蘇里格氣田S120區(qū)塊山1－盒8沉積微相研究

劉海燕，王秀平，馬東旭

(1大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，西安，710069;2山東科技大學(xué)地質(zhì)科學(xué)與工程學(xué)院，青島，266510)

隨著蘇里格氣田天然氣勘探范圍的擴(kuò)展，現(xiàn)今勘探范圍遠(yuǎn)大于發(fā)現(xiàn)之初，西區(qū)S120區(qū)塊作為一個(gè)新區(qū)，沉積微相的研究和儲(chǔ)集砂體的預(yù)測(cè)尚處于初步階段。因此，對(duì)主力含氣層段進(jìn)行沉積微相的研究，重塑地質(zhì)歷史時(shí)期的沉積環(huán)境，成為研究該區(qū)油氣分布規(guī)律的重要方法。

蘇里格氣田勘探區(qū)的沉積微相前人已有很多研究，以盒 8段的研究情況為例:魏紅紅等［1］(1999)和何自新等［2］(2003)認(rèn)為屬于三角洲沉積體系;李文厚［3］(2002)、尹志軍等(2006)［4］確定為辮狀河－三角洲沉積體系。在本文中，筆者運(yùn)用沉積學(xué)、巖相古地理及測(cè)井地質(zhì)學(xué)等基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)科理論，對(duì)研究區(qū)內(nèi)主力含氣層段山1和盒8沉積微相展布特征進(jìn)行了詳細(xì)的研究。本文在搜集鉆井巖心、錄井資料和測(cè)井曲線等資料的基礎(chǔ)上，對(duì)研究區(qū)主力含氣層段山1和盒8砂體和沉積微相展布進(jìn)行了詳細(xì)的研究。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

地質(zhì)歷史時(shí)期內(nèi)，鄂爾多斯盆地受加里東運(yùn)動(dòng)影響隨華北地臺(tái)整體抬升，遭受130－150 Ma的風(fēng)化剝蝕，缺失中奧陶世－下石炭世地層，形成多種侵蝕地貌［5］。受海西運(yùn)動(dòng)影響，晚石炭世本溪期整個(gè)華北地臺(tái)在以拉張為主的構(gòu)造背景下再度沉降，重新接受沉積，鄂爾多斯盆地繼承早古生代的NNE向隆坳格局，形成海相與淺水三角洲共存沉積體系。從早二疊世開始，海水越過(guò)中央古隆起，東西兩個(gè)方向的海水相互貫通，形成統(tǒng)一的陸表海沉積.在海西運(yùn)動(dòng)末期，由于南北海槽再次對(duì)擠，海水被迫從東西兩側(cè)退出，結(jié)束海相沉積。從早二疊世山西期開始，研究區(qū)進(jìn)入以河流沉積為主的陸相沉積，而且沉積相帶呈南北向分異［6－9］。

蘇里格氣田西區(qū)S120區(qū)塊位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西北部(如上圖所示)，勘探范圍西起天環(huán)坳陷內(nèi)蒙古鄂托克前旗、東至召皇廟－查汗特洛亥－S米圖－哈不哈烏素一線、北抵內(nèi)蒙古鄂克后旗的敖包加汗、南達(dá)陜西定邊縣的安邊，勘探面積約1.3×104km2。該區(qū)主要含氣目的層為古生界二疊系下石盒子組盒8段和山西組砂巖儲(chǔ)層，厚約200 m。

2 蘇里格氣田S120區(qū)塊沉積微相研究

為了提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度，依據(jù)地震、測(cè)井、巖性標(biāo)志層等標(biāo)志，將蘇里格氣田西區(qū)S120區(qū)塊二疊系石盒子組盒8段、山西組山1段地層自上而下劃分為盒8上1、盒8上2、盒8下1、盒8下2、山11、山 12、山13共 7 個(gè)小層。

通過(guò)對(duì)鉆井巖心、錄井資料和測(cè)井曲線的詳細(xì)觀測(cè)、描述和對(duì)比分析，依據(jù)巖石組合、沉積組構(gòu)、剖面結(jié)構(gòu)和演化序列，并結(jié)合前人研究成果，我們認(rèn)為研究區(qū)在山1段、盒8上和盒8下段發(fā)育沖積平原沉積體系［10］，沉積相類型有曲流河和辮狀河，其中曲流河和辮狀河都可以分為河道和河漫兩種亞相，兩種亞相又進(jìn)一步分別劃分為眾多微相類型［11］。

