Through the partition and contrast of layer and through the key bed by the stratigraphy on the

base of fomer information and wild recognition, core and log presentation to have partition

and contrast on layer distribution in the research area, each oil layer would be districted into

oil segment more thoroughly and have discussion on the layer distribution law. With the

observation on rock core and mark, each oil layer group deposition and characteristics of

sedimentary micro-image.

Key word : Reservoir forming geological conditions Extention group Zhoujiawan

OrdosBasin Sedimentary characteristics

Thesis : Application Study

目录

目录 . ........................................................................................................................................... 1

1 绪论 . ....................................................................................................................................... 3

1.1选题依据及意义 . .............................................................. 3

1.2国内外研究现状 . .............................................................. 3

1.3研究内容 . .................................................................... 4

1.4研究设计思路 . ................................................................ 5

1.5工作量 . ...................................................................... 5

2 研究区概况 . ........................................................................................................................... 6

2.1地理概况 . .................................................................... 6

2.2盆地构造背景 . ................................................................ 7

2.3研究区沉积背景 . .............................................................. 7

2.4研究区地层划分 . .............................................................. 7

3 研究区沉积相特征研究 . ....................................................................................................... 8

3.1物源分析 . ......................................................................................................................................... 9

3.1.1研究方法 . ............................................................... 9

3.1.2盆地周缘母岩特征 ....................................................... 10

3.1.3研究区轻矿物分析 ....................................................... 10

3.1.4研究区重矿物特征 ....................................................... 10

3.2相标志研究 . .................................................................................................................................... 11

3.2.1颜色及岩性标志 .................................................................................................................. 11

3.2.2粒度参数特征 ...................................................................................................................... 11

3.2.3粒度概率特征 ........................................................... 12

3.2.4沉积构造标志 ........................................................... 13

3.2.5测井相标志 ............................................................. 15

3.2.6生物学标志 ............................................................. 15

3.3沉积相类型及特征 ......................................................................................................................... 16

3.3.1沉积相划分方案 ......................................................... 15

3.3.2湖岸线的划分原则 ....................................................... 18

3.3.3三角洲平原亚相 ......................................................... 19

3.3.4三角洲前缘亚相 ......................................................... 20

3.4沉积特征及沉积相 ............................................................ 20

3.5沉积模式及演化 . ............................................................. 23

4 研究区储层特征研究 . ......................................................................................................... 24

4.1岩石学特征 . ................................................................. 25

4.2储层孔隙类型及结构特征 ...................................................... 26

4.2.1孔隙类型 . .............................................................. 26

4.2.2孔隙结构特征 ........................................................... 26

4.3储层物性特征 . ............................................................... 27

4.4储层物性影响因素分析 ........................................................ 27

4.4.1沉积作用对储层的影响 ................................................... 27

4.4.2成岩作用对储层的影响 ................................................... 27

4.4.3 溶蚀作用有效的改善了储层物性 .......................... 错误!未定义书签。

5.1研究区成藏特征 . ............................................................. 28

5.2成藏物质基础 . ............................................................... 28

5.3成藏运移通道 . ............................................................... 29

6 结论 . ..................................................................................................................................... 31

参考文献 . ................................................................................................................................. 32

致谢 . ......................................................................................................................................... 34

