東勝氣田盒2段沉積相研究及應(yīng)用

張占楊，王東輝，曹桐生

(中國(guó)石化華北分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450006)

東勝氣田盒2段沉積相研究及應(yīng)用

張占楊，王東輝，曹桐生

(中國(guó)石化華北分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450006)

東勝氣田主要目的層盒2段為辮狀河沉積，局部多期河道相互疊置、交錯(cuò)，橫向砂體變化快；面積大，井控程度較低，依靠一種方法難以準(zhǔn)確的分析沉積砂體的分布規(guī)律。利用巖心、測(cè)井、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)等資料，結(jié)合地質(zhì)認(rèn)識(shí)，分析沉積相特征；通過對(duì)地震反射強(qiáng)度屬性特征分析，進(jìn)行宏觀控制，明確地震相特征及砂體分布，參考現(xiàn)代辮狀河沉積模式和已鉆井情況，最終確定沉積相的展布特征，并利用研究成果，進(jìn)行井位部署。

鄂爾多斯盆地；東勝氣田；盒2段；辮狀河；地震相；測(cè)井相；沉積相

1 區(qū)域地質(zhì)背景

東勝氣田位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡、伊盟隆起交界部位，面積572 km2，主要目的層為二疊系下石盒子組、山西組與石炭系太原組。東勝氣田所處鄂北地區(qū)屬于長(zhǎng)期繼承性古隆起帶，一直被認(rèn)為是鄂北油氣運(yùn)移的有利指向區(qū)[1-2]；受區(qū)域構(gòu)造演化影響，形成了早期基底北西高、南東低的古構(gòu)造形態(tài)，中期繼承穩(wěn)定發(fā)展，晚期差異抬升導(dǎo)致地層倒轉(zhuǎn)，地層由早中期的北西高、南東低轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)今北東高、南西低構(gòu)造格局[3]。東勝氣田主體位于構(gòu)造相對(duì)平緩的地帶。

晚古生代沉積前，該區(qū)一直處于長(zhǎng)期隆起狀態(tài)，屬于基巖隆起區(qū)，基底主要由太古界至元古界混合化變質(zhì)巖系組成。至晚石炭世接受沉積以來，上古生界不同層位由南向北超覆于太古-元古界基底之上，先后沉積了石炭系太原組、二疊系山西組、上下石盒子組及石千峰組地層，中生代相繼沉積了三疊系、侏羅系及白堊系，缺失新生界沉積[4]。太原組和山西組發(fā)育的黑色泥巖、厚煤層是本區(qū)主要的烴源巖，山西組、石盒子及石千峰組發(fā)育的砂巖和泥巖分別構(gòu)成了該地區(qū)上古生界天然氣的主要儲(chǔ)集層和蓋層。下石盒子及山西組儲(chǔ)層是東勝氣田評(píng)價(jià)和未來開發(fā)的主要層段。

2 盒2段沉積相類型及特征

在前人研究的基礎(chǔ)上[5-7]，通過對(duì)東勝氣田鉆井巖心的詳細(xì)觀察和研究，并依據(jù)有關(guān)巖性、沉積構(gòu)造、剖面結(jié)構(gòu)、測(cè)井相等沉積相識(shí)別標(biāo)志，確定研究區(qū)太原組-下石盒子組沉積物源來自北部和西北地區(qū)，上古生界經(jīng)過了扇三角洲、沖積扇和辮狀河等一系列沉積演化，其中太原組主要發(fā)育扇三角洲，山西組為三角洲平原沉積，下石盒子組盒1段為沖積扇辮狀河沉積環(huán)境，盒2段為辮狀河沉積。盒2段平均地層厚度40 m，平均砂體厚度19 m，為一套灰白色中粗砂巖、含礫粗砂巖巖性組合，是該區(qū)建產(chǎn)的主力層位。

研究認(rèn)為盒2段辮狀河沉積包括三個(gè)微相：河床滯留沉積、心灘、泛濫平原。

2.1 河床滯留沉積

河床滯留沉積是高能環(huán)境河床底部快速堆積的沉積物[8]，位于河床內(nèi)主水流線內(nèi)，是河流經(jīng)常充水的部位，包括接受粗粒碎屑物質(zhì)沉積的河床空間。滯留沉積表現(xiàn)為一套中-細(xì)礫巖，底部具明顯的沖刷面，發(fā)育于每一沉積序列底部，辮狀河在下切作用結(jié)束之后，河道處于相對(duì)穩(wěn)定時(shí)期，以沉積作用為主，從上游攜帶來的泥、砂、礫物質(zhì)，隨著流速的減緩，礫石沉降下來，滯留于河床底部。

