苏里格气田苏X区块山西组山11亚段沉积相研究

种健，崔连可

(1．长江大学地球科学学院，湖北武汉430100;2．长江大学石油工程学院，湖北武汉430100)

苏里格气田苏X区块山西组山11亚段沉积相研究

种健1，崔连可2

(1．长江大学地球科学学院，湖北武汉430100;2．长江大学石油工程学院，湖北武汉430100)

通过对岩心、测井曲线等的研究，在完成研究区块精细地层划分与对比的基础上开展沉积微相分析。分析结果表明，苏里格气田苏X区块发育的沉积体系主要为洪泛曲流河沉积体系，主要发育边滩、曲流河道、溢岸砂、河漫滩等沉积微相。研究在精细地层化分与对比的基础上识别出不同沉积微相，然后在平面上依据“初、末期河道流线包络线法”进行单期单一河道在平面上的展布研究，最后完成研究区沉积微相的刻画。

沉积微相;地层对比;初末流线包络线法

苏里格气田作为长庆油田的重要产气区，目前正处于大规模上产阶段。但苏X区块范围内的精细小层划分与对比、沉积微相平面分布等精细地质研究深度不够，严重影响了气田开发效果，尤其是气田在进行水平井开发时，由于对有效砂体的分布情况认识不清，大大增加了水平井开发的风险［1］。

国内外学者针对冲积扇、扇三角洲、曲流河、辫状河等不同类型沉积体陆续开展了储层构型控制下的非均质性研究，取得了大量研究成果［2-3］。在目前取得的研究成果中，曲流河砂体占了大部分比例，主要体现在以下几个方面:Al-len［4］在考察现代河流发育环境和研究河流沉积物特征的基础上，将曲流河沉积细化为河床、堤岸、河漫、牛轭湖4个沉积亚相;Bridge［5］等模拟建立了单一点坝的三维模型，其平面为月牙形，剖面上为楔形;Marinus［6］等以西班牙埃布罗盆地的一曲流河露头为例，确定了废弃河道的充填模式;国内学者在考察野外露头后，建立了点坝内部的“滩脊—凹槽”［7］模式、“半连通体”［8］模式以及“点坝侧积体沉积迭式”［9］等。

本次研究就是在前人研究成果的基础上，以苏里格气田中区苏X区块为例，在精细划分地层的基础上，完成单层沉积微相研究。

1 区域地质概况

苏里格气田地处陕西省苏里格庙地区，靖边气田西北侧。区域构造横跨陕北斜坡、伊盟隆起及天环坳陷3个构造单元，是上、下古生界两套含气层系叠合发育区［10］。苏里格气田在上古生界地层的总沉积厚度约为700 m，山西组和下石盒子组是其主要的含气层段［11］。在山西组和下石盒子组沉积期，鄂尔多斯盆地属内陆盆地，在盆地北缘有强烈的构造活动，有充分的陆源碎屑供给，自北而南有序的分布着冲积扇—冲积平原—三角洲的沉积相带，直抵盆地中南部的浅湖相带。山1段泥岩多表现为深灰色、灰黑色，砂岩多成灰白色和浅灰色，反映该沉积期的古气候为潮湿类型，沉积环境为弱还原—还原环境(见图1)。

图1苏里格气田苏X区块相邻区块某井单井综合柱状图

山西组山11亚段作为本次研究的目的层段，累计厚度为8．7～22．2 m，研究区苏X区块地处苏里格气田中东部(图2)，面积约10 km2，共24口井，井间距为300～1 000 m，其中，区块中部井间距较小，区块南部和北部的井间距较大。

图2苏X区块位置示意

2 地层精细对比

精细地层对比主要是多井的对比。多井对比的主要问题是，虽然地层本身具有侧向连续性，但由于井间具有较大的距离，难于直接追踪其连续性，可依据的资料主要为井内岩石记录(岩心和测井资料)。本次研究优选了自然伽马、电阻率、声波时差3条测井曲线，并选取了各区块的标准井，建立纵横剖面，采用“旋回对比，分级控制，相控约束，多维互动”的原则，在选定标志层的基础上，利用沉积旋回和岩性组合完成地层对比，建立苏X区块的地层格架。

2．1小层划分方案

在对研究区进行小层划分与对比时，采取如下步骤进行:

1)根据标志层特征确定组段界限;

2)在标志层限定下，根据旋回特征确定段、亚段的界限;

3)在亚段内部结合砂体对比模式和岩性组合完成研究区小层精细对比。详细划分方案见表1。

2．2地层对比原则

2．2．1标志层附近等高程对比模式

鄂尔多斯盆地属于大型多旋回沉积盆地，在沉积期发生整体沉降、凹陷迁移并且具有构造简单的特点。在地层对比过程中，标志层控制下的等厚对比方法起到了非常重要的作用。该研究区地层对比主要利用的标志层(见图3)共有3套。

