種健，崔連可

(1．長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430100;2．長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北武漢430100)

蘇里格氣田蘇X區(qū)塊山西組山11亞段沉積相研究

種健1，崔連可2

(1．長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430100;2．長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北武漢430100)

通過對(duì)巖心、測(cè)井曲線等的研究，在完成研究區(qū)塊精細(xì)地層劃分與對(duì)比的基礎(chǔ)上開展沉積微相分析。分析結(jié)果表明，蘇里格氣田蘇X區(qū)塊發(fā)育的沉積體系主要為洪泛曲流河沉積體系，主要發(fā)育邊灘、曲流河道、溢岸砂、河漫灘等沉積微相。研究在精細(xì)地層化分與對(duì)比的基礎(chǔ)上識(shí)別出不同沉積微相，然后在平面上依據(jù)“初、末期河道流線包絡(luò)線法”進(jìn)行單期單一河道在平面上的展布研究，最后完成研究區(qū)沉積微相的刻畫。

沉積微相;地層對(duì)比;初末流線包絡(luò)線法

蘇里格氣田作為長(zhǎng)慶油田的重要產(chǎn)氣區(qū)，目前正處于大規(guī)模上產(chǎn)階段。但蘇X區(qū)塊范圍內(nèi)的精細(xì)小層劃分與對(duì)比、沉積微相平面分布等精細(xì)地質(zhì)研究深度不夠，嚴(yán)重影響了氣田開發(fā)效果，尤其是氣田在進(jìn)行水平井開發(fā)時(shí)，由于對(duì)有效砂體的分布情況認(rèn)識(shí)不清，大大增加了水平井開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)［1］。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)沖積扇、扇三角洲、曲流河、辮狀河等不同類型沉積體陸續(xù)開展了儲(chǔ)層構(gòu)型控制下的非均質(zhì)性研究，取得了大量研究成果［2-3］。在目前取得的研究成果中，曲流河砂體占了大部分比例，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:Al-len［4］在考察現(xiàn)代河流發(fā)育環(huán)境和研究河流沉積物特征的基礎(chǔ)上，將曲流河沉積細(xì)化為河床、堤岸、河漫、牛軛湖4個(gè)沉積亞相;Bridge［5］等模擬建立了單一點(diǎn)壩的三維模型，其平面為月牙形，剖面上為楔形;Marinus［6］等以西班牙埃布羅盆地的一曲流河露頭為例，確定了廢棄河道的充填模式;國(guó)內(nèi)學(xué)者在考察野外露頭后，建立了點(diǎn)壩內(nèi)部的“灘脊—凹槽”［7］模式、“半連通體”［8］模式以及“點(diǎn)壩側(cè)積體沉積迭式”［9］等。

本次研究就是在前人研究成果的基礎(chǔ)上，以蘇里格氣田中區(qū)蘇X區(qū)塊為例，在精細(xì)劃分地層的基礎(chǔ)上，完成單層沉積微相研究。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

蘇里格氣田地處陜西省蘇里格廟地區(qū)，靖邊氣田西北側(cè)。區(qū)域構(gòu)造橫跨陜北斜坡、伊盟隆起及天環(huán)坳陷3個(gè)構(gòu)造單元，是上、下古生界兩套含氣層系疊合發(fā)育區(qū)［10］。蘇里格氣田在上古生界地層的總沉積厚度約為700 m，山西組和下石盒子組是其主要的含氣層段［11］。在山西組和下石盒子組沉積期，鄂爾多斯盆地屬內(nèi)陸盆地，在盆地北緣有強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)，有充分的陸源碎屑供給，自北而南有序的分布著沖積扇—沖積平原—三角洲的沉積相帶，直抵盆地中南部的淺湖相帶。山1段泥巖多表現(xiàn)為深灰色、灰黑色，砂巖多成灰白色和淺灰色，反映該沉積期的古氣候?yàn)槌睗耦愋?，沉積環(huán)境為弱還原—還原環(huán)境(見圖1)。

