定邊—吳起地區長6砂體結構對油藏分布的控制

羅順社，李夢杰，劉 俊，席明利，呂奇奇

(1.長江大學，湖北 武漢 430100；2.油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室 長江大學，湖北 武漢 430100；3.中油長慶油田分公司，陜西 西安 710021)

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定邊—吳起地區長6砂體結構對油藏分布的控制

羅順社1，2，李夢杰1，劉 俊3，席明利1，呂奇奇1

(1.長江大學，湖北 武漢 430100；2.油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室 長江大學，湖北 武漢 430100；3.中油長慶油田分公司，陜西 西安 710021)

定邊—吳起地區三疊系延長組油源充足，存在由三角洲前緣砂體與分流間灣泥巖組成的大型巖性圈閉，經過多年勘探，已在長8、長6和長3油層組發現了一批油氣田。但該區長6油層組的砂體結構及展布規律尚不清楚，從砂體的形成機理方面入手，結合沉積、測井資料，查明該區主要存在4種單砂體類型(箱形、鐘形、漏斗形、指狀)和3種復合砂體類型，且油藏在漏斗形砂體結構中分布最好；在鐘形或指狀砂體結構中分布較好；在箱形砂體結構中分布一般。對該區下一步勘探起到一定的指導作用。

砂體結構；油藏分布；長6油層組；鄂爾多斯盆地；定邊—吳起地區

1 地質背景

鄂爾多斯盆地晚三疊世主要受周邊西南、西北、東北和西部4大沉積物源的控制[1-3]。其中，定邊—吳起地區長6油層組主要受西北和東北2個方向的物源控制[4]，巖性主要為灰色、淺灰色細粒長石砂巖和巖屑長石砂巖，巖石的成分成熟度低，以辮狀河三角洲與湖相沉積為主，發育三角洲平原、三角洲前緣及半深湖—深湖亞相[5-6]，整體上是一個逐漸湖退的過程。該區砂體多為三角洲水下分流河道砂體和河口壩砂體[7]，局部發育砂質碎屑流砂體和復合式砂體，但不同區域砂體在垂向及橫向上存在明顯差異。因此，精細刻畫長6油層組砂體結構對該層系的進一步勘探開發具有重要指導意義。

2 砂體結構特征

2.1 砂體垂向組合

2.1.1 單砂體結構

(1) 箱形砂體結構(A型)。在測井曲線形態上表現為箱形，一般為厚層細砂巖，厚度為2～6 m，分布在水下分流河道與砂質碎屑流中，為厚層細砂巖相。如A88井長61上部水下分流河道中的細砂巖(圖1a)。該類砂體結構是最好的儲層，若在油源中心，必然全是油層，且會高產。

(2) 鐘形砂體結構(B型)。在測井曲線形態上表現為鐘形，反映的是向上變細的沉積序列，主要是由中—細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖至泥巖組成。砂體底部具有沖刷面，一般與下伏地層呈巖性或粒度突變接觸的關系，向上出現平行層理、波狀層理、小型交錯層理與碟狀構造。這種砂體結構一般分布在水下分流河道中。如H71井長61水下分流河道中的中—細砂巖(圖1b)。

(3) 漏斗形砂體結構(C型)。在測井曲線形態上表現為漏斗形，主要由細砂和粉砂組成，分選較好。垂向剖面上，往往是薄層砂巖、粉砂巖、泥巖互層的反粒序結構，砂巖主要發育在上部。沉積構造主要有板狀交錯層理、平行層理和波狀層理。此外，常見包卷層理和滑塌變形構造。這種砂體結構主要發育在河口砂壩中，厚度為2～8 m。如C72井長61中的砂體(圖1c)。

(4) 指狀砂體結構(D型)。在測井曲線形態上表現為指狀，發育于決口扇和濁積巖中，以中細砂巖相為主，無粒序變化，層內可見不規則分布的板條狀泥質撕裂屑、植物葉片和漂浮的泥礫等。如L48井長61中的砂體(圖1d)，該類砂體結構主要位于油源中心，含油性良好，但相對致密，是目前致密油勘探的有利地區。

