鄂爾多斯盆地橫山地區(qū)下石盒子組盒8段優(yōu)勢(shì)砂體研究

宋 平，高路恒，高小剛

(1.西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069;2.延長(zhǎng)石油集團(tuán)研究院，陜西 西安710075;3.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司長(zhǎng)慶油田采油十一廠，甘肅 慶陽(yáng) 745100)

研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地中部，北起雷龍灣 ，南達(dá)王家灣，西自三岔梁，東至艾好峁，面積約 7.5×103km2，儲(chǔ)層主要發(fā)育于山西組與下石盒子組盒8段[1]。本次主要研究層位為下石盒子組盒8段，該期研究區(qū)處于辮狀河三角洲沉積體系內(nèi)，河道改道頻繁，砂體沉積分散，尋找較大規(guī)模的沉積砂體成為儲(chǔ)層研究的前提。

1 沉積背景

下石盒子期，興蒙海槽西段褶皺關(guān)閉，受其擠壓應(yīng)力的影響，北部的阿拉善、陰山古隆起邊一步拾升，坡度隨之變陡，北部物源區(qū)攜帶大量粗碎屑物質(zhì)進(jìn)入盆地，沉積砂體粒度普遍較粗，沖積平原擴(kuò)大，三角洲體系快速向湖中推進(jìn)[2－7]。橫山地區(qū)位于伊陜斜坡北部，盒8期屬于辮狀河三角洲沉積體系，處于三角洲平原亞相與三角洲前緣亞相過(guò)渡地帶，分流河道與水下分流河道交互沉積。由于地形平緩，間歇性水流供給使得水流具有空間上的不穩(wěn)定性和時(shí)間上的短暫性，使河道分支改道頻繁[8，9]。

2 砂體空間展布特征

橫山地區(qū)盒8段砂體具有以下特征:砂體橫向連通性差，縱向砂體被泥層隔開(kāi)呈孤立狀，平面上砂體發(fā)育較厚的地區(qū)常為多個(gè)孤立砂體。由此可得出平面上累計(jì)砂厚較大的地區(qū)只顯示出河道的長(zhǎng)期承載，未能顯示出河道沉積期的改道頻率與沉積砂體的空間疊置情況，因此單獨(dú)從砂厚平面等值線圖來(lái)確定潛在儲(chǔ)集砂體，其精確性受到較大的影響。

3 優(yōu)勢(shì)砂體的確定及分布

3.1 砂體沉積特征

單砂體通常為同條河流連續(xù)沉積而成，其砂體的性質(zhì)基本一致，為優(yōu)勢(shì)砂體的基本單位，厚度較大的單砂體能夠形成優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)集層。確定優(yōu)勢(shì)砂體的前提是弄清楚單砂體的空間展布形態(tài)。砂體橫向連通性差與單河道的彎曲以及砂體厚度相關(guān)，平面表現(xiàn)出的河道為多期大小、方向均不相同的小河道疊加而成(見(jiàn)圖1)，因此沿平面主河道方向的連井剖面顯示的是部分河道的局部段。縱向砂體被泥層隔開(kāi)呈現(xiàn)為孤立狀這與河道的改道息息相關(guān)，由于地形平緩，河道沉積不久便趨于地勢(shì)的改變發(fā)生遷移，河道砂體便被泛濫平原或水下分流間灣所沉積的泥質(zhì)成分覆蓋，泥質(zhì)沉積厚度取決于前后兩次河道沉積的間隔，間隔越短，兩次河道砂體間的泥質(zhì)夾層越薄;間隔越長(zhǎng)，兩次河道砂體間的泥質(zhì)越厚，砂體間形成隔層。辮狀河三角洲多河道的沉積、遷移與交錯(cuò)使得單砂體間的泥質(zhì)厚度薄厚不一，河道砂體被較厚泥層隔開(kāi)時(shí)，形成孤立砂體。累加厚度較大的砂體可能由多個(gè)孤立的單砂體組成，然而具有實(shí)際生產(chǎn)意義的優(yōu)勢(shì)砂體多為厚度較大的單砂體。為了弄清楚單個(gè)河道所沉積單砂體的空間發(fā)育特征，必須對(duì)單砂體空間延伸狀態(tài)進(jìn)行追蹤。

