蘇亞拉圖，陳程，陳余平

（中國地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京 100083）

鄂爾多斯盆地召38區(qū)塊儲(chǔ)層建構(gòu)模式及其控制作用

蘇亞拉圖，陳程，陳余平

（中國地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京 100083）

儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)要素分析法是河流相儲(chǔ)層研究的有效方法。在召38區(qū)塊運(yùn)用Miall分析法確定了1～6級(jí)儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)要素：層系、層系組、大型砂體增生、單個(gè)河道和心灘、河道復(fù)合體、河道復(fù)合體群。識(shí)別4級(jí)建筑結(jié)構(gòu)要素4類：心灘砂、河道砂、溢岸砂、泛濫泥。召38區(qū)塊儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)要素分布模式為：1）平面上，根據(jù)河道砂和泛濫泥發(fā)育程度分3類，即交織狀模式、交織-條帶狀模式、條帶狀模式；2）剖面上，根據(jù)河道砂、心灘砂等建筑結(jié)構(gòu)在垂向疊置和側(cè)向連續(xù)特征分2種，即迷宮式結(jié)構(gòu)、拼合式結(jié)構(gòu)。召38區(qū)塊建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)育受氣候條件和基準(zhǔn)面旋回的雙重控制，而建筑結(jié)構(gòu)控制著有效砂體的發(fā)育。

建筑結(jié)構(gòu)模式；河流相；砂體分布；有效砂體；召38區(qū)塊；鄂爾多斯盆地

1966年Allen提出了 “利用一套具體等級(jí)系列的巖石接觸面，可以把砂體內(nèi)部劃分為有成因聯(lián)系的地層”［1］的沉積界面觀點(diǎn)。1985年A.D.Miall結(jié)合Allen的這一觀點(diǎn)，在野外露頭細(xì)致觀測(cè)的基礎(chǔ)上提出建筑結(jié)構(gòu)分析法［2］。利用該方法能解釋儲(chǔ)層內(nèi)部非均質(zhì)的控制格架［3-8］，有效指導(dǎo)儲(chǔ)層流動(dòng)單元?jiǎng)澐郑?-10］，指出剩余油富集區(qū)［11-13］。

筆者在研究巖心的基礎(chǔ)上，針對(duì)鄂爾多斯盆地召38區(qū)塊下二疊統(tǒng)下石盒子組和山西組的儲(chǔ)層，重點(diǎn)分析其建筑結(jié)構(gòu)垂向和平面分布特征，闡述建筑結(jié)構(gòu)對(duì)有效砂體的控制作用。

1 區(qū)域概況

召38區(qū)塊位于蘇里格氣田和榆林氣田中部靠北處，構(gòu)造位置屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡和伊盟隆起交界地區(qū)。召38區(qū)塊面積約360 km2，已完鉆43口井，是蘇里格氣田的1個(gè)井網(wǎng)加密實(shí)驗(yàn)區(qū)。

召38區(qū)塊地層平緩，構(gòu)造簡(jiǎn)單，無斷層發(fā)育。下石盒子組和山西組在整個(gè)工區(qū)都有分布，垂向上下石盒子組自成一正旋回，而山西組則成反旋回。本文研究的目的層段為二疊系下石盒子組和山西組的5個(gè)亞段。亞段分別為盒7、盒8上、盒8下、山1和山2，以往都將這幾個(gè)亞段分為2或3個(gè)不同小層來研究。

2 建筑結(jié)構(gòu)特征

2.1 建筑結(jié)構(gòu)要素分級(jí)

雖然Miall的儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)要素分析法主要用于露頭研究，Miall 1996年也指出，它還可用于地下巖心的研究［14-15］。筆者在召38區(qū)塊仔細(xì)觀察巖心基礎(chǔ)上，結(jié)合測(cè)井解釋及勘探資料，最終確定了1～6級(jí)建筑結(jié)構(gòu)要素：

第1級(jí)為層系，是厚度為0.1～0.4 m的單一的巖相。其界面為交錯(cuò)層系界面，界面特征為平正、無侵蝕，可以通過交錯(cuò)層前積層的削平或楔形尖滅來辨認(rèn)界面。

