东胜气田盒2段沉积相研究及应用

张占杨，王东辉，曹桐生

(中国石化华北分公司勘探开发研究院，河南郑州 450006)

东胜气田盒2段沉积相研究及应用

张占杨，王东辉，曹桐生

(中国石化华北分公司勘探开发研究院，河南郑州 450006)

东胜气田主要目的层盒2段为辫状河沉积，局部多期河道相互叠置、交错，横向砂体变化快；面积大，井控程度较低，依靠一种方法难以准确的分析沉积砂体的分布规律。利用岩心、测井、储层预测等资料，结合地质认识，分析沉积相特征；通过对地震反射强度属性特征分析，进行宏观控制，明确地震相特征及砂体分布，参考现代辫状河沉积模式和已钻井情况，最终确定沉积相的展布特征，并利用研究成果，进行井位部署。

鄂尔多斯盆地；东胜气田；盒2段；辫状河；地震相；测井相；沉积相

1 区域地质背景

东胜气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡、伊盟隆起交界部位，面积572 km2，主要目的层为二叠系下石盒子组、山西组与石炭系太原组。东胜气田所处鄂北地区属于长期继承性古隆起带，一直被认为是鄂北油气运移的有利指向区[1-2]；受区域构造演化影响，形成了早期基底北西高、南东低的古构造形态，中期继承稳定发展，晚期差异抬升导致地层倒转，地层由早中期的北西高、南东低转变为现今北东高、南西低构造格局[3]。东胜气田主体位于构造相对平缓的地带。

晚古生代沉积前，该区一直处于长期隆起状态，属于基岩隆起区，基底主要由太古界至元古界混合化变质岩系组成。至晚石炭世接受沉积以来，上古生界不同层位由南向北超覆于太古-元古界基底之上，先后沉积了石炭系太原组、二叠系山西组、上下石盒子组及石千峰组地层，中生代相继沉积了三叠系、侏罗系及白垩系，缺失新生界沉积[4]。太原组和山西组发育的黑色泥岩、厚煤层是本区主要的烃源岩，山西组、石盒子及石千峰组发育的砂岩和泥岩分别构成了该地区上古生界天然气的主要储集层和盖层。下石盒子及山西组储层是东胜气田评价和未来开发的主要层段。

2 盒2段沉积相类型及特征

在前人研究的基础上[5-7]，通过对东胜气田钻井岩心的详细观察和研究，并依据有关岩性、沉积构造、剖面结构、测井相等沉积相识别标志，确定研究区太原组-下石盒子组沉积物源来自北部和西北地区，上古生界经过了扇三角洲、冲积扇和辫状河等一系列沉积演化，其中太原组主要发育扇三角洲，山西组为三角洲平原沉积，下石盒子组盒1段为冲积扇辫状河沉积环境，盒2段为辫状河沉积。盒2段平均地层厚度40 m，平均砂体厚度19 m，为一套灰白色中粗砂岩、含砾粗砂岩岩性组合，是该区建产的主力层位。

研究认为盒2段辫状河沉积包括三个微相：河床滞留沉积、心滩、泛滥平原。

2.1 河床滞留沉积

河床滞留沉积是高能环境河床底部快速堆积的沉积物[8]，位于河床内主水流线内，是河流经常充水的部位，包括接受粗粒碎屑物质沉积的河床空间。滞留沉积表现为一套中-细砾岩，底部具明显的冲刷面，发育于每一沉积序列底部，辫状河在下切作用结束之后，河道处于相对稳定时期，以沉积作用为主，从上游携带来的泥、砂、砾物质，随着流速的减缓，砾石沉降下来，滞留于河床底部。

自然伽马曲线形态为光滑的箱形或钟形，曲线顶、底部常为突变，但顶部有时可能为渐变。

2.2 心滩

心滩发育于辫状河道内，又称河道砂坝，辫状河流不断移动、游荡，在两条分叉河道之间发育所形成，是辫状河最典型的沉积类型。剖面上河道砂一般粒度较粗，以砂砾岩为主，发育厚层的中粗砂岩，和含砾粗砂岩，反映了物源充足、强而稳定的水动力特征。砂岩颜色多样，为灰白色，浅灰色，沉积构造以交错层理、平行层理为主，砂体厚度横向变化大。

自然伽马曲线形态均以箱型和钟型为主，具正粒序结构，曲线光滑或微齿化，顶底均与泥岩呈突变接触关系。从垂向上看砂体厚度横向变化大，其对应的沉积微相为辫状河心滩是由多个正旋回叠置而成。如J66P8H井盒2段，心滩微相是由粗砂岩及含砾粗砂岩组成垂向叠置的厚层砂体。

2.3 泛滥平原

洪水期水溢出辫状河道在河道两侧大面积沉积形成泛滥平原微相。相带内砂体更薄，粒度更细，由泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩与细砂岩组成，泥岩主要为深灰色、褐色，自然伽马曲线形态一般为一直线偶有低幅度曲线出现；伽马为高值，代表较纯的泥岩。

