費(fèi)世祥 馮強(qiáng)漢 安志偉 王亞玲 薛云龍

(1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院 2.低滲透油氣田勘探開(kāi)發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室·中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司3.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司第一采氣廠)

蘇里格氣田中區(qū)下石盒子組盒8段氣藏是長(zhǎng)慶油田近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的大型砂巖氣藏，然而開(kāi)發(fā)效果并不理想。其沉積相及砂體分布復(fù)雜，開(kāi)發(fā)難度大，特別是沉積相類(lèi)型及特征一直存在著爭(zhēng)議：有的認(rèn)為盒8段屬于三角洲沉積體系[1-2]；有的認(rèn)為盒8段屬于辮狀河三角洲沉積體系[3-5]；有的則認(rèn)為整個(gè)盒8段都屬于辮狀河沉積體系[6-7]?；诔练e相在氣藏地質(zhì)特征中的重要意義，本文依據(jù)鉆測(cè)井及巖心分析資料，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造和沉積演化特征，對(duì)研究區(qū)盒8段沉積環(huán)境進(jìn)行了深入研究，認(rèn)為盒8下段以辮狀河沉積為主，盒8上段以曲流河沉積為主。在對(duì)沉積相詳細(xì)特征分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合砂體等厚圖和沉積相圖，對(duì)加密區(qū)沉積微相及其平面展布特征進(jìn)行了深入的研究，并探討了沉積相對(duì)儲(chǔ)層的控制作用，為下一步開(kāi)發(fā)和井網(wǎng)管理奠定了基礎(chǔ)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

蘇里格氣田位于長(zhǎng)慶靖邊氣田西北側(cè)蘇里格廟地區(qū)(圖1)，構(gòu)造隸屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西北緣，地理范圍為東起桃利廟，西達(dá)天環(huán)坳陷，北起抗棉旗，南至安邊，東西寬約100 km，南北長(zhǎng)約196 km，總面積約2×104km2。區(qū)內(nèi)發(fā)育多個(gè)北東向的鼻狀構(gòu)造，寬度為5～8 km，長(zhǎng)度為10～35 km，起伏幅度為10～25 m。目的層段盒8段砂體厚度約50～70 m。根據(jù)沉積旋回特征，進(jìn)一步分為2個(gè)小層，即盒8上亞段和盒8下亞段，氣藏分布受構(gòu)造影響不明顯，主要受砂巖的橫向展布和儲(chǔ)集物性變化所控制[8]。

圖1 蘇里格氣田構(gòu)造位置圖

2 沉積相類(lèi)型及特征

通過(guò)對(duì)研究區(qū)目的層段砂巖礦物成分、結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造、古生物化石以及電測(cè)曲線特征進(jìn)行分析，認(rèn)為研究區(qū)沉積相類(lèi)型主要以河流相為主，其中盒8下段為辮狀河沉積，盒8上段為曲流河沉積，特征如下：

2.1 盒8下段辮狀河發(fā)育特征

巖心觀察盒8下段沉積物粒級(jí)較粗，砂巖、礫巖含量較高；巖性以巖屑砂巖、巖屑質(zhì)石英砂巖為主，成熟度較低，顆粒分選中等，以次圓—次棱角狀為主，結(jié)構(gòu)成熟度中等。大型槽狀交錯(cuò)層理、平行層理、礫石定向等構(gòu)造發(fā)育，層理紋層一般較粗，反映出較強(qiáng)的水動(dòng)力條件(圖2)。二元結(jié)構(gòu)發(fā)育，底部粗粒沉積發(fā)育良好。在河道沉積底部的沖刷面之上，發(fā)育具有大型槽狀交錯(cuò)層理的含礫粗砂巖或粗砂巖，常常有河道滯留沉積；在河道上部發(fā)育大型板狀交錯(cuò)層理的河道砂壩沉積，正旋回序列，且頂部的細(xì)粒沉積厚度小甚至不發(fā)育。

圖2蘇里格氣田中部盒8段辮狀河沉積構(gòu)造類(lèi)型

2.2 盒8上段曲流河發(fā)育特征

沉積物粒級(jí)較辮狀河沉積細(xì)，巖性以巖屑砂巖和巖屑質(zhì)石英砂巖為主，顆粒分選、磨圓中等，粒度概率曲線中有明顯的跳躍和懸浮總體。層理發(fā)育且類(lèi)型豐富，可見(jiàn)水流波痕成因的大、中型槽狀和板狀交錯(cuò)層理，間或出現(xiàn)平行層理。堤岸亞相可見(jiàn)小型波狀、槽狀交錯(cuò)層理，在河漫亞相中可見(jiàn)水平層理(圖3)。