第2級(jí)為層系組，是同種巖相的疊加，厚度一般1～2 m。其界面是交錯(cuò)層系組，界面特征為平正、無侵蝕，界面的上、下相是一致的。

第3級(jí)為大型砂體增生，其頂部為泥披，底部為侵蝕面，泥礫發(fā)育，厚度1～3 m。界面是起伏不平、低角度侵蝕面。界面上、下相組合類似。

第4級(jí)為單個(gè)的心灘砂、河道砂和溢岸砂，其頂部為泥披，底部為侵蝕面，泥礫發(fā)育，厚度2～5 m，代表了一次短期的沉積旋回。其界面是單砂層界面，特征為平或上凸，界面上、下相組合不同。

第5級(jí)為河道復(fù)合體、簡(jiǎn)單的河道砂，或大型砂體和其它小型沉積物的復(fù)合體，厚度2～12 m，相當(dāng)于一個(gè)中期旋回。其界面是小層界面，界面特征為平或向上凹。

第6級(jí)結(jié)構(gòu)要素為河道復(fù)合體群，是與越岸相關(guān)的河道復(fù)合體，厚度20～100 m，代表了一次長(zhǎng)期的沉積旋回。其界面是亞段界面，如研究區(qū)盒8段底部與山1段頂之間的大型沖刷間斷面。

1～3級(jí)結(jié)構(gòu)要素由于分布范圍小，只能在露頭和巖心上識(shí)別和對(duì)比，而在地下無法進(jìn)行追蹤。4，5，6級(jí)結(jié)構(gòu)要素在地震、測(cè)井和巖心資料下易于識(shí)別。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)沉積特征、單井相分析及其相標(biāo)志分析表明，召38區(qū)塊儲(chǔ)層為辮狀河沉積。在儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)要素分級(jí)研究的基礎(chǔ)上識(shí)別出4種4級(jí)建筑結(jié)構(gòu)要素（見表1），即心灘砂、河道砂、溢岸砂、泛濫泥。

表1 召38區(qū)塊儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)要素

心灘砂是辮狀河三角洲平原的骨架砂體。巖石類型一般由分選不好的含礫粗砂巖、粗砂、中砂、細(xì)砂等組成，有些含少量細(xì)礫巖。砂巖的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度都較高，砂巖底部發(fā)育塊狀層理、粒序?qū)永砗推叫袑永?，中上部發(fā)育側(cè)積交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理和楔狀交錯(cuò)層理等，砂巖底面具有明顯的底沖刷構(gòu)造，沖刷面上礫石成層定向分布，構(gòu)成疊瓦狀構(gòu)造。電測(cè)曲線特征一般為高幅、中—高幅的齒化或微齒化的箱形組合、箱形-鐘形組合和鐘形組合［16］，底部多為突變接觸方式，頂部突變或漸變（見圖1a）。

泛濫泥以灰黑色、深灰色泥巖、炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，夾薄層細(xì)砂巖、粉砂巖及薄煤層（煤線），可見豐富的植物莖干及碎片化石，垂直蟲孔構(gòu)造，常發(fā)育水平層理、塊狀層理和沙紋交錯(cuò)層理。由于該微相多為大段泥巖層、夾炭質(zhì)泥巖和煤層，曲線表現(xiàn)為明顯偏低靠近基線的不規(guī)則齒狀起伏，間夾劍狀高阻（見圖1b）。

河道砂沉積為河床底形遷移而成。巖石類型一般有含礫粗砂巖、粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖和泥巖等，以中細(xì)粒砂巖為主，整體粒度較細(xì)，巖石致密，一般為非儲(chǔ)層相。上部發(fā)育水平層理和小型的交錯(cuò)層理，中下部發(fā)育平行層理和交錯(cuò)層理，可見生物碎片。電測(cè)曲線特征一般為中幅的鐘形或其復(fù)合形（見圖1c）。

溢岸砂巖性主要是粉砂巖和泥巖，有機(jī)質(zhì)含量較高，局部越岸沼澤中含有暫時(shí)性小水道砂巖透鏡體；水平層理、沙紋層理和干裂發(fā)育，常含有鈣質(zhì)結(jié)核，常見植物碎片和植物莖桿；測(cè)井曲線上主要以低幅的微齒化或光滑的漏斗形和劍形曲線為特征（見圖1d）。