圖1蘇里格氣田蘇X區(qū)塊相鄰區(qū)塊某井單井綜合柱狀圖

山西組山11亞段作為本次研究的目的層段，累計(jì)厚度為8．7～22．2 m，研究區(qū)蘇X區(qū)塊地處蘇里格氣田中東部(圖2)，面積約10 km2，共24口井，井間距為300～1 000 m，其中，區(qū)塊中部井間距較小，區(qū)塊南部和北部的井間距較大。

圖2蘇X區(qū)塊位置示意

2 地層精細(xì)對(duì)比

精細(xì)地層對(duì)比主要是多井的對(duì)比。多井對(duì)比的主要問題是，雖然地層本身具有側(cè)向連續(xù)性，但由于井間具有較大的距離，難于直接追蹤其連續(xù)性，可依據(jù)的資料主要為井內(nèi)巖石記錄(巖心和測(cè)井資料)。本次研究?jī)?yōu)選了自然伽馬、電阻率、聲波時(shí)差3條測(cè)井曲線，并選取了各區(qū)塊的標(biāo)準(zhǔn)井，建立縱橫剖面，采用“旋回對(duì)比，分級(jí)控制，相控約束，多維互動(dòng)”的原則，在選定標(biāo)志層的基礎(chǔ)上，利用沉積旋回和巖性組合完成地層對(duì)比，建立蘇X區(qū)塊的地層格架。

2．1小層劃分方案

在對(duì)研究區(qū)進(jìn)行小層劃分與對(duì)比時(shí)，采取如下步驟進(jìn)行:

1)根據(jù)標(biāo)志層特征確定組段界限;

2)在標(biāo)志層限定下，根據(jù)旋回特征確定段、亞段的界限;

3)在亞段內(nèi)部結(jié)合砂體對(duì)比模式和巖性組合完成研究區(qū)小層精細(xì)對(duì)比。詳細(xì)劃分方案見表1。

2．2地層對(duì)比原則

2．2．1標(biāo)志層附近等高程對(duì)比模式

鄂爾多斯盆地屬于大型多旋回沉積盆地，在沉積期發(fā)生整體沉降、凹陷遷移并且具有構(gòu)造簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。在地層對(duì)比過程中，標(biāo)志層控制下的等厚對(duì)比方法起到了非常重要的作用。該研究區(qū)地層對(duì)比主要利用的標(biāo)志層(見圖3)共有3套。

表1 小層劃分方案

圖3地層對(duì)比利用的標(biāo)志層

1)石千峰底部砂巖

石千峰組從巖性上與石盒子組有較大差異，由于海西運(yùn)動(dòng)，沉積環(huán)境由海陸過渡相轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)陸湖盆相。石千峰底部砂巖對(duì)石盒子組地層有較強(qiáng)的侵蝕作用，測(cè)井響應(yīng)特征為高電阻率，低伽馬值，聲波時(shí)差有明顯臺(tái)階。

2)盒8下2底部砂巖

盒8下2底部表現(xiàn)為粗碎屑砂巖覆蓋在山西組細(xì)碎屑泥巖或粉砂巖之上，該砂巖在研究區(qū)廣泛分布，為一套辮狀河道砂體底，低伽馬值，對(duì)下部地層有強(qiáng)烈的侵蝕沖刷作用。

3)輔助標(biāo)志層

在石盒子組盒6－7段內(nèi)部，由于砂巖沉積的影響，顯示異常低伽馬、低電阻的組合特征。

2．2．2河道下切對(duì)比模式

由于河流相地層側(cè)向相變劇烈，河道下切引起小層厚度發(fā)生變化。故不能簡(jiǎn)單教條的采取等厚對(duì)比地層的“平對(duì)”方法。應(yīng)分析地層厚度的變化是否為同一沉積時(shí)期的河道下切作用引起的，還是不同沉積時(shí)期的砂層疊加形成的，或是河道的下切作用和疊加作用綜合形成的。判斷的方法是:綜合判斷測(cè)井曲線的沉積韻律，若砂層只有一個(gè)完整的韻律，說明是河道下切作用形成的，應(yīng)為同一沉積時(shí)間單元。若砂層為多個(gè)韻律組合而成，且底部較粗，則為多個(gè)沉積時(shí)間單元組合而成的疊加砂層。