自然伽馬曲線形態(tài)為光滑的箱形或鐘形，曲線頂、底部常為突變，但頂部有時(shí)可能為漸變。

2.2 心灘

心灘發(fā)育于辮狀河道內(nèi)，又稱河道砂壩，辮狀河流不斷移動(dòng)、游蕩，在兩條分叉河道之間發(fā)育所形成，是辮狀河最典型的沉積類型。剖面上河道砂一般粒度較粗，以砂礫巖為主，發(fā)育厚層的中粗砂巖，和含礫粗砂巖，反映了物源充足、強(qiáng)而穩(wěn)定的水動(dòng)力特征。砂巖顏色多樣，為灰白色，淺灰色，沉積構(gòu)造以交錯(cuò)層理、平行層理為主，砂體厚度橫向變化大。

自然伽馬曲線形態(tài)均以箱型和鐘型為主，具正粒序結(jié)構(gòu)，曲線光滑或微齒化，頂?shù)拙c泥巖呈突變接觸關(guān)系。從垂向上看砂體厚度橫向變化大，其對(duì)應(yīng)的沉積微相為辮狀河心灘是由多個(gè)正旋回疊置而成。如J66P8H井盒2段，心灘微相是由粗砂巖及含礫粗砂巖組成垂向疊置的厚層砂體。

2.3 泛濫平原

洪水期水溢出辮狀河道在河道兩側(cè)大面積沉積形成泛濫平原微相。相帶內(nèi)砂體更薄，粒度更細(xì)，由泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖與細(xì)砂巖組成，泥巖主要為深灰色、褐色，自然伽馬曲線形態(tài)一般為一直線偶有低幅度曲線出現(xiàn)；伽馬為高值，代表較純的泥巖。

3 沉積相展布

3.1 沉積相縱向展布

辮狀河道是本區(qū)重要的沉積環(huán)境，盒2段辮狀河道砂層厚度大，剖面上河道砂體為透鏡狀，或多套砂體垂向疊置。辮狀河道砂體厚度橫向變化大，在地震剖面上表現(xiàn)明顯，地震相表現(xiàn)為強(qiáng)反射特征；河道較窄，連續(xù)性較差，河道間表現(xiàn)為弱反射特征(圖1)。

由于受近物源區(qū)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，物質(zhì)豐富，沉積物粒度大，盒2段沉積期巖石類型以礫巖、含礫粗砂巖、粗砂巖等組成，垂向上由多套厚層砂體疊置組成。順河道方向砂體厚度大，穩(wěn)定且連續(xù)。在地震常規(guī)剖面上表現(xiàn)為短軸強(qiáng)反射特征，且連續(xù)性較強(qiáng)(圖2)。

3.2 沉積相展布

由于河道不穩(wěn)定，遷移速度快，辮狀河主要由一系列寬而淺的河道或呈透鏡狀的河道砂壩(心灘)沉積及泛濫平原泥質(zhì)沉積組成，其中河道砂壩是其特有的地貌特征。

圖2 順河道地震剖面

辮狀河道頻繁快速的擺動(dòng)使多個(gè)時(shí)期的砂體在垂向及側(cè)向上相互對(duì)接，形成廣泛分布的砂層，主要發(fā)育河道及河道砂壩微相，存在多期泥質(zhì)和粉砂質(zhì)夾層。

盒2段沉積期物源主要來自北部和西北地區(qū)。根據(jù)地震相及實(shí)鉆結(jié)果，結(jié)合單井相及沉積相縱橫向分布特征，編制盒2段沉積微相平面圖(圖3)，全區(qū)北部發(fā)育4條辮狀河道，向南匯聚成3條河道。盒2段地震反射強(qiáng)度屬性強(qiáng)反射指示的為砂巖發(fā)育區(qū)，強(qiáng)反射為辮狀河道發(fā)育區(qū)，弱反射為泛濫平原發(fā)育區(qū)(圖4)。

