鄂尔多斯盆地东缘临兴地区太原组桥头砂岩层序地层及沉积特征
吴鹏;高计县;郭俊超;周煜哲;胡晓贤
【摘 要】Sedimentary characteristics and location within quence frameworh of the Qiaotou sandstone of the Taiyuan Formation in Linxing area,eastern margin of Ordos Basin,determine the rervoir type and trap area.The Taiyuan Forma-tion is divided into one complete long-term cycle(LSC1)and four complete medium-term cycles(MSC1,MSC2,MSC3, MSC4)bad on identification of quence boundaries and flooding surfaces by using ismic,logging,outcrop and out-crop data.The Qiaotou sandstone is within the descending half cycle of MSC 1 and is dominated by coar-grained and coar-to-medium grained quartz sandstones.The cumulative probability curve of the grain size is typical of the two-way flow.Core obrvation reveals typical tidal current dimentary structure and pinnate,massive,graded and composite bed-ding.The sand bodies show lenticular geometry on ction and appear as bands parallel with shorelines on map.The Qiao-tou sandstone is believed bad on a comprehensive analysis to be tidal
channel and barrier bar deposits,which are quali-ty rervoirs of marine facies.The sand body parallels shoreline in northwest-southwest direction and all wells that pene-trate it test high gas flow.The area of traps are controlled by the sand body boundary and show the characteristics of lithologic traps.This study is of great significance for guiding exploration and development of tight sand gas in Linxing area,eastern margin of Ordos Basin.%鄂尔多斯盆地东缘临兴地区太原组桥头砂岩的沉积特征及其在层序格架中的位置,决定了储层类型和圈闭范围的评价.结合地震、测井、露头和岩心资料,通过层序界面和海泛面的识别,将太原组划分为1个完整的长期旋回(LSC1)和4个完整的中期旋回(MSC1,MSC2,MSC3,MSC4).其中桥头砂岩位于MSC1下降半旋回中,以粗粒和中-粗粒的石英砂岩为主;粒度概率累积曲线呈典型双向水流特征;岩心见典型潮汐水流沉积构造,发育羽状、块状、粒序和复合层理等;剖面上砂体呈透镜状,平面上呈平行岸线条带状分布特征.综合分析认为桥头砂岩为潮汐水道及障壁砂坝沉积,属海相成因优质储层.该砂体呈北东-南西平行岸线方向分布,气井钻遇砂体均见高产气流.圈闭范围受砂体边界控制,呈现岩性圈闭的特征.太原组桥头砂岩层序划分和沉积特征的研究,对临兴地区和鄂尔多斯盆地东缘致密气的勘探开发具有指导意义.
