鄂尔多斯盆地杭锦旗地区泊尔江海子断裂以北有效圈闭的识别

齐 荣，李 良

(1.中国地质大学(北京) 海洋学院，北京 100083；2.中国石化 华北油气分公司 勘探开发研究院，郑州 450006)

鄂尔多斯盆地北部伊盟隆起杭锦旗地区什股壕一带(图1)是盆地最早取得天然气勘探发现的区带，上世纪七八十年代以伊深1井、伊17井为代表，在二叠系下石盒子组背斜圈闭上获得单井工业气流。该区处于泊尔江海子断裂以北、乌兰格尔凸起以南，低幅构造相对发育，面积2 510 km2。前期经过背斜圈闭和岩性圈闭2个勘探阶段，获得的天然气地质储量已超过500×108m3，同时也揭示出圈闭类型多样性的特点。

研究区下二叠统下石盒子组自下而上发育盒1、盒2、盒3三套气层，前期研究明确了盒1段发育众多具有边、底水的小型背斜气藏，而盒2、盒3段发育大面积的岩性气藏和构造—岩性复合气藏[1-9]。前期研究普遍缺乏针对单个圈闭的具体解剖，特别是缺乏针对单个圈闭气水界面的判断和预测，导致圈闭的有效范围不明确。

图1 鄂尔多斯盆地杭锦旗地区研究区位置和下石盒子组构造Fig.1 Location of the study area and structure of Lower Shihezi Formation, Hangjinqi area, Ordos Basin

低幅度构造—岩性复合圈闭是研究区数量最多的圈闭类型，当河道砂体与不同的低幅构造形态叠置后能否形成有效的圈闭，圈闭内气水界面的位置是否判断准确，对于井位部署和储量评价都很重要。

1 气层识别标准

1.1 气层分类

杭锦旗地区研究区下石盒子组辫状河道砂体总体为特低渗透储层，具有气、水分异条件。依据砂岩物性和含气性的测井参数声波时差(AC)、深侧向电阻率(LLD)、感应电阻率(iLD)、补偿中子曲线(CN)、含气饱和度(SG)和随钻气测全烃含量等，将下石盒子组砂岩分为气层、水层、含气层和干层(表1)，其中气层和水层属于一类储层。

1.2 气柱高度计算

天然气成藏后，储层毛细管力与气体向上浮力共同影响气、水分异及其分布[10]。本次研究利用压汞J函数法确定研究区盒2、盒3段和盒1段的气柱高度。资料取用锦39井盒2段的4个压汞数据和锦11井盒1段的3个压汞数据，具体方法不再赘述[10]。盒2段含气饱和度50%(气层)对应的气柱高度为20 m，即盒2气藏从砂岩顶部向下20 m的范围内均是含气饱和度大于50%的气层发育区，以坡度1°计算，盒2段河道砂体横向上需连续1 146 m；盒1段含气饱和度50%(气层)对应的气柱高度为10 m，即盒1气藏从砂岩顶部向下10 m的范围内均是含气饱和度大于50%(气水界面)的气层发育区，以坡度1°计算，盒1段河道砂体横向上须连续近570 m。

2 盒1段背斜气藏特征

2.1 盒1气藏气、水界面的确定

晚古生代北部阴山一带是研究区的物源区，在下石盒子组沉积时期形成自北而南具充填性质的冲积平原辫状河沉积[11-18]。盒1段地层厚度60 m，连续砂岩厚度平均40 m，砂地比达到67%，砂体横向连片、连通性好，是研究区天然气成藏的主要输导层。整体上盒1段圈闭是宽河道砂体叠合小背斜形成的，具有“气帽子”特点。

在盒1段单井剖面上，砂岩段由上往下随钻全烃异常+深侧向电阻率值的“突降拐点”是其气、水界面的识别方法。随钻全烃异常值、深侧向电阻率值在砂层中自上而下、从高到低的拐点往往具有一致性，而物性没有变化，这是气、水界面在井剖面上的直接反映。同时在地震剖面上，背斜上部地震波形表现出强波谷特征。