圖1 定邊—吳起地區長6砂體結構類型

2.1.2 復合砂體結構

(1) 疊置水下分流河道砂體(B+B型)。測井曲線形態為多個鐘形或箱形疊置。該砂體是在基準面上升早期，三角洲向湖盆進積，提供了豐富的物源，多期水下分流河道砂體在垂向上疊加而形成。砂體厚度大，孔隙度、滲透率較好，橫向上連通性好、延伸遠。砂體與砂體之間多為沖刷面接觸，有少量厚度薄的泥質巖夾層，砂體底部具有沖刷面，可見沖刷泥礫順層分布。如Y149井長61中的連續疊置水下分流河道砂體(圖1e)。

(2) 疊置河口砂壩砂體(C+C型)。測井曲線形態為多個漏斗形疊加而成，代表強烈的進積作用。該砂體是由多期河口砂壩在垂向上疊加而成，疊加厚度最厚可達15 m。單個河口砂壩砂體厚度為2～4 m，巖性從下至上為泥質粉砂巖、粉砂巖、細砂巖。如G97井長62中的砂體(圖1f)。

(3) 疊合型儲集砂體(B+C型)。該砂體主要是由于水下分流河道遷移過程中發生分叉與決口作用形成的。下部河口壩砂體被上部的水下分流河道砂體切割相互疊加組成。測井曲線形態為漏斗形與鐘形疊加，代表水流能量逐漸增強，物源供應增加。如Y160井長62段下部發育河口壩砂體，上部發育河道砂體，油層主要集中在河口壩砂體的上部與河道砂體的底部(圖1g)。

2.2 砂體橫向疊置

砂體結構對油藏分布的控制除了不同砂體類型的含油性不同外，更重要的是各種砂體在橫向上的疊置關系。只有好的單砂體結構在橫向上連通呈片分布，才能形成大的油藏。該區東西向砂體結構剖面圖顯示(圖2)，長63時期砂體厚度較薄，砂體連通性較差。其西部H62井砂體沉積厚度較大，測井曲線上主要表現為箱形和鐘形的河道砂體；向東至C103井，砂體厚度明顯減薄；總體上砂體由西部至中部的混合物源區厚度逐漸減薄，連通性變差；中部地區的C68井，砂體發育增強，主要砂體結構為河口壩砂體與河道砂體組合而成的復合成因砂體；剖面最東面的X34至X15井砂體也較發育。長62、61時期砂體厚度增加，連通性明顯加強，砂體結構主要為河道砂體和少量河口壩砂體。

圖2 定邊—吳起地區長6組Y36井—X15井砂體結構剖面

該區砂體橫向疊置關系主要有孤立型、側向疊置連通型和搭接型3種。其中三角洲前緣亞相中水下分流河道砂體與半深湖—深湖亞相中砂質碎屑流砂體主要表現為孤立型，且靠近湖中心，容易含有豐富的透鏡狀小油藏；側向疊置連通型砂體稍遠離湖心，由河道擺動造成疊置，為有利的儲層砂體，最易形成大規模油藏；搭接型砂體較孤立型砂體近湖中心，近油源，易形成有效儲層，但不易形成大的油氣藏。

3 砂體結構對油藏分布的控制

影響油藏分布規律的主控因素有油源、沉積相的展布、沉積砂體的儲層物性[8]。而砂體結構對油藏分布的控制作用主要取決于砂體垂向疊置關系[9-10]。長6是最有利于長7所生油氣富集的層位，距長7生烴中心越近，成藏越好，越遠則越差。而砂體結構是在烴源巖所生油氣運聚的有效范圍內，一定程度上控制了油藏分布。

3.1 砂體結構對油水層分布的控制

不同韻律的砂體中巖層垂向滲透率存在差異。滲透率高的巖層段，孔喉半徑較大，毛細管阻力和流體流動阻力較小，這使得原油在運移到砂層過程中，優先進入高孔滲層段，排除了孔隙水，占據孔隙；相反，在孔滲相對較低的層段，由于孔喉半徑較小，巖層毛細管阻力較大，使得原油很難進入或少量進入其中[11]。因此，在正韻律單砂體中，巖性由下至上主要為中—細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖至泥巖，物性由下至上越來越差，從而導致原油在砂體底部或中下部運移，并在合適圈閉條件下富集成藏。因此，砂體從底部向頂部依次為油層、油水層和水層，但長時期的油水分異作用，還會調整為水下油上。