選擇研究區(qū)砂體連通性較好的連井剖面 T38—T2—S223—S224—S30—S364—S400為目的剖面(見(jiàn)圖 2)，垂直該剖面分別做 S91—T2—S221連井剖面、S181—S224—L3連井剖面、S181—S30—S70連井剖面和 S365—S364—S63—S71連井剖面。

圖1 平面疊加河道的剖面示意圖

圖2 目的砂體剖面圖

3.2 單砂體空間分布規(guī)律

根據(jù)5條連井剖面所提供的砂體展布信息，從底到頂繪制每條單砂體條帶的發(fā)育范圍和各部分厚度(見(jiàn)圖3)。由圖可以看出:單砂體條帶在延伸過(guò)程中其厚度在不斷的發(fā)生變化。河道的交匯處通常為地勢(shì)較低的區(qū)域，在沉積物供給量充足時(shí)，形成厚度較大的單砂體，砂體延伸較遠(yuǎn)。砂體在無(wú)河道供給時(shí)，砂體厚度隨著河道向前推進(jìn)逐漸變薄。由此可知單砂體厚度越大，其空間延伸范圍也就越大，越能形成好的儲(chǔ)集體。通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，3 m以下的單砂體其空間延伸規(guī)模較小只能型成“土豆”狀的砂巖透鏡體，單砂體厚度在3 m以上時(shí)其連續(xù)性逐漸改善，當(dāng)單砂體厚度大于5 m時(shí)，其空間延伸性最好，延伸距離最遠(yuǎn)，井間聯(lián)通性變好，砂體成條帶狀分布。

3.3 優(yōu)勢(shì)砂體定義

單砂體是組成優(yōu)勢(shì)砂體的基本單元，厚度較大的單砂體是理想的優(yōu)勢(shì)砂體。單砂體是指一期河流連續(xù)堆積所形成的砂體，其內(nèi)部具有相近的礦物成分、顆粒大小與沉積構(gòu)造，砂體物性較為均一[10－15]。單砂體之間由沖刷面和巖性界面分開(kāi)，厚度從幾厘米到十幾米不等，在巖心和野外中容易識(shí)別。實(shí)際研究中，砂體信息多以測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)為媒介側(cè)面表現(xiàn)，測(cè)井識(shí)別范圍內(nèi)的一套砂體，其可以是一期形成的單砂體，也可以是多期河道砂體的疊加[16]，單砂體不易識(shí)別。由于測(cè)井分辨率的限制，砂體厚度在2 m以上可較為準(zhǔn)確的識(shí)別出來(lái)，低于2 m則誤差較大。從實(shí)際生產(chǎn)來(lái)看孤立存在的單層砂體厚度較薄且孤立存在，其對(duì)生產(chǎn)的意義不大，優(yōu)勢(shì)砂體為多期次疊加的具有一定規(guī)模的整套砂體。由于5 m以上厚度的砂體其在空間延伸較遠(yuǎn)，能夠形成較大規(guī)模潛在儲(chǔ)集體，因此以單砂體厚度大于5 m，且無(wú)夾層或者有多個(gè)單砂體且厚度大于等于2 m(工業(yè)生產(chǎn)下限)，夾層厚度小于1 m，累加厚度大于5 m的砂體或單砂體厚度小于2 m，無(wú)夾層疊加，累加厚度大于5 m的砂體作為優(yōu)勢(shì)砂體(見(jiàn)表1)。研究區(qū)盒8段受辮狀河三角洲多河道的影響，多數(shù)砂體為厚度不一的單砂體連續(xù)疊加，更易形成優(yōu)良的油氣儲(chǔ)集體(見(jiàn)圖4)。優(yōu)勢(shì)砂體在實(shí)際中常為三種優(yōu)勢(shì)砂體類型的交替組合。橫山地區(qū)盒8段優(yōu)勢(shì)砂體以層數(shù)為單位，每層優(yōu)勢(shì)砂體大于5 m，平面圖上表現(xiàn)出以下特征:優(yōu)勢(shì)砂體與主干河道具有一定的相關(guān)性，主干河道相較于其它河道更易形成優(yōu)勢(shì)砂體，兩層以上的優(yōu)勢(shì)砂體常出現(xiàn)在河道的匯聚與轉(zhuǎn)向處。