1 绪论

1.1选题依据及意义 鄂尔多斯盆地是一个结构简单的整体提升和凹陷迁移的大型多旋回克拉通盆地,主

要在侏罗系和中生带的三叠系中生带以及的奥陶系产生油气。鄂尔多斯盆地周家湾地区

的地理位置位于陕西省的吴起县和陕西省志丹县。研究区在湖盆的东北边缘带,研究区

的范围面积有2700km 2位置起宁条梁,南到薛岔。准确精细的复原古地貌形态,探索古

地貌的油气聚集规律都对侏罗系的油气勘探工作有重要意义(郭少斌, 孙绍寒,2006)。

鄂尔多斯盆地的层藏形成了一个重要的作用,其油层组为长7。在研究领域,开发了长

8下分流河道微相以及长6分流河道和水下分流河道微相。因为水上分流河道和水下分

流河道砂体都十分有利于储层的发育,所以油源供给充沛的前提下,这两类砂体是油气

聚集形成岩性油藏最主要的物质基础。

1.2国内外研究现状 (1)鄂尔多斯盆地油气资源丰富,勘探潜力巨大。从1991年到现在都是油气勘察

迅速成长的时期。

(2)鄂尔多斯盆地从20世纪50年代以来,展开了大批石油地质普查、勘探、钻探

工程等工作。

(3)延长油田和永坪油田是对鄂尔多斯盆地油田勘探时最早发现的油田。

(4)近年来,在鄂尔多斯盆地的勘探中获得了大量的油气、地质资料以及丰富的研

究成果。

(5)在三叠纪时期,鄂尔多斯盆地形成了一组优良的生油岩即长7。

(6)近年来,济源和静安两个油田全都发现了丰富的石油储量。周家湾地区则为于

其中部所以石油开发潜力大。

(7) 长10油层有着优秀的油源和勘探潜力,在近年来对陕北志丹地区长10油藏有

了许多新的发现。

1.3研究内容 (1)研究区沉积特征

①长6沉积特征:晚三叠世延长期,陕北地区古地形平缓,古气候潮湿,北部物

源供给充足,发育多河流,沉积多个大型复合三角洲。陕北地区从东-西顺序发育延

安、安塞、志靖、安边、定边三角洲,这些安塞三洲与三角洲有着差不多的成藏背景。

三角洲前缘三角洲地区沉积发育为长6期,储层砂体主要河口坝沙体和水下分流河道

砂体。河道宽为7km ~18km ,砂体分布稳定,延伸距离远,连片性较好,为石油富集

提供了良好的储集体。

②长8个沉积特征:长8在浅水三角洲发育,沉积砂体发育,储层砂体主要为水

下分流河道和河口坝。③长10沉积特征:长10主要的任务是为了发育三角洲和浅湖

沉积的体系。

(2)储层特征

①长6储层特征:在周家湾地区储层石英含量低和长石含量高。岩屑主要为变质

碎屑,分选性非常好,磨圆中等,颗粒为棱角状。填隙物的主要成分为方解石、绿泥

石和浊积岩。

②长8储层特征:主要的岩石类型是岩屑长石砂岩,其次是长石岩屑砂岩。以细

砂为主且粒度较细。高含量的填隙物,主要成分是方解石、水云母和铁方解石头等等

③长10储层特征:最主要沉积是粉砂质的泥页岩,深灰色和灰黑色。

(3)烃源岩条件

①长6与安西油田的聚积条件相似,长7优质烃源岩为长6储层的形成奠定了坚

实的基础。周家湾地区长6在湖盆边缘斜坡带,斜坡带的砂体发育对长6成藏有益。

②长8是由长9、长7两个源岩形成的,非常有益于长8成藏的形成。③长10

发育于长7油岩。

(4)盖成条件

周家湾地区长4+5泥质含量高,是延长组长6石油富集的区域性盖层。

(5)运移通道

裂缝的生长为侏罗系油藏提供了非常方便的运移通道

1.4研究设计思路 (1)阅读大量的相关文件,对研究区背景和研究区的现状进行了解掌握。

(2)地层划分及对比:为了研究地层的分布,首先要区分区域地层对比的标记层,然后对研究区域的地层进行划分和比较。然后,把石油储层详细的分到油层段。

(3)物源研究:对轻矿物含量、重矿物含量及其组合形式和变化规律的认识,为研究沉积相提供了依据。

(4)沉积微相特征:研究岩心和相标志,确定了该研究区域油层的沉积相类型,并阐明了沉积微相的特征。

(5)对研究区样品的分析:对样品的成分、 粒度、 填隙物、沉积环境、孔隙类型、 孔渗特征等的方面的研究。

1.5工作量

(1)阅读国内相关鄂尔多斯盆地的期刊和国内优秀学位论文二十多篇,以期刊为主。

(2)绘制研究区长82沉积相图、绘制研究区沉积微相图1幅、长6沉积相图1幅、长7

泥岩厚度图等相关图件。

2 研究区概况

2.1地理概况 鄂尔多斯盆地周家湾地区位于陕西省境内的吴起县和志丹县。位于湖盆地东北边缘的周家湾地区。研究区的面积2700km2

、向西起的胡尖山,东到新城镇乔沟湾的北一线,南至悬山(图2.1)。鄂尔多斯盆地是一个结构简单的整体提升和凹陷迁移的大型多旋回克拉通盆地,侏罗系地层是主要的产油盆地(赵铁军,张旭日里,等,2015)。油气产量主要集中在侏罗纪和中生界的三叠系和和奥陶系。鄂尔多斯盆地油气资源相当丰富,勘探潜力大。近年来,石油储备已在姬塬油田和静安油田都发现的丰富的石油储量。研究区周家湾地区则为于其中部所以石油开发潜力大。

图2.1 周湾研究区地理位置图

2.2盆地构造背景 鄂尔多斯盆地演化历史悠久,把下元古界和太古界的变质岩系当做基底,,沉积盖的盖层油侏罗系、三叠系、石炭系和第三系等等,总5000-10000米厚。是侏罗纪、三叠纪以及下古生界有关是主要的油气层。在早古生代的末期华北板块两边的大洋板块相对往华北板块的下方俯冲,转换成为了具沟-弧-盆体系的活动大陆边缘(陈全红, 李文厚等,2012)。晚古生代则进入了剧烈的陆内变形和改造时期(张岳桥, 施炜等,2006)。

2.3研究区沉积背景 周家湾地区的长研究区西起胡尖山,东至新城-乔沟湾一线,北起宁条梁,南到薛岔;范围面积2700km 2。早期研究认为,鄂尔多斯盆地是沉积于构造作用稳定又简单的盆地,但近年来对鄂尔多斯盆地的不断实践与研究证实了其盆地复杂的埋藏演化背景(陈瑞银,2006)。鄂尔多斯盆地长8油层组和长6油层为三角洲沉积系统的东、南、西、北延伸,是陕西北部的大型复合三角洲裙带不可缺少的部分。

鄂尔多斯盆地长6油层组水下分流河道较发育 。长8油层段引水渠道也相当发育,水下导流河道微相。在油源丰富的前提下,水上分流河道和水下分流河道是油气藏形成的最基本物质基础。因为水下和水上分流河道的砂体储层发育是非常有利的。

2.4研究区地层划分

盆地地层划分我们遵守了5点基本原则;界面间断原则、统一性原则、等时性原则、从低频到高频划分原则、实用性和综合性原则(张满郎, 李熙喆等,2009)。一般来说,三叠系延长组的形成分为5个部分:T3y4、T3y5、T3y1、、T3y2和T3y3。我们可以通过油层的电性、岩性和储层性质,从上到下分为长10十个油储层。