相反，在反韻律單砂體中，巖性自下而上為泥巖互層、粉砂巖、薄層砂巖，且物性由下至上越來越好，原油則在砂體頂部和中上部運移，砂體從底部向頂部依次為水層、油水層和油層。在復合韻律的砂體中，也具有相似的油水分布。因此，砂體結構類型不同相對應的油氣儲存位置也各不相同，其對油藏的分布有控制作用。

3.2 砂體垂向疊置對油藏的控制

由于源儲之間的溝通性較差，長6儲層難以得到充足的油源供給，在厚度較大的疊置砂體中，由于原油供給能力的限制，使其難以完全驅替地層水，導致多處厚層砂體中底水和邊水發育。而當一定量原油沿著裂縫在厚層砂體內部運移時，難以得到有效的遮擋，使裂縫成為原油橫向運移的優勢輸導通道；只有當原油沿著上傾方向運移到單個厚層砂體或者中等疊置砂體時，由于砂巖厚度橫向上變薄、物性變差，最終尖滅在封閉性好的泥巖層中，成為油氣富集的主要場所。通過對多口井單層砂體組合的分析可以發現，油藏主要發育在厚度較大的單砂體(厚度大于6 m)及多個中等厚度砂體(厚度為2～4 m)疊置的組合，孤立的薄層砂往往為干層，厚層砂多含水，多個薄層砂體的疊置具有良好的油氣顯示。

表1 定邊—吳起地區長6砂體結構與油水層關系分析

3.3 砂體結構平面分布與油藏有利區

長6油層組具有低孔、低滲特點，各油井的含油性和產量明顯受砂體形態、沉積微相展布特征控制。通過研究區砂體結構在平面上的分布，以長63砂體結構平面圖為例(圖3)，發現在平原部分發育多個A型砂體，向前緣過渡時發育B型砂體，至三角洲前緣入湖處發育C型砂體，湖相沉積環境中多發育D型砂體。其中C—B型或C型油藏分布最好；B型或D型油藏分布較好；A型油藏分布最差。

從盆地中生界延長組的石油地質特征看，80%儲量在三角洲前緣砂體中，并且主要以地層、巖性隱蔽油藏為主。因此可以說，只要找到長6油層組的三角洲前緣的水下分流河道砂體、河口砂壩砂體，特別是幾個三角洲前緣水下分流河道砂體或朵狀體匯合處砂體連片處，在很大程度上也就意味著能找到油藏。可見，定邊—吳起地區長6油層組的砂體結構具備形成油藏的有利因素。

4 結 論

(1) 定邊—吳起地區長6油層組主要存在箱型、鐘型、漏斗型、指狀4種單砂體類型和疊置水下分流河道砂體、疊置河口砂壩砂體、疊合型儲集砂體3種復合砂體類型。

(2) 研究區厚度較大單砂體(厚度大于6 m)、多個中等厚度砂體(厚度為2～4 m)的疊置組合以及多個薄層砂體的疊置組合往往具有良好的油氣儲量，而孤立的薄層砂往往為干層，孤立的厚層砂多含水。

(3) 平面上，油藏在漏斗型砂體結構中分布最好，在鐘型或指狀砂體結構中分布較好；在箱型砂體結構中分布一般，且不同砂體結構類型油氣儲存位置各不相同。

圖3 定邊—吳起地區延長組長63砂體結構平面分布與有利區預測

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編輯 黃華彪

20140911；改回日期：20150220

國家科技重大專項“大型油氣田及煤層氣開發”(2011ZX05044)

羅順社(1961-)，男，教授，《特種油氣藏》第九屆編委，1983年畢業于西北大學巖石礦物專業，2008年畢業于中國地質大學(武漢)能源地質工程專業，獲博士學位，現從事沉積學教學和科研工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.02.002

TE111.3

A

1006-6535(2015)02-0008-05