鄂爾多斯盆地大牛地氣田盒3段沉積微相研究

楊忠亮，田景春，張翔

（1．成都理工大學油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室，四川 成都 610059；2．成都理工大學沉積地質研究院，四川 成都 610059）

鄂爾多斯盆地大牛地氣田盒3段沉積微相研究

楊忠亮1，2，田景春1，2，張翔1，2

（1．成都理工大學油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室，四川 成都 610059；2．成都理工大學沉積地質研究院，四川 成都 610059）

通過對鄂爾多斯盆地大牛地氣田眾多鉆井巖心的詳細觀察，進行了巖相劃分、沉積構造、剖面結構及測井相分析，進而將研究區下石盒子組盒3段劃分為辮狀河和曲流河沉積相，并進一步細分出河床滯留、心灘、邊灘等微相。根據研究區700余口井各小層砂體厚度的統計結果及井間沉積微相的對比研究，系統編制了大牛地氣田盒3段不同時期的沉積微相平面分布圖。研究認為：受物源和古地貌控制，不同時期、不同位置的沉積微相存在差異，H3-1小層在西南區為辮狀河至曲流河過渡帶，具辮狀河沉積特征；H3-1大部分、H3-2和H3-3為曲流河沉積。此研究成果為地層圈閉評價及進一步的開發評價提供了重要的地質依據。

沉積微相；盒3段；大牛地氣田

大牛地氣田位于內蒙古自治區鄂爾多斯市伊金霍旗、烏審旗和陜西省榆林市交界處，構造上位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡北部東段，面積約2 004.8 km2。該氣田是我國“西氣東輸”的重要供氣基地之一。自1998年提出大牛地大型巖性圈閉的地質概念［1-2］，至今基本上認為大牛地氣田是一個致密低滲透的大型砂巖巖性氣藏，太原組、山1段、山2段、盒1段、盒2段和盒3段均為主要勘探層段。盒3段氣藏位于該氣田6個疊合氣藏的頂部，是研究區最重要的勘探層段，屬他生型巖性氣藏，其烴源主要來自下部，橫向上儲層非均質性明顯，主要受沉積相帶控制［3-6］。因此，詳細研究大牛地氣田盒3段沉積微相平面展布和垂向演化，對氣田的勘探和開發具有重要意義。

眾多學者對大牛地氣田盒3段沉積相作了深入研究，但存在不同的認識，表現在辮狀河沉積、辮狀河三角洲—淺湖沉積、湖泊沉積和曲流河沉積［7-15］。針對上述沉積相認識的差異及大牛地氣田的開發應用需要，進行了精細刻畫砂體的平面展布。文中以研究區700余口勘探及開發井為研究對象，在單井及井間沉積微相研究的基礎上，通過砂體統計及優勢相研究，系統編制了盒3段不同小層H3-1，H3-2，H3-3的沉積微相分布圖，研究了沉積微相的平面展布及垂向演化特征。

1 沉積微相類型及特征

大牛地氣田下石盒子組盒3段巖石以灰白色、灰色為主，也可見灰綠色、紅褐色和紫紅色，反映了盒3段在地質歷史時期處于弱還原至氧化的沉積環境。儲集砂體巖性以中—粗粒巖屑砂巖為主，少量細礫巖，個別井區中夾有中—粗粒富巖屑石英砂巖，以及含長石的中—粗粒長石巖屑砂巖及巖屑長石砂巖，說明砂巖的成分和結構成熟度較低，反映了盒3段離物源區比較近。根據巖心觀察，盒3段主要發育有沖刷面、板狀交錯層理、平行層理、楔形層理等流動成因沉積構造。根據上述認識，盒3段為河流相沉積。

根據沉積構造、巖性組合、電性特征、砂巖厚度等資料，再結合垂向沉積層序和沉積相共生組合分析認為：盒3段具有典型的“二元結構”，屬曲流河相，主要包括河道亞相和堤泛亞相，進一步可分河床滯留、邊灘、天然堤、決口扇、泛濫平原等沉積微相；H3-1期研究區西南部為辮狀河至曲流河的過渡，具辮狀河相特征，主要包括河道亞相和河漫灘亞相，河道亞相包括河床滯留和心灘，河漫灘亞相發育不明顯，常被上覆河道亞相沉積所侵蝕。