垂向上二元結(jié)構(gòu)特征比較明顯，最底部為具有沖刷面的河床滯留沉積，下部為邊灘沉積，上部為堤岸和河漫沉積。河床底部滯留沉積以礫石和中粗砂巖為主，礫石成分復(fù)雜，呈透鏡狀斷續(xù)定向分布，厚度一般為0.1～0.3 m，常見(jiàn)泥礫，發(fā)育大型底沖刷面和交錯(cuò)層理(塊狀、槽狀)；邊灘沉積主要由礫巖、砂巖、粉砂巖組成，發(fā)育大型槽狀、板狀交錯(cuò)層理，向上粒度變細(xì)，交錯(cuò)層理規(guī)模變小，至頂部甚至出現(xiàn)平行層理，具有典型的正韻律結(jié)構(gòu)；上部泥巖中可見(jiàn)植物和生物擾動(dòng)構(gòu)造[9]。

圖3蘇里格氣田中區(qū)曲流河常見(jiàn)的層理構(gòu)造

3 沉積相展布特征

3.1 沉積相剖面展布特征

以河流相沉積模式為指導(dǎo)，應(yīng)用單井相劃分成果，進(jìn)行沉積微相的剖面組合研究。在剖面上對(duì)比時(shí)，遵循剖面相與平面相一致，河道切割和疊置模式符合河流相切割模式的原則。筆者選擇了蘇6區(qū)和蘇14區(qū)多口井的連井剖面，對(duì)剖面上的井進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比，探討了各沉積微相及砂體厚度在垂向上的變化規(guī)律。

(1)蘇38-16-2井—蘇38-16-5井沉積相剖面

該剖面垂直于物源方向，盒8下段辮狀河特征明顯，垂向上河道發(fā)育繼承性明顯，多期河道疊置，由剖面可以看出，河道具有東部、西部都發(fā)育的特征，且東部較西部更發(fā)育；橫向上河道砂體連片發(fā)育，表現(xiàn)為砂包泥的特征，砂體呈多層疊置式；盒8上段河流規(guī)模明顯減小，砂體厚度變薄，邊灘發(fā)育，表現(xiàn)為泥包砂的特征，砂體呈孤立式(圖4)。

圖4蘇6加密區(qū)蘇38-16-2井—蘇38-16-5井沉積微相剖面圖(東西向)

(2)蘇14-17-34井—蘇14-20-34井沉積相剖面

該剖面平行于物源方向，河流發(fā)育程度相對(duì)較低，南部較北部發(fā)育程度好。盒8下段以辮狀河分流河道為主，橫向上砂體連片發(fā)育，砂體呈多期側(cè)向加積式；盒8上段以曲流河沉積為主，河道規(guī)模較小，橫向上砂體呈孤立透鏡狀分布，連續(xù)性較差(圖5)。

圖5蘇14加密區(qū)蘇14-17-34井—蘇14-20-34井沉積微相剖面圖(南北向)

3.2 沉積相平面展布特征

以單井相和連井剖面相分析為基礎(chǔ)，結(jié)合砂體厚度平面分布圖，編制了蘇6區(qū)和蘇14區(qū)沉積微相平面展布圖，分析了各沉積時(shí)期沉積相帶的平面展布情況。 (1)蘇6區(qū)加密區(qū)沉積相平面分布特征

盒8下段：由早至晚可細(xì)分為h8x2-2、h8x2-1、h8x1-2、h8x1-1四個(gè)時(shí)期。h8x2-1和h8x2-2時(shí)期辮狀河河道發(fā)育，相比h8x2-1時(shí)期的心灘，h8x2-2時(shí)期的發(fā)育規(guī)模更大，以不規(guī)則狀出現(xiàn)，沿物源方向呈長(zhǎng)條狀發(fā)育。這兩個(gè)時(shí)期心灘發(fā)育程度均較高，平面上呈土豆?fàn)睿螒B(tài)大小不一(圖6)。

盒8上段：由早至晚分為h8s2-2、h8s2-1、h8s1-2、h8s1-1四個(gè)時(shí)期。h8s2-1和h8s2-2時(shí)期，為辮狀河向曲流河沉積的過(guò)渡時(shí)期。h8s2-1較早期h8s2-2時(shí)期沉積河道分布范圍更廣，心灘發(fā)育程度更高，氣候由濕潤(rùn)向干旱轉(zhuǎn)變(圖6)。h8s1-1和h8s1-2時(shí)期，發(fā)育兩條由北向南的曲流河，河道規(guī)模較小，邊灘發(fā)育，氣候由潮濕向干旱轉(zhuǎn)變。

(2)蘇14區(qū)加密區(qū)沉積相平面分布特征

盒8下段：辮狀河河道發(fā)育，心灘呈不規(guī)則土豆?fàn)畎l(fā)育。h8x1-1時(shí)期的河道間沉積較早期h8x1-2時(shí)期的發(fā)育廣，早期(h8x1-2和h8x2-2)較晚期(h8x1-1和h8x2-1時(shí)期)發(fā)育更好的辮狀河沉積(圖7)。

