0 引言
国内关于沉积盆地中坡折带的关注始于断陷湖盆的层序地层学研究，随后逐渐扩展到坳陷湖盆中，认为沉积坡折带对坳陷湖盆砂体和非构造圈闭的发育具有明显的控制作用［1-14］。作为典型的大型坳陷型湖盆，鄂尔多斯盆地三叠系延长组也开展了大量的类似研究工作［10，15-20］。识别古坡折带的关键是找出陡坡，其重要特征是地层厚度的急剧变化。然而长期以来人们一直认为鄂尔多斯盆地中生界湖盆属稳定的克拉通内坳陷湖盆，是中国乃至东亚最稳定的构造单元之一，盆地内部构造属性具有“整体升降、平起平落”的特征；受此观点影响以往依据传统分层方案编制的延长组各油层组地层厚度在盆地范围内呈等厚或似等厚的“千层饼式”充填结构分布，并无明显坡折存在［10，16］。
1 地质背景
鄂尔多斯盆地是中、新生代盆地叠加在华北古生代克拉通浅海台地基础上发育起来的大型陆内叠合残余坳陷型盆地，是我国最重要的含煤、气、油、铀盆地之一，其中三叠系延长组中蕴藏着丰富的石油资源。鄂尔多斯盆地经历了5个大的演化阶段，具有整体升降、斜坡宽缓、背斜微弱、地层水平和接触整合的特点，一直被认为是中国乃至东亚最稳定的构造单元之一。这一认识长期以来一直作为盆地内地质研究的基础。
三叠系延长组沉积期鄂尔多斯盆地周边为高地剥蚀区环绕，湖盆底形呈西南陡、东北缓的箕状；在以东北向和西南向两大主要物源控制下，形成了全盆地大面积分布的三角洲—湖泊沉积体系，构成了多套生储盖组合。延长组自富勒（M. L. Fuller）和克拉普（F. G. Clapp）发现并命名以来开展研究已超过100年，逐渐形成了5个岩性段（T3 y 1—T3 y 5）、10个油层组（长1—长10）的地层划分方案并沿用至今。该传统分层方案的一个典型特点即延长组各套地层均在盆地范围内（似）等厚分布。其中第3岩性段的长7段沉积期被认为是湖盆发育的最鼎盛时期，以优质烃源岩发育为特征，地层厚度约为100~120 m；长6段沉积期为三角洲建设期，以大面积分布的三角洲前缘砂体发育为特征，地层厚度约为100~120 m。
2 环县地区延长组等时地层格架下的坡折带识别
众多盆地实例和水槽物理模拟试验［29-30］均表明，在三角洲平原和S形前积的三角洲前缘的结合部位由于沉积速率和压实作用差异易形成沉积坡折带；它在三角洲形成过程中自发调节产生，形成是必然的。鄂尔多斯盆地三叠系延长组沉积期坳陷湖盆发育来自不同物源方向的多个大型三角洲沉积，由于以往盆地内二维、三维地震资料分布程度有限，仅利用井资料采用传统的等厚岩性地层划分方案难以恢复三角洲沉积体系的本来沉积面貌、有效识别沉积坡折带。本文摒弃延长组传统等厚或似等厚分层方案，通过井震结合、建立包含所有钻井的米字型网状对比剖面、采用多级标志层控制的基础上结合旋回特征进行逐井反复对比的方法，来进行等时地层划分对比、建立等时地层格架，并以此为基础识别沉积坡折带。
2.1 等时地层格架建立
鄂尔多斯盆地范围内延长组长7段底部一般均发育一套高GR、高电阻、高时差厚层油页岩，其与下伏长8段之间的电测曲线存在明显的台阶。根据区域地质研究成果，中晚三叠世秦岭洋最终关闭， 华北与扬子克拉通拼接， 秦岭地区全面碰撞造山；中晚三叠世延长期， 受秦岭造山带强烈碰撞和快速隆升的影响， 鄂尔多斯盆地南部沉降幅度较大 ［31］。长期、差异性、幕式整体抬升、沉降和强烈而不均匀的剥蚀，是鄂尔多斯盆地演化和改造过程的显著特点［31］。延长组长8段与长7段分界线处上下电测曲线呈明显的台阶这一特征反映了鄂尔多斯盆地大的构造运动背景，即秦岭造山活动引起的幕式整体快速沉降。因此延长组长8段与长7段分界线是鄂尔多斯盆地范围内较稳定的明显标志层，这是建立延长组长7段及上部地层等时格架的可靠基础。另外长7段、长6段等层内发育多套局部较稳定的薄层高GR、高时差、低电阻特征的灰黑色泥岩；根据层序地层学观点，其代表多期最大湖泛面的深湖相静水环境下的密集段沉积。由于鄂尔多斯盆地三叠纪湖盆内部构造相对稳定、底形相对平坦、具有“整体升降、平起平落”的特点，因此湖平面升降对层序发育起主要控制作用，相应的最大湖泛面及其所分割的等时地层在较大范围内其特征必然具有很好的一致性，往往分布较稳定，可作为地层划分对比的良好等时标志层。
图2 X240—X266井间的延长组典型标志层等时对比（a）X240—X266井之间的开发井标志层对比；（b）X240—X266井之间的开发井井震结合标志层对比剖面 Fig.2 Isochronous correlation of typical marker layers of Yanchang Formation from Wells X240 to X266 |