(1)延长组第一段(T3Y1) :沉积岩主要由厚,粗粒和状块的长石砂岩为首,以混合灰色

泥岩和页岩层。砂岩的含量大,和浊积岩以及方解石含量丰富,因为胶状结合物的分布可以在麻斑化结构。延长组第一段的特征是显著的,也是地下地层对比的重要标志之一。

(2)延长组第二段(T3Y2) :黑色泥页岩的沉积,粒度明显变薄,大规模膨胀的沉积。油

页岩和黑色的页岩在盆地的南部非常发达。上面的细砂岩储层划分为长8的含油地层,是一个重要的油藏。中下分布的泥页岩层被划分为长9个油层组,这是延长组形成的一个重要的油储层。

(3)延长组第三段(T3Y3) :页岩和深灰色泥岩以及细砂河岩灰色砂岩层相互作用着,下部发育成一组油页岩和泥岩,与薄凝灰岩相互作用。厚灰色泥岩主要位于盆地南部的顶部和底部,尤其是底部非常发达。K1标记层是区域相关的标志,通常是油页岩或炭质页岩。在这部分的中部,开发了一种细砂岩和硅石粉。T3Y3被夹在多层凝灰岩中,底部是鄂尔多斯盆地的主要石油源岩,是高天然伽马的长7油页岩。

(4)延长组第四段(T3Y4) :这一部分是灰绿色,细砂岩,灰色,深灰色页岩。砂岩底部、

浓度比、上部泥岩下部粉砂岩和细砂岩薄层,在东北方向的低层砂岩以及长晴气田发展的非常好。盆地的第四段在盆地西南部消失,长3砂岩在盆地下部没有得到很好的保存。

(5)延长组第五段(T3Y5) :该段有灰砂岩、白砂岩、粉砂岩、碳质泥岩和深灰色粉砂岩

交替层,伴有大量的煤线和煤层。本段因为后期的剥蚀,厚度变化比较明显。

3 研究区沉积相特征

沉积相是特定沉积环境的产物,同时具有沉积环境的特点。各样的各种环境都是有区别的,每一个环境都有着自己的物理、化学和生物特征,同样我们通过这些特征可以

辨别不同的沉积物,这些特征我们称为沉积相。

通过对鄂尔多斯盆地沉积体系可以借鉴我们的有利勘探目标(杨心心,2016), 因此我们进一步分析盆地的沉积体系, 盆地构造背景和古气候以及其他原因确定沉积体系的类型和来源区影响沉积体系的发展范畴。

3.1物源分析

盆地构造背景和古气候决定了沉积体系类型,影响了沉积体系的发展范畴。我们通过对物源区轻重矿物的信息进行分析阐述得出物源区的物源征。物源分析对含油气的盆地其相应的地理位置与演变过程具有十分重要的意义(米董哲, 翟亚若等,2013), 盆地陆源碎屑沉积物是盆地沉积构造演化的重要依据和标志(闫义, 林舸, 王岳军等,2002)所以在探索沉积相特点时对沉积体系物源区的轻重矿物信息加以分析得出物源区的特征后才有利于下一步对沉积相的分析。

3.1.1研究方法

(1)综合轻矿物分析

物源区和沉积盆地的构造可以通过碎屑岩的组成及其在起源地区的构造特征来反映。通过对石英和长石等砂岩样品中的岩石含量进行记录,然后利用骨架三角图来进行测量,可以根据点的分散来找出物源的类型。砂岩中碎屑成分及其含量的变化具有重要的意义,其中最主要的是石英,即长石。统计和分析含量变化的石英河长石变。这对于重新恢复物源以及母岩性质有着非常的作用

(2)综合重矿物分析

重矿物是源区的重要标志物。地质学家们早就已经能够区分基于重矿物,如颜色、形状、大小、硬度、稳定性等物理特性,利用重矿物分析确定的来源可分为三个步骤:

(1)采用传统的重矿物分析法确定岩石类型、源区位置和距离的限制:(2)选择一个或几个单颗粒矿物及矿物地球化学对比源区,进一步为信息源区岩石:(3)使用重矿物种类以及聚类分析,含量和重矿物组合分析物源的变化。以上三种方法的综合利用必将成为最正确评价源区提供非常准确的信息。

3.1.2盆地周缘母岩特征

盆地的东北缘以及北缘包含乌拉山、青山、狼山、等古老的土地上,他们主要是在元古代的吕梁运动后,从远古带到侏罗纪时期,一直处于抬升和剥蚀的状态,中浅变质岩主要为其基岩,火成岩和主要分布在浅变质岩,沉积岩中的碳酸盐沉积。陇西古陆主要由前寒武纪变质岩、火山碎屑碳酸盐岩和碎屑岩组成。六盘山古陆是由于是由一个高水平的前寒武纪变质岩、火山岩和下古生界寒武系碳酸盐岩和侵入岩所组成的。

3.1.3研究区轻矿物分析

通过观察薄片以及岩心的鉴定,位于城川的周家湾地区砂岩类型主要由长石岩消砂岩和长石砂岩组成(图3.2)。砂岩的主要矿物成分的特点是:长石含量较高,平均49.1%;石英含量低,平均在23.9%,岩屑的含量平均为13.6%,而以变质岩岩屑,属于中国东北的沉积体系,不同于西南沉积体系。变质岩岩屑占岩屑体积的77.2%,火成岩岩屑次

