復合砂體內部單河道劃分及沉積演化——以蘇東27–36密井網區為例

盧志遠，馬世忠，何 宇，李 杭，何 偉，李智陽

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復合砂體內部單河道劃分及沉積演化——以蘇東27–36密井網區為例

盧志遠1，馬世忠1，何 宇1，李 杭1，何 偉2，李智陽3

（1．東北石油大學地球科學學院，黑龍江大慶 163318；2．中國石化石油工程地球物理有限公司南方分公司； 3．中國石化東北油氣分公司松原采氣廠）

盒8上亞段是蘇里格氣田主要的儲集層之一，基于露頭、巖心、密井網資料，運用切疊河道砂體垂向可分性識別方法、復合河道平面組合方法，對蘇東27-36密井網區盒8上亞段復合河道砂體進行精細解剖與劃分，共識別了11條中型、7條小型分流河道；在合理劃分河道砂體的基礎上，總結了研究區主要的沉積微相類型為分流河道、廢棄河道、決口水道、天然堤、溢岸砂、決口扇、河道間泥；盒8上亞段為一水進過程，河流類型由辮狀河轉化為曲流河，砂體較發育。

蘇里格東區；盒8上段；復合河道；微相類型；沉積演化

前人對蘇里格地區沉積模式、沉積微相、儲層特征等方面進行了不同程度的研究[1–5]，但是隨著勘探開發的深入進展，砂體成因多樣，疊加樣式復雜等地質問題逐漸暴露出來，為了充分認識該區地下單砂體規模、展布特征，需對厚層、大面積連片的復合河道進行精細的識別與劃分，從單河道入手，逐步解剖復合河道砂體內部的非均質性特征。本文以蘇東27–36密井網區為研究對象，結合巖心、測井等資料，對研究區復合河道進行詳細的識別，總結沉積微相類型，分析沉積演化特征。

1 區域地質概況

鄂爾多斯盆地為一大型多旋回克拉通盆地，在太古代–早元古代形成的基底之上，經歷了中晚元古代坳拉谷、早古生代淺海臺地、晚古生代近海平原、中生代內陸湖盆和新生代周邊斷陷五大沉積演化階段。蘇里格地區位于鄂爾多斯盆地北部，是我國重要的天然氣聚集區之一（圖1）。蘇里格氣田東區位于伊陜斜坡中北部，南接靖邊氣田，東鄰榆林氣田，區內構造比較平緩，高差約20 m，斷層不發育，其主力含氣層位為二疊系石盒子組盒8段和山西組山1段[6]，屬于典型的多層系致密砂巖氣藏[7]。

2 復合河道解剖

圖1 研究區地理及構造位置

河流類型不同導致成因砂體發育程度存在差異，根據河道分岔參數及彎曲度，河流體系可分為平直河、曲流河、辮狀河、網狀河四種類型。曲流河作為油氣儲集的重要河流類型，不僅砂體成因類型最多，而且伴隨著河道側向遷移及頻繁地決口改道、廢棄，使得砂體在時空分布上極為復雜[8]。研究區二疊系盒8上亞段主要發育曲流河三角洲平原沉積，砂層厚，且大面積連片，有利于油氣的富集，但儲層分布復雜，受控于單期河流沉積內的有利能量單元。

2.1 復合河道垂向可分性

多期切疊的河道砂體中各單期河道的解剖向來是砂體建筑結構分析中的重點，也是難點[9]。切疊型河道砂體的形成過程及疊置模式復雜，增加了對地下單砂體的研究難度。本文綜合巖心、測井等資料，對研究區盒8上亞段2個小層4個沉積時間單元共139口井資料進行分析，將研究區復合砂體垂向上可分性總結為三類：明顯可分型（無切疊）、基本可分型（切疊中等）、勉強可分型（切疊較嚴重）。

明顯可分型：即兩期河道在垂向上無切疊，測井曲線呈箱型有齒化的兩期河道沉積砂體。兩期河道之間主要發育泥巖、砂質泥巖等極細粒沉積物。河道之間的測井曲線回返非常明顯（圖2）。