图3 X42—X158井间的延长组典型标志层等时对比（a）X504—X158—X16井长7段及以上部分地层标志层对比剖面； （b）X504—X158—X16井长7段及以上部分地层井震结合对比剖面图；（c）X42—X158井之间的开发井标志层对比 Fig.3 Isochronous correlation of typical marker layers of Yanchang Formation between Wells X42 and X158 |
等时划分对比结果表明研究区长7段—长4+5段从西南往东北方向发育多期楔状地层，具有似前积特征，其与三角洲—湖盆沉积体系的沉积模式一致，但与目前传统似等厚的岩性划分方案差异明显。如图2（a）和图2（b）分别为研究区中部一条西南至北东向、2口相距约2.4 km的探评井及其间小井距开发井的标志层测井对比剖面和三维地震振幅剖面［剖面位置见图1（c），下同］，均揭示出m11、m13与长7段底界之间限定的地层由西南往东北逐渐减薄、呈楔状展布。图3（a）和图3（b）分别为研究区中部另一条西南至东北向的长约12 km、由6口探评井构成的典型标志层对比剖面和对应的三维地震振幅剖面， m6、m11、m13与长7段底界所限的地层也呈由西南往东北逐渐减薄的楔状地层充填特征。其中X42井与X158井仅相距约3 km，但2口井m13标志层与长7段底界之间的地层厚度相差100 m以上，过X42井后往X158井方向m13标志层对应的地震同相轴产状发生明显变化，地层倾角往东北方向增大、地层厚度明显减薄。图3（c）为X42井与X158井及其间的小井距开发井的标志层测井对比剖面，可以看到X42井与X158井间m13标志层特征明显，m13与长7段底界之间的地层厚度由270 m逐渐变为175 m左右。这些现象均表明研究区延长组等时地层并不是如传统分层方案标准描述的似等厚平行于长7段底界分布的。
目前鄂尔多斯盆地延长组页岩油被限定在长7段内，长6段仍认为属致密油储层［26］。等时对比结果表明，环县地区延长组长7段底界之上的同一套等时地层多同时包含了传统分层方案的长7段、长6段甚至长4+5段。因此，目前的长7段页岩油储层与长6段致密油储层应属同一类别，笔者认为均定义为致密油储层可能更为合理。
2.2 坡折带识别
在研究区由西南至东北的联井等时地层格架剖面（图4）中假设沉积时湖盆底形是水平的，即将长7段底界拉平，标志层m13现今相对于长7段底界在西南部W1—W4井构造相对较平缓；从W4井至W7井m13则迅速下倾，表现出典型、直观的坡折带特征，之后开始逐渐变得平缓直至大致平行于长7段底界。标志层m6也表现出类似的典型坡折带特征。等时地层13层底即m13标志层与长7段底界之间的地层厚度等值线图［图5（b）］以及标志层m13的构造图［图5（a）］在研究区内均存在一个明显的大致呈北西—东南向展布的等值线密集条带，即坡折带，将研究区一分为二。因此，环县地区延长组内依据等时地层格架的地层顶底构造形态和地层厚度变化特征即可识别出具有地貌学意义的沉积坡折带。
3 环县地区延长组沉积坡折带特征
标志层m6（6小层底界）和m13（13小层底界）的坡折带特征较典型。图4为研究区内由西南至东北的一条斜穿坡折带的联井等时地层格架剖面，该位置处m6的坡折带宽度约为6 km，相对于长7段底界的倾角最大可达1.6°。m13的坡折带宽度约为6~8.6 km，根据坡折带形态可将其划分为2级，第一级较陡、相对于长7段底界的倾角最大可达1.9°，第二级较缓、相对于长7段底界的倾角最大约为0.8°。
除m6、m13外，m3及之上的其他小层的底界的相对构造形态上也都具有坡折带特征，从下往上可以看到明显的坡折带迁移的现象（图4），即随着沉积物逐渐向湖盆中心推进坡折带逐渐从西南往东北迁移。底部第1小层沉积完后坡折特征不明显，至第2小层沉积完后其顶界在W2—W4之间已表现出明显的坡折带特征，随后至第5小层坡折带倾角逐渐增大、坡折带特征愈发典型；然后从第6小层开始至第9小层坡折带倾角逐渐变缓；从第10小层开始坡折带倾角又开始逐渐变陡直至第13小层，之后第14和第15小层基本继承了前期沉积的坡折带特征，但第二级坡折特征愈发明显。这一过程大致可概括为随着三角洲—湖泊沉积作用的不断进行，在前端沉积坡折带开始逐渐发育，至最大倾角后沉积物开始在其前端沿斜坡堆积充填直至坡折带基本消失，随后坡折带又开始发育、发展。由于图4中的西南—东北向对比剖面长度仅为41 km，相对于盆地西南部范围其所揭示的沉积剖面仅是西南物源沉积体系的一小部分，因此可以认为上述坡折带发育、演化这一过程在来自盆地西南物源的多期楔状沉积体往湖盆中心推进过程中不断重复，即延长组长7段底界之上的多期等时地层单元内均存在坡折带，坡折带逐渐迁移、具有多级特征。