之,占岩屑量的21.3%,沉积岩屑非常少,岩屑量为O 15%

图3.2 城市海湾地区的6个砂岩三角

3.1.4研究区重矿物特征

重矿物的种类和含量可以直接向物源区母岩性质反应,包括稳定的矿物表面微观结构的使用,在判决物源,如形式ZTR (电气石、金红石石、错石型)指数、重矿物组合判断的物源,不透明的碎屑金属氧化物显示物源等,在大量数据的情况下,研究区的重

矿物特征及分布进行了分析,以确定其源区特征和流量的影响。

(1)利用重矿物组合确定物源

影响物源信息的两个最主要因素是水动力条件和埋藏成岩作用。因此,稳定的重矿物质量比可以更好地反映在类似的水动力条件和成岩作用的属性的特性。根据目前的重矿物资料对研究区的分析,长6油层组重矿物主要分为金红石、白钛铁矿、电气石、锆石、锐钛矿、黄铁矿绿泥石等。长6沉积期,延长的西南和东北的鄂尔多斯盆地系统在砂岩成分差异很大的沉积体系,在具有低石英和高长石的东北系统的特征,矿物成熟度较低。

由于城川的周家湾地区的研究范围过小,在陕北斜坡西南,长6的油储层体积百分比在重矿物的地区趋势不明显。研究区根据不同的重矿物组合分为两个区域:西部的锆石区河高石榴石以及东北的锆石和东部的榍石、绿帘石、石榴石区。

3.2相标志研究

沉积相是指在沉积环境中沉积环境形成的沉积岩。先天性是控制储层发育的地质因素和分布,基于钻井岩心相、测井相、露头沉积相的分布和细致的分析,可以掌握储层岩石的宏观发展和空间分布,并对沉积相研究的基础上确定钻芯提供基本依据综合评价和油气勘探区,总结和测井曲线特征,岩石与矿物之间的关系的相位分析。结合测井曲线的柱状图和单井沉积相剖面,划分成各井沉积相类型,推导出平面内沉积相的变化。识别沉积相的时间和时间分布。

3.2.1颜色及岩性标志

沉积岩的颜色变化与沉积岩的形成密切相关,除了沉积岩的形成。因此,沉积岩的颜色在区分沉积环境中起着重要的作用。颜色是沉积岩的最直观和可见的标志,也是沉积环境的一个良好指标。这是对岩石的识别和对比地层的划分(张国强,2012) 的一个重要的基础。主要的颜料是有机物和铁,它们通常会增加有机物的含量并使岩石颜色变暗。沉积岩含有碳和沥青等有机物质,如黄铁矿和白铁矿等分散的铁硫化合物是黑色的,含量越高,颜色越深。这表明岩石是在还原环境或强还原环境中形成的。通常反映了碳质

浅沼泽的弱还原环境,沥青质和分散的铁硫化物反映了深层的滞水或深水环境。含Fe2矿物,如绿泥石、海绿石而菱铁矿是绿色的,反映了弱氧化或弱还原环境,但如果绿帘石、孔雀石、富含角闪石等其他矿物质也是呈绿色、则不反映沉积环境。沉积岩含有Fe3+矿物,如褐铁矿、赤铁矿所呈现出颜色则褐黄色和红色,反映出氧化或强烈的氧化环境,如冲积扇、河流等。

通过对岩芯观察,在延长组长8、长6砂岩石的研究区域中,有浅灰色、褐灰色、灰色、深灰、灰蓝、深灰色、深灰绿色等,而黑色多为泥岩,在沉积岩中含有碳和沥青等有机物质,在水下氧化条件总体表现。岩石类型是分析岩石形成和流体动力条件的重要标志。石川一周家湾地区的三叠纪延长组发育良好,分布较为广泛。它是一套内陆湖泊三角洲沉积。

岩石类型主要为陆源碎屑岩,包括粉砂岩、泥岩、砾岩、砂岩及其过渡类型。通过对岩芯的观察,长 8的砂岩中有褐色、浅灰色、绿色、浅绿色、灰色、主要还是灰白色,黑色多为泥岩,包括在沉积岩中碳和沥青等有机物质,浅色特征的整体表现为水下氧化的条件。

3.2.2粒度参数特征

(1)城川-周家湾地区的延伸组为长8、长6的砂岩颗粒以极细-非常细的砂为主,第二为中砂岩,平均粒径细,反射出中等水动力的条件。

(2)标准偏差和分选系数:表示颗粒大小的均匀程度。

(3)偏度:用于在不对称程度的碎屑岩粒度分布的区别,反映了沉积的能量变化,在偏度和频率特征的描述表明沉积物形成的价值的过程,如河道砂(水下分流河道)为正偏态,沙滩上的砂呈现负偏态。

(4)峰度(kg):它是用来测量粒度的频率曲线的尖锐程度,一共有6个等级:3.00为非常尖锐。

3.2.3粒度概率特征

粒度概率图用于表示碎屑岩中各种大小的物质,以图形比例和处理方式,通过跳跃、滚动和悬浮构成三层,在地图分布中,三种碎屑沉积物的构成,不同来源具有不同的特征。颗粒概率图有两种类型,分别是三段式和两段式。

3.2.4沉积构造标志 碎屑岩中的沉积构造,尤其是沉积构造的物理原因,大多反映了沉积岩形成过程中的水动力条件,被认为是沉积相分析和判断的重要标志。的主要沉积构造有:

