鄂爾多斯盆地蘇里格氣田辮狀河體系帶特征

郭　智，賈愛林，何東博，唐海發(fā)，劉群明

(中國石油 勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

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鄂爾多斯盆地蘇里格氣田辮狀河體系帶特征

郭智，賈愛林，何東博，唐海發(fā)，劉群明

(中國石油 勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

鄂爾多斯盆地蘇里格氣田上古生界氣藏石盒子組8段、山西組1段主體為河流相沉積，河道多期切割、疊置，形成了規(guī)模較大的“辮狀河體系”。根據(jù)沉積條件和沉積特征的差異，可分為疊置帶、過渡帶和體系間3個(gè)辮狀河體系帶。研究深化并發(fā)展了辮狀河體系帶的概念及沉積內(nèi)涵，建立了沉積相-辮狀河體系-辮狀河體系帶的多級沉積格架，提出了辮狀河體系帶的多參數(shù)定量劃分標(biāo)準(zhǔn)。綜合分析巖心、測井、鉆井等資料，認(rèn)識(shí)到辮狀河體系帶對沉積微相展布和規(guī)模、砂體的疊置樣式、有效砂體的類型和集中程度具有較強(qiáng)的控制作用，是控制氣田沉積、儲(chǔ)層的關(guān)鍵地質(zhì)因素。疊置帶心灘發(fā)育頻率高，規(guī)模大，砂體多期疊置，有效砂體富集，是氣田開發(fā)的主力相帶單元，過渡帶河道充填發(fā)育，有效砂體以孤立型分布為主，辮狀河體系間砂體零星發(fā)育，開發(fā)潛力較差。分別針對疊置帶、過渡帶建立了水平井地質(zhì)目標(biāo)優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化了井軌跡，為水平井隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向提供了更可靠的地質(zhì)依據(jù)。

有效砂體；沉積微相；辮狀河體系；致密砂巖氣；蘇里格氣田；鄂爾多斯盆地

鄂爾多斯盆地蘇里格氣田是我國致密砂巖氣田的典型代表，也是我國已開發(fā)的最大氣田。上古生界氣藏盒8段、山1段主體沉積環(huán)境為寬緩構(gòu)造背景下形成的辮狀河沉積[1]，河道改道、遷移頻繁，相變快，儲(chǔ)層連續(xù)性差。在沉積和成巖雙重控制下[2]，氣田砂體及有效砂體呈“砂包砂”二元結(jié)構(gòu)[3]，有效砂體為普遍低滲的砂體背景下相對高滲的“甜點(diǎn)”[4]，多富集在心灘和河道底部等粗砂巖相，物性、含氣性相對較好(孔隙度>5%，滲透率>0.1×10-3μm2，含氣飽和度>45%)，但厚度薄，規(guī)模小。從全區(qū)看，有效砂體在空間高度分散，70%以上的有效砂體為孤立型，有效砂體累計(jì)厚度僅占砂體厚度的1/4～1/3。從單砂體入手，沉積微相及有效砂體的分布規(guī)律將難以認(rèn)識(shí)，氣田規(guī)模有效開發(fā)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

本文在充分吸收前人研究成果的基礎(chǔ)上，探討了“辮狀河體系”及“辮狀河體系帶”的概念、規(guī)模及劃分方法，建立了“區(qū)域沉積體系—辮狀河體系—辮狀河體系帶—沉積微相”的沉積層級序列。與傳統(tǒng)的“沉積體系—沉積相—沉積亞相—沉積微相”沉積層級相比，更側(cè)重于將辮狀河沉積做為整體進(jìn)行系統(tǒng)分析，這樣更能表現(xiàn)辮狀河沉積體系的統(tǒng)計(jì)學(xué)特征。研究表明，砂組級別的辮狀河體系帶對小層及單砂體級別的沉積微相展布和有效砂體分布具有較強(qiáng)的控制作用。辮狀河體系帶是分析辮狀河相致密砂巖氣藏沉積、儲(chǔ)層特征的關(guān)鍵地質(zhì)參數(shù)，應(yīng)加強(qiáng)重視和研究。考慮到不同辮狀河體系帶的儲(chǔ)層規(guī)模、結(jié)構(gòu)、連續(xù)性和連通性的差異，分別針對疊置帶、過渡帶等進(jìn)行了水平井開發(fā)方式的討論。