圖1 召38區(qū)塊各儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)要素電性特征

3 建筑結(jié)構(gòu)分布模式

從召38區(qū)塊有效儲(chǔ)層解釋和地層對(duì)比中發(fā)現(xiàn)，一個(gè)小層內(nèi)有幾個(gè)建筑結(jié)構(gòu)要素垂向疊置分布，且有效砂體基本賦存于4級(jí)建筑結(jié)構(gòu)要素中；故以小層為單位研究不能有效控制建筑結(jié)構(gòu)要素和有效砂體分布，進(jìn)而細(xì)分至單砂層［17］。因此，以單砂層為單位編制了辮狀河體系的4級(jí)建筑結(jié)構(gòu)要素平面和剖面分布圖。

3.1 平面分布特征

從平面上看，召38區(qū)塊的河道砂相互交織，大小各異的心灘砂斷續(xù)分布在河道主流線附近，河道砂的總體方向呈南北向。

根據(jù)河道砂和泛濫泥發(fā)育程度，把召38區(qū)塊建筑結(jié)構(gòu)平面模式分為交織狀、交織-條帶狀和條帶狀3種模式：交織狀模式中，河道砂交叉連通，心灘砂規(guī)模較大、呈散亂星狀分布，側(cè)向上河道砂互不連通（見圖2a）；交織-條帶狀模式中，一般有多組河道砂系統(tǒng)，一個(gè)河道砂系統(tǒng)內(nèi)河道砂之間相互交叉連通，但側(cè)向上河道砂之間被泛濫泥分割，河道砂體系統(tǒng)之間則由泛濫平原分割（見圖2b）；條帶狀模式中，多條河道砂相互獨(dú)立，互不交叉連通，河道砂之間多被泛濫泥分割，心灘砂沿河道砂呈竄珠狀分布（見圖2c）。

圖2 召38區(qū)塊建筑結(jié)構(gòu)要素分布模式

3.2 剖面結(jié)構(gòu)模式

根據(jù)河道砂和泛濫泥垂向疊置和側(cè)向連續(xù)特點(diǎn)，召38區(qū)塊建筑結(jié)構(gòu)剖面模式分為迷宮式和拼合式2種結(jié)構(gòu)：迷宮式結(jié)構(gòu)是辮狀河砂體孤立分布，出現(xiàn)類似泥包砂的情形，砂體分布無規(guī)律性，地層對(duì)比和預(yù)測(cè)難度較大；拼合式結(jié)構(gòu)是由不同類型的結(jié)構(gòu)要素側(cè)向連續(xù)排列而成（見圖3），該結(jié)構(gòu)中的儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)要素規(guī)模較大，砂體發(fā)育程度相對(duì)較好。

圖3 研究區(qū)儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)類型

3.3 結(jié)構(gòu)要素分布特征

研究區(qū)山2、山1、盒8上、盒8下和盒7亞段沉積時(shí)期，沉積相為淺水辮狀河三角洲平原，主要儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)要素類型有辮狀河心灘、河道砂和溢岸砂。

盒7和盒8上亞段沉積時(shí)期，辮狀分流河道砂發(fā)育程度較差，剖面大部分為泛濫泥，辮狀河道砂規(guī)模小而孤立分布，心灘砂不發(fā)育。剖面上是迷宮式結(jié)構(gòu)，平面上盒7段為條帶狀模式，盒8上段為交織-條帶狀模式。

盒8下亞段沉積時(shí)期，整個(gè)剖面辮狀河道砂很發(fā)育，砂體橫向連通性較好，心灘規(guī)模較大，但仍為單井點(diǎn)鉆遇砂體為主；剖面上是拼合式結(jié)構(gòu)，平面上為交織狀模式。山1亞段沉積時(shí)期，辮狀河砂體規(guī)模相對(duì)較大，但側(cè)向連通性仍較差，心灘規(guī)模較大卻孤立分布，每個(gè)心灘基本為單井點(diǎn)鉆遇。山1亞段中部層段辮狀河道砂相對(duì)較發(fā)育，頂部和底部辮狀河道砂呈孤立分布；剖面上基本是拼合式結(jié)構(gòu)，平面上交織狀模式。山2亞段沉積時(shí)期，辮狀河砂體規(guī)模小，側(cè)向上連通差，心灘規(guī)模小且不發(fā)育，典型的迷宮式結(jié)構(gòu)，平面上是交織-條帶狀模式。

