盧志遠(yuǎn)，馬世忠，何 宇，李 杭，何 偉，李智陽

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復(fù)合砂體內(nèi)部單河道劃分及沉積演化——以蘇東27–36密井網(wǎng)區(qū)為例

盧志遠(yuǎn)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(xué)地球科學(xué)學(xué)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(wǎng)資料，運用切疊河道砂體垂向可分性識別方法、復(fù)合河道平面組合方法，對蘇東27-36密井網(wǎng)區(qū)盒8上亞段復(fù)合河道砂體進(jìn)行精細(xì)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(chǔ)上，總結(jié)了研究區(qū)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(jìn)過程，河流類型由辮狀河轉(zhuǎn)化為曲流河，砂體較發(fā)育。

蘇里格東區(qū)；盒8上段；復(fù)合河道；微相類型；沉積演化

前人對蘇里格地區(qū)沉積模式、沉積微相、儲層特征等方面進(jìn)行了不同程度的研究[1–5]，但是隨著勘探開發(fā)的深入進(jìn)展，砂體成因多樣，疊加樣式復(fù)雜等地質(zhì)問題逐漸暴露出來，為了充分認(rèn)識該區(qū)地下單砂體規(guī)模、展布特征，需對厚層、大面積連片的復(fù)合河道進(jìn)行精細(xì)的識別與劃分，從單河道入手，逐步解剖復(fù)合河道砂體內(nèi)部的非均質(zhì)性特征。本文以蘇東27–36密井網(wǎng)區(qū)為研究對象，結(jié)合巖心、測井等資料，對研究區(qū)復(fù)合河道進(jìn)行詳細(xì)的識別，總結(jié)沉積微相類型，分析沉積演化特征。

1 區(qū)域地質(zhì)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(jīng)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(nèi)陸湖盆和新生代周邊斷陷五大沉積演化階段。蘇里格地區(qū)位于鄂爾多斯盆地北部，是我國重要的天然氣聚集區(qū)之一（圖1）。蘇里格氣田東區(qū)位于伊陜斜坡中北部，南接靖邊氣田，東鄰榆林氣田，區(qū)內(nèi)構(gòu)造比較平緩，高差約20 m，斷層不發(fā)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(fù)合河道解剖

圖1 研究區(qū)地理及構(gòu)造位置

河流類型不同導(dǎo)致成因砂體發(fā)育程度存在差異，根據(jù)河道分岔參數(shù)及彎曲度，河流體系可分為平直河、曲流河、辮狀河、網(wǎng)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(cè)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(fù)雜[8]。研究區(qū)二疊系盒8上亞段主要發(fā)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(fù)雜，受控于單期河流沉積內(nèi)的有利能量單元。

2.1 復(fù)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(jié)構(gòu)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(fù)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(qū)盒8上亞段2個小層4個沉積時間單元共139口井資料進(jìn)行分析，將研究區(qū)復(fù)合砂體垂向上可分性總結(jié)為三類：明顯可分型（無切疊）、基本可分型（切疊中等）、勉強(qiáng)可分型（切疊較嚴(yán)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(fā)育泥巖、砂質(zhì)泥巖等極細(xì)粒沉積物。河道之間的測井曲線回返非常明顯（圖2）。

圖2 復(fù)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(qū)分的主要依據(jù)。

圖3 復(fù)合河道基本可分型

勉強(qiáng)可分型：主要指嚴(yán)重切疊型河道砂體，（圖4）。此類型砂體較以上討論的復(fù)合砂體切疊更加嚴(yán)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(qū)分，但依然可見曲線回返；在小層細(xì)分的過程中，很容易當(dāng)成一個沉積能量單元，使得沉積時間單元劃分變得復(fù)雜。

