何 鎏 薛云龍 韓少飛 劉海鋒 喬 博

1. 中國石油長慶油田公司勘探開發(fā)研究院 2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程試驗室 3.中國石油長慶油田分公司

1 工區(qū)概況

靖邊氣田位于鄂爾多斯盆地中東部，構(gòu)造隸屬于盆地伊陜斜坡中部（圖1），構(gòu)造相對平緩，傾角小于1°。依據(jù)中二疊統(tǒng)石盒子組沉積特征和巖性組合的不同，自下而上劃分為盒8—盒1段共8個巖性段。其中，盒8段為該區(qū)主力開發(fā)層系，地層厚度介于50～70 m。根據(jù)沉積旋回及等時對比，進(jìn)個小層[1]。儲層巖性以中—粗粒巖屑石英砂巖為主，孔隙類型以巖屑溶孔為主，約占總面孔率的52%。儲層孔隙度平均值為8.3%，滲透率0.81 mD。氣藏分布主要受巖性控制，受構(gòu)造影響不明顯。

圖1 鄂爾多斯盆地構(gòu)造及研究區(qū)位置圖

研究區(qū)盒8段氣藏為典型的致密砂巖氣藏，氣層厚度薄、儲層展布縱橫向變化快。沉積微相研究工作開展相對較少，對砂體分布規(guī)律認(rèn)識不足，氣藏開發(fā)風(fēng)險較大。筆者基于多方法物源分析與精細(xì)地層劃分，通過巖心相、測井相分析，劃分盒8段單井沉積微相類型，研究垂向及平面上的沉積微相組合關(guān)系與變化規(guī)律，確定不同時期沉積微相平面展布特征，以期為砂體展布預(yù)測提供依據(jù)。

2 物源分析

研究區(qū)盒8段砂巖中重礦物組分統(tǒng)計顯示：①重礦物類型及含量較為接近，重礦物以鋯石石榴石＋電氣石＋綠簾石組合為主，反映母巖變質(zhì)巖特征；②碎屑石英顆粒的陰極發(fā)光以藍(lán)光為主（圖2），表明其來源于變質(zhì)巖系，即屬于自北部陰山變質(zhì)巖[2]。因此推測沉積物來自北部陰山古陸中段變質(zhì)巖系。

3 沉積微相特征

3.1 巖心相標(biāo)志

3.1.1 顏色

研究區(qū)盒8段泥巖顏色多見雜色、 灰綠色、褐色、灰色和棕色；砂巖以淺灰色、淺灰白色等弱氧化環(huán)境色調(diào)為主，反映其沉積環(huán)境水位變化頻繁，水體常在氧化環(huán)境與還原環(huán)境之間變化，沉積物經(jīng)常暴露。

圖2 靖邊氣田中區(qū)盒8段石英陰極發(fā)光展示圖

3.1.2 沉積構(gòu)造

砂巖中高流態(tài)牽引流沉積的板狀交錯層理、楔狀交錯層理以及平行層理廣泛發(fā)育，砂體底部可見底沖刷構(gòu)造，其上常見大量再沉積泥礫，主要見于較強水動力的（辮狀）分流河道和水下分流河道等沉積環(huán)境中[3]。

3.1.3 粒度分布特征

根據(jù)砂巖粒度圖像分析結(jié)果（圖3），砂巖粒度以中砂巖為主，其次是粗砂巖，少量含礫粗砂巖和細(xì)礫巖。粒度標(biāo)準(zhǔn)偏差介于0.52～3.05，平均為1.22，總體上砂巖分選較差；砂巖的粒度偏度介于0.17～0.76，平均為0.43，為正偏態(tài)—很正偏態(tài)，顯示出河流或三角洲沉積成因砂體的特征。

圖3 砂巖的粒級分布圖

研究區(qū)盒8段以砂質(zhì)沉積為主，砂巖粒度概率圖（圖4）主要表現(xiàn)2段式，斜率大，且砂巖顆粒磨圓度以次棱角—棱角狀為主，表明沉積環(huán)境水動力較強，整體反映距離物源區(qū)較近和以河道牽引流機(jī)制為主的沉積特點。

圖4 典型粒度累積曲線圖（T56井，盒8段，3 047.5 m）

3.2 測井相

研究區(qū)測井相主要以心灘沉積和分流河道沉積為主，前者自然伽馬曲線呈箱狀或微齒化箱狀[3]，后者多呈鐘狀（圖5-a、5-b）[4]。其次為河道間沉積類型，自然伽馬曲線為低幅線狀或齒化線狀（圖5-c）。偶見低中幅指狀自然伽馬曲線，低密度，高聲波時差特征的河漫沼澤相沉積（圖5-d），還有少許在低幅背景下表現(xiàn)為中高幅指狀自然伽馬曲線，呈正韻律特征測井響應(yīng)，代表廢棄河道沉積（圖5-e）。

3.3 沉積微相劃分

綜合沉積物顏色、沉積構(gòu)造、粒度分析及野外地質(zhì)剖面特征[5-6]，認(rèn)為盒8期沉積相為淺水強水動力條件下的辮狀河三角洲平原沉積，結(jié)合測井響應(yīng)特征，細(xì)分出5類不同沉積微相。

3.3.1 分流河道

分流河道砂體是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[3]。砂巖的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度都較低，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)育板狀交錯層理和槽狀交錯層理等。砂巖底面具有明顯的底沖刷構(gòu)造。自然伽馬曲線以鐘形為主，其次為箱形和鐘形—箱形疊加（圖5-b）。