2.1 研究區(qū)單井和剖面沉積相分析

由于所有井的取心都很完整，在研究過(guò)程中特對(duì)研究區(qū)的30余口井進(jìn)行測(cè)井曲線分析。在此，特選出1口特征明顯的測(cè)井圖－S176井進(jìn)行分析。

S176井位于研究區(qū)東北部，目的層段砂體較發(fā)育。其中，在山1段時(shí)期發(fā)育曲流河沉積，河漫和河道亞相都比較發(fā)育，河漫亞相以決口扇微相最為發(fā)育，山13段砂體比較發(fā)育。在盒8段，具有較典型的辮狀河沉積剖面結(jié)構(gòu)特征［12］，以辮狀河道和泛濫平原沉積微相為主，GR曲線呈厚層的齒化的鐘形或者箱型。盒8段砂體厚度和砂地比都比較高，具有典型辮狀河沉積剖面結(jié)構(gòu)特征，河道亞相遠(yuǎn)比河漫亞相要發(fā)育，辮狀河道和心灘都有發(fā)育;泛濫平原泥質(zhì)沉積的厚度比較薄。

2.2 連井剖面分析

為了把握區(qū)域內(nèi)的沉積相帶展布和砂體分布規(guī)律，在測(cè)井解釋和單井相分析基礎(chǔ)上，分東西、南北向編制了沉積微相與砂體對(duì)比圖3張(分別記為剖面1201、1202、1203)，對(duì)沉積相橫向展布特征做一描述。篇幅所限，下面僅展示一條N－S和一條E－W向剖面。此剖面位于研究區(qū)中部，從S120－35－77井到S178井，走向大致為北北西－南南東。自北到南依次為:S120－35－77、S42－82、S46 －85、S52 －82、S178。

縱觀以上兩條剖面沉積相的特征可以大致得知以下內(nèi)容:

1)山1段發(fā)育曲流河沉積，其中在山13段砂體厚度比山11、山12段要厚，在南北向和東西向砂體都有一定的連續(xù)性。在沉積相方面，整體上來(lái)說(shuō)，在研究區(qū)西部發(fā)育河漫灘，在東部發(fā)育決口扇沉積。

2)盒8段發(fā)育辮狀河沉積，砂體發(fā)育，連續(xù)性比較好，具有顯著的辮狀河沉積剖面的結(jié)構(gòu)特征。沉積微相方面，在河道亞相中，心灘和辮狀河道都有發(fā)育，河漫亞相中泛濫平原發(fā)育程度比河漫湖沼要高一些。

3)受北高南低的構(gòu)造古地貌控制，研究區(qū)內(nèi)沉積體系呈南北方向展布。因此，在南－北方向上，砂體分布與物源方向、河道展布方向一致，砂體連通性較好;東－西方向上，砂體分布與物源方向近于垂直，砂體橫向上變化較快，連通性較差，砂體多呈上平下凸的透鏡狀。

3 研究區(qū)沉積相平面展布

沉積相研究的主要任務(wù)是重建古地理 ，恢復(fù)古環(huán)境 ，查明各種沉積體系和沉積物的特征［13］，本文按表1的劃分標(biāo)準(zhǔn)，分別劃分了盒8下2段、盒8下1段、盒8下亞段、盒8上2段、盒8上1段及盒8上亞段的沉積微相，并在砂地比等厚圖上制出沉積微相平面圖。

表1沉積微相劃分標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 The classification of sedimentary microfacies

3.1 山1段沉積微相劃分

從圖5中可以看出，研究區(qū)在二疊系山西組山1段時(shí)期發(fā)育曲流河沉積，大體分為河漫、河道兩個(gè)亞相，亞相中又分別可劃分出河漫灘、決口扇、河床充填、邊灘四個(gè)沉積微相。其中曲流河河道(包括河床充填微相和邊灘微相)主要分布在S120－21－91—S120－28－89—S120－35－94—S190一線以東，S120－20－84—S120－26－80—S120－30－82—S120－32－81—38－78一線以西，S122—S120－59－97—58－89—S120－67－89—S120－73－94一線以內(nèi)，S120－62－78—S120－65－79—S120－69－78—S120－75－82—S152一線以西，呈南北方向條帶狀分布。河漫亞相(包括河漫灘和決口扇微相)主要分布在研究區(qū)內(nèi)的河道的條帶之間，大致呈南北條帶狀或者面狀分布，在河道的條帶內(nèi)也有一些呈面狀或點(diǎn)狀分布。