(1)块状层理:块状层理主要发育在细砂岩和泥砂岩里。它是泥沙快速淤积的结果,是洪水期间悬浮载荷作用下的产物。在研究区,这种块状层理分布是有限的,且不存在于较大的区域。

(2)水平层理:它见于粉砂质泥岩和泥岩当中,质地细而清晰,平行泥沙的浮动荷载是一个非常缓慢的流动状态的产物,液体的流动是缓慢的。度不足以形成沙波。主要开发了三角洲平原上分流槽的低能量沉积环境。

(3)沙纹层理:主要呈现在粉砂岩中,是多个小交错层理,其地层厚度小于3 cm ,地层为微波下限,薄层向一侧倾斜并向下汇聚。它是由流水沙纹迁移形成的

(4)平行层理:主要开发的细砂岩、细层厚度超过LMM 以上。片状矿物通常包含在层面内, 这在高流态的周期性变化中有平床沙的迁移中所形成的,在分流河道砂岩中很常见。(图3.3)

图3.3 长6、平行层理

(5)板状交错层理:对于大的和中等的,上和下层的平直,板状的厚度相对稳定。下层有冲刷面,是由沙浪的运动和研究区域的三角洲前缘水形成的。

下分流河道沉积环境中。(图3.4)

(6)槽状交错层理:槽交错层,每一层的底部都是凹弧,明显的沟蚀;底部边界。槽形交错层理通常由大的非对称形状或新月形的砂迁移,通常是底部的泥砾石。在研究区,水的分流河道经常出现在三角洲前缘。

(7)冲刷充填构造:主要在水下分流河道河床冲刷形成的坑洼, 不同的大小, 由泥岩沉积特别容易促进这种凹坑的形成, 然后砂的沉积, 砂质沉积物的底部的表面起伏, 砂质沉积物包含泥土沉积物侵蚀造成的泥砾。

(8)滑塌构造:是指在重力作用和位移作用下产生的各种结构以滑动变形为主,大部分是包卷层理滑动继续发生所形式的结构。

(9)生物遗迹化石:指在沉积层内保存的生物钻孔所留下的痕迹或者植物的残骸、植物根、木炭等。一地区的大多数虫洞都是垂直的虫洞,通常出现在沼泽、漫滩或三角洲的浅水的环境当中。(图3.5)

图3.4 长6、下切型板状交错层理图

图 3.5 长6、垂直的虫孔

3.2.5测井相标志

地球物理测井资料的应用是研究工作中不可缺少的方法之一。沉积相由一定的相位标志表示,测井相由特定的测井响应来表示。测井响应与沉积环境和沉积物有密切的关系。不同沉积环境有各自的测井响应,不同沉积相具有不同的测井曲线特征、不同岩性组合、不同的测井响应特征曲线。可用于沉积相分析,自然伽马测井资料,如视电阻率和声波时间,感应近10种测井资料,自然电位,感应,自然伽玛射线在沉积相分析中最理想的效果。在这项研究中,我们主要使用曲线的幅度、顶部解除关系、光滑程度等参数。并紧密结合的岩屑和岩芯测井数据相连接。

(1)曲线幅度:自然电位测井的大小主要反映了井内自然状态的电场强度分布:

自然伽马测井响应主要反映地层的自然放射性能。虽然大致相同的特点,根据测井曲线的起伏高低一般可以分为高幅、低幅和中幅三个等级,反映沉积物粒度和水动力能量。沉积物粒度的高振幅反映了高水动力环境、沉积物振幅低值和低能量低能量环境。

(2)曲线形态:不同的沉积环境有不同的来源、水能和水体的大小,导致不同的沉积物的组合形式和序列特征,在测井曲线上显示不同的曲线形状。形态的变化反映了沉积过程中能量和物源的变化。

(3)曲线顶底接触关系:测井曲线可以反映层间的接触关系。一般来说,有两种联系方式,即突变和渐进的变化。突变可以被分为上和下的突变,而渐变可以被分为上和下的渐变,有加速,线性和减速的渐变。

(4)曲线光滑程度:曲线形状属于最后一级的变化,取决于水动力条件下对沉积物持续改造时间的多少,既反映了丰富的内容来源,也反映了力量的水动力能力。可分为两种类型,即齿形和平滑。

测井曲线的特征与沉积相密切相关,可以通过曲线的特征来识别。

沉积环境的变化必然导致沉积物物性的改变,形成沉积旋回,必须在测井曲线上反映。自然伽马曲线和自然电位曲线主要用于沉积相划分。

3.2.6生物学标志

3.3.1沉积相划分方案

其他古生物标志物,可作为沉积微相识别主要有两部分:一是古生物属和其他的古生态特征。一些古老的沉积岩,不仅可以决定地质年代的形成,还可以判别沉积环境,而保存完好程度的实体和遗迹化石的配置也能反映沉积环境和水动力条件。在研究领域我们可以见到生物的遗迹化石,包括对植物碎片,植物的根、生物的钻孔遗迹等。

3.3沉积相类型及特征

鄂尔多斯盆地三叠系,盆地中沉积稳定连续的一套冲积扇、三角洲的河流-湖泊相碎屑沉积体系,分为10个油层组,连续大量古生物化石和遗迹化石包括实体之间的每个组当中连续沉积整合接触(罗玉兰,2008)。长6~长8的主要沉积体系为湖泊三角洲,划分为三角洲平原和三角洲前缘。三角洲平原的亚相包括:、水下自然堤、水下分流河道、决口扇、分流等沉积微相。三角洲前缘包括:河口坝、水下流河道、水下天然堤、分流湾等微相(图3.7)。每个微相都有自己的发育部位、岩性组合特征、沉积构造特征和发育程度(表3.2)。