圖3 盒2段沉積微相平面分布

由于該時(shí)期地形變得更為平坦，辮狀河道的側(cè)向遷移增強(qiáng)，具有辮狀河道與泛濫平原相間的沉積格局。西支河道分布于錦45井-錦68井一線，在錦46井附近，兩條辮狀河道交匯成一條主河道；中支河道位于錦41井-錦42井一線，錦44井附近分流為左右兩支河道，左支河道西部的主河道于錦46與西部河道匯合，右支河道為錦42井-錦J11P11H井一線；東支河道分布于ES1井-錦33井一線。在辮狀河道之間為泛濫平原沉積，由西至東分別發(fā)育于錦81井附近、錦82井附近、錦66井附近、錦67井附近、錦33井附近。

圖4 盒2段地震相(反射強(qiáng)度屬性)

4 沉積相的應(yīng)用

通過盒2段沉積相研究，明確了辮狀河道走向及砂體縱橫向分布規(guī)律，為井位的部署設(shè)計(jì)提供依據(jù)。根據(jù)砂體的分布特征，在辮狀河道設(shè)計(jì)水平井J66P9H，目的層為盒2段，水平段方位設(shè)計(jì)同辮狀河道走向一致。

J66P9H導(dǎo)眼井鉆遇盒2段砂體厚度25 m，錄井顯示巖性為含礫粗砂、粗砂及中砂，J66P9H水平井段錄井為含礫粗砂巖，并具有良好的油氣顯示；證實(shí)了辮狀河道砂體展布方向、分布范圍及沉積相的合理性，驗(yàn)證了地震反射強(qiáng)度屬性的有效性。

5 結(jié)論

(1)通過相標(biāo)志的研究，明確了盒2段河床滯留沉積、心灘、泛濫平原等沉積微相類型及其識(shí)別標(biāo)志。

(2)通過測(cè)井相、地震相的對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)了辮狀河道砂體的有效識(shí)別。總結(jié)了辮狀河道砂體測(cè)井相和地震相特征，為單井相和平面相分析研究提供了支撐。

(3)結(jié)合地震相及沉積相模式，通過砂體的縱橫向分布研究，明確了沉積相的展布特征。

(4)沉積相研究應(yīng)用于井位部署設(shè)計(jì)，取得了良好的效果。

[1] 郝蜀民.鄂爾多斯盆地油氣勘探的回顧與思考[J].天然氣工業(yè)，2001，21(增): 1-4.

[2] 袁志祥.鄂北塔巴廟、杭錦旗地區(qū)古生界天氣勘探前景分析[J].天然氣工業(yè)，2001，21(增): 5-9.

[3] 宋凱.鄂爾多斯盆地杭錦旗探區(qū)成藏條件分析與區(qū)帶評(píng)價(jià)[J].石油地質(zhì)與工程，2013，27(5)：10-13.

[4] 張杰，薛會(huì)，王毅，等.鄂北杭錦旗探區(qū)上古生界天然氣成藏類型[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009，24(3):1-6.

[5] 郝蜀民，陳召佑，李良.鄂爾多斯大牛地氣田致密砂巖氣成藏理論與勘探實(shí)踐[M].北京：石油工業(yè)出版社，2011.

[6] 李永杰，趙榮華.鄂爾多斯盆地杭錦地區(qū)上古生界儲(chǔ)層自然伽馬測(cè)井相研究[J].石油地質(zhì)與工程，2014，28(2): 61-66.

[7] 竇偉坦，侯明才，董桂玉，等.鄂爾多斯盆地北部山西組-下石盒子組物源分析[J].天然氣工業(yè)，2009，29(3): 25-28.

[8] 袁芳政.大牛地氣田盒3段沉積環(huán)境及高產(chǎn)氣層儲(chǔ)集特征 [J].石油地質(zhì)與工程，2008，22(2): 18-20.

編輯：吳官生

1673-8217(2015)02-0046-03

2014-09-05

張占楊，1985年生，2009年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球物理學(xué)專業(yè)，2012年碩士畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(北京)地質(zhì)工程專業(yè)，現(xiàn)從事天然氣開發(fā)生產(chǎn)及研究工作。

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“碎屑巖層系大中型油氣田富集規(guī)律與勘探關(guān)鍵技術(shù)”下屬專題(2011ZX05002-001-002)。

TE111.3

A