焦 鑫，楊仁超，樊愛萍，張洪美，王軍杰

（1.大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安，710069；

2.山東科技大學(xué)地質(zhì)科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島，266510；3.長(zhǎng)慶油田第一采氣廠，陜西靖邊， 718500）

靖邊氣田二疊系石盒子組盒8段沉積微相研究

焦 鑫1，楊仁超2，樊愛萍2，張洪美2，王軍杰3

（1.大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安，710069；

2.山東科技大學(xué)地質(zhì)科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島，266510；3.長(zhǎng)慶油田第一采氣廠，陜西靖邊， 718500）

靖邊氣田二疊系的主要含氣層為石盒子組盒8段，為了查明該區(qū)砂體展布特征，筆者在資料收集、巖心觀察和測(cè)井曲線綜合解釋的基礎(chǔ)上，對(duì)研究區(qū)60余口井的石盒子組盒8段沉積微相進(jìn)行了詳細(xì)研究，認(rèn)為1）三角洲-湖泊沉積體系是靖邊氣田二疊系主體沉積類型之一。2）砂體分布明顯受沉積微相的控制：本區(qū)北部，砂體受河道、分流河道和水下分流河道控制，砂體呈近南北向展布；本區(qū)南部，砂體主要為濱淺湖灘壩和席狀砂，砂體呈近東西向展布。3)頻繁的脈動(dòng)式的湖平面升降和湖岸進(jìn)退控制了相帶的遷移和砂體的展布,湖平面下降，三角洲作用活躍時(shí)期，砂體相對(duì)發(fā)育。因此，盒8下2段、盒8上2段水下分流河道砂體、河口壩砂體是本區(qū)最有利的儲(chǔ)集層段。

鄂爾多斯盆地；靖邊氣田；二疊系；石盒子組；沉積微相

近年來，隨著鄂爾多斯盆地上古氣藏的發(fā)現(xiàn)，針對(duì)其主力氣層段二疊系石盒子組的研究成為了熱點(diǎn)。二疊系石盒子組屬陸相沉積，具有相變快的特點(diǎn)，增加了儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的難度。對(duì)該層段沉積微相和砂體展布規(guī)律存在較大爭(zhēng)議，有人認(rèn)為該層段是濱淺湖灘壩沉積[1]，也有人認(rèn)為是河流或三角洲沉積[2-4]，這種爭(zhēng)議已經(jīng)成為制約該區(qū)油氣生產(chǎn)急需解決的關(guān)鍵性問題。在本文中，筆者運(yùn)用沉積學(xué)、巖相古地理學(xué)及測(cè)井地質(zhì)學(xué)等理論，在資料收集、巖心觀察和測(cè)井曲線綜合解釋的基礎(chǔ)上，對(duì)該區(qū)盒8段的沉積微相類型和砂體展布特征進(jìn)行了詳細(xì)研究。

1 區(qū)域概況

研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡中北部的靖邊氣田（圖1）。地質(zhì)史上鄂爾多斯盆地受加里東運(yùn)動(dòng)影響隨華北地臺(tái)整體抬升，遭受130～150 Ma的風(fēng)化剝蝕，直至海西運(yùn)動(dòng)中期，盆地在以拉張為主的構(gòu)造背景下緩慢下沉接受沉積，海水越過盆地中央隆起，形成海相與淺水三角洲共存沉積體系[5-6]。直到海西運(yùn)動(dòng)末期，由于南北海槽再次對(duì)擠，海水被迫從東西兩側(cè)退出，結(jié)束海相沉積[7]。從早二疊世山西期開始，研究區(qū)進(jìn)入以湖泊三角洲為主的陸相沉積[8]。

圖1 鄂爾多斯盆地區(qū)域構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D及研究區(qū)Fig.1 The tectonic division of the Erdos Basin and location in the study area

