鄂尔多斯盆地大牛地气田盒3段沉积微相研究

杨忠亮，田景春，张翔

（1．成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都 610059；2．成都理工大学沉积地质研究院，四川 成都 610059）

鄂尔多斯盆地大牛地气田盒3段沉积微相研究

杨忠亮1，2，田景春1，2，张翔1，2

（1．成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都 610059；2．成都理工大学沉积地质研究院，四川 成都 610059）

通过对鄂尔多斯盆地大牛地气田众多钻井岩心的详细观察，进行了岩相划分、沉积构造、剖面结构及测井相分析，进而将研究区下石盒子组盒3段划分为辫状河和曲流河沉积相，并进一步细分出河床滞留、心滩、边滩等微相。根据研究区700余口井各小层砂体厚度的统计结果及井间沉积微相的对比研究，系统编制了大牛地气田盒3段不同时期的沉积微相平面分布图。研究认为：受物源和古地貌控制，不同时期、不同位置的沉积微相存在差异，H3-1小层在西南区为辫状河至曲流河过渡带，具辫状河沉积特征；H3-1大部分、H3-2和H3-3为曲流河沉积。此研究成果为地层圈闭评价及进一步的开发评价提供了重要的地质依据。

沉积微相；盒3段；大牛地气田

大牛地气田位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍旗、乌审旗和陕西省榆林市交界处，构造上位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部东段，面积约2 004.8 km2。该气田是我国“西气东输”的重要供气基地之一。自1998年提出大牛地大型岩性圈闭的地质概念［1-2］，至今基本上认为大牛地气田是一个致密低渗透的大型砂岩岩性气藏，太原组、山1段、山2段、盒1段、盒2段和盒3段均为主要勘探层段。盒3段气藏位于该气田6个叠合气藏的顶部，是研究区最重要的勘探层段，属他生型岩性气藏，其烃源主要来自下部，横向上储层非均质性明显，主要受沉积相带控制［3-6］。因此，详细研究大牛地气田盒3段沉积微相平面展布和垂向演化，对气田的勘探和开发具有重要意义。

众多学者对大牛地气田盒3段沉积相作了深入研究，但存在不同的认识，表现在辫状河沉积、辫状河三角洲—浅湖沉积、湖泊沉积和曲流河沉积［7-15］。针对上述沉积相认识的差异及大牛地气田的开发应用需要，进行了精细刻画砂体的平面展布。文中以研究区700余口勘探及开发井为研究对象，在单井及井间沉积微相研究的基础上，通过砂体统计及优势相研究，系统编制了盒3段不同小层H3-1，H3-2，H3-3的沉积微相分布图，研究了沉积微相的平面展布及垂向演化特征。

1 沉积微相类型及特征

大牛地气田下石盒子组盒3段岩石以灰白色、灰色为主，也可见灰绿色、红褐色和紫红色，反映了盒3段在地质历史时期处于弱还原至氧化的沉积环境。储集砂体岩性以中—粗粒岩屑砂岩为主，少量细砾岩，个别井区中夹有中—粗粒富岩屑石英砂岩，以及含长石的中—粗粒长石岩屑砂岩及岩屑长石砂岩，说明砂岩的成分和结构成熟度较低，反映了盒3段离物源区比较近。根据岩心观察，盒3段主要发育有冲刷面、板状交错层理、平行层理、楔形层理等流动成因沉积构造。根据上述认识，盒3段为河流相沉积。

根据沉积构造、岩性组合、电性特征、砂岩厚度等资料，再结合垂向沉积层序和沉积相共生组合分析认为：盒3段具有典型的“二元结构”，属曲流河相，主要包括河道亚相和堤泛亚相，进一步可分河床滞留、边滩、天然堤、决口扇、泛滥平原等沉积微相；H3-1期研究区西南部为辫状河至曲流河的过渡，具辫状河相特征，主要包括河道亚相和河漫滩亚相，河道亚相包括河床滞留和心滩，河漫滩亚相发育不明显，常被上覆河道亚相沉积所侵蚀。

1.1 曲流河

1.1.1 河道

1.1.1.1 河床滞留

河床滞留主要由细砾岩、含砾粗砂岩组成，砾石成分主要为石英岩砾、砂岩砾、泥岩砾，砾石定向排列，底部为高幅冲刷面。河床滞留沉积往往和边滩沉积共生，并在边滩沉积下部，测井曲线为箱形或钟形的底部，如大50井H3-2小层底部2 554～2 555 m井段，由含砾粗砂岩组成。