圖2 復合河道明顯可分型

基本可分型：即切疊中等河道砂體，（圖3）。后期河流切割前期河道沉積，但作用力相對較弱，切割深度較淺，河道垂向上基本可以兩分，曲線有回返，但相較前一種，回返程度較小，可分性較清晰，疊置砂體厚度較大。前期河道外泥巖及堤岸沉積殘留是兩期河道區分的主要依據。

圖3 復合河道基本可分型

勉強可分型：主要指嚴重切疊型河道砂體，（圖4）。此類型砂體較以上討論的復合砂體切疊更加嚴重，后期河道切蝕前期河道砂，幾乎使兩期河道切疊成一個自然砂層。測井曲線很難區分，但依然可見曲線回返；在小層細分的過程中，很容易當成一個沉積能量單元，使得沉積時間單元劃分變得復雜。

2.2 復合河道平面劃分

不同成因的砂體，其巖性、電性和剖面幾何形態都存在著明顯差異，對于復合河道砂體而言，在平面上準確劃分單河道砂體，需要結合豐富的井網資料、測井曲線形態及其空間組合特征進行詳細識別。結合前人對于其它油田河流相沉積的研究成果，考慮研究區沉積環境和井網距離的特點，通過河間砂體、曲線形態、砂體規模變化對研究區單河道砂體邊界進行識別[10–13]。

河間砂體：在物源確定的情況下，同一沉積時間單元內相鄰兩條河道之間或兩條河道分叉位置，往往會有薄層砂、泥等沉積物的出現，這種不連續的河間沉積物（薄層砂、河間泥）正是不同單一河道分界的沉積標志。S3井曲線顯示無河道砂巖，S4井僅有極薄層砂顯示，故認為，S1與S2井處同一條河道，而S5井位于另一條河道上（圖5）。

圖4 復合河道勉強可分型

圖5 河間砂體劃分河道邊界示意

曲線形態：不同的河道因受到物源、水動力、古地貌等影響，砂體在沉積韻律上會出現差異，進而導致測井曲線的形態存在差異，如果這種差異可以在較大范圍內進行追溯，則可以作為不同河道單元的指示。圖6所示，S7井與S8井的測井曲線形態相似，呈反韻律特征，而S6井的測井曲線形態明顯不同，呈正韻律特征，所以3口井位于不同的兩條河道。

砂體規模變化：河道在沉積的過程中，從中心部位向著邊部會漸漸減薄，若相鄰井的砂體規模出現“厚–薄–厚”的情況，則可以判斷屬于不同的河道。東西向S9井到S12井中間S11井砂巖明顯變薄，故可判定四口井處于不同的條河道中，S9和S10兩口井位于同一河道，另外兩口井處于同一河道（圖7）。

2.3 劃分結果

圖6 曲線形態劃分河道邊界示意

圖7 “厚–薄–厚”劃分河道邊界示意

通過以上分析，對研究區139口井盒8上亞段四個沉積時間單元進行單期河道識別，共識別了11條中型分流河道，7條小型分流河道。河道砂體垂向上疊置嚴重，平面上分布范圍較大，河道呈條帶狀北南向展布，寬300～1 500 m；砂體厚2.5~9.7 m，平均厚4.7 m。

3 沉積微相類型

沉積演化在平面上形成了不同的沉積微相類型，沉積微相主要用于刻畫開發小層或單砂體。沉積微相不同，儲層參數（孔隙度、滲透率等）就會有差異[14]。盒8上亞段主要是曲流河沉積，在合理認識單砂體的基礎上，結合巖心、測井資料，將盒8上亞段曲流河三角洲沉積微相主要分為7類。

河道：測井曲線為底部突變頂部漸變的厚層箱形和鐘形，有齒化現象（圖8a）。底部明顯具沖刷突變面，向上發育水平層理、單向斜層理、隱槽狀交錯層理等；底部滯留不很發育，可見泥礫。垂向上具典型的正韻律，內部沖刷相對減弱。反映了坡降小、道深流緩、水動力強且穩定、發育溢岸砂的曲流河道特征。

廢棄河道：主要分突棄型和漸棄型2種，漸棄型廢棄河道上部水體與主水體始終相連，間歇性充填，含有部分砂巖，自然電位及伽馬曲線一般呈塔松狀的正韻律響應，在此之上基本以泥巖沉積為主，接近泥巖基線平面上河道是逐漸取直。突棄型廢棄河道測井曲線上部主要表現為細粒沉積，即河道上部主要由淤泥充填，測井曲線為近泥巖基線的小型鋸齒狀。