2.2 復(fù)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(tài)都存在著明顯差異，對于復(fù)合河道砂體而言，在平面上準(zhǔn)確劃分單河道砂體，需要結(jié)合豐富的井網(wǎng)資料、測井曲線形態(tài)及其空間組合特征進(jìn)行詳細(xì)識別。結(jié)合前人對于其它油田河流相沉積的研究成果，考慮研究區(qū)沉積環(huán)境和井網(wǎng)距離的特點，通過河間砂體、曲線形態(tài)、砂體規(guī)模變化對研究區(qū)單河道砂體邊界進(jìn)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(nèi)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(xiàn)，這種不連續(xù)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(biāo)志。S3井曲線顯示無河道砂巖，S4井僅有極薄層砂顯示，故認(rèn)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(fù)合河道勉強(qiáng)可分型

圖5 河間砂體劃分河道邊界示意

曲線形態(tài)：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(xiàn)差異，進(jìn)而導(dǎo)致測井曲線的形態(tài)存在差異，如果這種差異可以在較大范圍內(nèi)進(jìn)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(tài)相似，呈反韻律特征，而S6井的測井曲線形態(tài)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(guī)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(guī)模出現(xiàn)“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(jié)果

圖6 曲線形態(tài)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(qū)139口井盒8上亞段四個沉積時間單元進(jìn)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(yán)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(fā)小層或單砂體。沉積微相不同，儲層參數(shù)（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(rèn)識單砂體的基礎(chǔ)上，結(jié)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(xiàn)象（圖8a）。底部明顯具沖刷突變面，向上發(fā)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(fā)育，可見泥礫。垂向上具典型的正韻律，內(nèi)部沖刷相對減弱。反映了坡降小、道深流緩、水動力強(qiáng)且穩(wěn)定、發(fā)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(yīng)，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(xiàn)為細(xì)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(qū)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(tài)為頂?shù)淄花C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(xì)，略呈正韻律。巖性主要以中砂巖、泥質(zhì)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(tài)為底突頂突、極扁鐘形、中幅度。沉積粒度混雜，以粗砂巖、細(xì)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(fā)育。

溢岸砂：發(fā)育在河道兩側(cè)，明顯呈小反韻律、正韻律或均質(zhì)韻律，水體能量相對較弱，環(huán)境比較動蕩（圖8d）。溢岸砂曲線形態(tài)主要是指狀，有時也出現(xiàn)指狀互層。巖性以細(xì)砂巖、含泥細(xì)砂巖為主。

河道間泥：無砂巖，電測曲線上表現(xiàn)為低電阻、高自然伽馬、高密度、低聲波特征；主要發(fā)育于兩期河道間，形成泥質(zhì)或含砂泥質(zhì)沉積夾層，垂向上無韻律，頂?shù)锥酁橥蛔兘佑|。水體能量相對較弱，環(huán)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(jù)特征井曲線，在合理解剖河道以及沉積單元的基礎(chǔ)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(jié)合測井曲線及泥質(zhì)含量在平面上的分布規(guī)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(jié)合進(jìn)行沉積演化分析。結(jié)果表明，構(gòu)造運動是河流層序發(fā)育的主控因素，河流層序中一個完整的基準(zhǔn)面升降旋回往往與構(gòu)造旋回一致。盒8上亞段沉積時期，構(gòu)造相對較平緩[15]，為一個水進(jìn)的過程，河流類型由辮狀河轉(zhuǎn)變?yōu)榍骱?。河流中基?zhǔn)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(fā)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(jìn)積為主，河道砂體垂向疊置較嚴(yán)重；盒8上中期，河流發(fā)育最充分，進(jìn)積作用最強(qiáng)，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(jìn)積作用略有減弱，河道砂體依然是主要沉積。

5 結(jié)論

（1）通過復(fù)合河道垂向可分性研究，總結(jié)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(qū)大面積連片河道砂進(jìn)行了平面劃分。經(jīng)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(jù)測井資料、結(jié)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(xì)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(qū)盒8上亞段以進(jìn)積作用為主，發(fā)育曲流河三角洲平原亞相沉積，河道發(fā)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(yuǎn)，碩士研究生在讀，1992年生，2016年畢業(yè)于西安石油大學(xué)地質(zhì)學(xué)專業(yè)，現(xiàn)從事沉積學(xué)、油氣田開發(fā)地質(zhì)學(xué)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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