4 沉积坡折带对砂体和夹层型页岩油油层的控制作用
4.1 沉积相类型
研究区储层砂体以灰褐色块状细砂岩为主［图6（a）］，块状砂岩与灰黑色泥岩直接突变接触，发育滑塌构造、包卷层理、泥岩撕裂片等沉积构造［图6（b），图6（c）］。部分岩心可见薄层不完整的鲍马序列及铸模构造［图6（e），图6（f）］。灰黑色泥岩中夹薄层粉细砂岩的现象普遍可见［图6（d）］。粒度概率曲线主要为一段上凸式［图6（g）］，其次为一段直线式［图6（h）］。C—M图中C值为170~400 μm，M值为70~200 μm，交会图散点平行于C—M基线，主要位于QR段内［图6（i）］。综合岩心沉积构造、粒度概率曲线和C—M图，认为环县地区长7段—长6段属典型的深水湖盆重力流沉积，储层砂体主要为砂质碎屑流沉积，其次为浊积岩和滑塌岩，这与区域认识一致。
图6 研究区延长组1~15小层典型的岩心沉积构造现象、粒度概率曲线和C—M图（a）含油灰褐色块状砂岩（L370井）；（b）泥岩撕裂片（L235井）；（c）滑塌变形构造（L370井）；（d）灰黑色泥岩与粉砂岩薄互层（L218井）；（e）薄层鲍马ABA序列，粒序层理不明显（L419井）；（f）（e）中岩心底部的铸模构造；（g）一段上凸式粒度概率曲线（H23井）；（h）一段直线式粒度概率曲线（H331井）；（i）C—M图 Fig.6 Typical core sedimentary tectonic phenomena， particle size probability curves and C - M diagrams of the 1-15 small layers of the Yanchang Formation in the study area |
4.2 砂体及致密油层展布特征
按等时小层绘制的各期砂体厚度等值线图（图7）表明，从2小层开始（1小层在研究区内仅西南分布，属楔状沉积体的末端沉积，相对于长7段底界地层倾角平缓、无明显坡折，砂体不发育）从下往上各期砂体大致呈北西—东南向带状分布，并往东北方向逐渐推进、具线物源沉积特征。在平行于物源方向，各期砂体向东北和西南方向逐渐尖灭，中间或靠近东北端砂体较厚、两端薄；垂直于物源方向砂体横向连续性较好。
随着沉积作用的进行，坡折带不断演化与迁移，坡折带与砂体的分布关系可总结为3种。从2小层开始研究区内坡折带开始发育、发展，2~5小层发育的条带状砂体分布在坡折带内、靠近坡折线；6~10小层总体随着坡折带的倾角逐渐变缓，砂体主要分布在坡折带内、靠近前端的坡脚处；从11小层开始，总体随着坡折倾角变陡并逐渐出现多级坡折，砂体呈平行的2个条带分别主要分布于坡折线之上及坡脚前端的平缓处或第二级坡折带上。这表明环县地区延长组长7段底界之上的重力流沉积砂体的分布明显受坡折带控制。究其原因，搬运的沉积物遇到湖盆底形变化即坡折带处，携带的砂体开始卸载并沉积在坡折带处或前端，是沉积作用的活跃地带。
5 结论
（1）采用井震结合、标志层控制和逐井反复对比的综合方法建立了环县地区延长组长7段—长4+5段等时地层格架，结果表明长7段底界之上发育多套具S型前积特征的楔状地层，每套等时地层多同时包含了传统分层方案的长7段、长6段甚至长4+5段。
--引用第三方内容--
（2）依据等时地层格架识别出了具有明显地貌学特征的一系列深水沉积坡折带。这些坡折带相对于长7段底界最大倾角可达1.9°，宽约6~8.6 km，从下往上随着沉积物不断向湖盆中心推进，坡折带逐渐从西南往东北迁移，且具有多级特征。
（3）环县地区延长组深水沉积坡折带控制了重力流砂体和致密油油藏的分布。重力流储层砂体和发育的致密油油藏主要分布在坡折带内或坡折带前端的斜坡坡脚处，且平行于坡折带呈带状展布。深水沉积坡折带是鄂尔多斯盆地延长组致密岩性油藏勘探评价的最有利区带，本文研究结果对其他地区延长组深水沉积坡折的有效识别具有重要的借鉴意义。
甘公网安备 62010202000678号