1.1 曲流河

1.1.1 河道

1.1.1.1 河床滯留

河床滯留主要由細礫巖、含礫粗砂巖組成，礫石成分主要為石英巖礫、砂巖礫、泥巖礫，礫石定向排列，底部為高幅沖刷面。河床滯留沉積往往和邊灘沉積共生，并在邊灘沉積下部，測井曲線為箱形或鐘形的底部，如大50井H3-2小層底部2 554～2 555 m井段，由含礫粗砂巖組成。

1.1.1.2 邊灘

邊灘是曲流河側向遷移作用的產物，位于曲流河的凸岸，由成分和結構成熟度較低的中—粗粒巖屑砂巖組成。砂巖中常發育大型板狀交錯層理、楔狀層理、槽狀層理、平行層理等，由于機械分異作用，下部沉積物較粗，向上逐漸變細。粒度分布特征在概率累積曲線上主要由跳躍總體和懸浮總體組成。測井曲線呈高幅箱形、鐘形。

1.1.2 堤泛

1.1.2.1 天然堤

天然堤是指在高洪水期河水漫越河岸，湍流河水水位降低時，河水攜帶來的大量懸浮物很快以片流方式沉積下來形成的，由河道向外側傾斜的長帶形的脊形沉積物區。剖面上呈楔狀，遠離河床方向厚度變薄，粒度變細，過渡為河漫灘沉積，主要為薄層粉砂質細砂巖和泥質粉砂巖、泥巖互層，常見水平層理、沙紋層理等。在自然電位曲線上呈指形或齒化鐘形，微電極曲線幅度差較小，砂體厚度0.5～4.0 m。

1.1.2.2 決口扇

決口扇是在高水位的洪水期，過量洪水沖決天然堤后，在靠平原一側的斜坡區形成的小規模扇狀堆積物。主要由薄層細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖組成，發育小型單向流水沙紋層理，剖面結構具有逆粒序特征。自然電位曲線表現為齒化漏斗形，幅度差小。

1.1.2.3 泛濫平原

泛濫平原沉積平面上廣泛分布于河道兩側，垂向剖面上與天然堤、決口扇和河道沉積密切共生，巖性主要為紫紅色、灰綠色和雜色粉砂質泥巖、泥巖，具水平和沙紋層理。自然電位曲線、微電極曲線均無幅度。

1.2 辮狀河

1.2.1 河道

河道是河流經常充水的部位，包括接受粗屑物質沉積的河床空間，位于河床內主水流線內，水動力能量強。其沉積主要包括河床滯留沉積和心灘（或稱為縱向沙壩）沉積。其中河床滯留沉積為一套細礫—含礫粗砂巖，底面具明顯的沖刷面。向上為河道心灘沉積的含礫粗砂巖、粗砂巖、中砂巖、細砂巖，槽狀交錯層理極為發育，并見板狀交錯層理、平行層理等，總體顯示向上變細的特征，自然伽馬曲線呈帶鋸齒的箱狀、且反復疊加。砂巖粒度分布曲線呈正態分布，多為雙峰或多峰不對稱曲線，微偏粗歪度，峰值較低，分選差—中等。粒度概率累積曲線顯示，跳躍總體發育，沖刷間斷和沖刷-回流分界點較多，表明水動力較強，河道受到多次沖刷，沉積物以懸浮+滾動搬運為主。

研究區西南區H3-1期為辮狀河至曲流河的過渡時期，辮狀河道的特征明顯。

1.2.2 河漫灘

由于辮狀河中河床不固定，所以河漫灘亞相在辮狀河沉積體系中極不發育。河漫灘厚度薄，主要為一套灰褐色砂質泥巖夾粉砂巖，見水平層理。河漫灘沉積常被上覆河道亞相沉積所侵蝕。

總之，在流河相中，河床滯留和邊灘或者心灘通常共生，河床滯留處在下部，剖面結構具有向上變細的正粒序特征。經研究，本區的河床滯留和邊灘或者心灘的疊置砂體為良好的儲集體。