1　辮狀河體系帶概念的提出及劃分

辮狀河的概念在1978年由B.R.Rust提出，一般是指彎度指數(shù)小于等于1.5，河床不穩(wěn)定，寬深比大于40的河流沉積[5]。蘇里格地區(qū)的辮狀河沉積具有特殊性，距離物源近，坡降緩(4～10 m/km)，水動(dòng)力強(qiáng)，辮狀河道多期遷移、疊置，形成規(guī)模較大的辮狀河復(fù)合體系(辮狀河復(fù)合體)，在平面上呈片狀分布。

蘇里格辮狀河沉積體系的形成是地質(zhì)歷史時(shí)期物源、水動(dòng)力、古地形、可容空間以及沉積物供給等地質(zhì)因素共同作用的結(jié)果[6]，是一定地層規(guī)模的沉積環(huán)境和沉積物的總和。按照其空間演化所表現(xiàn)出的區(qū)域性的差異，可分為辮狀河體系疊置帶、辮狀河體系過渡帶和辮狀河體系間3個(gè)相帶(圖1)。不同辮狀河體系帶成因和儲(chǔ)層特征差異很大，從辮狀河體系疊置帶、過渡帶到辮狀河體系間，沉積水動(dòng)力由強(qiáng)到弱，可容空間由大到小，沉積物巖性由粗到細(xì)，砂體疊置期次由多到少，砂體連通性和連續(xù)性由好到差。

疊置帶處于剖面上古地形最低洼處，坡降相對最大，水動(dòng)力較強(qiáng)，古河道持續(xù)發(fā)育，可容空間大，A/S值(可容空間/沉積物供給)低[7]，縱向上多期河道反復(fù)切割疊置形成厚層砂巖，砂地比值較高，泥巖夾層基本不發(fā)育，橫向上砂巖連續(xù)性和連通性較強(qiáng)。疊置帶以心灘的厚層粗砂巖和河道充填的薄層中、粗砂巖呈互層狀出現(xiàn)，巖相總體較粗，以含礫粗砂巖、粗砂巖為主，常發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理等指示強(qiáng)水動(dòng)力的沉積構(gòu)造，測井曲線表現(xiàn)為光滑或微齒狀箱形。

過渡帶處于剖面上古地貌中等低洼處，類似于河流地貌一級階地，只有洪水到達(dá)中等或中等以上水位時(shí)候才會(huì)發(fā)育河道砂巖沉積，低水位期暴露不沉積或沉積泥巖，剖面巖性呈現(xiàn)砂泥巖互層。相比于疊置帶，過渡帶發(fā)育的砂體規(guī)模小，連續(xù)性差，側(cè)向遷移快，巖性粒度粗到中等，可形成頻繁出現(xiàn)的單層粗砂巖，測井曲線表現(xiàn)為齒化箱形或中-高幅鐘形。

圖1　辮狀河體系帶儲(chǔ)層沉積模式[6]Fig.1　Reservoir sedimentary patterns of braided river sedimentary system zones[6]表1　蘇里格氣田辮狀河體系帶劃分標(biāo)準(zhǔn)Table.1　Classification criteria of braided river sedimentary system zones in Sulige gasfield

辮狀河體系厚度/m厚度比例疊置層數(shù)側(cè)向連通率砂體有效砂體砂地比凈毛比砂體有效砂體順物源垂直物源疊置帶>16>6>0.60.3～0.6≥3≥2>0.80.7～0.8過渡帶6～161～60.2～0.60.1～0.42～31～2>0.60.5～0.6體系間<6<1<0.2<0.1<2≤1<0.5<0.5

注：砂體連通率=砂體連通層數(shù)/砂體發(fā)育層數(shù)。

辮狀河體系間處于剖面上古地貌最高處，類似于河流地貌二級階地，洪水到達(dá)高水位或特高水位時(shí)偶爾發(fā)育河道砂巖沉積，可容空間小，A/S值持續(xù)較高，剖面以發(fā)育泥巖為主，砂體零星分布，有效砂體基本不發(fā)育。辮狀河體系間發(fā)育的巖性以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，巖性粒度細(xì)，所含沉積微相類型主要為泛濫平原，偶爾可見小型河道粗砂巖相發(fā)育，測井曲線表現(xiàn)為低幅鐘形。