4 建筑結(jié)構(gòu)控制有效砂體分布

有效砂體，是指能夠儲(chǔ)集和滲流流體（主要是烴類和地層水）、在現(xiàn)有工藝技術(shù)條件下能夠采出具有工業(yè)價(jià)值產(chǎn)液量（烴類或與烴類同體積的水）的儲(chǔ)集體。有效砂體物性下限，是指儲(chǔ)集體能夠成為有效砂體應(yīng)具有的最低物性，通常用孔隙度、滲透率的某個(gè)確定值來度量。通過生產(chǎn)測(cè)試統(tǒng)計(jì)，確定召38區(qū)塊有效砂體物性下限為孔隙度4%，滲透率0.1×10-3μm2，基本與蘇里格地區(qū)早期認(rèn)識(shí)的物性下限一致［18-19］。

建筑結(jié)構(gòu)要素對(duì)有效砂體的控制，首先是其對(duì)砂體分布的控制，而有效砂體是砂體中的一部分。

4.1 建筑結(jié)構(gòu)要素對(duì)砂體的控制

砂體厚度及其非均質(zhì)性則主要受建筑結(jié)構(gòu)要素類型控制。研究區(qū)山2—盒8上段沉積相的演化受氣候條件和基準(zhǔn)面旋回的雙重控制（見圖4）。

圖4 研究區(qū)山2—盒8上亞段沉積旋回與砂體分布的關(guān)系

首先，泥巖特征反映，由下向上氣候條件從濕潤環(huán)境向干旱氣候轉(zhuǎn)化，河道特征也相應(yīng)發(fā)生變化：山l—盒8上段中下部沼澤背景環(huán)境，暗色泥巖中Fe2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.24%，F(xiàn)e3+質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04%，氣候濕潤，泥巖粘滯力較強(qiáng)，堤岸和河道相對(duì)較為固定，砂巖的分布面積和范圍也相對(duì)較?。坏胶?上段，隨氣候向干旱變化，雜色泥巖中Fe2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.62%，F(xiàn)e3+質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%，為半干旱半濕潤條件，河道的遷移性增強(qiáng)，砂巖的分布面貌也變得更加廣泛，成大面積連片狀。

其次，基準(zhǔn)面的升降變化也同樣控制著建筑結(jié)構(gòu)要素側(cè)向疊置方式及其規(guī)律，進(jìn)而控制砂體分布［20-21］。從山2—盒8上段沉積具有較好的繼承性，但隨著基準(zhǔn)面的升降和沉積物供給的變化，砂體的發(fā)育規(guī)模、組合形式，砂巖疊置模式和地層樣式等均相應(yīng)發(fā)生變化。山1段與盒8下段的界限是一個(gè)重要的基準(zhǔn)面旋回轉(zhuǎn)換界面，其下是一個(gè)長(zhǎng)期基準(zhǔn)面下降過程，其上是一個(gè)長(zhǎng)期基準(zhǔn)面上升過程。該轉(zhuǎn)化面附近，特別是盒8下段2小層沉積時(shí)期，可容空間小，A/S較小，河流侵蝕能力強(qiáng)，辮狀河道復(fù)合砂體呈壓緊式分布模式，砂巖鉆遇率較高；由該轉(zhuǎn)換面向上，隨可容空間增大，A/S變大，河道的擺動(dòng)能力增強(qiáng)，侵蝕能力減弱，辮狀河道復(fù)合砂體呈較寬泛式分布。

4.2 建筑結(jié)構(gòu)要素對(duì)有效砂體的控制

有效砂體主要發(fā)育在心灘中（見表2）。心灘厚度達(dá)5 m；孔隙度較高，平均孔隙度為11%，屬于大孔粗喉型儲(chǔ)層；滲透率大，平均滲透率為 2.98×10-3～3.25× 10-3μm2，最高可達(dá) 10.25×10-3μm2；粒度中值高，泥質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，分選好。因此，多數(shù)有效砂體都在心灘中發(fā)育。

