東勝氣田錦72井區(qū)下石盒子組礫質(zhì)辮狀河沉積特征

劉鈺銘 ，陳儒賢 ，趙丁丁 ，張占楊，王菁 ，侯加根

1 中國(guó)石油大學(xué)(北京)油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102249

2 中國(guó)石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249

3 中國(guó)石油化工股份有限公司華北油氣分公司勘探開發(fā)研究院，鄭州 450006

0 引言

辮狀河儲(chǔ)層是陸相碎屑巖油氣藏的一種重要儲(chǔ)層類型，在全球范圍內(nèi)廣泛分布，如埃及中東部沙漠努比亞組、伊朗中部Shirgesht地區(qū)Lalun組、準(zhǔn)噶爾盆地侏羅系八道灣組、松遼盆地喇嘛甸油田[1-4]。近年來，砂質(zhì)辮狀河沉積特征、儲(chǔ)層構(gòu)型、內(nèi)部非均質(zhì)性等研究取得了較大進(jìn)展[5-8]。然而，國(guó)內(nèi)外對(duì)礫石質(zhì)辮狀河研究較少，一些學(xué)者基于現(xiàn)代沉積、野外露頭、地貌動(dòng)力學(xué)研究了礫質(zhì)辮狀河的成因機(jī)制、沉積物的非均質(zhì)性、巖相類型、儲(chǔ)層構(gòu)型等[9-12]，礫質(zhì)辮狀河的巖相類型復(fù)雜多樣，且不同巖相物性差異明顯。Miall總結(jié)了四種不同類型礫質(zhì)辮狀河的巖相組合類型及沉積構(gòu)型模式[13]。雖然前人已經(jīng)對(duì)礫質(zhì)辮狀河沉積特征進(jìn)行了一些研究，但是對(duì)于油氣田地下礫質(zhì)辮狀河儲(chǔ)層沉積特征的研究較為籠統(tǒng)，對(duì)不同類型礫質(zhì)辮狀河的巖相、砂體分布及沉積模式的差異仍然認(rèn)識(shí)不足。

鄂爾多斯盆地多個(gè)層系富含豐富的油氣資源，是我國(guó)主要含油氣沉積盆地之一[14-16]，其北部東勝氣田下石盒子組致密砂巖氣藏勘探潛力巨大[17]。不同學(xué)者對(duì)鄂爾多斯盆地北緣下石盒子組沉積環(huán)境進(jìn)行了大量研究，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為東勝氣田錦72井區(qū)下石盒子組為礫質(zhì)辮狀河沉積[18-24]，但未對(duì)礫質(zhì)辮狀河類型進(jìn)行細(xì)分研究，不同類型礫質(zhì)辮狀河的沉積差異特征仍不清晰。

本文以鄂爾多斯盆地北部東勝氣田錦72井區(qū)下石盒子組為研究對(duì)象，基于巖心、測(cè)井、錄井及地震等資料，闡明了不同類型礫質(zhì)辮狀河的巖相組合及砂體分布樣式；依據(jù)研究區(qū)實(shí)際地質(zhì)條件并結(jié)合已有研究成果，建立了不同類型礫質(zhì)辮狀河的沉積模式。該研究能夠?yàn)橄嗨瞥练e類型的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供參考。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地位于中國(guó)板塊西北部，華北地臺(tái)西部，可劃分為天環(huán)凹陷、晉西撓褶帶、伊盟隆起、伊陜斜坡、西緣逆沖帶、渭北隆起6個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元[25-27]。東勝氣田位于鄂爾多斯盆地北緣，橫跨伊陜斜坡、天環(huán)凹陷以及伊盟隆起構(gòu)造單元[28-29](圖1a)。錦72井區(qū)位于東勝氣田十里加汗氣區(qū)中部，北部為泊爾江海子斷層(圖1b)，面積約1000 km2[30]。在晚古生代，鄂爾多斯盆地經(jīng)歷了陸表海到陸內(nèi)湖盆的演化，盆地北緣鄰近活動(dòng)大陸邊緣受古亞洲洋板塊向南俯沖碰撞影響，東-西向格局演變?yōu)楸睎|-南西向，到下石盒子組晚期，南北坡降逐漸變小[20, 31-32]。