沉積環(huán)境對儲(chǔ)層發(fā)育的規(guī)模、結(jié)構(gòu)、連續(xù)性和連通性影響較大，選取儲(chǔ)層厚度、厚度比例、垂向疊置率、側(cè)向連通率等4類8個(gè)參數(shù)，以層次界面與結(jié)構(gòu)單元為理論指導(dǎo)，通過巖心、單井、層面的相互標(biāo)定，統(tǒng)計(jì)辮狀河體系疊置帶、過渡帶、辮狀河體系間的參數(shù)特征，建立了各體系帶的多參數(shù)定量劃分標(biāo)準(zhǔn)(表1)，避免了單因素判識(shí)造成的誤差。以此劃分標(biāo)準(zhǔn)對取心段的辮

狀河體系帶進(jìn)行回判計(jì)算，其正確率達(dá)到88.3%，說明建立的辮狀河體系劃分標(biāo)準(zhǔn)是可靠的。

以辮狀河體系帶定量劃分標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，對蘇里格氣田辮狀河體系帶進(jìn)行了識(shí)別和劃分。從山西組1段(山1段)到石盒子組8段上亞段(盒8上亞段)，辮狀河體系帶的分布呈現(xiàn)出規(guī)律性變化。山1段水動(dòng)力弱，疊置帶分布范圍相對較小，疊置帶分布面積占研究區(qū)總面積的比例小于30%，體系間規(guī)模較大。盒8下亞段為研究區(qū)最好的層段，砂體大面積發(fā)育，疊置帶分布范圍最廣，連續(xù)性最強(qiáng)，疊置帶、過渡帶和體系間分布面積占研究區(qū)面積的比例分別為58%，35%和7%。盒8上亞段，受物源、水動(dòng)力和古地貌的控制，疊置帶有一定程度的萎縮，過渡帶和體系間規(guī)模有擴(kuò)大的趨勢，盒8上亞段疊置帶分布面積占研究區(qū)面積的比例約為40%，過渡帶與體系間面積之和占比約為60%。

辮狀河體系帶對應(yīng)區(qū)域沉積體系和沉積微相之間的沉積層級(圖2)，相比于經(jīng)典沉積學(xué)中河床、堤岸等沉積亞相的概念及內(nèi)涵，更側(cè)重將一段地質(zhì)歷史時(shí)期內(nèi)的辮狀河沉積做為整體進(jìn)行系統(tǒng)研究，更能反映辮狀河沉積在垂向上和平面上儲(chǔ)層優(yōu)勢相帶的發(fā)育及分布情況，更能突顯辮狀河沉積的地質(zhì)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)特征。辮狀河體系帶概念的提出，填補(bǔ)了相關(guān)研究領(lǐng)域的空白，為利用“分級構(gòu)型”的原理建立地質(zhì)模型，篩選有利區(qū)，布水平井提供了基礎(chǔ)。從區(qū)域沉積體系、辮狀河復(fù)合體系到辮狀河體系帶、沉積微相，沉積級別依次降低，對應(yīng)規(guī)模尺度不斷減小，可利用的資料逐漸豐富，研究精度不斷提高。具體來說，在平面尺度上，辮狀河體系復(fù)合帶對應(yīng)十千米或幾十千米級地層，辮狀河體系帶對應(yīng)千米級地層，而沉積微相對應(yīng)十米至百米級地層。在垂向尺度上，辮狀河體系復(fù)合帶對應(yīng)多個(gè)砂層組地層，辮狀河體系帶對應(yīng)一個(gè)砂層組，而沉積微相對應(yīng)小層或單砂體(表2)。

圖2　蘇里格氣田沉積層級結(jié)構(gòu)Fig.2　Sedimentation hierarchy structure of Sulige gasfielda.河道沉積體系；b.辮狀河體系復(fù)合帶；c.辮狀河體系帶；d.沉積微相表2　蘇里格氣田不同沉積層級對比Table 2　Comparison of different sedimentation levels in Sulige gasfield

沉積層級辮狀河復(fù)合體系辮狀河體系帶沉積微相識(shí)別方法砂、泥巖分布,地震相砂體厚度、厚度比例、儲(chǔ)層連續(xù)性巖心、測井相平面尺度十千米級千米級十米-百米級垂向尺度多個(gè)砂層組砂層組小層有利儲(chǔ)層分布富集區(qū)疊置帶心灘