決口水道：測井曲線為底突頂漸、扁鐘形、總體高幅度（差），具反韻律的特點。決口水道主要是短時間的洪水沖出河道形成的，水流侵蝕區邊部砂層較厚，決口處砂層相對較薄，決口水道物性好于天然堤。

天然堤：砂體厚2.0～3.5 m，曲線形態為頂底突–漸變、齒化箱形、總體中低幅度（圖8b）。天然堤是位于分流河道兩岸沿河道的窄帶狀沉積，粒度較細，略呈正韻律。巖性主要以中砂巖、泥質粉砂巖為主；層理主要是小型交錯層理、水平波狀層理。

決口扇：決口扇指天然堤決口后，河流攜帶的大量泥砂在決口處因坡度減緩、水流面積大、流速急劇減弱，快速沉積而形成的扇狀地形，粒度較天然堤粗（圖8c）。曲線形態為底突頂突、極扁鐘形、中幅度。沉積粒度混雜，以粗砂巖、細粒巖和泥巖為主；總體呈正韻律，頂部具突變，水平層理、交錯層理普遍發育。

溢岸砂：發育在河道兩側，明顯呈小反韻律、正韻律或均質韻律，水體能量相對較弱，環境比較動蕩（圖8d）。溢岸砂曲線形態主要是指狀，有時也出現指狀互層。巖性以細砂巖、含泥細砂巖為主。

河道間泥：無砂巖，電測曲線上表現為低電阻、高自然伽馬、高密度、低聲波特征；主要發育于兩期河道間，形成泥質或含砂泥質沉積夾層，垂向上無韻律，頂底多為突變接觸。水體能量相對較弱，環境比較平靜。

圖8 盒8上段主要微相測井相特征

4 沉積演化分析

依據特征井曲線，在合理解剖河道以及沉積單元的基礎上，綜合巖心資料、測井資料，通過編制砂巖等厚圖和含砂率等值線圖，并結合測井曲線及泥質含量在平面上的分布規律，繪制了盒8上亞段4個沉積時間單元的沉積相平面圖。將盒8上亞段的沉積相平面圖與典型測井曲線結合進行沉積演化分析。結果表明，構造運動是河流層序發育的主控因素，河流層序中一個完整的基準面升降旋回往往與構造旋回一致。盒8上亞段沉積時期，構造相對較平緩[15]，為一個水進的過程，河流類型由辮狀河轉變為曲流河。河流中基準面上升較慢，可容空間增幅不大，河流中砂泥比較高，砂體較發育。

從盒8上早期開始，湖平面開始緩慢上升，河流能量相對減弱，以進積為主，河道砂體垂向疊置較嚴重；盒8上中期，河流發育最充分，進積作用最強，河道砂在平面上大面積連平分布，河道擺動、遷移頻繁，廢棄河道較多；盒8上晚期，湖平面上升到最高點，進積作用略有減弱，河道砂體依然是主要沉積。

5 結論

（1）通過復合河道垂向可分性研究，總結了3類主要的河道垂向可分性模式；通過平面大面積連片河道劃分方法，對研究區大面積連片河道砂進行了平面劃分。經過垂向和平面河道砂體空間組合劃分，共識別了中型分流河道11條、小型分流河道7條，河道呈北南向展布，河道砂體厚2.5~9.7 m，平均厚4.7 m。

（2）根據測井資料、結合巖心描述，建立了測井相模板，并且將曲流河三角洲沉積亞相細分為7種沉積微相類型：河道、廢棄河道、決口水道、天然堤、溢岸砂、決口扇、河道間泥。

（3）研究區盒8上亞段以進積作用為主，發育曲流河三角洲平原亞相沉積，河道發育較充分，河道砂體垂向疊置，平面大面積連片分布。

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編輯：蒲洪果

2017–11–15

盧志遠，碩士研究生在讀，1992年生，2016年畢業于西安石油大學地質學專業，現從事沉積學、油氣田開發地質學研究。

國家科技重大專項（2016ZX05025–001–002）。

1673–8217（2018）04–0018–05

TE111.3

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