東勝氣田錦72井區(qū)地層自下而上發(fā)育了石炭系太原組、二疊系山西組、下石盒子組、上石盒子組、石千峰組(圖1c)。二疊系下石盒子組為本文研究的目標(biāo)層位，地層厚度介于110～180 m，自下而上可分為 盒1段(SQ1、SQ2)、盒2段(SQ3)、盒3段(SQ4)共3個(gè)亞段[33](圖2)，盒1段可分為盒1-1、盒1-2、盒1-3、盒1-4四個(gè)小層，盒2段可分為盒2-1、盒2-2兩個(gè)小層、盒3段可分為盒3-1、盒3-2兩個(gè)小層。前人研究表明東勝氣田下石盒子組的沉積環(huán)境為近物源的沖積扇-辮狀河沉積體系，物源主要來自于北部的陰山-阿拉善古陸[22,33]。錦72井區(qū)的沉積環(huán)境為沖積平原背景下的礫質(zhì)辮狀河沉積，盒1段沉積期物源供給充足，砂體大面積疊置展布，盒2及盒3段沉積期，由于氣候變化及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等，物源供應(yīng)減少，辮狀河規(guī)模逐漸變小，砂體發(fā)育規(guī)模減小[34-37]。

圖1 錦72井區(qū)構(gòu)造位置及井位分布圖Fig. 1 Structural location and well location distribution of the Jin72 well area

圖2 東勝氣田錦72井下石盒子組層序沉積相柱狀圖Fig. 2 Sequence sedimentary facies column of the Lower Shihezi Formation in the Jin 72 well area, Dongsheng gas field

2 礫質(zhì)辮狀河沉積特征

利用22口取心井共473.06 m巖心以及72口井的

測(cè)井資料(圖1b)，分析了研究區(qū)下石盒子組的巖石學(xué)特征、巖相類型及不同沉積微相的測(cè)井響應(yīng)特征。綜合分析認(rèn)為東勝氣田錦72井區(qū)下石盒子組整體上為礫質(zhì)辮狀河沉積。

2.1 巖石學(xué)特征

2.1.1 巖石類型及礦物組分

基于214塊鑄體薄片及普通薄片分析結(jié)果，錦72井區(qū)下石盒子組巖石類型主要為巖屑石英砂巖、巖屑砂巖，含有少量巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖(圖3a)。石英體積百分含量為56%～90%，平均71.3%；長(zhǎng)石含量較少，最大7%；巖屑體積百分含量為3%～44%，平均27.3%。巖屑以變質(zhì)巖巖屑為主，其次為沉積巖巖屑，含少量火成巖巖屑；雜基主要為泥質(zhì)(6.8～25.8%)，膠結(jié)物主要為方解石、自生黏土礦物。成分成熟度指數(shù)Q/(F+R)為1.8～2.7，平均為2.33，表明研究區(qū)下石盒子組砂體具有較高成分成熟度。

根據(jù)68塊樣品的鑄體薄片鑒定及粒度分析結(jié)果，錦72井區(qū)下石盒子組砂巖具有較高結(jié)構(gòu)成熟度，分選好的樣品占78%，分選中等占18%(圖3b)；磨圓以次棱角-次圓狀為主(圖3c)，膠結(jié)類型主要為孔隙膠結(jié)和接觸膠結(jié)(圖3d)，顆粒接觸方式主要為點(diǎn)-線接觸，表明研究區(qū)下石盒子組砂巖沉積物搬運(yùn)距離較短，而且在水動(dòng)力較強(qiáng)的環(huán)境下沉積。

圖3 錦72井區(qū)下石盒子組巖石學(xué)特征Fig. 3 Petrological characteristics of the Lower Shihezi Formation in the Jin72 well area

2.1.2 巖石粒度特征

研究區(qū)下石盒子組6口井15個(gè)樣本點(diǎn)的粒度分析結(jié)果表明，發(fā)育2種典型的粒度概率累積曲線類型，分別為兩段式、三段式，具有沉積物粒度較粗，粒徑分布區(qū)間廣的特點(diǎn)(圖4a)，以滾動(dòng)組分、跳躍組分為主，懸浮組分次之。在兩段式曲線中發(fā)育明顯的滾動(dòng)次總體和跳躍次總體，S截點(diǎn)大致位于-2φ處，指示強(qiáng)水動(dòng)力環(huán)境；三段式曲線的滾動(dòng)、跳躍、懸浮總體均發(fā)育，以跳躍為主，主要發(fā)育中粗砂巖。

巖心粒度C-M圖表明研究區(qū)下石盒子組以牽引流沉積為主(圖4b)，結(jié)合巖石粒度的分布特征，綜合分析認(rèn)為研究區(qū)沉積物為近物源的牽引流高能環(huán)境沉積。

圖4 錦72井區(qū)下石盒子組粒度特征Fig. 4 Grain size characteristics of the Lower Shihezi Formation in the Jin 72 well area

2.2 巖相類型

通過對(duì)研究區(qū)22口取心井下石盒子組473.06 m巖心的精細(xì)描述，發(fā)現(xiàn)巖心中發(fā)育沖刷面、塊狀層理、平行層理、大型槽狀交錯(cuò)層理、小型槽狀交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理以及泥質(zhì)紋層等沉積構(gòu)造(圖5)。依據(jù)巖石粒度及沉積構(gòu)造等可將下石盒子組儲(chǔ)層劃分為12種巖相類型。