3 單層單一河道的識(shí)別

單層是對(duì)小層單元的再次細(xì)分，強(qiáng)調(diào)各井之間對(duì)比的同期性，將復(fù)合河道進(jìn)行垂向期次的劃分，形成多個(gè)單期河道;而單一河道指的是單期河道的不同單一河道在平面上的展布特征［1］。

沉積微相圖中的河道大多都是復(fù)合河道級(jí)別，分布規(guī)模較大，不能精確指導(dǎo)水平井的鉆探。因此通過對(duì)復(fù)合河道進(jìn)行合理劈分，在單層的基礎(chǔ)上重新刻畫沉積微相對(duì)油田水平井的開發(fā)有一定的指導(dǎo)意義和理論借鑒。

3．1河道垂向分期

1)泥質(zhì)夾層

通常利用沉積間斷面完成單一河道底界面的刻畫。斷面在沉積上表現(xiàn)為隔夾層，在巖性上主要表現(xiàn)為泥質(zhì)夾層、鈣質(zhì)夾層及切疊型砂巖電測(cè)曲線突變層。其典型測(cè)井響應(yīng)特征為:GR高值，一般高于150 API;AC高值，常大于240 μs/m，電阻率低值。

2)鈣質(zhì)夾層

巖性主要為礫巖、粗砂巖。在單一河道沉積的末期，沉積體主要處于淺水和蒸發(fā)兩大環(huán)境中，孔隙水蒸發(fā)或CO2脫氣都會(huì)導(dǎo)致鈣質(zhì)層的形成，當(dāng)后一期洪水來(lái)臨時(shí)，其帶來(lái)的砂質(zhì)在鈣質(zhì)層上沉積覆蓋。砂巖中部的鈣質(zhì)層也可以用來(lái)鑒別兩期河道沉積，其典型的測(cè)井響應(yīng)為:GR低值，AC低值，電阻率呈異常高尖峰狀。

3)曲線臺(tái)階變化

河道砂存在復(fù)雜性，這是河道砂是由不同期河道多次沉積沖刷充填疊加引起的。另外，不同時(shí)期的河道沉積因古氣候、沉積物源、古地形坡降或局部坡降、古水流速、古水流量、古水輸砂量等因素的影響，引起河道砂在砂體粒徑、砂體分選性和儲(chǔ)層物性上存在差異，在深、淺側(cè)向曲線上出現(xiàn)一個(gè)明顯的臺(tái)階，一般將這種臺(tái)階式的接觸面作為不同沉積期的標(biāo)志。

3．2河道平面劃界

1)河間砂體

在兩條單一古水流之間的分叉位置，通常有古水流間沉積物的存在，因此，不連續(xù)分布的河間泥或溢岸沉積一般用來(lái)區(qū)分不同單一河道分界。

2)河道砂體頂面層位的高程不同

由于河流沉積時(shí)期古地貌、沉積能量的高低和河道頻繁改道的作用，不同河道砂體在頂面層位上會(huì)出現(xiàn)明顯的高程差異，以此來(lái)區(qū)分不同河道砂體的邊界。

3)砂體規(guī)模變化

同一河道沉積的砂體，一般中間厚兩邊薄，若出現(xiàn)“厚—薄—厚”變化特征，則可判斷屬于不同河道。

4)韻律差異

古水流的分流能力因水動(dòng)力、沉積期古地貌等因素的不同，引起不同的單一河道砂體在沉積韻律上表現(xiàn)出不同特征，假如這種特征差異能夠在較大的沉積范圍內(nèi)追蹤，可以用來(lái)區(qū)分不同河道單元。

3．3點(diǎn)壩的識(shí)別

點(diǎn)壩作為曲流河沉積環(huán)境中油氣存儲(chǔ)的重要位置，同時(shí)也是砂體較為富集的區(qū)域。在橫向上，點(diǎn)壩表現(xiàn)為呈一定角度堆疊的側(cè)積體［12］;在垂向上，點(diǎn)壩砂體的沉積較厚。但對(duì)于深埋地下的曲流河點(diǎn)壩而言，由于鉆井密度和井眼尺寸的限制，不能精細(xì)刻畫出點(diǎn)壩分布和規(guī)模。鑒于此，筆者在蘇X區(qū)塊密井網(wǎng)的條件上，在砂體厚度圖上利用初、末期河道流線包絡(luò)線法，合理預(yù)測(cè)點(diǎn)壩分布。