2 微相橫向及垂向對比

通過單井沉積微相識別、劃分與東西向、南北向沉積微相對比研究，建立了研究區2組沉積格架。

H3-1小層砂體規模和厚度都較大，H3-2與H3-3小層相對要小得多，反映了在H3-1期河道較為發育。垂向上，受沉積相控制，疊置砂體的連通性較好，非疊置砂體受泛濫平原泥巖沉積的分隔，砂體連通性差；橫向上，受沉積相控制，主河道砂體連通性好，分支河道受泛濫平原泥巖沉積分隔，分支河道間的連通性較差（見圖1）。

圖1 盒3段沉積微相對比

3 沉積微相分布及垂向演化特征

3.1 H3-1期沉積相平面展布

H3-1期為辮狀河向曲流河發育的一個過渡期，沉積相帶的展布格局基本延續了前期沉積特征（見圖2）。平面上，辮狀河只在研究區西南部發育。

圖2 H3-1期沉積微相平面展布

與前期相比，河道發育的規模更大，河道向東側單擺式遷移，越向南遷移距離越大。主河道在鄂5井處分為東、西2支河道，東支河道在D9井處進一步分為2支河道，在研究區內河道呈樹杈狀展布。

穿越D9井—D20井—D26井的一支河道規模最小；其次為D9井—D18井—D64井的一支，砂體稍厚；另外在D40井—Dk9井—D4井的一支發育較復雜，多處發育小型決口扇和邊灘。除了研究區東北角發育一個決口扇（其河道在研究區外），其他地方都為較大面積連片發育的泛濫平原沉積區，因此，對河道砂體的連片疊置發育非常不利。

3.2 H3-2期沉積相平面展布

受湖水水位上升、湖侵擴大、陸源物質供給量有所減少和地形變平緩等多種因素影響，H3-2的相帶展布格局相對前期有一些變化，與前期相比，河道砂體明顯發育要差，2支分支河道分別從北部的D32井和D28井進入研究區，在D34井處短暫匯合后，隨之在鄂8井分流，最后又在研究區南部匯合，河道以邊灘沉積為主，但規模不大。河道在D75井—D32井—D90井、D36井—D43井、D35井、D18井、D31井等廣泛發育決口扇沉積，且規模較大；河道周邊其他地方都為較大面積連片發育的泛濫平原沉積區。因此，上述各帶狀展布的河道砂體無論側向上，還是縱向上，都有很強的分隔作用，各砂體之間的連通性很差（見圖3）。

圖3 H3-2期沉積微相平面展布

3.3 H3-3期沉積相平面展布

H3-3時期為下石盒子組最后一期沉積，基本延續了前期的巖相古地理面貌和基本特征（見圖4）。

圖4 H3-3期沉積微相平面展布

與前期相比，河道砂體規模明顯要小，2支分支河道向西側遷移，分別從北部的D75井和D45井進入研究區，在D34井—D76井、Dk1井—D11井—Dk21井、D61井—D49井幾處短暫匯合后，隨之分流。河道以邊灘沉積為主，但規模不大。區域上，被多級次匯合-分離形成的網狀水系分隔的地方，廣泛發育泛濫平原和決口扇沉積，河道砂體呈非常孤立的帶狀產出，連通性差（見圖4）。

因此，根據沉積相平面圖及對比圖（圖1—圖4），研究區盒3段在H3-1期時河道最為發育，說明H3-1段砂體最為發育，連通性最好，也就是說H3-1段為最有利的儲集段。

4 結論

1）充分利用大牛地氣田700余口井資料，結合研究區盒3段的巖心資料，通過各類沉積相識別標志研究，將其劃分為辮狀河和曲流河，其中河床滯留、邊灘和心灘砂體為主要儲集砂體。

2）盒3段不同時期、不同區域沉積微相的平面展布存在差異：H3-1小層在西南區為辮狀河至曲流河過渡帶，可劃分出河道及河漫灘亞相；H3-1小層大部分區域、H3-2小層和H3-3小層為曲流河沉積，可劃分出河道及堤泛亞相。

［1］李良，袁志祥，惠寬洋，等.鄂爾多斯盆地北部上古生界天然氣聚集規律［J］.石油與天然氣地質，2000，21（3）：268-271. Li Liang，Yuan Zhixiang，Hui Kuanyang，et al.Accumulation regularity of Uppre Paleozoic gas in north Ordos Basin［J］.Oil&Gas Geology，2000，21（3）：268-271.