表1 小层划分方案

图3地层对比利用的标志层

1)石千峰底部砂岩

石千峰组从岩性上与石盒子组有较大差异，由于海西运动，沉积环境由海陆过渡相转变为内陆湖盆相。石千峰底部砂岩对石盒子组地层有较强的侵蚀作用，测井响应特征为高电阻率，低伽马值，声波时差有明显台阶。

2)盒8下2底部砂岩

盒8下2底部表现为粗碎屑砂岩覆盖在山西组细碎屑泥岩或粉砂岩之上，该砂岩在研究区广泛分布，为一套辫状河道砂体底，低伽马值，对下部地层有强烈的侵蚀冲刷作用。

3)辅助标志层

在石盒子组盒6－7段内部，由于砂岩沉积的影响，显示异常低伽马、低电阻的组合特征。

2．2．2河道下切对比模式

由于河流相地层侧向相变剧烈，河道下切引起小层厚度发生变化。故不能简单教条的采取等厚对比地层的“平对”方法。应分析地层厚度的变化是否为同一沉积时期的河道下切作用引起的，还是不同沉积时期的砂层叠加形成的，或是河道的下切作用和叠加作用综合形成的。判断的方法是:综合判断测井曲线的沉积韵律，若砂层只有一个完整的韵律，说明是河道下切作用形成的，应为同一沉积时间单元。若砂层为多个韵律组合而成，且底部较粗，则为多个沉积时间单元组合而成的叠加砂层。

3 单层单一河道的识别

单层是对小层单元的再次细分，强调各井之间对比的同期性，将复合河道进行垂向期次的划分，形成多个单期河道;而单一河道指的是单期河道的不同单一河道在平面上的展布特征［1］。

沉积微相图中的河道大多都是复合河道级别，分布规模较大，不能精确指导水平井的钻探。因此通过对复合河道进行合理劈分，在单层的基础上重新刻画沉积微相对油田水平井的开发有一定的指导意义和理论借鉴。

3．1河道垂向分期

1)泥质夹层

通常利用沉积间断面完成单一河道底界面的刻画。断面在沉积上表现为隔夹层，在岩性上主要表现为泥质夹层、钙质夹层及切叠型砂岩电测曲线突变层。其典型测井响应特征为:GR高值，一般高于150 API;AC高值，常大于240 μs/m，电阻率低值。

2)钙质夹层

岩性主要为砾岩、粗砂岩。在单一河道沉积的末期，沉积体主要处于浅水和蒸发两大环境中，孔隙水蒸发或CO2脱气都会导致钙质层的形成，当后一期洪水来临时，其带来的砂质在钙质层上沉积覆盖。砂岩中部的钙质层也可以用来鉴别两期河道沉积，其典型的测井响应为:GR低值，AC低值，电阻率呈异常高尖峰状。

3)曲线台阶变化

河道砂存在复杂性，这是河道砂是由不同期河道多次沉积冲刷充填叠加引起的。另外，不同时期的河道沉积因古气候、沉积物源、古地形坡降或局部坡降、古水流速、古水流量、古水输砂量等因素的影响，引起河道砂在砂体粒径、砂体分选性和储层物性上存在差异，在深、浅侧向曲线上出现一个明显的台阶，一般将这种台阶式的接触面作为不同沉积期的标志。

3．2河道平面划界

1)河间砂体

在两条单一古水流之间的分叉位置，通常有古水流间沉积物的存在，因此，不连续分布的河间泥或溢岸沉积一般用来区分不同单一河道分界。

2)河道砂体顶面层位的高程不同

由于河流沉积时期古地貌、沉积能量的高低和河道频繁改道的作用，不同河道砂体在顶面层位上会出现明显的高程差异，以此来区分不同河道砂体的边界。

3)砂体规模变化

同一河道沉积的砂体，一般中间厚两边薄，若出现“厚—薄—厚”变化特征，则可判断属于不同河道。

4)韵律差异

古水流的分流能力因水动力、沉积期古地貌等因素的不同，引起不同的单一河道砂体在沉积韵律上表现出不同特征，假如这种特征差异能够在较大的沉积范围内追踪，可以用来区分不同河道单元。

3．3点坝的识别

点坝作为曲流河沉积环境中油气存储的重要位置，同时也是砂体较为富集的区域。在横向上，点坝表现为呈一定角度堆叠的侧积体［12］;在垂向上，点坝砂体的沉积较厚。但对于深埋地下的曲流河点坝而言，由于钻井密度和井眼尺寸的限制，不能精细刻画出点坝分布和规模。鉴于此，笔者在苏X区块密井网的条件上，在砂体厚度图上利用初、末期河道流线包络线法，合理预测点坝分布。