3 沉积相展布

3.1 沉积相纵向展布

辫状河道是本区重要的沉积环境，盒2段辫状河道砂层厚度大，剖面上河道砂体为透镜状，或多套砂体垂向叠置。辫状河道砂体厚度横向变化大，在地震剖面上表现明显，地震相表现为强反射特征；河道较窄，连续性较差，河道间表现为弱反射特征(图1)。

由于受近物源区构造运动影响，物质丰富，沉积物粒度大，盒2段沉积期岩石类型以砾岩、含砾粗砂岩、粗砂岩等组成，垂向上由多套厚层砂体叠置组成。顺河道方向砂体厚度大，稳定且连续。在地震常规剖面上表现为短轴强反射特征，且连续性较强(图2)。

3.2 沉积相展布

由于河道不稳定，迁移速度快，辫状河主要由一系列宽而浅的河道或呈透镜状的河道砂坝(心滩)沉积及泛滥平原泥质沉积组成，其中河道砂坝是其特有的地貌特征。

图2 顺河道地震剖面

辫状河道频繁快速的摆动使多个时期的砂体在垂向及侧向上相互对接，形成广泛分布的砂层，主要发育河道及河道砂坝微相，存在多期泥质和粉砂质夹层。

盒2段沉积期物源主要来自北部和西北地区。根据地震相及实钻结果，结合单井相及沉积相纵横向分布特征，编制盒2段沉积微相平面图(图3)，全区北部发育4条辫状河道，向南汇聚成3条河道。盒2段地震反射强度属性强反射指示的为砂岩发育区，强反射为辫状河道发育区，弱反射为泛滥平原发育区(图4)。

图3 盒2段沉积微相平面分布

由于该时期地形变得更为平坦，辫状河道的侧向迁移增强，具有辫状河道与泛滥平原相间的沉积格局。西支河道分布于锦45井-锦68井一线，在锦46井附近，两条辫状河道交汇成一条主河道；中支河道位于锦41井-锦42井一线，锦44井附近分流为左右两支河道，左支河道西部的主河道于锦46与西部河道汇合，右支河道为锦42井-锦J11P11H井一线；东支河道分布于ES1井-锦33井一线。在辫状河道之间为泛滥平原沉积，由西至东分别发育于锦81井附近、锦82井附近、锦66井附近、锦67井附近、锦33井附近。

图4 盒2段地震相(反射强度属性)

4 沉积相的应用

通过盒2段沉积相研究，明确了辫状河道走向及砂体纵横向分布规律，为井位的部署设计提供依据。根据砂体的分布特征，在辫状河道设计水平井J66P9H，目的层为盒2段，水平段方位设计同辫状河道走向一致。

J66P9H导眼井钻遇盒2段砂体厚度25 m，录井显示岩性为含砾粗砂、粗砂及中砂，J66P9H水平井段录井为含砾粗砂岩，并具有良好的油气显示；证实了辫状河道砂体展布方向、分布范围及沉积相的合理性，验证了地震反射强度属性的有效性。

5 结论

(1)通过相标志的研究，明确了盒2段河床滞留沉积、心滩、泛滥平原等沉积微相类型及其识别标志。

(2)通过测井相、地震相的对比分析，实现了辫状河道砂体的有效识别。总结了辫状河道砂体测井相和地震相特征，为单井相和平面相分析研究提供了支撑。

(3)结合地震相及沉积相模式，通过砂体的纵横向分布研究，明确了沉积相的展布特征。

(4)沉积相研究应用于井位部署设计，取得了良好的效果。

[1] 郝蜀民.鄂尔多斯盆地油气勘探的回顾与思考[J].天然气工业，2001，21(增): 1-4.

[2] 袁志祥.鄂北塔巴庙、杭锦旗地区古生界天气勘探前景分析[J].天然气工业，2001，21(增): 5-9.

[3] 宋凯.鄂尔多斯盆地杭锦旗探区成藏条件分析与区带评价[J].石油地质与工程，2013，27(5)：10-13.

[4] 张杰，薛会，王毅，等.鄂北杭锦旗探区上古生界天然气成藏类型[J].西安石油大学学报(自然科学版)，2009，24(3):1-6.

[5] 郝蜀民，陈召佑，李良.鄂尔多斯大牛地气田致密砂岩气成藏理论与勘探实践[M].北京：石油工业出版社，2011.

[6] 李永杰，赵荣华.鄂尔多斯盆地杭锦地区上古生界储层自然伽马测井相研究[J].石油地质与工程，2014，28(2): 61-66.

[7] 窦伟坦，侯明才，董桂玉，等.鄂尔多斯盆地北部山西组-下石盒子组物源分析[J].天然气工业，2009，29(3): 25-28.

[8] 袁芳政.大牛地气田盒3段沉积环境及高产气层储集特征 [J].石油地质与工程，2008，22(2): 18-20.

编辑：吴官生

1673-8217(2015)02-0046-03

2014-09-05

张占杨，1985年生，2009年毕业于中国石油大学(华东)地球物理学专业，2012年硕士毕业于中国石油大学(北京)地质工程专业，现从事天然气开发生产及研究工作。

国家科技重大专项“碎屑岩层系大中型油气田富集规律与勘探关键技术”下属专题(2011ZX05002-001-002)。

TE111.3

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