2 靖邊氣田沉積微相研究

2.1 靖邊氣田沉積相標(biāo)志

對(duì)60余口井的研究分析表明，靖邊氣田的形成與沉積微相的時(shí)空展布關(guān)系十分密切。盒8段的巖性標(biāo)志主要體現(xiàn)在發(fā)育砂泥巖互層，砂巖粒度較粗，多為灰白色和淺灰色，泥巖多為灰綠色、灰褐色。本文應(yīng)用測(cè)井相標(biāo)志對(duì)沉積微相進(jìn)行初步劃分。例如，箱形曲線反映水動(dòng)力強(qiáng)而穩(wěn)定，物源供給充分，可劃分成分流河道；鐘形曲線反映水流能量逐漸減弱和物源供應(yīng)越來越少的表現(xiàn)，垂向上反映為正粒序，可劃分為河道砂壩[9]。此外，由于沉積構(gòu)造可直接反應(yīng)沉積時(shí)期的水動(dòng)力環(huán)境，對(duì)微相劃分有重要指向意義，因此，對(duì)數(shù)口重點(diǎn)井位巖心的詳細(xì)觀察與描述，統(tǒng)計(jì)沉積構(gòu)造的分布特征，回歸初步的測(cè)井相分析并加以矯正，就可以合理地應(yīng)對(duì)測(cè)井解釋的多解性。研究發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)主要發(fā)育水平層理及少數(shù)的粒序?qū)永恚▓D2左）、板狀交錯(cuò)層理（圖2右），底部可見沖刷構(gòu)造。這為尋找區(qū)內(nèi)不同時(shí)期河道、砂壩及湖岸線的分布提供了可靠的證據(jù)。

2.2 靖邊氣田單井分析

由于各井所處地理環(huán)境不同，所以在垂向上的相序組合也不盡相同，但總體上都表現(xiàn)為辮狀河三角洲相－湖泊相。在此，特選出兩口特征明顯的井進(jìn)行分析。

G22-5井（圖3左）位于研究區(qū)南部，二疊系出露地層為石盒子組及下伏山西組，研究層位的盒8段巖性較單一，主要為泥巖、砂巖。從上到下可看出砂巖含量雖高，但多為泥質(zhì)砂巖，可大致分為濱淺湖亞相。再根據(jù)泥巖和砂巖的分布及交錯(cuò)層理和水平層理的發(fā)育特征，劃分出灘壩及濱淺湖泥微相。

圖2 粒序?qū)永恚ㄗ螅┖桶鍫罱诲e(cuò)層理（右）Fig.2 Graded bedding(left)and tabular cross bedding(right)

G9-7井（圖3右）位于研究區(qū)北偏西部，出露地層與巖石類型基本一致。從上到下可看出砂巖段由厚變薄，局部由細(xì)砂巖變?yōu)橹猩皫r，且泥巖含量較高，可先將盒8下亞段及盒8上2段分為辮狀河三角洲相，盒8上1段分為湖泊相。砂巖段測(cè)井曲線由下到上形態(tài)展現(xiàn)出鐘形、柱形、漏斗形，及板狀交錯(cuò)層理、水平層理的分布，可劃分出河道砂壩、水下分流河道、河口砂壩、灘壩。亞相可劃分出三角洲平原、三角洲前緣及濱淺湖亞相。

從兩口井的沉積相類型可以看出研究區(qū)主要呈現(xiàn)辮狀河三角洲向湖泊的過渡環(huán)境，可初步識(shí)別研究區(qū)南部為湖泊，向北逐漸過渡為三角洲，因受湖平面運(yùn)動(dòng)的影響，湖泊及三角洲位置隨時(shí)間而發(fā)生變化。