1.1.1.2 边滩

边滩是曲流河侧向迁移作用的产物，位于曲流河的凸岸，由成分和结构成熟度较低的中—粗粒岩屑砂岩组成。砂岩中常发育大型板状交错层理、楔状层理、槽状层理、平行层理等，由于机械分异作用，下部沉积物较粗，向上逐渐变细。粒度分布特征在概率累积曲线上主要由跳跃总体和悬浮总体组成。测井曲线呈高幅箱形、钟形。

1.1.2 堤泛

1.1.2.1 天然堤

天然堤是指在高洪水期河水漫越河岸，湍流河水水位降低时，河水携带来的大量悬浮物很快以片流方式沉积下来形成的，由河道向外侧倾斜的长带形的脊形沉积物区。剖面上呈楔状，远离河床方向厚度变薄，粒度变细，过渡为河漫滩沉积，主要为薄层粉砂质细砂岩和泥质粉砂岩、泥岩互层，常见水平层理、沙纹层理等。在自然电位曲线上呈指形或齿化钟形，微电极曲线幅度差较小，砂体厚度0.5～4.0 m。

1.1.2.2 决口扇

决口扇是在高水位的洪水期，过量洪水冲决天然堤后，在靠平原一侧的斜坡区形成的小规模扇状堆积物。主要由薄层细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩组成，发育小型单向流水沙纹层理，剖面结构具有逆粒序特征。自然电位曲线表现为齿化漏斗形，幅度差小。

1.1.2.3 泛滥平原

泛滥平原沉积平面上广泛分布于河道两侧，垂向剖面上与天然堤、决口扇和河道沉积密切共生，岩性主要为紫红色、灰绿色和杂色粉砂质泥岩、泥岩，具水平和沙纹层理。自然电位曲线、微电极曲线均无幅度。

1.2 辫状河

1.2.1 河道

河道是河流经常充水的部位，包括接受粗屑物质沉积的河床空间，位于河床内主水流线内，水动力能量强。其沉积主要包括河床滞留沉积和心滩（或称为纵向沙坝）沉积。其中河床滞留沉积为一套细砾—含砾粗砂岩，底面具明显的冲刷面。向上为河道心滩沉积的含砾粗砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩，槽状交错层理极为发育，并见板状交错层理、平行层理等，总体显示向上变细的特征，自然伽马曲线呈带锯齿的箱状、且反复叠加。砂岩粒度分布曲线呈正态分布，多为双峰或多峰不对称曲线，微偏粗歪度，峰值较低，分选差—中等。粒度概率累积曲线显示，跳跃总体发育，冲刷间断和冲刷-回流分界点较多，表明水动力较强，河道受到多次冲刷，沉积物以悬浮+滚动搬运为主。

研究区西南区H3-1期为辫状河至曲流河的过渡时期，辫状河道的特征明显。

1.2.2 河漫滩

由于辫状河中河床不固定，所以河漫滩亚相在辫状河沉积体系中极不发育。河漫滩厚度薄，主要为一套灰褐色砂质泥岩夹粉砂岩，见水平层理。河漫滩沉积常被上覆河道亚相沉积所侵蚀。

总之，在流河相中，河床滞留和边滩或者心滩通常共生，河床滞留处在下部，剖面结构具有向上变细的正粒序特征。经研究，本区的河床滞留和边滩或者心滩的叠置砂体为良好的储集体。

2 微相横向及垂向对比

通过单井沉积微相识别、划分与东西向、南北向沉积微相对比研究，建立了研究区2组沉积格架。

H3-1小层砂体规模和厚度都较大，H3-2与H3-3小层相对要小得多，反映了在H3-1期河道较为发育。垂向上，受沉积相控制，叠置砂体的连通性较好，非叠置砂体受泛滥平原泥岩沉积的分隔，砂体连通性差；横向上，受沉积相控制，主河道砂体连通性好，分支河道受泛滥平原泥岩沉积分隔，分支河道间的连通性较差（见图1）。

图1 盒3段沉积微相对比

3 沉积微相分布及垂向演化特征

3.1 H3-1期沉积相平面展布

H3-1期为辫状河向曲流河发育的一个过渡期，沉积相带的展布格局基本延续了前期沉积特征（见图2）。平面上，辫状河只在研究区西南部发育。

图2 H3-1期沉积微相平面展布

与前期相比，河道发育的规模更大，河道向东侧单摆式迁移，越向南迁移距离越大。主河道在鄂5井处分为东、西2支河道，东支河道在D9井处进一步分为2支河道，在研究区内河道呈树杈状展布。