圖3 單砂體空間分布規(guī)律圖

圖4 S222井優(yōu)勢(shì)砂體識(shí)別剖面圖

4 結(jié)語(yǔ)

橫山地區(qū)盒8段河道多為方向、形態(tài)不同的多期河道組成，沿主河道方向的砂體剖面只能顯示子河道的部分砂體，橫向與縱向砂體連通性差。通過(guò)單砂體追蹤，認(rèn)為連續(xù)沉積或疊加沉積厚度大于5 m的砂體條帶，其延伸性最好，為河道長(zhǎng)沉積與交匯的區(qū)域，能夠形成規(guī)模較大的潛在儲(chǔ)層砂體。優(yōu)勢(shì)砂體的剖面劃分確定優(yōu)勢(shì)砂體的厚度與層數(shù)，優(yōu)勢(shì)砂體的平面分布確定了優(yōu)勢(shì)砂體的分布及延伸區(qū)域，為有利儲(chǔ)層的確立提供初步依據(jù)。

表1 優(yōu)勢(shì)砂體識(shí)別劃分表

[1]楊華，付金華，劉新社，等.鄂爾多斯盆地上古生界致密氣成藏條件與勘探開(kāi)發(fā)[J].石油勘探與開(kāi)發(fā).2012，39(3):295－302.

[2]張?jiān)罉颍尾?晚中生代—新生代構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換與鄂爾多斯盆地改造[J].中國(guó)地質(zhì).2006，33(1):28－36.

[3]張抗.鄂爾多斯斷塊構(gòu)造和資源[M].西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社.1989.

[4]趙重遠(yuǎn)，劉池洋.華北克拉通沉積盆地形成與演化及其油氣賦存[M].西安:西北大學(xué)出版社.1990.

[5]趙重遠(yuǎn).鄂爾多斯盆地構(gòu)造特征及油氣賦存狀態(tài)[A].見(jiàn):李德生.中國(guó)含油氣盆地構(gòu)造學(xué)[C].北京:石油工業(yè)出版社.2002.410～426.

[6]王雙明.鄂爾多斯盆地構(gòu)造演化和構(gòu)造控煤作用[J].地質(zhì)通報(bào).2011，30(4):544－552.

[7]何自新.鄂爾多斯盆地演化與油氣[M].北京:石油工業(yè)出版社.2003:74－79.

[8]陳全紅，李可永，張道鋒，等.鄂爾多斯盆地本溪組—太原組扇三角洲沉積 與油氣聚集的關(guān)系[J].中國(guó)地質(zhì).2010，37(2):421－428.

[9]李潔，陳洪德，林良彪，等.鄂爾多斯盆地西北部盒8段淺水三角洲砂體成因及分布模式[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2011，38(2):132－138.

[10]封從軍，鮑志東，張吉輝，等.扶余油田中區(qū)泉四段基準(zhǔn)面旋回劃分及對(duì)單砂體的控制[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版).2012，42(2):63－42.

[11]李佳鴻，宋新民，王友凈，等.安塞油田王窯老區(qū)特低滲透油藏儲(chǔ)層厚砂體精細(xì)解剖[J].地質(zhì)科技情報(bào).2014，33(1):129－135.

[12]張慶國(guó)，鮑志東，宋新民，等.扶余油田扶余油層儲(chǔ)集層單砂體劃分及成因分析[J].石油勘探與開(kāi)發(fā).2008，35(2):157－162.

[13]馬世忠，呂桂友，閆百泉，等.河道單砂體“建筑結(jié)構(gòu)控三維非均質(zhì)模式”研究[J].地學(xué)前緣(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);北京大學(xué)).2008，15(1):57－63.

[14]金振奎，時(shí)曉章，何苗.單河道砂體的識(shí)別方法[J].新疆石油地質(zhì).2010，31(6):572 －575.

[15]于興河.碎屑巖系油氣儲(chǔ)層沉積學(xué)[M].北京:石油工業(yè)出版社.2008.

[16]楚澤涵，黃隆基，高杰，等.地球物理測(cè)井方法與原理[M].第一版.北京:石油工業(yè)出版社.2007.