2.3 沉積微相平面特征

從盒8下亞段微相分布圖中（圖4左）可看出，研究區(qū)在二疊系石盒子組盒8下亞段時(shí)期可分為三角洲平原、三角洲前緣及濱淺湖三個(gè)亞相，亞相中又分別可劃分出分流河道、河道間、水下分流河道、河口砂壩、分支間灣、濱淺湖泥、灘壩、席狀砂8個(gè)沉積微相。區(qū)內(nèi)北部可看出兩條由北向南的分流河道，河道之間砂地比值變小，過渡為河道間微相；再向南，則演變成三角洲前緣亞相，河道砂地比值略微變低成為水下分流河道微相，且河道分支變強(qiáng)，其間為分支間灣微相，水下分流河道向南逐漸過渡為河口砂壩微相；最終，在區(qū)內(nèi)南部演變成濱湖亞相，出現(xiàn)南北展布的灘壩微相，兩側(cè)則為薄的席狀砂微相和大面積的濱淺湖泥微相。

圖3 靖邊氣田石盒子組盒8段巖性巖相剖面圖Fig.3 The lithology and lightfaces well coring part of Shihezi formation,He8 in Jingbian area

從盒8上亞段微相分布圖（圖4右）可看出，研究區(qū)在該時(shí)期可分為三角洲前緣及濱淺湖兩個(gè)亞相，亞相中又分別可劃分出水下分流河道、河口砂壩、分支間灣，濱淺湖泥、灘壩、席狀砂6個(gè)微相。濱淺湖亞相發(fā)育較大面積。北部可見四條水下分流河道向南延伸，而濱淺湖亞相幾乎占了區(qū)內(nèi)65%的面積，其中可辨別出三個(gè)面積較大的灘壩微相，周圍被形狀較窄而延伸遠(yuǎn)的席狀砂微相包圍，其余為極大面積的濱淺湖泥微相。

2.4 砂體展布特征

由于砂體在平面及縱向上展布均受到沉積微相的控制[10]，三角洲作用活躍時(shí)期，砂體發(fā)育，泥質(zhì)含量少。盒8下亞段砂厚圖（圖5左）及盒8上亞段砂厚圖（圖5右）均展示出以河道砂體為骨架，長(zhǎng)帶狀分布的較厚砂體[11]，在河流交匯處及河道拐彎處，由于水能的變化，砂厚值均變高。在區(qū)內(nèi)南部則由于湖浪及河流的綜合作用，使得厚砂體為東西分布的較寬帶狀。綜觀盒8下段及盒8上段砂厚圖，其特征體現(xiàn)出“兩個(gè)平行，兩個(gè)垂直”[12]即河道砂體分布與物源方向平行而與湖岸線垂直，三角洲前緣砂體及兩側(cè)灘壩分布方向與湖岸線平行而與物源垂直。

3 沉積相模式

為探討盒8段沉積過程，筆者對(duì)各時(shí)期的湖岸線演變進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域在此時(shí)期內(nèi)的沉積模式以頻繁的脈動(dòng)式湖岸線進(jìn)退為特色。

由于脈動(dòng)式的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及周期性的氣候影響，湖岸線隨之發(fā)生頻繁的脈動(dòng)式進(jìn)退[13]。盒8下1段到盒8上2段為一短暫的湖退過程（圖6左）：湖岸線向湖盆方向推進(jìn)時(shí)，使得湖水逐漸變淺，波浪及沿岸流作用減弱，其對(duì)前緣砂體改造作用也隨之減弱[14]，因此，此時(shí)水下分流河道砂體占前緣砂體比重較大，而河口壩規(guī)模較小。

圖4 靖邊氣田石盒子組盒8段沉積微相分布圖Fig.4 The sedimentary microfacies of Shihezi formation,He8 in Jingbian area

盒8下2段到盒8下1段及盒8上2段到盒8上1段為湖侵（圖6右）：北面物源區(qū)所攜帶的大量陸源碎屑物[15]入湖后，沉積了三角洲平原及前緣砂體，河道間及分支間灣沉積大量泥或粉砂。湖侵時(shí)，受波浪作用影響前緣砂體隨湖岸線向陸移動(dòng)，此外受沿岸流影響，前緣河道砂體遭破壞，形成沿湖岸線分布的砂體，最終形成區(qū)內(nèi)南部大面積東西分布的灘壩砂體。