穿越D9井—D20井—D26井的一支河道规模最小；其次为D9井—D18井—D64井的一支，砂体稍厚；另外在D40井—Dk9井—D4井的一支发育较复杂，多处发育小型决口扇和边滩。除了研究区东北角发育一个决口扇（其河道在研究区外），其他地方都为较大面积连片发育的泛滥平原沉积区，因此，对河道砂体的连片叠置发育非常不利。

3.2 H3-2期沉积相平面展布

受湖水水位上升、湖侵扩大、陆源物质供给量有所减少和地形变平缓等多种因素影响，H3-2的相带展布格局相对前期有一些变化，与前期相比，河道砂体明显发育要差，2支分支河道分别从北部的D32井和D28井进入研究区，在D34井处短暂汇合后，随之在鄂8井分流，最后又在研究区南部汇合，河道以边滩沉积为主，但规模不大。河道在D75井—D32井—D90井、D36井—D43井、D35井、D18井、D31井等广泛发育决口扇沉积，且规模较大；河道周边其他地方都为较大面积连片发育的泛滥平原沉积区。因此，上述各带状展布的河道砂体无论侧向上，还是纵向上，都有很强的分隔作用，各砂体之间的连通性很差（见图3）。

图3 H3-2期沉积微相平面展布

3.3 H3-3期沉积相平面展布

H3-3时期为下石盒子组最后一期沉积，基本延续了前期的岩相古地理面貌和基本特征（见图4）。

图4 H3-3期沉积微相平面展布

与前期相比，河道砂体规模明显要小，2支分支河道向西侧迁移，分别从北部的D75井和D45井进入研究区，在D34井—D76井、Dk1井—D11井—Dk21井、D61井—D49井几处短暂汇合后，随之分流。河道以边滩沉积为主，但规模不大。区域上，被多级次汇合-分离形成的网状水系分隔的地方，广泛发育泛滥平原和决口扇沉积，河道砂体呈非常孤立的带状产出，连通性差（见图4）。

因此，根据沉积相平面图及对比图（图1—图4），研究区盒3段在H3-1期时河道最为发育，说明H3-1段砂体最为发育，连通性最好，也就是说H3-1段为最有利的储集段。

4 结论

1）充分利用大牛地气田700余口井资料，结合研究区盒3段的岩心资料，通过各类沉积相识别标志研究，将其划分为辫状河和曲流河，其中河床滞留、边滩和心滩砂体为主要储集砂体。

2）盒3段不同时期、不同区域沉积微相的平面展布存在差异：H3-1小层在西南区为辫状河至曲流河过渡带，可划分出河道及河漫滩亚相；H3-1小层大部分区域、H3-2小层和H3-3小层为曲流河沉积，可划分出河道及堤泛亚相。

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（编辑杨会朋）

Sedimentary microfacies of He 3 member in Daniudi Gas Field of Ordos Basin

Yang Zhongliang1，2,Tian Jingchun1，2,Zhang Xiang1，2
(1.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China; 2.Institute of Sedimentary Geology,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China)

This paper conducts the analysis of sedimentary structure,section structure and log facies and lithofacies classification after a detailed observation and description of rock cores in Daniudi Gas Field of Ordos Basin.He 3 member of Shihezi Formation in the study area can be divided into the sedimentary facies of braided river and meandering river,and further can be subdivided into channel lag,channel bar and point bar microfacies.With the statistic data of sandbody thickness of every layer collected from over 700 wells and the comparison of sedimentary microfacies of these wells,this paper makes the plane distribution chart of sedimentary microfacies of He 3 member in Daniudi Gas Field at different geologic periods.It is believed that there are the differences for sedimentary microfacies at different geologic periods and in different areas because of the effect of provenance and paleogeomorphology.H3-1 is a transitional area from braided river to meandering river,with the characteristics of braided river sediment.The majority of H3-1,H3-2 and H3-3 are meandering river deposition.The results can provide the important geological references for stratigraphic trap evaluation and further development evaluation.

sedimentary microfacies;He 3 member;Daniudi Gas Field

国家科技重大专项“大牛地致密低渗气田岩相古地理演化与岩相工业制图”（2008ZX05045-001）

TE121.3

：A

1005-8907（2012）02-0149-05

2011-09-01；改回日期：2012-01-11。

杨忠亮，男，1985年生，硕士研究生，主要从事石油地质综合研究工作。E-mail：409316529@qq.com。

杨忠亮，田景春，张翔.鄂尔多斯盆地大牛地气田盒3段沉积微相研究［J］.断块油气田，2012，19（2）：149-153. Yang Zhongliang，Tian Jingchun，Zhang Xiang.Sedimentary microfacies of He 3 member in Daniudi Gas Field of Ordos Basin［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2012，19（2）：149-153.