表3.2 沉积相类型及特征

图3.7 陕北地区三叠系延长组三角洲分布规律图

3.3.2湖岸线的划分原则

在整个湖泊环境当中,相对湖的平面环境决定了海岸线的变化,决定了砂岩群的分布。因此在研究湖平面的变化时,对研究该区层序划分出构造层序和气候层序以及把湖

平面的相对变化绘制成曲线(纪发亮, 1997),这使得更容易比较盆地不同地区的地层。 其次,湖滨线也决定了鄂尔多斯盆地的石油勘探是否能继续向北发展。延长的海岸线迁移是频繁的,相对较好的泥炭和煤沉积是不发达的,在当地地区可以由海岸线泥炭沼泽和煤来决定湖岸线的位置(张艳华,李伟明,2006年) 迁移的海岸线横向程度取决于旧石器地形和湖泊水位的下降。也就是说,我们在研究湖岸线的时候,可以初步确定古生物学、岩石学、矿物学标记以及其他反映古水深度和古环境的相标志。在重新认识了对东准凹陷古近系岩盐成因的基础上,发现了湖泊平面屡次变化的现象(纪友亮,2003) 。在科学技术迅猛发展的现在,地面雷达对古湖岸线的检测效果很好(李丽,郭东,李新屋等。2004)。

3.3.3三角洲平原亚相

三角洲沉积所沉积的水上部分是三角洲平原,位于三角洲沉积序列的顶部,也被称

为屋顶层。该区三角洲平原发育阶段仅为分流河道微相,为骨架砂体三角洲平原、主要粗粒岩屑砂岩和岩屑石英砂岩,砂岩组成成熟度和构造成熟度低。

三角洲平原的骨架砂体属于分流河道,几米到几米厚,垂直延伸可达100米。剖面

中有透镜,底界有明显的冲刷,但下切有限。在垂直方向上,中间下部为细砂岩,中部上部为粉砂岩,粉砂岩顶部为泥质岩。分流河道内主要槽状交错层理-大型板状为主。向上延伸为颗粒层理、剖面砂体为一系列完整叠加的旋回。(图3.9)

图3.9 三角洲八个沉积微相剖面结构

3.3.4三角洲前缘亚相

该湖位于河口到陡峭的斜坡滨浅湖之间,在最大厚度的三角洲沉积体系、最复杂和最有特色的地方沉积类型,也是三角洲沉积体系发育的储层,它是成藏条件中最有利相带。三角洲前缘研究区长6油层组位于三角洲平原侧方向的湖,在湖的表面下(杨雨,2012)湖水和河流相互冲突,沉积作用频繁,是大路沟地区的主要油储层之一。它的主干是水下导流通道,水下分流河道的支流、水下分流侧翼和水下天然堤和等的微相。

3.4沉积特征及沉积相

(1)鄂尔多斯盆地长8层是盆地发育最快的储层之一,也是最发育的油层之一。在长8开发的陕西北部地区的浅水三角洲地区,对浅水三角洲亚相沉积砂体、水下分流河道和河口坝是主要的储集层(图3.10)黄龙-富县一带发育半深湖亚相,三角州前缘亚相分布范围广泛。

图3.10 鄂尔多斯盆地82大沉积相图

(2)长7

下较低的部分是深灰色,黑色泥质岩质页岩组合,增加上粉砂岩的含量,明显的电阻率测井相(阻值量变小) ,三角洲前缘沉积。黑泥岩为中部、细砂岩、粉砂泥岩、上层发展细砂岩、槽状交错层理、平行层理和浅层的视电阻率测井相等,在序列形成深度后,三角洲前缘水下分流河道沉积的河口坝。

(3)长6晚三叠世延长期,陕西北部古老的地形温和,古老气候潮湿,北部物源供给充足,发育多条河流,沉积多个大型复合三角洲。(图3.11)(图3.12)(图3.13)

图3.11 长6前沉积盆地地形剖面示意图

图3.12 长6段沉积相剖面图

图3.13 鄂尔多斯盆地长6沉积相图

3.5沉积模式及演化

鄂尔多斯盆地因为长8时期的湖盆地形相当平缓,湖泊的水体较浅,所以形成了以水下分支为主的湖泊砂体沉积的现象(刘化清, 李相博, 完颜容等,2011) 。河道湖瓮均衡沉降,沉积速率略大于可容空间增长速率盆地东北部三角洲向笳内汇聚,城川一周家湾湾地区是三角洲平原和三角洲地区的沉积区。长8期是盆地在继承前期的基础进一步拗陷扩张的过程。近些年来内陆湖盆深水区长6层发现了面积比较广泛的厚层砂体(程党性, 姚宜同, 王克等,2014) 它是. 由于瓮的基底逐渐由下往下移到抬升,湖瓮开始逐渐收缩,沉积补偿率大于沉降速率,沉积作用逐渐增大,湖泊三角洲步入主要建设期,砂体大面积进积,湖岸线大致位于堆子梁一宁条梁一杨米涧一线以南,砂体厚度逐渐增大,主砂体的厚度超过40 m ,砂体类型主要为引水河道。近年来随着油田产能的建设需求和勘探的开发力度加大,在长7层陆续出现了油气显示,为勘探石油寻找下一个接替层提