初期河道流線表示單一河道處于沉積演化的初期，流線的曲率及橫向的擺動(dòng)幅度都較小;末期河道流線表示單一河道的演化處于沉積末期，流線的曲率及擺動(dòng)幅度最大;兩河道流線所包絡(luò)的區(qū)域近似單一曲流河點(diǎn)壩在平面上的分布界限［12］(見圖4)。

因此，筆者在地層精細(xì)對(duì)比與研究研究的基礎(chǔ)上，通過河道垂向上的分期，進(jìn)一步將小層細(xì)分為單層級(jí)別，并對(duì)每口井進(jìn)行單層河道砂體厚度統(tǒng)計(jì)，結(jié)合河道平面劃界，根據(jù)砂體厚度數(shù)據(jù)，按井點(diǎn)內(nèi)插法成圖。在砂厚等值線圖上，將砂厚最大處圈定出來(lái)，形成多個(gè)“串珠狀”局部砂體富集區(qū)，并沿水流方向有規(guī)律展布。然后利用初、末期河道流線包絡(luò)線法預(yù)測(cè)出點(diǎn)壩分布(見圖5)。

圖4初、末期河道流線包絡(luò)線

圖5砂體厚度

4 沉積相平面特征

4．1山11－1沉積相圖

該單層為曲流河沉積環(huán)境，工區(qū)內(nèi)邊灘沉積、溢岸砂、洪漫湖沼等沉積微相發(fā)育。該單層發(fā)育2條曲流河，分別為蘇X－2井區(qū)曲流河和蘇X－4井區(qū)曲流河，河道自北向南而流，且遷移擺動(dòng)劇烈，廢棄河道發(fā)育。蘇X－2井區(qū)曲流河位于工區(qū)的中部，工區(qū)內(nèi)共發(fā)育4個(gè)點(diǎn)壩，蘇X－13井區(qū)點(diǎn)壩砂體由蘇X－13井區(qū)向蘇X－14井區(qū)側(cè)積，點(diǎn)壩砂體長(zhǎng)約750 m，寬約500 m;蘇X－4井區(qū)曲流河位于工區(qū)的東部，工區(qū)內(nèi)共發(fā)育6個(gè)點(diǎn)壩，蘇X－4井區(qū)點(diǎn)壩砂體由蘇X－4井區(qū)向蘇X－3井區(qū)側(cè)積。在工區(qū)的中部和西部有溢岸砂發(fā)育，見圖6a。

4．2山11－2沉積相圖

圖6沉積微相平面展布

該單層為曲流河沉積環(huán)境，工區(qū)內(nèi)邊灘、洪漫湖沼等沉積微相發(fā)育。該單層發(fā)育3條曲流河，分別為蘇X－1井區(qū)曲流河、蘇X－2井區(qū)曲流河和蘇X－4井區(qū)曲流河。蘇X－1井區(qū)曲流河位于工區(qū)的西部，自北向南而流，工區(qū)內(nèi)共發(fā)育3個(gè)點(diǎn)壩，蘇X－21井區(qū)點(diǎn)壩砂體由蘇X－21井區(qū)向蘇X－20井區(qū)側(cè)積;蘇X－2井區(qū)曲流河位于工區(qū)的中部，自北向南而流，工區(qū)內(nèi)共發(fā)育5個(gè)點(diǎn)壩，蘇X－12井區(qū)點(diǎn)壩砂體由蘇X－8井區(qū)向蘇X－7井區(qū)側(cè)積，砂體長(zhǎng)約930 m，寬約620 m;蘇X－4井區(qū)曲流河位于工區(qū)的東部，自北向南而流，工區(qū)內(nèi)共發(fā)育4個(gè)點(diǎn)壩，蘇X－4井區(qū)點(diǎn)壩砂體由蘇X－3井區(qū)向蘇X－4井區(qū)側(cè)積。在工區(qū)的中部有少量溢岸砂發(fā)育，見圖6b。