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荷花的种类【期刊名称】《石油与天然气地质》
【年(卷),期】2018(039)001
【总页数】11页(P66-76)
【关键词】沉积相;桥头砂岩;层序地层;太原组;鄂尔多斯盆地新生儿白细胞高是什么原因
【作 者】吴鹏;高计县;郭俊超;周煜哲;胡晓贤
【作者单位】中联煤层气有限责任公司,北京100011;中海石油(中国)有限公司非常规油气分公司,北京100011;中联煤层气有限责任公司,北京100011;中海石油(中国)有限公司非常规油气分公司,北京100011;中联煤层气有限责任公司,北京100011;中海石油(中国)有限公司非常规油气分公司,北京100011;中联煤层气有限责任公司,北京100011;中海石油(中国)有限公司非常规油气分公司,北京100011;中联煤层气有限责任公司,北京100011;中海石油(中国)有限公司非常规油气分公司,北京100011
卢乙【正文语种】中 文
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【中图分类】TE121.3
近年来，鄂尔多斯盆地东缘临兴地区的致密气勘探开发实现了重大突破，提交探明储量超过1 000×108 m3，日产量超过40×104 m3。该致密气主要来源于太原组的桥头砂岩及下石盒子组的骆驼脖子砂岩，其中桥头砂岩是核心目标层位。由于桥头砂岩发育范围存在局限性，前期煤田钻孔资料揭示较少，多年来其沉积环境和沉积成因一直饱存争议。
爱的理解层序地层学研究在油气勘探阶段有着重要的指导意义，众多学者对鄂尔多斯盆地的上古生界已经开展过长期大量有效的工作。其中，桂学智[1]、武法东和陈钟惠[2]、郭英海[3]、樊太亮[4]、陈洪德[5]、沈玉林[6-7]及郭书元[8]等学者运用了经典层序地层学的分析方法对一些区块的层序界面进行了识别并划分了相应的层序，而邓宏文和翟爱军[9]、李宝芳[10]、姜烨[11]及郑荣才[12]等学者则运用了高分辨层序地层学的原理对一些区块进行了层序界面的识别及旋回的划分。由于鄂尔多斯不同地区相变较快,岩性组合复杂,标志层发育不统一等原因，每位学者的划分方案都存在着一定的区别。在鄂尔多斯盆地东缘，尤其是在临兴地区至今未有一套成熟的层序地层划分方案。因此，为了更好地指导和服务临兴气田的勘探开发工作，建立一套适用于该地区的层序地层划分方案是很有必要的。
鄂尔多斯盆地上古生界气藏是典型的岩性油气藏，而“微相控储，岩性控藏”的理念一直指导着该类油气藏的勘探开发工作，因此沉积相的研究，尤其是沉积微相的刻画就显得尤为重要。对鄂尔多斯盆地石炭系-二叠系沉积环境已经有了比较一致的认识，即陆表海环境下发育的海陆过渡相。但太原组受海侵-海退范围、距物源区距离、水动力条件等因素差异性影响，究竟该划归到陆表海碳酸盐台地、潮坪相、障壁-潟湖相还是浅水三角洲相，仍存在着很大分歧。针对太原组主力砂体——桥头砂岩，陈钟惠[13]、王华[14]、姜烨[15]、沈玉林[7]及李勇[16]等学者认为该砂体为河流相沉积，郝蜀民[17]、王付斌[18]、庞军刚[19]、冯文立[20]及郑文波[21]等学者认为该砂体为障壁-潮坪相沉积，而付锁堂[22]、兰朝利[23]及宋雪娟[24]等学者则认为该砂体为三角洲相沉积。不同成因砂体的沉积模式和砂体空间展布形态差别大，确定其成因类型，精确刻画其空间展布形态，对临兴地区太原组圈闭范围确定和井位部署具有重要的意义。
利用临兴地区近些年新钻的102口致密气井的钻井及测井资料，取心描述及岩心测试资料，三维地震资料及野外露头资料等，对太原组地层开展了高分辨率层序地层划分及沉积特征研究，以期确定研究区太原组层序地层划分方案及沉积相类型，进而确定桥头砂岩成因类型和砂体发育范围，指导下一步油气勘探和开发工作。
1 区域地质概况
临兴地区位于鄂尔多斯盆地东缘，西邻黄河，地处山西省临县及兴县境内，面积约2 530 km2。该区处于晋西挠褶构造带内(图1)，上古生界断层比较发育，但普遍规模不大，构造以南北向为主体[25]。研究区地层自老而新为本溪组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组及石千峰组。本溪组—太原组沉积时，本区主要发育陆表海环境下的潮汐三角洲-障壁海岸沉积体系；山西组沉积时，以海陆过渡环境下的浅水三角洲沉积体系为主；下石盒子组、上石盒子组及石千峰组沉积时期，本区已经不受海水作用的影响，以陆相湖盆三角洲沉积体系及河流沉积体系为主[26]。