供了基础(张才利, 张雷, 陈调胜等,2013) 。这个不平衡盆地的基底被拉伸了,水的体积也再急剧地加深了。湖泊盆地已达到其发展的高峰阶段,城川-周家湾中部地区的砂体在很大程度上萎缩,三角洲沉积主要是发展起来的。(图3.14)

图3.14 周家湾延长组长8—长6时期沉积模式图

(1)系延长组长8-6倍的周家湾地区,为湖泊三角洲沉积系统长时期经历了一次湖退-湖侵过程,三主砂体与相应的也出现了老化过程。很明显,沙是最发达的时期为第六个时期。

(2)由于盆地基底整体不均衡强烈拉张下陷作用,湖盆沉降中心向西迁移,古水流方向三条主砂体带也相应的向西侧向加积。

(3)城川一周家湾地区地势非常平坦,相对高差小,河流搬运能力差,长组长8—长6时期砂体以细砂岩,极细砂岩为主。它是砂体厚度薄,砂体的连贯性纵剖面较差。

(4)水的分流河道(水下的分流河道)侧向淤积不显著,河道砂体一般的主河道连贯性一般。

4 研究区储层特征研究

4.1岩石学特征

周家湾地区长6储层以长石砂岩为主,并有少量岩屑砂岩,石英的含量是碎屑颗粒中的22.49%, 长石含量49.0%, 岩屑含量15%左右, 具有成分成熟度较低的特点(图

4.15), 岩屑主要由变质的碎屑和火成岩组成,含有少量的云母、沉积碎屑、钙化的碎屑绿泥石和。

颗粒分类,以细砂石为主,约占储层岩石颗粒含量为89.30%;其次为粉砂岩和中砂石,高成熟度的结构; 圆度为半圆边; 胶结类型主要以薄膜式、孔隙类型,孔隙-薄膜。长6储层的填充主要有高岭石、方解石、绿泥石、浊沸石以及方解石等; 这其中方解和绿泥石含量较高;其次为高岭石和浊沸石,还有少量硅质和伊利石等。

鄂尔多斯盆地的长8层组是盆内上三叠统延长组储量增加上升最快以及开发效果最好的主力油层之一(王成玉, 淡卫东, 方艳兵等,2013)。鄂尔多斯盆地周家湾地区在长8砂岩储层特性和储层质量控制因素的研究,非常薄弱,制约了周家湾地区油气勘探开发的进程。长8油层组有益储层分布关键是受了沉积微相还有成岩作用控制(王维斌, 朱静, 马文忠等,2017)。长8岩石的类型多以石砂岩屑长石为主,其次是长石砂岩。主要以细砂为主,粒度细。填隙物含量高。(图4.16) 长8的填隙物的含量非常高,主要成分为方解石、水云母、铁方解石等。

图4.16城川-周家湾地域长8砂岩三角投放图

4.2储层孔隙类型及结构特征

4.2.1孔隙类型

根据长6层的岩石样品观察,发现长6储层原生孔隙以残余原生粒间孔为主,占总孔隙的81.2%,第二组是15.7%,少数微裂缝和晶间孔和的发展,分别占到4.9%和0.31%,而6个总面率则更高,达到5.6%。(图4.17)

(a )长6、粒间孔 (b )

长6、长石颗粒溶蚀溶孔

(c )长6、粒间孔及颗粒溶蚀产生溶孔

(d )长6、高岭石晶间孔

图4.17长6层孔隙类型

4.2.2孔隙结构特征

根据统计分析,长6的储层孔隙结构相对较好,位移压力较低,平均为1.07 MPa,中值喉道半径为0.13μm ,长6共有5种孔隙结构类型,即中孔隙中,主要小孔微细型和小孔细候为主。。

4.3储层物性特征

物性属性特征是决定储层储层性能的关键,其视觉表现是孔隙度和渗透率的大小。根据对核心物性数据的分析,在0.1 x 10-3-2-3 mu m2的样本中,6个渗透率约占总样本的77%。平均值为1.21xlO -3μm 2;

4.4储层物性影响因素分析孔隙率为7% ~ 15%的样本占了全体的88%,和平均l1.9 %,这是低孔、非常低渗储层,但局部相对高渗透带。

4.4.1沉降对储层的影响

沉积环境绝对是影响储层性质的地质基础。沉积不同微相砂岩储层的性能有明显的差异。三角洲地区的水下分流河道具有良好的物理性质,其次是三角洲分流河道和水下分流河道。储层的性质相对较差。不同微相带储层物性不同,同一微相带不同区域水介质能力、携带碎屑颗粒大小及结构的好坏使同一微相具有一定差异。

4.4.2成岩对储层的影响

储层性质的物理性质的主要原因是成岩作用,在这种情况下,在这一地区主要孔隙度造成了很大的损失(严广旭、弓军虎、里凯涛、2014年) 在早期成岩阶段,机械压实导致了砂岩颗粒的紧密排列,云母和塑料碎片的膨胀和塑性变形,导致了主要的粒间孔隙的大量损失。由于压力溶解而产生的石英的二次放大也导致了一些孔隙度的丧失和渗透率的降低。而另一个主要因素是胶结储层物性较差的。

4.4.3溶解作用有效地改善了储层的物理性质。

砂岩储层的溶解形成了不同类型的次生孔隙。作为主要的孔隙类型长6储层之一,溶蚀孔隙对提高砂岩储层的储层性能具有重要的作用。根据镜下薄片观察,溶蚀作用可使面孔率增加5%~10%。