2　辮狀河體系帶對沉積微相的控制

沉積微相是描述開發(fā)小層或單砂體沉積特征的沉積概念[10]。不同的沉積微相具有不同的儲(chǔ)層參數(shù)分布特征，沉積微相在空間的變化會(huì)引起孔隙度、滲透率等儲(chǔ)層參數(shù)的相應(yīng)變化。通過沉積微相展布來預(yù)測儲(chǔ)層參數(shù)分布，是相控建模的基本原理。但在蘇里格氣田復(fù)雜的地質(zhì)條件下，沉積微相的空間分布本身就是難以描述和預(yù)測的，具有很強(qiáng)的不均一性。舉例來說，心灘在河道的某些區(qū)帶，發(fā)育頻率高，規(guī)模大，在某些區(qū)帶又基本不發(fā)育，規(guī)模也相對小。

辮狀河體系是描述辮狀河在一定空間內(nèi)疊置、切割和遷移的沉積概念，是辮狀河沉積在三維空間的組

合，疊置帶為高能環(huán)境下辮狀河的疊合，過渡帶為高能、低能辮狀河間互的疊合。辮狀河體系相比于辮狀河沉積相和心灘、河道充填等沉積微相，對應(yīng)更高的沉積級別和更大的地層尺度。

正如施秉銀所說，不只是西安交大一附院，推行目標(biāo)管理的醫(yī)院普遍面臨一些問題。如由于醫(yī)院工作的特殊性和復(fù)雜性，不同科室工作性質(zhì)不同，工作難易程度和工作量大小不同，目標(biāo)及考核標(biāo)準(zhǔn)難以確定；指標(biāo)設(shè)計(jì)缺乏公平性和合理性，選擇的指標(biāo)主次不分明、重點(diǎn)不突出，對定性指標(biāo)和定量指標(biāo)設(shè)置也不夠科學(xué)；過程管理缺乏科學(xué)性和規(guī)范性，中期及結(jié)果的考核管理辦法仍須探究。

通過對比辮狀河體系帶與沉積微相(圖3)，反映出小層級別的沉積微相展布在整體上受砂組級別的辮狀河體系控制，兩者在物源方向、河道走向等大體趨勢上呈現(xiàn)關(guān)聯(lián)性，而沉積微相又在局部展現(xiàn)出了細(xì)節(jié)變化。辮狀河體系帶是揭示沉積微相分布規(guī)律的關(guān)鍵沉積要素，它對沉積微相的約束主要體現(xiàn)在沉積微相的發(fā)育類型、發(fā)育頻率和發(fā)育規(guī)模等幾個(gè)方面。根據(jù)蘇里格氣田蘇6加密區(qū)48口井675個(gè)單砂體的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，分析了辮狀河體系帶對沉積微相的控制作用。

從沉積微相的發(fā)育類型和發(fā)育頻率來看(表3)，疊置帶主要沉積心灘，各層位心灘發(fā)育比例45%～70%，平均為57.9%，為過渡帶心灘發(fā)育頻率的近2倍。過渡帶以河道沉積為主，各層位河道充填平均發(fā)育比例為71.8%。體系間以大面積的泛濫平原沉積為主。

沉積物理模擬實(shí)驗(yàn)表明形成于強(qiáng)水動(dòng)力條件下的疊置帶，水流分布范圍廣，攜砂能力強(qiáng)，形成砂體規(guī)模大，延伸距離遠(yuǎn)。形成于中等水動(dòng)力條件下的過渡帶，水流沿主河道分布。辮狀河體系間水動(dòng)力弱，水流沿原有河道發(fā)育細(xì)粒沉積，砂體分布范圍局限。從沉積微相的發(fā)育規(guī)模來看(表4)，疊置帶的心灘相比于過渡帶，前者比后者厚0.3～0.5 m，比后者寬70～80 m，比后者長100～200 m。疊置帶內(nèi)的河道充填沉積與過渡帶相比，規(guī)模相差不大，單砂層厚度接近，多期疊置后比后者寬10～50 m，比后者長130～200 m。

