蘇里格氣田蘇X區塊山西組山11亞段沉積相研究

種健，崔連可

(1．長江大學地球科學學院，湖北武漢430100;2．長江大學石油工程學院，湖北武漢430100)

蘇里格氣田蘇X區塊山西組山11亞段沉積相研究

種健1，崔連可2

(1．長江大學地球科學學院，湖北武漢430100;2．長江大學石油工程學院，湖北武漢430100)

通過對巖心、測井曲線等的研究，在完成研究區塊精細地層劃分與對比的基礎上開展沉積微相分析。分析結果表明，蘇里格氣田蘇X區塊發育的沉積體系主要為洪泛曲流河沉積體系，主要發育邊灘、曲流河道、溢岸砂、河漫灘等沉積微相。研究在精細地層化分與對比的基礎上識別出不同沉積微相，然后在平面上依據“初、末期河道流線包絡線法”進行單期單一河道在平面上的展布研究，最后完成研究區沉積微相的刻畫。

沉積微相;地層對比;初末流線包絡線法

蘇里格氣田作為長慶油田的重要產氣區，目前正處于大規模上產階段。但蘇X區塊范圍內的精細小層劃分與對比、沉積微相平面分布等精細地質研究深度不夠，嚴重影響了氣田開發效果，尤其是氣田在進行水平井開發時，由于對有效砂體的分布情況認識不清，大大增加了水平井開發的風險［1］。

國內外學者針對沖積扇、扇三角洲、曲流河、辮狀河等不同類型沉積體陸續開展了儲層構型控制下的非均質性研究，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，主要體現在以下幾個方面:Al-len［4］在考察現代河流發育環境和研究河流沉積物特征的基礎上，將曲流河沉積細化為河床、堤岸、河漫、牛軛湖4個沉積亞相;Bridge［5］等模擬建立了單一點壩的三維模型，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;國內學者在考察野外露頭后，建立了點壩內部的“灘脊—凹槽”［7］模式、“半連通體”［8］模式以及“點壩側積體沉積迭式”［9］等。

本次研究就是在前人研究成果的基礎上，以蘇里格氣田中區蘇X區塊為例，在精細劃分地層的基礎上，完成單層沉積微相研究。

1 區域地質概況

蘇里格氣田地處陜西省蘇里格廟地區，靖邊氣田西北側。區域構造橫跨陜北斜坡、伊盟隆起及天環坳陷3個構造單元，是上、下古生界兩套含氣層系疊合發育區［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，鄂爾多斯盆地屬內陸盆地，在盆地北緣有強烈的構造活動，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為潮濕類型，沉積環境為弱還原—還原環境(見圖1)。

圖1蘇里格氣田蘇X區塊相鄰區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，累計厚度為8．7～22．2 m，研究區蘇X區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，區塊中部井間距較小，區塊南部和北部的井間距較大。

圖2蘇X區塊位置示意

2 地層精細對比

精細地層對比主要是多井的對比。多井對比的主要問題是，雖然地層本身具有側向連續性，但由于井間具有較大的距離，難于直接追蹤其連續性，可依據的資料主要為井內巖石記錄(巖心和測井資料)。本次研究優選了自然伽馬、電阻率、聲波時差3條測井曲線，并選取了各區塊的標準井，建立縱橫剖面，采用“旋回對比，分級控制，相控約束，多維互動”的原則，在選定標志層的基礎上，利用沉積旋回和巖性組合完成地層對比，建立蘇X區塊的地層格架。

2．1小層劃分方案

在對研究區進行小層劃分與對比時，采取如下步驟進行:

1)根據標志層特征確定組段界限;

2)在標志層限定下，根據旋回特征確定段、亞段的界限;

3)在亞段內部結合砂體對比模式和巖性組合完成研究區小層精細對比。詳細劃分方案見表1。

2．2地層對比原則

2．2．1標志層附近等高程對比模式

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

表1 小層劃分方案

圖3地層對比利用的標志層

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，由于海西運動，沉積環境由海陸過渡相轉變為內陸湖盆相。石千峰底部砂巖對石盒子組地層有較強的侵蝕作用，測井響應特征為高電阻率，低伽馬值，聲波時差有明顯臺階。

2)盒8下2底部砂巖

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

3)輔助標志層

在石盒子組盒6－7段內部，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河道下切對比模式

由于河流相地層側向相變劇烈，河道下切引起小層厚度發生變化。故不能簡單教條的采取等厚對比地層的“平對”方法。應分析地層厚度的變化是否為同一沉積時期的河道下切作用引起的，還是不同沉積時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:綜合判斷測井曲線的沉積韻律，若砂層只有一個完整的韻律，說明是河道下切作用形成的，應為同一沉積時間單元。若砂層為多個韻律組合而成，且底部較粗，則為多個沉積時間單元組合而成的疊加砂層。