2 太原组层序地层划分
运用高分辨率层序地层学的原理，在区域构造分析的基础上，综合野外露头、岩心观察及测试、测井响应特征与地震反射特征等资料，在本溪组—山西组识别出了区域不整合、区域构造体制转换、低水位暴露面及区域沉积体制转换面等代表大规模区域性海侵-海退的界面，同时还识别出岩性突变面、煤层底面及潮道下切面等代表小规模的海侵-海退的界面。
2.1 中期-长期旋回层序界面及最大海泛面
研究区的中期-长期旋回层序界面：上、下古生界的分界面，本溪组底部，露头可见红褐色铁铝岩，地震反射剖面上呈现中-弱振幅以及同向轴连续性一般的反射特征(图2a，图3，图4)；二叠系-石炭系分界面，即8+9号煤层底界面，为区域性构造体制转换面，微量元素含量及Sr/Ba值较上下层位都低[10]，地震反射剖面上呈现强振幅与同向轴连续性好的反射特征(图2c，图3，图4)；山西组-太原组分界面，北岔沟砂岩底面，为区域性沉积转换面，下切作用明显，GR测井曲线呈高幅箱形或钟形，地震反射剖面上呈现强振幅、同向轴连续性强的反射特征(图3，图4)。同时本区的最大海泛面发育于保德灰岩的顶面。该灰岩为生物碎屑灰岩，全区发育，可对比性强。之后海水逐渐向南退去，与下伏岩层(煤层或泥岩)差异性明显，地震反射剖面上呈现较强振幅、同相轴连续性较强的反射特征(图2d，图3)。
员工请假中期旋回层序界面：桥头砂岩底面，为岩性突变面，界面之下为泥炭坪沉积，以海侵成煤作用产生的8+9号煤层及碳质泥岩为主，界面之上为海退产生的潮汐水道-障壁砂坝沉积，桥头砂体局部为下切作用明显的潮汐水道，其他地方以反韵律的障壁砂坝沉积为主，也可见潮下带的砂坪等沉积类型，研究区距离桥头镇仅30km，与桥头镇野外剖面具有很好的对比性(图2b,图2c，图4)；6+7号煤层底面，底面的根土岩代表一次短暂的沉积间断及暴露(图2d，图4)。桥头砂岩底面、毛儿沟灰岩顶面、保德灰岩顶面及东大窑灰岩顶面代表中期
旋回的海泛面，在研究区内均有一定的分布范围，可以追踪对比。
图1 鄂尔多斯盆地东缘临兴气田构造位置及井位分布Fig.1 Map showing locations of structure and wells in Linxing gas field,Ordos Basin
2.2 层序地层格架
在上述层序界面及海泛面识别的基础上，依据区域构造转换面、沉积体系转换面、地层叠加样式以及古土壤层等特征，结合野外露头观察资料，运用高分辨率层序地层学的原理对临兴地区太原组地层进行了层序划分。太原组可以划为1个完整的长期旋回(LSC1)和4个完整的中期旋回(太二段：MSC1，MSC2；太一段：MSC3，MSC4)(图4)。太原组经历了一次大规模的海侵-海退的过程，对应一个完整长期旋回；其间多次小规模海侵-海退过程，对应多个中期旋回。LSC1旋回包括的地层从8+9号煤层的底面到北岔沟砂岩的底面。上下层序界面均为区域性平行不整合面，太二段顶部保德灰岩为区域海侵面，该灰岩在区域上稳定分布，表明最大海侵范围遍布整个研究区。
图2 鄂尔多斯盆地东缘临兴地区野外地质露头剖面Fig.2 Geologic ction of outcrop in Lingxing area,eastern margin of Ordos Basin
图3 鄂尔多斯盆地东缘临兴地区层序顶、底界面地震反射特征(具体位置见图1中line 1)Fig.3 Reflectance signatures of quence boundaries on ismic ction across Lingxing area,eastern margin of Ordos Basin(e Fig.1 for line 1 location)
MSC1：海侵初期，海平面上升较慢，随着可容空间增长速率与泥炭堆积速率达到相对平衡，发育厚层8+9号煤层，随着海平面的持续上升，可容空间的增长速率超过泥炭堆积速率，导致8+9号煤层发育停止，构成MSC1上升半旋回；之后海平面下降，研究区障壁砂坝和潮汐水道开始发育，持续海退到毛儿沟灰岩底部，构成了MSC1下降半旋回[27-28]。