5 研究区成藏规律

5.1研究区成藏特征

包括在研究区纵向发展侏罗系延安组,三叠系和富县组长和45至10多套油层面,其中包括长8长6的水油层组是主要的含油层系,鄂尔多斯盆地周家湾位于湖盆东北边缘,长7和长9两套生油岩构成了良好的区域性生油层。该油层主要由河流沙控制、东北至西南方向延伸的三角洲,沉积相是三角洲平原相,逐渐演化为三角洲前缘亚相,形成了大面积的分布和分流河道微相砂岩储层。

5.2成藏物质基础

鄂尔多斯盆地延长是一个很大的内陆湖泊沉积,在周家湾的油层主要为长6、长8和10。长7油层系发育了一系列优质烃源岩,位于西北偏南的半深湖中。鄂尔多斯地区,长7(图5.18),在这其中有效的烃源岩大约面积是6×105km2,厚度在80到130米,厚度在20~60m 。周家湾地区西南部位于最有利的长7油层组生烃中心,具备生烃强度高和勘探潜力大特点,所有条件均有利于油气聚集。其中八个发育为七和九长的油岩。通过研究等表明长10油藏的油气可以认为是来于长7优质烃源岩(杨华等,2010)油气在湖盆中部地区经由孔隙裂缝等垂向运移通道进入了长10储层、侧向运移一定距离后在有益于成藏的闭圈中聚集的。在志丹-吴起地区长10烃源岩集中分布于中部、西北部地段。厚度在二十米之间。(图5.19)

图5.18 延长组长7暗色泥岩厚度分布图

图5.19 吴起-志丹长10暗色泥质岩厚度分布图

5.3成藏运移通道

鄂尔多斯盆地三角洲在建设时的鼎盛时期在长6、长8时期,三角洲砂体规模大、延伸远,在同一时间段水下分流河道和河口坝砂体波动相互叠加,使延长组砂体横向连通,垂直叠加的特点,是横向和纵向油运移的重要通道。[25]。

裂缝发育成为侏罗系油藏提供了运移隧道。周家湾地区长6、长8大面积发育了连通性砂体和构造裂缝,其中连通性砂体是油气侧向运移的良好通道,构造裂缝是对油气

的纵向运移起关键作用。(图

5.20)

(a)垂直裂缝 (b )岩芯裂缝

图5.20 鄂尔多斯盆地油层组裂缝构造

成岩包裹体主要分布在嵌晶方解石和石英以及和硅石中。直径0.1µm-6µm,以小于3µm为主,液态为主,说明砂岩曾经发生过油气运移作用(图5.21)。

图5.21 石英的二次过度增长和边缘夹杂物的扩大

6 结论

根据对鄂尔多斯盆地延长盆地长6长8油藏的沉积特征、储层特征和积累规律的基础上,得出以下结论:

鄂尔多斯盆地是非常平坦的,地层厚度非常稳定

城川一周家湾沉积期主要受东北地区的影响,母岩是大庆,银山地区的高级变质岩,火山岩。

利用典型相标志,根据单井沉积相分析,通过对钻井岩心的看察,认为城川一周家湾地区延长组长8油储层组主要是蜿蜒的河流三角洲沉积,并进一步确定两种沉积相和8个沉积微相。

受物源方向控制,延长组长6-长8的油组层在研究区主要开发东北沉积系统。由蜿蜒的三角洲沉积系统主导。

长6储层岩性为长岩细粒砂岩。岩石矿物的成熟度较低,结构的成熟度高,分离其中好的。填隙物主要是、高岭石、绿泥石、、浊沸石、方解石等。

该储层主要以低孔隙度和低渗透率为特征,具有较高的渗透区,主要分布在研究区东南部。

影响储层性能研究的主要原因有两种:一个是沉积对储层物性具有重要的影响, 储层受沉积微相控制, 三角洲分流河道的储层会更好, 其次是三角洲分流河道、水下分流的间湾储层物性相对来说比较差:二是成岩作用对储层性质的主要影响, 实压作用是主要的、胶结作用和溶蚀作用。

长7烃源岩为成藏提供物质基础,周家湾地区位于长7优质烃源岩范围内,成藏条件优越。

沉积相控制储层平面展布,优质储层主要发育于主河道和多级分流河道。

长6油层组表现为长7油源先垂直向上运移至长6油层组表现为长7油源先垂直向上运移至长6油层组成藏,再向东北方向延伸的成藏模式向东北方向形成大面积的油藏。长8层表现为长7烃源岩向下通过孔隙裂缝垂向运聚成藏,侧向运移很少或是不运移的成藏模式,平面油藏面积小于长6油层组。

长6和长8油层组发育2中不同的成藏模式,长6油层组表现为长7油源先垂直向上运移至长6成藏,而后向东北方向继续侧向运聚至远离长7烃源岩分布区成藏,形成沿北东向砂体大面积展布的油藏,长8油层主要为长7烃源岩向下垂向运聚成藏,侧向运移很少或不运移,油藏的平面分布区小于长6油储层。差异的主要原因是长7油层组烃源岩上部水平远远高于排烃向下, 而长6含油砂体规模和连接传递性比长8的形成, 和长6储层组更倾向于油气运移和聚集。这一地区的形成积累的主要控制因素和油气聚集的模式对油气勘探具有重要的指导意义。

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