圖5 錦72井區(qū)下石盒子組典型沉積構(gòu)造及素描圖Fig. 5 Typical sedimentary structure and sketch map of the Lower Shihezi Formation in the Jin 72 well area

(1)礫巖相(Gm)可細(xì)分為塊狀層理雜基支撐中粗礫巖相(Gmm)(圖6a)、塊狀層理顆粒支撐細(xì)礫巖相(Gfm)(圖6b)。礫巖相一般出現(xiàn)在河流沖刷面位置，反映新的洪水期開始，物源供應(yīng)充足，顆粒大小變化大，分選差，表現(xiàn)為雜基支撐，可見礫石定向排列，沖刷面位置可見泥礫；在縱向上沖刷期短的才十幾厘米，顯示為疊覆沖刷。

(2)砂巖相中發(fā)育塊狀層理礫質(zhì)砂巖相(Scm)、塊狀層理含礫粗砂巖相(Sgm)、塊狀層理中粗砂巖相(Smm)、槽狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相(Smt)、槽狀交錯(cuò)層理中細(xì)砂巖相(Sft)、板狀交錯(cuò)層理中細(xì)砂巖相(Sfp)、平行層理中細(xì)砂巖相(Sfh)(圖6c-i)。其中，塊狀層理礫質(zhì)砂巖相一般發(fā)育在沖刷面位置，為新一期沉積的開始。塊狀層理含礫粗砂巖相是研究區(qū)最常見的巖石相，在縱向上幾分米至幾米，反映強(qiáng)的水動(dòng)力沉積環(huán)境。交錯(cuò)層理砂巖相則是屬較強(qiáng)水動(dòng)力環(huán)境下河道遷移下切或充填的沉積產(chǎn)物，分選較好，平行層理砂巖粒度較細(xì)，物性較差。

(3)粉砂巖相中發(fā)育塊狀層理粉砂巖相(Sfvm)以及平行層理粉砂巖相(Sfvh)。在水動(dòng)力條件較弱的情況下懸浮物堆積形成，發(fā)育于靜水環(huán)境，僅在溢岸微相中常見(圖6j、k)。

(4)塊狀泥巖相(Mm)(圖6l)中主要發(fā)育紅褐色泥巖、淺灰色泥巖、以及粉砂質(zhì)泥巖。泥巖層代表枯水期，處于低能安靜水體環(huán)境，沉積物源沒有供給，泥巖顏色主要為氧化色，代表水上沉積環(huán)境，巖心上偶見植物根莖，該巖相在辮狀河的泛濫平原微相中廣泛發(fā)育。

圖6 錦72井區(qū)下石盒子組典型巖相類型Fig. 6 Typical lithofacies types of the Lower Shihezi Formation in the Jin 72 well area

2.3 沉積微相及測(cè)井相

錦72井區(qū)下石盒子組的沉積微相主要包括心灘、辮狀河道、泛濫平原、溢岸及邊灘，其中心灘為優(yōu)勢(shì)沉積微相，在研究區(qū)廣泛分布且頻繁遷移疊置，辮狀河道呈現(xiàn)為河床中的水道充填沉積。砂體中最常見的韻律類型為均質(zhì)韻律，其是沉積物在較強(qiáng)的水體中快速沉積并且無明顯分異作用而形成的，粒度特征基本一致，主要為河道滯留沉積或心灘形成；其次為正韻律，即沉積物在水體能量減弱或者較為穩(wěn)定條件下因重力分異作用，粒度自下而上由粗變細(xì)，反映了河道或者溢岸沉積。測(cè)井相主要為箱型(光滑箱型、齒狀箱型、復(fù)合箱型)、鐘形以及指狀三種基本測(cè)井曲線形態(tài)(圖7)。心灘沉積的測(cè)井響應(yīng)為箱型，一般對(duì)應(yīng)均質(zhì)韻律巖性特征，占比68.3%，泥質(zhì)含量越少，光滑程度越高(圖7a)；辮狀河道或邊灘沉積的測(cè)井響應(yīng)為鐘形，一般對(duì)應(yīng)正韻律巖性特征，占比21.9%；指狀測(cè)井曲線對(duì)應(yīng)的韻律特征不明顯，指示窄河道沉積或溢岸沉積，占比9.8%(圖7e)。

圖7 錦72井區(qū)下石盒子組五種常見的測(cè)井曲線形態(tài)Fig. 7 Five kinds of common log curve shapes in the Lower Shihezi Formation in the Jin72 well area