［2］袁志祥.鄂北塔巴廟、杭錦旗地區古生界天然氣勘探前景分析［J］.天然氣工業，2001，21（增刊1）：5-9. Yuan Zhixiang.An analysis of the natural gas exploration potential of Paleozoic at Tabamiao and Hangjin Banner Regions in north Ordos Basin［J］.Natural Gas Industry，2001,21（Suppl.1）：5-9.

［3］郝蜀民，惠寬洋，李良，等.鄂爾多斯盆地大牛地大型低滲氣田成藏特征及其勘探開發技術［J］.石油與天然氣地質，2006，27（6）：762-768. Hao Shumin，Hui Kuanyang，Li Liang，et al.Reservoiring features of Daniudi low-permeability gas field in Ordos Basin and its exploration and development technologies［J］.Oil&Gas Geology，2006，27（6）：762-768.

［4］孟軍田，賈會沖.鄂爾多斯盆地北部塔巴廟地區上古生界天然氣地質特征與勘探前景［J］.石油實驗地質，2003，25（12）：708-711. Meng Juntian，Jia Huichong.The geological properties of natural gas and exploration prospects of Upper Paleozoic in Tabamiao Area，north Ordos Basin［J］.Petroleum Geology&Experiment，2003，25（6）：708-712.

［5］羅東明，陳召佑，吝文，等.鄂爾多斯盆地大牛地氣田盒2、3段沉積微相研究［J］.大慶石油地質與開發，2007，26（5）：21-24. Luo Dongming，Chen Zhaoyou，Lin Wen，et al. Sedimentary microfacies of He 2 and He 3 member in Daniudi Gas Field of Ordos Basin［J］.Petroleum Geology&Oilfield Development in Daqing，2007，26（5）：21-24.

［6］張俊成，歐成華，李強.大牛地氣田下石盒子組盒2、3段砂體微相與產能關系［J］.西部探礦工程，2010，22（2）：38-40. Zhang Juncheng，Ou Chenghua，Li Qiang.Relationship between sand body microfacies and productivity of the 2nd and 3rd members of Lower Shihezi Formation in Daniudi Gas Field［J］.West-China Exploration Engineering，2010,22（2）：38-40.

［7］梁月華，詹偉，袁磊.鄂爾多斯盆地大牛地氣田盒3段儲層評價［J］.石油地質與工程，2007，21（4）：23-26. Liang Yuehua，Zhan Wei，Yuan Lei.Reservoir evaluation of He 3 member in the Daniudi Gas Field of Ordos Basin［J］.Petroleum Geology and Engineering，2007，21（4）：23-26.

［8］吝文，姜在興，向樹安，等.鄂爾多斯盆地大牛地氣田下二疊統下石盒子組盒2及盒3段風暴巖研究［J］.古地理學報，2008，10（2）：168-174. Lin Wen，Jiang Zaixing，Xiang Shu′an，et al.Researches on tempestites of the member 2 and member 3 of Lower Permian Xiashihezi Formation in Daniudi Gas Field，Ordos Basin［J］.Journal of Palaeogeography，2008，10（2）：167-174.

［9］曹忠輝，王建淮，郭建民.鄂爾多斯盆地大牛地氣田上古生界儲層特征［J］.斷塊油氣田，2006，13（2）：11-13. Cao Zhonghui，Wang Jianhuai，Guo Jiamin.Upper Paleozoic reservoir characteristics of Daniudi Gas Field in Ordos Basin［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2006，13（2）：11-13.

［10］曹忠輝.鄂爾多斯盆地大牛地復式氣田基本地質特征［J］.西南石油學院學報，2005，27（2）：18-22. Cao Zhonghui.The basic geological characteristics of the Daniudi compound gas field in Ordos Basin［J］.Journal of Southwest Petroleum Institute，2005，27（2）：18-22.