綜上所述，心灘在河道內(nèi)不是按照固定比例均勻分布的，在疊置帶內(nèi)發(fā)育頻率高，規(guī)模大，在過渡帶內(nèi)發(fā)育頻率低，規(guī)模也相對小。通過辮狀河體系帶研究可以刻畫和描述沉積微相在空間分布的不均一性，可為建立沉積微相控制下的三維地質(zhì)模型提供更合理的地質(zhì)約束[11-12]。受辮狀河體系約束的沉積微相模型(圖4a)與沉積微相平面圖(圖3b)對應(yīng)效果較好，心灘在局部區(qū)帶分布集中，規(guī)模較大，而不受辮狀河體系約束的沉積微相模型中(圖4b)，心灘在河道內(nèi)以均一的概率、幾乎均等的規(guī)模分布，不可避免地淡化了沉積相在空間展布的固有的非均質(zhì)性[13-14]，效果不好。

圖3　蘇里格氣田辮狀河體系與沉積微相對比Fig.3　Correlation of braided river system with sedimentary microfacies in Sulige gasfielda.盒8上亞段辮狀河體系；b.盒8上亞段1小層沉積微相表3　蘇里格氣田疊置帶與過渡帶心灘、河道充填發(fā)育頻率Table 3　Ratio comparison of channel bar and channel filling between superimposed zone and transitional zone of Sulige gasfield

層位辮狀河體系疊置帶辮狀河體系過渡帶心灘發(fā)育頻率/%河道充填發(fā)育頻率/%心灘發(fā)育頻率/%河道充填發(fā)育頻率/%盒8上(1)59.0440.9621.7778.23盒8上(2)59.5640.4436.0263.98盒8下(1)63.5236.4833.1566.85盒8下(2)72.1027.9028.1271.88山1143.6256.3823.6576.35山1262.7337.2734.5965.41山1345.0055.0019.9980.01平均57.9442.0628.1871.82

表4　蘇里格氣田疊置帶與過渡帶心灘、河道充填發(fā)育規(guī)模對比Table 4　Scale comparison of channel bar and channel filling between superimposed zone and transitional zone of Sulige gasfield

另一方面，心灘微相對應(yīng)蘇里格氣田最有利的儲(chǔ)層，疊置帶與過渡帶內(nèi)發(fā)育的心灘具有不同的分布規(guī)律，決定了疊置帶與過渡帶的儲(chǔ)層質(zhì)量也有不小的差異。

從沉積相(區(qū)域沉積體系)到沉積微相的研究，再從沉積微相到辮狀河體系帶的總結(jié)，地層尺度由粗到細(xì)，再由細(xì)到粗。由粗到細(xì)，展現(xiàn)了沉積學(xué)的學(xué)科理論發(fā)展；由細(xì)到粗，體現(xiàn)了油氣開發(fā)地質(zhì)的實(shí)踐訴求。理論和實(shí)踐兩者相互促進(jìn)、補(bǔ)充和完善，推動(dòng)了地下地質(zhì)條件認(rèn)識(shí)程度的不斷加深。

3　辮狀河體系帶與有效砂體的關(guān)系

蘇里格氣田先致密后成藏，儲(chǔ)層沉積后遭受了強(qiáng)烈的壓實(shí)、膠結(jié)、溶蝕等成巖作用，深刻改造了儲(chǔ)層面貌。在沉積和成巖雙重控制下，有效砂體高度分散[15]，為普遍低滲背景下的高滲單元，在空間分布以孤立型為主，少部分呈垂向疊置型和橫向局部連通型。區(qū)內(nèi)有效砂體多富集心灘中下部和河道底部等粗砂巖相，這是由水動(dòng)力條件、沉積物的粒度、組分、巖性、物性特征、砂體結(jié)構(gòu)特征以及成巖改造等多因素造成的。分流河道底部、心灘等粗砂巖相沉積水動(dòng)力強(qiáng)，分選好，巖性為較純的石英砂巖。儲(chǔ)層物性好，分布穩(wěn)定，連續(xù)性及連通性強(qiáng)。石英等剛性顆粒含量高，在深埋藏狀態(tài)下原生孔隙得以最大程度的保存。較好的儲(chǔ)層連通性、原生孔隙的保存為溶蝕作用提供了流體運(yùn)移的通道。鑒于沉積微相在空間分布具有較強(qiáng)的不均一性和多期成巖作用的復(fù)雜性，使得單砂體級別的有效砂體分布規(guī)律難以認(rèn)識(shí)和把握。

圖4　兩種方法建立的沉積微相模型對比Fig.4　Comparison of sedimentary microfacies model established with two modeling methods in Sulige gasfielda.受辮狀河體系約束的沉積微相模型；b.不受辮狀河體系約束的沉積微相模型