盒8上段：h8s1-1發(fā)育一條由北向南的曲流河，河道發(fā)育規(guī)模??；h8s1-2時(shí)期的河流以東部河流更為發(fā)育， h8s2-1和h8s2-2時(shí)期，為辮狀河向曲流河過(guò)渡沉積時(shí)期，且以辮狀河沉積為主，h8s2-2較h8s2-1時(shí)期沉積河道分布范圍更廣，心灘發(fā)育程度更高，h8s2-1時(shí)期的河流兼顧曲流河和辮狀河特征(圖7)。

通過(guò)對(duì)中區(qū)蘇6區(qū)和蘇14區(qū)加密區(qū)的沉積微相研究，結(jié)合單井相及全區(qū)連井剖面對(duì)比分析可以看出，盒8上段曲流河沉積以邊灘沉積為有利的砂體發(fā)育部位，邊灘位于河道凹岸，砂體厚度較大，但由于隔夾層的發(fā)育使其連通性變差；而盒8下段辮狀河中以心灘發(fā)育為有利砂體，但是在心灘內(nèi)部由于下部心灘發(fā)育主要為含礫粗砂巖，較上部的細(xì)砂巖粒度更粗，故下部心灘發(fā)育區(qū)為有效砂體集中發(fā)育區(qū)。

4 沉積相對(duì)儲(chǔ)層的控制作用

研究表明，并非所有的砂體都可形成有效儲(chǔ)層，僅粗巖相才可以形成有效儲(chǔ)層。本文對(duì)蘇里格氣田中區(qū)粗巖相的分布模式進(jìn)行了研究，將粗巖相劃分為4種類(lèi)型(圖8)：

(1) 單心灘型：粗巖相占單河道砂體的主體；

圖6 蘇6加密區(qū)盒8段沉積微相平面圖

(2) 心灘疊置型：粗巖相占據(jù)復(fù)合河道砂主體，呈連續(xù)堆積或與中粗砂巖呈不等厚互層狀；

(3) 河道底部型：粗巖相位于單河道砂體下部呈薄層狀，厚度一般小于2 m；

(4) 河道底部疊置型：復(fù)合河道砂體中間相互出現(xiàn)粗巖相，位置不固定，粗巖相的厚度一般占整個(gè)復(fù)合砂體厚度的1/3～1/5，單層厚度約為2～4 m。

在巖心觀察和測(cè)井解釋的基礎(chǔ)上，對(duì)蘇里格氣田的沉積環(huán)境和沉積微相研究發(fā)現(xiàn)，盒8段儲(chǔ)層整體以河流相沉積為主，上部向較干旱的氣候轉(zhuǎn)化，以曲流河沉積為主；下段向較濕潤(rùn)的氣候轉(zhuǎn)化，水動(dòng)力增強(qiáng)，同時(shí)河道擺動(dòng)性也增強(qiáng)，以發(fā)育辮狀河沉積為主。根據(jù)水動(dòng)力的強(qiáng)弱、沉積物粒度特征及砂體內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異，將辮狀河分為高能辮狀河和低能辮狀河兩種類(lèi)型。高能辮狀河道中的心灘是粗巖相帶沉積的最主要位置，孔隙度一般大于10%，滲透率一般大于1.0 mD。低能辮狀河道下部或局部強(qiáng)水流期也可沉積部分粗巖相單元，孔隙度一般在6%～10%，滲透率一般在0.1～1.0 mD。與我國(guó)其他類(lèi)型的低滲儲(chǔ)層不同，蘇里格氣田儲(chǔ)層是在低滲砂巖背景下發(fā)育著相對(duì)高孔高滲的孔隙型的粗巖相儲(chǔ)層，高能辮狀河道的分布控制著蘇里格氣田有效儲(chǔ)層的分布。

圖7蘇14加密區(qū)盒8段沉積微相平面圖

圖8 蘇里格氣田中區(qū)粗巖相分布樣式

5 結(jié)論

(1)蘇里格氣田中區(qū)盒8上段為曲流河沉積，以邊灘沉積為有利的砂體發(fā)育部位。邊灘位于河道凹岸，砂體厚度較大，但由于隔夾層的發(fā)育使其連通性變差；盒8下段為辮狀河沉積，以心灘發(fā)育為有利砂體，但是在心灘內(nèi)部由于下部心灘發(fā)育主要為含礫粗砂巖，較上部的細(xì)砂巖粒度更粗，故下部心灘發(fā)育區(qū)為有效砂體集中發(fā)育區(qū)；河道垂向上河道發(fā)育繼承性明顯。

(2)蘇里格氣田儲(chǔ)層是在低滲背景下發(fā)育的相對(duì)高孔高滲的孔隙型粗巖相儲(chǔ)層，按分布模式可劃分為

四種類(lèi)型：?jiǎn)涡臑┬停臑┋B置型，河道底部型和河道底部疊置型。粗巖相的分布規(guī)律控制著有效儲(chǔ)層的分布，其中單心灘型和心灘疊置型粗巖相最為有利。

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