根据气层分类和气、水界面识别特征，将盒1段单井剖面分为3类(图2)：(1)整个砂体处于气、水界面之上，或气、水界面位于厚层砂体底部，如锦38井大部分砂体位于气水界面之上，气层随钻气测异常值平均1.1%，深侧向电阻率平均40 Ω·m，水层随钻气测异常值为0.4%，深侧向电阻率17 Ω·m；(2)气、水界面位于厚层砂体中上部，如锦82井，气层随钻气测异常值平均4%，深侧向电阻率平均26 Ω·m，水层随钻气测异常值为1%，深侧向电阻率12 Ω·m；(3)气、水界面位于厚层砂体之上，如锦65井厚层砂体均在气、水界面之下，整段厚层砂体为水层，随钻气测异常值平均0.2%，深侧向电阻率平均10 Ω·m，说明该井不在盒1段有效圈闭内。

图2 鄂尔多斯盆地杭锦旗地区盒1段气水界面特征Fig.2 Characteristics of the gas/water interface in Member 1 of Shihezi Formation, Hangjinqi area, Ordos Basin

2.2 盒1段背斜圈闭识别

以随钻全烃异常+深侧向电阻率值“突降拐点”确定的气、水界面为依据，对锦82井盒1背斜气藏的平面(图3a)和剖面(图3b，c)进行了详细解剖。该背斜圈闭溢出点海拔为-1 060 m，圈闭高度60 m，面积4.69 km2，气、水界面海拔-1 030 m，气藏高度30 m，面积1.62 km2。可以看出，由于背斜圈闭的充满度不同，出现含气面积小于圈闭面积的现象，整体上什股壕盒1段属于宽河道+小背斜，圈闭面积小、个数少。

3 盒2、盒3段复合圈闭识别评价

不同圈闭类型有不同的评价识别要素。背斜圈闭识别重点在背斜构造的精细解释和气水界面的识别，低幅度构造—岩性复合圈闭是研究区数量最多的圈闭类型，评价关键是储层的展布、构造的精细解释、封堵条件的分析和气水界面的识别。

图3 鄂尔多斯盆地杭锦旗地区锦82井盒1背斜气藏剖面和平面解释Fig.3 Profile and plane interpretation of anticlinal gas reservoir in Member 1 of Shihezi Formation, well J82,Hangjinqi area, Ordos Basin

盒2、盒3段合计地层厚度60 m，平均连续砂岩厚度20 m，平均砂地比33%，有利于岩性圈闭形成，当河道砂体与局部构造叠合则形成复杂的复合圈闭。下面以研究区西部大营圈闭为例进行识别评价。

3.1 储层展布特征

根据沉积相和储层判别标准，对大营圈闭识别区内进行了一类储层展布研究。盒2、盒3段一类储层厚度在平面上主要发育2个条带(图4)，其中东部条带一类储层厚度较大，可达11 m，呈北东—南西向延伸，其2 m等值线圈定的范围是有效圈闭识别的一个要素。

3.2 构造特征

大营圈闭识别区内主要发育一条规模较大的北西—南东向鼻隆带及少量小型背斜构造，南部还发育一些规模较小的逆断层。鼻隆带上发育若干向南西倾伏的鼻状构造。在三维地震部署之前，锦47、锦102和锦117等3口探井相继失利，虽钻遇储层，但无气层发育。在利用三维地震资料进行详细构造解释后，锦135井部署在河道与鼻隆带叠合的有利位置，取得成功。

3.3 封堵条件

尽管大营圈闭评价区的低幅鼻状构造没有规模较大的闭合构造，但河道砂体沿鼻隆带发育，切割鼻状构造，这种配置易于形成构造—岩性复合圈闭。单个鼻隆在北东方向(上倾方向)不闭合，但北东方向河道砂体横向尖灭带可以形成封堵带；沿河道上游的北西方向则依靠构造起伏形成封堵。