然而，在砂組級別的地層尺度上，辮狀河疊置帶、過渡帶、辮狀河體系間有效砂體的集中程度和疊置樣式具有明顯的差別。疊置帶內(nèi)砂體通過多期疊置形成規(guī)模較大的泛連通體，寬度可達(dá)1 000～1 500 m，長度可達(dá)2 000 m以上，大規(guī)模的砂體發(fā)育為沉積后遭受成巖改造形成有效砂體提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。疊置帶水動(dòng)力強(qiáng)，巖相粗，儲(chǔ)層巖石顆粒分選好，巖性純，物性好，心灘較發(fā)育，因此有效砂體分布也相對集中。鉆井、試井、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表明，蘇里格有70%以上的有效砂體分布在疊置帶。疊置帶多期疊置型和塊狀厚層型有效砂體分布比例相對高，為水平井部署和氣田的高效開發(fā)提供了較有利的地質(zhì)條件。過渡帶水動(dòng)力條件中等，巖性較疊置帶細(xì)，砂泥巖間互出現(xiàn)，有效砂體較薄，帶內(nèi)2/3以上的有效砂體仍為孤立型，有效砂體占全區(qū)有效砂體比例為25%。辮狀河體系間水動(dòng)力弱，有效砂體基本不發(fā)育，占全區(qū)有效砂體的比例不到5%。辮狀河體系帶展布與有效砂體分布具有明顯的對應(yīng)關(guān)系(圖5，對應(yīng)圖3中的A—A′剖面)，認(rèn)為從疊置帶、過渡帶這樣的地層尺度去研究有效儲(chǔ)層分布規(guī)律、有利開發(fā)區(qū)是較為科學(xué)的。

4　辮狀河體系對應(yīng)的水平井開發(fā)方式

辮狀河體系是控制蘇里格氣田沉積微相展布和有效砂體分布的關(guān)鍵地質(zhì)因素，不同的辮狀河體系帶內(nèi)發(fā)育的沉積微相類型、規(guī)模和儲(chǔ)層的結(jié)構(gòu)、空間組合樣式不同，同樣也對開發(fā)方式造成很大影響。

水平井技術(shù)近年來做為致密砂巖氣藏高效開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)手段[16]，在提高單井產(chǎn)量、提高氣田開發(fā)效果等方面發(fā)揮了重要作用。蘇里格氣田水平井根據(jù)開發(fā)效果可分為Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ3類，其中Ⅰ類井開發(fā)效果最好，Ⅲ類井開發(fā)效果最差。水平井鉆遇的地質(zhì)模型可分為5類：厚層塊狀孤立型(A型)、具物性夾層的垂向疊置型(B型)、橫向切割連通性(C型)、具泥質(zhì)隔層的垂向疊置型(D型)和橫向串糖葫蘆型(E型)。

統(tǒng)計(jì)表明，蘇里格氣田所有已完鉆的水平井都布在了辮狀河體系疊置帶、過渡帶，其中疊置帶內(nèi)井?dāng)?shù)占比84%，過渡帶16%。疊置帶內(nèi)砂體多期疊置，儲(chǔ)層穩(wěn)定性強(qiáng)，有效砂體富集，水平井主要為Ⅰ+Ⅱ類，水平井模型以A型、B型為主，含少部分C型，屬高產(chǎn)模型。在井網(wǎng)井距允許的情況下(>600 m×1 600 m)，疊置帶內(nèi)水平井宜以整體式開發(fā)為主。過渡帶儲(chǔ)層質(zhì)量一般，砂體連續(xù)性相對局限，水平井主要為Ⅱ+Ⅲ類，水平井模型以D型和E型為主，為低產(chǎn)模型。因此，建議過渡帶在優(yōu)選富集區(qū)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行水平井甜點(diǎn)式開發(fā)。辮狀河體系間砂體發(fā)育零星，開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)大，不宜部署水平井開發(fā)，可根據(jù)地質(zhì)條件優(yōu)選有利區(qū)部署直井開發(fā)。