初期河道流线表示单一河道处于沉积演化的初期，流线的曲率及横向的摆动幅度都较小;末期河道流线表示单一河道的演化处于沉积末期，流线的曲率及摆动幅度最大;两河道流线所包络的区域近似单一曲流河点坝在平面上的分布界限［12］(见图4)。

因此，笔者在地层精细对比与研究研究的基础上，通过河道垂向上的分期，进一步将小层细分为单层级别，并对每口井进行单层河道砂体厚度统计，结合河道平面划界，根据砂体厚度数据，按井点内插法成图。在砂厚等值线图上，将砂厚最大处圈定出来，形成多个“串珠状”局部砂体富集区，并沿水流方向有规律展布。然后利用初、末期河道流线包络线法预测出点坝分布(见图5)。

图4初、末期河道流线包络线

图5砂体厚度

4 沉积相平面特征

4．1山11－1沉积相图

该单层为曲流河沉积环境，工区内边滩沉积、溢岸砂、洪漫湖沼等沉积微相发育。该单层发育2条曲流河，分别为苏X－2井区曲流河和苏X－4井区曲流河，河道自北向南而流，且迁移摆动剧烈，废弃河道发育。苏X－2井区曲流河位于工区的中部，工区内共发育4个点坝，苏X－13井区点坝砂体由苏X－13井区向苏X－14井区侧积，点坝砂体长约750 m，宽约500 m;苏X－4井区曲流河位于工区的东部，工区内共发育6个点坝，苏X－4井区点坝砂体由苏X－4井区向苏X－3井区侧积。在工区的中部和西部有溢岸砂发育，见图6a。

4．2山11－2沉积相图

图6沉积微相平面展布

该单层为曲流河沉积环境，工区内边滩、洪漫湖沼等沉积微相发育。该单层发育3条曲流河，分别为苏X－1井区曲流河、苏X－2井区曲流河和苏X－4井区曲流河。苏X－1井区曲流河位于工区的西部，自北向南而流，工区内共发育3个点坝，苏X－21井区点坝砂体由苏X－21井区向苏X－20井区侧积;苏X－2井区曲流河位于工区的中部，自北向南而流，工区内共发育5个点坝，苏X－12井区点坝砂体由苏X－8井区向苏X－7井区侧积，砂体长约930 m，宽约620 m;苏X－4井区曲流河位于工区的东部，自北向南而流，工区内共发育4个点坝，苏X－4井区点坝砂体由苏X－3井区向苏X－4井区侧积。在工区的中部有少量溢岸砂发育，见图6b。

5 结论

苏里格气田中区苏X区块二叠系山西组山11亚段主要发育曲流河沉积，其中边滩、溢岸砂、河漫滩为该目的层段主要沉积微相。

山11－1单层发育边滩沉积、溢岸砂、洪漫湖沼等沉积微相，共发育两条单一曲流河道，在工区的中部和西部有溢岸砂发育。山11－2单层边滩沉积、洪漫湖沼等沉积微相发育，共发育3条单一曲流河道，在工区的中部有少量溢岸砂发育。

［1］单敬福，张彬，赵忠军，等．复合辫状河道期次划分方法与沉积演化过程分析——以鄂尔多斯盆地苏里格气田西区苏X区块为例［J］．沉积学报，2015，33(6):773－785．

［2］吴胜和，岳大力，刘建民，等．地下古河道储层构型的层次建模研究［J］．中国科学(D辑):地球科学，2008，38(z1):111－121．

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［6］Marinus E D，Irina O．Connectivity of fluvial point-bar deposits: An example from the Miocene Huesca fluvial fan，Ebro Basin，Spain［J］．AAPG Bulletin，2008，92(9):1109－1129．

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A Sedimentary Research in Shanxi 11 Members of Su X Block in Sulige Gas Field

ZHONG Jian1，CUI Lianke2
(1．College of Earth Science，Yangtze University，Wuhan，Hubei 430100，China; 2．Institute of Petroleum Engineering，Yangtze University，Wuhan，Hubei 430100，China)

Using the data of core and logging，the author details stratigraphic division and correlation and researches sedimentary micro-facies in the area．The results show that SuX block is in main development of meandering river sedimentary system．The main sedimentary micr-ofacies cover side dams，meandering rivers，overflowing shore sand and floodplain．The research identifies the different sedimentary micro-facies that are based on stratigraphic division and correlation．The author predicts the single channel in the method of early-final stage river of filament lines to complete the characterization of sedimentary micro-facies．

Sedimentary micro-facies;Stratigraphic correlation;Method of early-final stage river of filament lines

P618．13

A

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．019

2016－12－09

种健(1990－)，男，河北石家庄人，硕士研究生，研究方向:油气田开发的研究，手机:18627194219，E-mail: chris0625@126．com．