［11］常興浩，王延賓，韓德馨.大牛地氣田下石盒子組儲層特征［J］.天然氣工業，2004，24（11）：19-21. Chang Xinghao，Wang Yanbin，Han Dexin.Reservoir characteristics of Lower Shihezi Formation in Daniudi Gas Field［J］.Natural Gas Industry，2004，24（11）：19-21.

［12］劉忠群.大牛地氣田盒3段三維地震儲層預測研究［J］.勘探地球物理進展，2008，31（2）：133-137. Liu Zhongqun.Reservoir prediction of He 3 segment in Daniudi Gas Field with 3-D seismic［J］.Progress in Exploration Geophysics，2008，31（2）：133-137.

［13］尤歡增，趙俊興，陳洪德，等.大牛地氣田東北地區山西組—下石盒子組沉積特征及發育模式［J］.成都理工大學學報：自然科學版，2007，34（4）：401-406. You Huanzeng，Zhao Junxing，Chen Hongde，etal.Depositional characteristic and depositionalmodelofShanxiFormation to Xiashihezi Formation in the Daniudi Gas Field，Ordos Basin，China［J］.JournalofChengdu UniversityofTechnology：Science & Technology Edition，2007，34（4）：401-406.

［14］陳俊亮，吳亮，崔建軍.大牛地氣田沉積相特征［J］.焦作工學院學報：自然科學版，2004，23（2）：89-94. Chen Junliang，Wu Liang，Cui Jianjun. The sedimentography characteristics of Daniudi Gas Field［J］.Journal of Jiaozuo Institute of Technology：Natural Science Edition，2004，23（2）：89-94.

［15］袁芳政.大牛地氣田盒3段沉積環境及高產氣層儲集特征［J］.石油地質與工程，2008，22（2）：18-21. Yuan Fangzheng.Sedimentation environment and characteristic of high yield gas horizon of the third member of Shihezi Formation in Daniudi GasField［J］.PetroleumGeologyandEngineering，2008，22（2）：18-21.

（編輯楊會朋）

Sedimentary microfacies of He 3 member in Daniudi Gas Field of Ordos Basin

Yang Zhongliang1，2,Tian Jingchun1，2,Zhang Xiang1，2
(1.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China; 2.Institute of Sedimentary Geology,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China)

This paper conducts the analysis of sedimentary structure,section structure and log facies and lithofacies classification after a detailed observation and description of rock cores in Daniudi Gas Field of Ordos Basin.He 3 member of Shihezi Formation in the study area can be divided into the sedimentary facies of braided river and meandering river,and further can be subdivided into channel lag,channel bar and point bar microfacies.With the statistic data of sandbody thickness of every layer collected from over 700 wells and the comparison of sedimentary microfacies of these wells,this paper makes the plane distribution chart of sedimentary microfacies of He 3 member in Daniudi Gas Field at different geologic periods.It is believed that there are the differences for sedimentary microfacies at different geologic periods and in different areas because of the effect of provenance and paleogeomorphology.H3-1 is a transitional area from braided river to meandering river,with the characteristics of braided river sediment.The majority of H3-1,H3-2 and H3-3 are meandering river deposition.The results can provide the important geological references for stratigraphic trap evaluation and further development evaluation.

sedimentary microfacies;He 3 member;Daniudi Gas Field

國家科技重大專項“大牛地致密低滲氣田巖相古地理演化與巖相工業制圖”（2008ZX05045-001）

TE121.3

：A

1005-8907（2012）02-0149-05

2011-09-01；改回日期：2012-01-11。

楊忠亮，男，1985年生，碩士研究生，主要從事石油地質綜合研究工作。E-mail：409316529@qq.com。

楊忠亮，田景春，張翔.鄂爾多斯盆地大牛地氣田盒3段沉積微相研究［J］.斷塊油氣田，2012，19（2）：149-153. Yang Zhongliang，Tian Jingchun，Zhang Xiang.Sedimentary microfacies of He 3 member in Daniudi Gas Field of Ordos Basin［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2012，19（2）：149-153.