基于水平井分類評價(jià)指標(biāo)、水平井鉆遇地質(zhì)模型的參數(shù)特征以及不同辮狀河體系帶的沉積及儲(chǔ)層差異，分別針對疊置帶、過渡帶等水平井部署的兩大主力相帶，建立了水平井地質(zhì)目標(biāo)優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)(表5)，包括地震資料、構(gòu)造幅度、儲(chǔ)層及有效儲(chǔ)層品質(zhì)、相鄰直井情況、儲(chǔ)量富集程度及豐度[17]，并對水平井的初期產(chǎn)量和無阻流量做了預(yù)測，總計(jì)7類15個(gè)參數(shù)。該地質(zhì)目標(biāo)優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)建立在近300口水平井的動(dòng)、靜態(tài)資料的統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)樣本較大，可靠性較強(qiáng)。

需要指出的是，在疊置帶、過渡帶內(nèi)優(yōu)選水平井地質(zhì)目標(biāo)時(shí)應(yīng)有所差異。疊置有效砂體相對富集，應(yīng)側(cè)重于整體評價(jià)區(qū)塊的儲(chǔ)層厚度、儲(chǔ)量富集程度等參數(shù)，而過渡帶有效砂體分散，宜側(cè)重于隔夾層描述、相鄰直井分析等局部“甜點(diǎn)”研究。

圖5　蘇里格氣田辮狀河體系帶與有效砂體配置關(guān)系Fig.5　Allocation of effective sand bodies in different braided river system zones of Sulige gasfield表5　蘇里格氣田疊置帶和過渡帶水平井地質(zhì)目標(biāo)優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)Table 5　Geological target selection criteria of horizontal wells in superimposed zone and transitional zone of Sulige gasfield

類型參數(shù)辮狀河體系疊置帶辮狀河體系過渡帶地震AVO、異常振幅屬性含氣有利區(qū)構(gòu)造主要?dú)鈱禹數(shù)讟?gòu)造構(gòu)造平緩,坡降3～5m/km儲(chǔ)層砂巖厚度主力砂組平均>20m主力砂組平均>15m,局部>20m隔夾層以物性夾層為主,<3m以泥質(zhì)隔層為主,單層<3m或累計(jì)<4m井間儲(chǔ)層延伸>800m>700m有效儲(chǔ)層有效儲(chǔ)層厚度單層>6m或累計(jì)>8m單層3～6m,累計(jì)>6m有效儲(chǔ)層延伸>600m>450m相臨直井曲線形態(tài)高幅平滑箱形中高幅齒化箱形日產(chǎn)氣平均>1.2×104m3/d大部分>1×104m3/dⅠ+Ⅱ類井比例>75%>60%儲(chǔ)量儲(chǔ)量富集程度主力層>70%主力層>50%儲(chǔ)量豐度>0.8×108m3/km2>0.7×108m3/km2動(dòng)態(tài)預(yù)測水平井初期產(chǎn)量>7×104m3/d>4×104m3/d水平井無阻流量>40×104m3/d>20×104m3/d

圖6　蘇里格氣田水平井井軌跡設(shè)計(jì)模式Fig.6　Horizontal well trajectory design patterns in Sulige gasfielda.厚層塊狀儲(chǔ)層-平直型井軌跡；b.多層疊置型儲(chǔ)層-大斜度型井軌跡；c.分段薄層型儲(chǔ)層-階梯型井軌跡

針對辮狀河體系疊置帶、過渡帶不同的砂體疊置樣式，優(yōu)化了水平井井軌跡。疊置帶內(nèi)儲(chǔ)層以厚層塊狀孤立型和多層疊置型為主，儲(chǔ)量較集中，分別對應(yīng)平直型井軌跡(圖6a)和大斜度井軌跡(圖6b)；過渡帶儲(chǔ)層厚度薄，有效砂體穩(wěn)定性差，相對孤立，泥巖夾層頻繁出現(xiàn)，儲(chǔ)量分散，設(shè)計(jì)階梯型井軌跡(圖6c)。當(dāng)然過渡帶有效砂體相對集中段，也可設(shè)計(jì)平直型井軌跡。文中展現(xiàn)的是概念化的井軌跡模式，實(shí)際工作時(shí)應(yīng)根據(jù)井區(qū)的實(shí)際砂體疊置樣式，調(diào)整井軌跡設(shè)計(jì)方案。