正是由于頻繁的河流湖泊交替作用，區(qū)內(nèi)砂體分布時(shí)常變化，所以在單井的縱向上表現(xiàn)出多期的砂泥互層，且很少出現(xiàn)極厚的單層砂或泥。

4 結(jié)論

（1）盒8段沉積環(huán)境以湖岸線頻繁進(jìn)退變化為特色，為辮狀河三角洲、湖泊沉積相，發(fā)育三角洲平原、三角洲前緣和濱淺湖三類沉積亞相，分流河道、河道間、水下分流河道、河口砂壩、分支間灣、濱淺湖泥、灘壩、席狀砂8種沉積微相。

（2）研究區(qū)相帶展布特征為：由北向南依次為辮狀河三角洲平原、三角洲前緣、濱淺湖亞相。

（3）盒8段砂體分布明顯受沉積微相的控制，三角洲作用活躍時(shí)期，砂體發(fā)育，泥質(zhì)含量少。砂體的分布明顯受南北向發(fā)育的河道控制，由北至南的分流河道交匯處砂巖尤為發(fā)育，分流河道的拐彎處和端頭砂體也較發(fā)育；淺湖中的灘壩砂體，受河口位置和湖浪控制。

（4）根據(jù)對(duì)單井、剖面及沉積相的研究，認(rèn)為盒8段的沉積模式為三角洲－濱淺湖沉積并以頻繁的脈動(dòng)式湖岸線進(jìn)退為特色。

圖5 靖邊氣田石盒子組盒8段砂體展布圖Fig.5 The sandbody distribution diagram of Shihezi formation,He8 in Jingbian area

圖6 靖邊氣田石盒子組盒8段沉積模式圖Fig.6 Sedimentary model of He8 gas reservoir in Jingbian gas field

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Sedimentary Microfacies Rresearch on the Permian He8 in Jingbian Area

JIAO Xin1,YANG Ren-chao2,FANAi-ping2,ZHANG Hong-mei2,WANG Jun-jie3
(1.State Key Laboratory of Continental Dynamics,Department of Geology，Northwest University,Xi'an 710069，China；2.Institute of Geoscience and Engineering,ShandongUniversity of Science and Technology,Qingdao 266510,China；3.The First Gas Factory,Changqing Oilfield Brach,Jingbian 718500,China)

The main gas-bearing reservoir of Permian in the Jingbian gas field is He8 of the Shihezi Formation.In order to identify the sand body distribution characteristics of this area,sedimentology,petrography and paleogeography,logging geology are used in this article.On these bases,the sedimentary microfacies are studied in detail.It is suggested that delta-lake depositional system is one of the main types of sedimentation in the Jingbian gas field.The distribution of sand body is clearly controlled by the sedimentary microfacies.In the north of this area,controlled by the channel,distributary channel and underwater distributary channel,sand body lanes are near north-south spread.In the south of this area,the sandbody is belong to shore shallow sandbeaches and sheet sand,sand body lanes are near east-west spread.Frequent pulse of the lake level and shoreline advance and retreat movements controls the migration of facies and sand body distribution,when the lake level drops,the role of delta actives,the sand bodies are relatively developed.So the sandbody in subaqueous distributary channel and channel-mouth bank are the most favorable reservoir sections in this area.

Ordos Basin;Jingbian gas field;Permian;Shihezi Formation;sedimentary microfacies

P588.21；P618.130.2+1

A

1672－4135（2011）04－0274-06

2011-06-07

國家“973”項(xiàng)目：多種能源礦產(chǎn)共存成藏(礦)機(jī)理與富集分布規(guī)律（2003CB214603）

焦鑫（1985-），男，碩士研究生，西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，從事沉積學(xué)研究，E-mail：jxin807@163.com。