图4 鄂尔多斯盆地杭锦旗地区下石盒子组盒2、3段一类储层厚度等值线Fig.4 Reservoir thickness contour map of members 2 and 3 of Lower Shihezi Formation, Hangjinqi area, Ordos Basin

3.4 气、水界面

气、水界面识别是有效圈闭识别的一个关键要素。锦135井盒3段砂岩厚度18.2 m，根据气、水层测井识别标准和随钻气测全烃值，将其划分出气层2层，厚11.9 m，含气层2层，厚6.3 m；盒2段砂岩厚度24.2 m，划分出气层1层，厚11.85 m，含气层1层，厚12.45 m，即全井段不发育水层。借鉴盒1段气、水界面确定方法，锦135井位于气、水界面之上，从保守角度将其盒2、盒3段砂岩底部所在深度(分别为-1 110 m，-1 085 m)确定为其所在圈闭的气、水界面深度，即盒2段气柱高度为24.2 m，盒3段为18.2 m，与用J函数法计算出的气柱高度20 m相近(图5a)。

锦117井盒2段砂岩厚度11.25 m，根据气、水层测井识别标准和随钻气测全烃值，将其划分出水层2层，厚11.25 m；盒3段砂岩不发育(图5b)。可以看出锦117井只钻遇水层未见气层，因此判断锦117井位于气、水界面之下，从乐观角度将其盒2段砂岩顶面所在深度(-1134m)定为所在圈闭的水层顶面深度，将处于海拔-1 110～-1 134 m地带划分为盒2段气水过渡区，作为进一步验证区。因锦117井盒3段储层不发育，故盒3段只先确定气层区的范围。

图5 鄂尔多斯盆地杭锦旗地区锦135、锦117井下石盒子组盒2、盒3段气水层解释Fig.5 Gas and water interpretation of members 2 and 3 of Lower Shihezi Formation, wells J135 and J117, Hangjinqi area, Ordos Basin

图6 鄂尔多斯盆地杭锦旗地区下石盒子组盒2，3段构造—岩性复合圈闭平、剖面解剖Fig.6 Profile and plane dissection of structural-lithologic complex traps in members 2 and 3 of Lower Shihezi Formation, Hangjinqi area, Ordos Basin

根据储层展布特征、构造特征、封堵条件分析和气水界面的分析结果，对大营圈闭盒2、盒3段圈闭进行刻画，其特征是窄河道叠置不闭合构造形成的复合圈闭。按保守的气水界面海拔，圈定盒2段有效圈闭面积为22.9 km2，计算圈闭资源量为11.45×108m3；盒3段有效圈闭面积为28.8 km2，估算圈闭资源量为14.4×108m3(图6)。按乐观的气水界面海拔，圈定盒2段有效圈闭面积为38 km2，计算圈闭资源量为19×108m3；盒3段有效圈闭面积为43 km2，估算圈闭资源量为21.5×108m3。按中值的气水界面海拔，圈定盒2段有效圈闭面积为30 km2，计算圈闭资源量为15×108m3；盒3段有效圈闭面积为35 km2，估算圈闭资源量为17.5×108m3。

4 结论

(1)伊盟隆起南坡的下石盒子组河道砂岩总体是特低渗透储层，相对致密储层更易产生气、水分异，结合研究区地质条件建立适合的圈闭评价方法，进行有效圈闭识别，是认清气、水空间分布关系的有效途径。

(2)鄂尔多斯盆地泊尔江海子断裂研究区盒1段发育小型背斜气藏，其圈闭的砂体、构造叠置关系为宽河道+小背斜，依据随钻气测异常+深侧向电阻率值“突降拐点”法可以确定气藏的气、水界面。

(3)对于鄂尔多斯盆地泊尔江海子断裂研究区盒2、盒3段发育的低幅构造—岩性圈闭，需要综合储层展布、构造特征、封堵条件分析和气、水界面判断等因素来分析圈定圈闭有效范围。这一类圈闭的砂体、构造叠置关系往往是窄河道+不闭合的低幅构造，因此封堵因素的分析显得非常重要。