在河道砂和溢岸砂中也發(fā)育有效砂體（見表2）。其厚度多為3～5 m；平均孔隙度為7.5%，屬于大孔中喉型儲(chǔ)層；滲透率較大，平均滲透率為 0.08×10-3～0.21×10-3μm2；粒度中值較小，分選中等，泥質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%～35%。

表2 各類建筑結(jié)構(gòu)中儲(chǔ)層特征

5 結(jié)論

1）運(yùn)用Miall分析法確定了1～6級(jí)儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)要素：層系、層系組、大型砂體增生、單個(gè)河道充填和心灘、河道復(fù)合體、河道復(fù)合體群。

2）通過測(cè)井相識(shí)別及巖心觀察，研究區(qū)內(nèi)識(shí)別出4種4級(jí)結(jié)構(gòu)要素：心灘砂、河道砂、溢岸砂、泛濫泥。各類建筑結(jié)構(gòu)的巖相組成、形態(tài)特征差異明顯。

3）儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)要素分析法是研究河流相儲(chǔ)層的有效方法，以單砂體為研究單位，分析儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)要素模式。根據(jù)河道砂和泛濫泥發(fā)育程度，建筑結(jié)構(gòu)平面模式分為3類：交織狀模式、交織-條帶狀模式、條帶狀模式。根據(jù)河道砂和泛濫泥的垂向疊置和側(cè)向連續(xù)特點(diǎn)，建筑結(jié)構(gòu)剖面分布模式分為2種：迷宮式結(jié)構(gòu)、拼合式結(jié)構(gòu)。

4）召38區(qū)塊建筑結(jié)構(gòu)控制了有效砂體的發(fā)育。心灘砂的孔隙度高，滲透率好，成為控制有效砂體的主要建筑結(jié)構(gòu)；部分河道砂和溢岸砂中小規(guī)模的有效砂體。召38區(qū)塊中建筑結(jié)構(gòu)要素控制了有效砂體的發(fā)育，而建筑結(jié)構(gòu)要素的發(fā)育又受氣候條件和基準(zhǔn)面旋回的雙重控制。

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（編輯 李宗華）

Reservoir architectural model and its control role in Block Zhao 38 of Ordos Basin

Suyalatu,Chen Cheng,Chen Yuping
(School of Energy Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083,China)

Reservoir architectural elements analysis is an effective way to study fluvial reservoirs.In Block Zhao 38,the reservoir architectural elements are divided into six levels such as set,coset,large aggradational sand body,single channel fill sand body and channel bar,channel complex and channel complex groups.Four types and levels of architectural elements are identified such as channel bar sand body,channel fill sand body,overbank sand body and flooding mud.The distribution patterns of architectural elements in Block Zhao 38 are as follows:based on channel sand and inter-channel mud development,braided,braid-banded and banded patterns are divided;based on the channel sands in the vertical and lateral continuous features,Laby-rinth and jigsaw-puzzle structures are divided.Development of sand bodies in Block Zhao 38 is affected by climate conditions and datum horizon cycles and the development of effective sand bodies is controlled by architectural structure.

reservoirarchitecturalmodel;fluvialfacies;sandbodiesdistribution;effectivesandbodies;BlockZhao38;OrdosBasin

國家科技重大專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”（2008ZX05032-001）

TE319

：A

1055-8907（2012）01-0055-06

2011-05-03；改回日期：2011-11-23。

蘇亞拉圖，男，蒙古族，1987年生，在讀碩士研究生，主要從事油氣田開發(fā)地質(zhì)與開發(fā)技術(shù)研究。E-mail：461805692@qq. com。

蘇亞拉圖，陳程，陳余平.鄂爾多斯盆地召38區(qū)塊儲(chǔ)層建構(gòu)模式及其控制作用［J］.斷塊油氣田，2012，19（1）：55-60. Su yalatu，Chen Cheng，Chen Yuping.Reservoir architectural model and its control role in Block Zhao 38 of Ordos Basin［J］.Fault-Block Oil& Gas Field，2012，19（1）：55-60.