3 單層單一河道的識別

單層是對小層單元的再次細分，強調各井之間對比的同期性，將復合河道進行垂向期次的劃分，形成多個單期河道;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合河道級別，分布規模較大，不能精確指導水平井的鉆探。因此通過對復合河道進行合理劈分，在單層的基礎上重新刻畫沉積微相對油田水平井的開發有一定的指導意義和理論借鑒。

3．1河道垂向分期

1)泥質夾層

通常利用沉積間斷面完成單一河道底界面的刻畫。斷面在沉積上表現為隔夾層，在巖性上主要表現為泥質夾層、鈣質夾層及切疊型砂巖電測曲線突變層。其典型測井響應特征為: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兩大環境中，孔隙水蒸發或CO2脫氣都會導致鈣質層的形成，當后一期洪水來臨時，其帶來的砂質在鈣質層上沉積覆蓋。砂巖中部的鈣質層也可以用來鑒別兩期河道沉積，其典型的測井響應為:GR低值，AC低值，電阻率呈異常高尖峰狀。

3)曲線臺階變化

河道砂存在復雜性，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、砂體分選性和儲層物性上存在差異，在深、淺側向曲線上出現一個明顯的臺階，一般將這種臺階式的接觸面作為不同沉積期的標志。

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，不連續分布的河間泥或溢岸沉積一般用來區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出現明顯的高程差異，以此來區分不同河道砂體的邊界。

3)砂體規模變化

同一河道沉積的砂體，一般中間厚兩邊薄，若出現“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出不同特征，假如這種特征差異能夠在較大的沉積范圍內追蹤，可以用來區分不同河道單元。

3．3點壩的識別

點壩作為曲流河沉積環境中油氣存儲的重要位置，同時也是砂體較為富集的區域。在橫向上，點壩表現為呈一定角度堆疊的側積體［12］;在垂向上，點壩砂體的沉積較厚。但對于深埋地下的曲流河點壩而言，由于鉆井密度和井眼尺寸的限制，不能精細刻畫出點壩分布和規模。鑒于此，筆者在蘇X區塊密井網的條件上，在砂體厚度圖上利用初、末期河道流線包絡線法，合理預測點壩分布。

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，流線的曲率及擺動幅度最大;兩河道流線所包絡的區域近似單一曲流河點壩在平面上的分布界限［12］(見圖4)。

因此，筆者在地層精細對比與研究研究的基礎上，通過河道垂向上的分期，進一步將小層細分為單層級別，并對每口井進行單層河道砂體厚度統計，結合河道平面劃界，根據砂體厚度數據，按井點內插法成圖。在砂厚等值線圖上，將砂厚最大處圈定出來，形成多個“串珠狀”局部砂體富集區，并沿水流方向有規律展布。然后利用初、末期河道流線包絡線法預測出點壩分布(見圖5)。

圖4初、末期河道流線包絡線

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境，工區內邊灘沉積、溢岸砂、洪漫湖沼等沉積微相發育。該單層發育2條曲流河，分別為蘇X－2井區曲流河和蘇X－4井區曲流河，河道自北向南而流，且遷移擺動劇烈，廢棄河道發育。蘇X－2井區曲流河位于工區的中部，工區內共發育4個點壩，蘇X－13井區點壩砂體由蘇X－13井區向蘇X－14井區側積，點壩砂體長約750 m，寬約500 m;蘇X－4井區曲流河位于工區的東部，工區內共發育6個點壩，蘇X－4井區點壩砂體由蘇X－4井區向蘇X－3井區側積。在工區的中部和西部有溢岸砂發育，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境，工區內邊灘、洪漫湖沼等沉積微相發育。該單層發育3條曲流河，分別為蘇X－1井區曲流河、蘇X－2井區曲流河和蘇X－4井區曲流河。蘇X－1井區曲流河位于工區的西部，自北向南而流，工區內共發育3個點壩，蘇X－21井區點壩砂體由蘇X－21井區向蘇X－20井區側積;蘇X－2井區曲流河位于工區的中部，自北向南而流，工區內共發育5個點壩，蘇X－12井區點壩砂體由蘇X－8井區向蘇X－7井區側積，砂體長約930 m，寬約620 m;蘇X－4井區曲流河位于工區的東部，自北向南而流，工區內共發育4個點壩，蘇X－4井區點壩砂體由蘇X－3井區向蘇X－4井區側積。在工區的中部有少量溢岸砂發育，見圖6b。

5 結論

蘇里格氣田中區蘇X區塊二疊系山西組山11亞段主要發育曲流河沉積，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單層發育邊灘沉積、溢岸砂、洪漫湖沼等沉積微相，共發育兩條單一曲流河道，在工區的中部和西部有溢岸砂發育。山11－2單層邊灘沉積、洪漫湖沼等沉積微相發育，共發育3條單一曲流河道，在工區的中部有少量溢岸砂發育。

［1］單敬福，張彬，趙忠軍，等．復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蘇X區塊為例［J］．沉積學報，2015，33(6):773－785．

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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:油氣田開發的研究，手機:18627194219，E-mail: chris0625@126．com．