從研究區(qū)山1段的沉積相平面展布特征來(lái)看，其物源主要來(lái)自研究區(qū)的北部和西北部，同時(shí)也表明了沉積相對(duì)于沉積物特性有著很好的控制作用，可以借助沉積微相的展布特征對(duì)研究區(qū)山1段的儲(chǔ)層有利區(qū)塊進(jìn)行預(yù)測(cè)。

3.2 盒8下段沉積微相劃分

與山西組山1段沉積時(shí)期相比，盒8下亞段沉積時(shí)期伴隨中二疊世早起北部物源區(qū)構(gòu)造抬升活動(dòng)的加劇，河流沉積體系的物源更為充足，這與砂體的發(fā)育程度變化是相吻合的。

從圖6中可以看出，研究區(qū)在二疊系石盒子組盒8下亞段時(shí)期整體上發(fā)育辮狀河沉積，砂體縱向多期疊置，平面上呈連片分布。盒8下亞段大體分為河漫、河道兩個(gè)亞相，亞相中又分別可劃分出洪漫沼澤、泛濫平原、辮狀河道、心灘四個(gè)沉積微相。由于不同期次辮狀河道反復(fù)遷移。河漫亞相主要分布在研究區(qū)內(nèi)的河道的條帶之間，S38—S120－46－76—鄂托克前旗城市規(guī)劃區(qū)一線以西，S120－63－81—S120－66－86—S120－73－86—S120－69－82區(qū)域以內(nèi)，S120－41－96—S48－13－20—54－96—S171—41－94區(qū)域內(nèi)，S175—S120－30－82—S120－32－81—35－82—S120－32－86區(qū)域內(nèi)等，大多呈南北向短條帶狀分布于河道亞相中。其他區(qū)域則主要分布的是河道亞相沉積，面積遠(yuǎn)大于同時(shí)期河漫亞相的分布。

3.3 盒8上段沉積微相劃分

同盒8下段時(shí)期一樣，研究區(qū)在盒8上段時(shí)期發(fā)育辮狀河沉積。由于盒8上亞段沉積時(shí)期，盆地北部隆升速度減慢。所以相比與盒8下段的沉積微相分布，盒8上亞段沉積時(shí)期，河漫亞相的分布范圍有所擴(kuò)大。

從圖7可以看出，盒8上亞段沉積時(shí)期，河漫亞相(包括洪漫沼澤和泛濫平原微相)主要分布在研究區(qū)內(nèi)的河道的條帶之間，大多在河道的條帶內(nèi)呈面狀或點(diǎn)狀分布。河道亞相沉積分布于S37—S120－30－72—35－77—38－78—S120 － 41－78—S120－46－76—S120－49－74一線以東，S120－20－84—S120－25－80—S120－30－82—S120－32－86—S120—42－84—S120－49－88—S120－57－90一線以西，S120－20－84—S120－32－86—S120－35－90—S120－41－88—S171—S120－49－95—S48－13－20—S120－57－94一線以東，S120－67－96—S120－82－86—S120－82－86—S152一線以西。

4 結(jié)論和認(rèn)識(shí)

1)研究區(qū)內(nèi)山1段發(fā)育曲流河沉積相，盒8段發(fā)育辮狀河沉積相。其中，在山1段發(fā)育河道充填、邊灘、河漫灘、決口扇四種沉積微相類型，在盒8段發(fā)育辮狀河道、心灘、洪漫沼澤、泛濫平原四種沉積微相類型。優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集砂巖主要形成于河道亞相。

2)東西方向的河道分布穩(wěn)定性較南北方向較差。山1段時(shí)期為曲流河沉積，其中在山13段時(shí)期砂體發(fā)育較好，儲(chǔ)集性能也較好，在山11、山12段時(shí)期河漫亞相占優(yōu)勢(shì)，砂體發(fā)育程度較低。盒8段時(shí)期為辮狀河沉積，具有顯著辮狀河沉積剖面結(jié)構(gòu)特征，河道亞相占有明顯優(yōu)勢(shì)，儲(chǔ)集性能遠(yuǎn)優(yōu)于山1段。

3)在南－北方向上，砂體分布與物源方向、河道展布方向一致，砂體連通性較好;東－西方向上，砂體分布與物源方向近于垂直，砂體橫向連通性較差，砂體多呈上平下凸的透鏡狀。

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