3.3.2 心灘

心灘是辮狀河區(qū)別于其他河流相的典型標(biāo)志，也稱河道砂壩。巖性較粗，以礫巖、含礫粗砂巖及中—粗砂巖組成，可見黑色薄層落淤層。發(fā)育板狀交錯層理和平行層理。自然伽馬曲線以箱形、齒化箱形、箱形疊加為主（圖5-a）。

3.3.3 河道間微相

分流河道間與湖相通的相對低凹地區(qū)，水動力較弱，環(huán)境較為閉塞。河道間沉積相對典型，巖性為灰綠色、灰色泥巖、含碳屑泥巖為主，偶見褐紅色泥巖，沉積構(gòu)造少見。自然伽馬曲線明顯偏低，靠近基線，起伏平緩，呈線狀（圖5-c）。

3.3.4 河漫沼澤微相

河漫沼澤是一個周期性被水淹沒的低洼地區(qū)，以灰黑色、深灰色泥巖、碳質(zhì)泥巖為主，有時可形成薄煤層（煤線）。見豐富的植物莖干及碎片化石及垂直蟲孔構(gòu)造。自然伽馬曲線表現(xiàn)為靠近基線的不規(guī)則齒狀起伏，而對應(yīng)電阻率、密度曲線亦有降低，聲波時差、補償中子均有升高（圖5-d）。

3.3.5 廢棄河道微相

辮狀分流河道穩(wěn)定性差，河道經(jīng)常改道，或水動力條件的突然增強，容易形成廢棄河道充填沉積。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。沉積體往往呈下凸上平的透鏡狀，巖層向兩端收斂變薄、尖滅。充填沉積物從下向上粒度明顯變細(xì)，具有正韻律的剖面結(jié)構(gòu)。平行層理和交錯層理一般發(fā)育在剖面的中下部，剖面上部可見水平層理和小型的交錯層理，生物碎片可見。測井曲線特征一般為中高幅自然伽馬值，低聲波時差，上、下通常為代表河道間微相沉積的泥巖（圖 5-e）。

辮狀分流河道砂體構(gòu)成研究區(qū)沉積體系的骨架砂體，水動力較強的心灘、河道中部為該區(qū)有利沉積微相，砂體厚度大，砂巖粒度較粗，儲集性能好[7]。

4 沉積相展布特征及沉積模式

4.1 縱向展布特征

連井剖面沉積相研究是在單井剖面沉積相研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，同時也是進(jìn)行沉積相平面展布規(guī)律研究的基礎(chǔ)。筆者以單井剖面沉積相研究為依據(jù)，綜合利用測井和錄井資料，全面考慮剖面井位的代表性和剖面對于研究區(qū)的控制作用，選擇具有代表性的南北和東西向2條連井剖面，探討了各沉積微相在垂相和橫向上的變化規(guī)律[5-6]。

4.1.1 S70井—J31-27井沉積相剖面

該剖面垂直于物源方向，由剖面可以看出，盒8期發(fā)育辮狀河三角洲平原亞相，微相類型有心灘、分流河道、廢棄河道和河道間。其中盒8下期辮狀河分流河道普遍發(fā)育，多期河道疊置，橫向連續(xù)性好，局部發(fā)育心灘；期主要發(fā)育河道間沉積，僅東部局部發(fā)育分流河道，橫向連續(xù)性差；期辮狀河分流河道主要發(fā)育在研究區(qū)中西部（圖 6）。

4.1.2 J34-1—Z96井沉積相剖面

4.2 平面展布特征

以單井相和連井剖面相分析為基礎(chǔ)，考慮物源方向，編制砂/地等值線圖反映沉積物分散樣式，結(jié)合碳質(zhì)泥巖（煤線）分布情況，選取地層優(yōu)勢沉積微相作為編圖要素，編制各個時期沉積微相平面圖。

圖6 S70—J31-27井沉積微相剖面圖（東西向）

圖7 J34-1—Z96井沉積微相剖面圖（南北向）

圖 8 期沉積微相平面展布圖

圖 9 盒 8下1期沉積微相平面展布圖

圖 10 盒8上2期沉積微相平面展布圖

圖11 盒 8上1期沉積微相平面展布圖

4.3 沉積模式

研究區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲平原沉積，辮狀河三角洲平原沉積隨著構(gòu)造幕式隆升引起的沉積物供給變化發(fā)生不同程度的幕式變化，總體上從盒8段沉積早期到盒8段沉積晚期，三角洲平原分流河道辮狀化程度由強減弱，早期為強辮狀化河道為主到晚期為弱辮狀化河道為主，有向曲流河演化趨勢。據(jù)此建立了研究區(qū)兩種沉積砂體展布模式（圖12、圖 13），即期—期“寬廣式大面積連片分布分流河道與心灘砂體”與期“局限式網(wǎng)狀狹窄河道砂體”2種砂體分布模式[11-12]。

5 結(jié)論

1）采用重礦物組分、陰極發(fā)光、鋯石定年等手段對研究區(qū)物源進(jìn)行分析，認(rèn)為沉積區(qū)為同一物源，沉積物來自北部陰山古陸中段變質(zhì)巖系；

圖12 期—期沉積模式圖

圖13 期沉積模式圖

2）綜合沉積物顏色、沉積構(gòu)造、粒度分析及剖面特征，明確研究區(qū)盒8段沉積環(huán)境為辮狀河三角洲平原，結(jié)合測井響應(yīng)特征，進(jìn)一步細(xì)分出分流河道、心灘、廢棄河道、河道間、沼澤五種沉積微相，有利的沉積微相為心灘和分流河道。