建議在新的評價(jià)區(qū)塊，首先劃分疊置帶、過渡帶、體系間等辮狀河體系帶，即而在辮狀河體系帶約束下，建立精確的相控地質(zhì)模型，并優(yōu)先對疊置帶、過渡帶展開評價(jià)，結(jié)合建立的水平井地質(zhì)目標(biāo)優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)選水平井有利地質(zhì)目標(biāo)，進(jìn)行合理的井軌跡設(shè)計(jì)，以期獲得最優(yōu)的開發(fā)效果。

5　結(jié)論

1) 在寬緩的構(gòu)造背景下，蘇里格上古氣藏盒8段、山1段辮狀河沉積多期疊置，形成規(guī)模較大的辮狀河體系，可分為疊置帶、過渡帶和體系間等3個(gè)區(qū)帶。砂組地層級別的辮狀河體系帶對小層級別的沉積微相展布和有效砂體分布有較強(qiáng)的控制作用，同樣也影響到了開發(fā)方式。疊置帶儲(chǔ)層穩(wěn)定，心灘發(fā)育頻率和發(fā)育規(guī)模相對較大，有效砂體富集，水平井開發(fā)以“整體式”為主；過渡帶河道充填發(fā)育，有效砂體呈孤立狀，水平井以“甜點(diǎn)式”開發(fā)為主；體系間砂層較薄，開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)大，建議選擇性的進(jìn)行直井開發(fā)，不宜進(jìn)行水平井開發(fā)。

2) “沉積體系—辮狀河體系復(fù)合帶—辮狀河體系帶—沉積微相”的研究思路與經(jīng)典的沉積學(xué)相比，有繼承和借鑒，也有差異和發(fā)展。使辮狀河體系帶研究在蘇里格型致密砂巖氣田開發(fā)中發(fā)揮更積極的作用，仍有很長的路要走。建議進(jìn)一步加強(qiáng)辮狀河體系帶的成因、期次、對儲(chǔ)層的控制、對開發(fā)方式的影響等研究，形成在辮狀河體系帶地質(zhì)約束下的富集區(qū)優(yōu)選及水平井設(shè)計(jì)的參數(shù)規(guī)范和工作流程，為氣田規(guī)模效益開發(fā)提供更準(zhǔn)確的地質(zhì)依據(jù)。

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(編輯董立)

Characteristics of braided river sedimentary system zones in Sulige gasfield, Ordos Basin

Guo Zhi，Jia Ailin，He Dongbo，Tang Haifa，Liu Qunming

(PetroChinaResearchInstituteofPetroleumExploration&Development,Beijing100083,China)

The 8thMember of the Shihezi Formation and the 1stMember of the Shanxi Formation of the Upper Paleozoic in Sulige gasfield are mainly of fluvial facies,and the crosscutting and superimposition of multiple-stage channels resulted in a large “braided river system” in geologic history.According to different sedimentary environments and sedimentation characteristics,the braided river system can be divided into superimposed zone,transitional zone and inter-channel zone.This study deepens and develops the concept and deposit connotation of the braided river system,establishes a sedimentary hierarchy of sedimentary facies-braided river system-braided river system zone,and proposes multiple-parameter quantitative classification standards for Sulige’s braided river system.Through integrated analysis of core,logging and drilling data,it is concluded that braided river system zone is the key geological factor for sedimentation and reservoir characteristics of Sulige gasfield,as it strongly controls the sedimentary microfacies distribution and scale,sand bodies’ superimposition style and effective sand bodies’ type and centralization.The superimposed zones of the braided river system feature in highly develo-ped and large channel bars,superimposition of multiple stage sand bodies and clustering of effective sand bodies,thus is the favorable facies zone for gas production.In transitional zone,channel filling is more developed and effective sand bodies are mainly distributed in isolation in space.In contrast,the inter-channel zone is characterized by scattered and sparse sand bodies,thus its exploitation potential is poor.In addition,the criteria of geological target selection for horizontal wells are set up for the superimposed zone and transitional zone of braided river system respectively,and horizontal well trajectory is optimized,providing a more reliable basis for geo-steering while drilling of horizontal wells.

effective sand body，sedimentary microfacies，braided river sedimentary system，tight sand gas,Sulige gasfield，Ordos Basin

2014-07-21;

2015-11-20。

郭智(1986—)，男，博士，油氣田開發(fā)地質(zhì)。E-mail:a349261981@163.com

國家科技重大專項(xiàng)(2016ZX05047)。

0253-9985(2016)02-0197-08

10.11743/ogg20160207

TE122.2

A