5 結(jié)論

蘇里格氣田中區(qū)蘇X區(qū)塊二疊系山西組山11亞段主要發(fā)育曲流河沉積，其中邊灘、溢岸砂、河漫灘為該目的層段主要沉積微相。

山11－1單層發(fā)育邊灘沉積、溢岸砂、洪漫湖沼等沉積微相，共發(fā)育兩條單一曲流河道，在工區(qū)的中部和西部有溢岸砂發(fā)育。山11－2單層邊灘沉積、洪漫湖沼等沉積微相發(fā)育，共發(fā)育3條單一曲流河道，在工區(qū)的中部有少量溢岸砂發(fā)育。

［1］單敬福，張彬，趙忠軍，等．復(fù)合辮狀河道期次劃分方法與沉積演化過程分析——以鄂爾多斯盆地蘇里格氣田西區(qū)蘇X區(qū)塊為例［J］．沉積學(xué)報(bào)，2015，33(6):773－785．

［2］吳勝和，岳大力，劉建民，等．地下古河道儲(chǔ)層構(gòu)型的層次建模研究［J］．中國(guó)科學(xué)(D輯):地球科學(xué)，2008，38(z1):111－121．

［3］劉琦，孫雷，羅平亞，等．蘇里格西區(qū)含水氣藏合理產(chǎn)能評(píng)價(jià)方法研究［J］．西南石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2013，35(3): 131－136．

［4］Allen J R L．A review of the origin and characteristics of recentalluvial sediments［J］．Sedimentology，1965，5(2):89－191．［5］Bridge J S，Tye R S．Interpreting the dimensions of ancient fluvial channel bars，channels，and channel belts from wireline-log sand cores［J］．AAPG Bulletin，2000，84(8):1205－1228．

［6］Marinus E D，Irina O．Connectivity of fluvial point-bar deposits: An example from the Miocene Huesca fluvial fan，Ebro Basin，Spain［J］．AAPG Bulletin，2008，92(9):1109－1129．

［7］錢寧，張仁，周志德．河床演變學(xué)［M］．北京:科學(xué)出版社，1987:111－112．

［8］馬世忠，楊清彥．曲流點(diǎn)壩沉積模式、三維構(gòu)形及其非均質(zhì)模型［J］．沉積學(xué)報(bào)，2000，18(2):241－247．

［9］于興河，馬興祥，穆龍新，等．辮狀河儲(chǔ)層地質(zhì)模式及層次界面分析［M］．北京:石油工業(yè)出版社，2004:60－106．

［10］董建輝．蘇里格地層劃分與對(duì)比研究［J］．科學(xué)技術(shù)與工程，2012，12(14):3443－3445．

［11］茌衛(wèi)東．蘇里格氣田水平井開發(fā)分段壓裂技術(shù)研究［D］．西安:西安石油大學(xué)，2013．

［12］單敬福，張吉，趙忠軍，等．地下曲流河點(diǎn)壩砂體沉積演化過程分析——以吉林油田楊大城子油層第23小層為例［J］．石油學(xué)報(bào)，2015，36(7):809－819．

A Sedimentary Research in Shanxi 11 Members of Su X Block in Sulige Gas Field

ZHONG Jian1，CUI Lianke2
(1．College of Earth Science，Yangtze University，Wuhan，Hubei 430100，China; 2．Institute of Petroleum Engineering，Yangtze University，Wuhan，Hubei 430100，China)

Using the data of core and logging，the author details stratigraphic division and correlation and researches sedimentary micro-facies in the area．The results show that SuX block is in main development of meandering river sedimentary system．The main sedimentary micr-ofacies cover side dams，meandering rivers，overflowing shore sand and floodplain．The research identifies the different sedimentary micro-facies that are based on stratigraphic division and correlation．The author predicts the single channel in the method of early-final stage river of filament lines to complete the characterization of sedimentary micro-facies．

Sedimentary micro-facies;Stratigraphic correlation;Method of early-final stage river of filament lines

P618．13

A

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．019

2016－12－09

種健(1990－)，男，河北石家莊人，碩士研究生，研究方向:油氣田開發(fā)的研究，手機(jī):18627194219，E-mail: chris0625@126．com．