3 礫質(zhì)辮狀河類型細(xì)分

根據(jù)巖心及測(cè)井資料的分析結(jié)果，東勝氣田錦72井區(qū)下石盒子組礫質(zhì)辮狀河沉積特征與Cant及Galloway的經(jīng)典模式一定區(qū)別[5-6]，研究區(qū)不同區(qū)域不同時(shí)期條件下的沉積特征差異較大。因此借鑒前人研究成果，基于巖心及測(cè)井資料，綜合研究了錦72井區(qū)礫質(zhì)辮狀河的河流深度、巖相縱向變化、沉積旋回長(zhǎng)度以及測(cè)井曲線等特征，并結(jié)合Miall所劃分的4種礫石質(zhì)辮狀河模式[13]，將錦72井區(qū)盒1段東側(cè)劃分為淺礫石床辮狀河，西側(cè)為深礫石床辮狀河，盒2及盒3段全區(qū)為礫質(zhì)游蕩河(表1)，下面將詳細(xì)論述不同類型礫質(zhì)辮狀河沉積特征的差異。

表1 研究區(qū)下石盒子組河流類型劃分及沉積特征參數(shù)表Table 1 River type classification and sedimentary characteristic parameters of the Lower Shihezi Formation in the study area

3.1 辮狀河深度計(jì)算

經(jīng)過多年研究，國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為辮狀河滿岸深度控制其所形成的交錯(cuò)層組厚度[38]，因此通過統(tǒng)計(jì)錦72井區(qū)三種礫質(zhì)辮狀河的砂巖交錯(cuò)層組厚度，可以計(jì)算對(duì)應(yīng)的河道滿岸深度。

辮狀河道滿岸深度計(jì)算公式為：

式中，β為系數(shù)；hs為交錯(cuò)層理系組平均厚度，m；hm為單河道滿岸深度，m；ha為平均河道滿岸深度，m。

研究區(qū)盒1段東側(cè)淺礫石床辮狀河共83.66m巖心(J7、J72、J53井)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，發(fā)育的交錯(cuò)層理系組平均厚度為0.27 m，計(jì)算得到的單河道平均滿岸深度為2.43 m；研究區(qū)盒1段西側(cè)深礫石床辮狀河共70.5 m巖心(J88、J91井)的交錯(cuò)層理系組平均厚度為0.45 m，單河道平均滿岸深度為4.87 m；研究區(qū)盒2及盒3段礫質(zhì)游蕩河共66.3 m巖心(J7、J68井)的交錯(cuò)層理系組平均厚度為0.18 m，單河道平均滿岸深度為1.76m。

3.2 淺礫石床辮狀河

錦72井區(qū)東側(cè)盒1段為淺礫石床辮狀河沉積，J7、J72、J53井共83.66 m的巖心觀察結(jié)果表明，礫石質(zhì)段共53.2 m，泥巖較少見，整體為礫包砂特征，具有單個(gè)巖相厚度薄，頂?shù)淄蛔兠黠@，縱向變化快(幾厘米-幾分米)，自然伽馬測(cè)井曲線突變、齒化程度高，非均質(zhì)強(qiáng)的特點(diǎn)。這表明了河流較淺，單一河道平均滿岸深度為2.43 m(表1)，多為間歇性水流。進(jìn)一步劃分為辮狀水道、心灘、泛濫平原三種沉積微相。

辮狀水道與心灘微相的巖相組合序列由下至上分別為：塊狀層理礫巖相(Gm)-塊狀層理礫質(zhì)砂巖(Scm、Sgm)-交錯(cuò)層理中粗砂巖(Smt)，塊狀礫巖(Gm)-塊狀含礫粗砂巖(Sgm)-交錯(cuò)層理中細(xì)砂巖(Sft)-塊狀礫巖(Gm)?？傮w上巖性粒度粗，礫石質(zhì)含量高，表現(xiàn)為正韻律，下粗上細(xì)。單個(gè)正旋回底部為礫巖相或者礫質(zhì)砂巖相，并且旋回長(zhǎng)度小，一般介于幾厘米至幾十厘米。表明沉積時(shí)期水動(dòng)力條件變化快，河道多次切割疊置、沖刷下伏地層(圖8)。

在測(cè)井相上辮狀水道自然伽馬曲線呈中-高幅鐘型，對(duì)應(yīng)正韻律沉積，反應(yīng)河道內(nèi)水動(dòng)力逐漸衰減的過程，中-高幅箱型(齒狀、復(fù)合型)對(duì)應(yīng)心灘沉積的砂礫巖體，兩者GR值介于20～90 API，表明在水體能量強(qiáng)的環(huán)境下形成(圖8)。

泛濫平原微相為單期旋回末期，能量較弱，沉積物粒度細(xì)，以紅褐色泥巖相、灰色泥巖相、泥質(zhì)粉砂巖相為主，偶見暗色泥巖相，厚度小，介于幾厘米至幾十厘米，自然伽馬曲線呈低幅齒形，GR值一般大于90 API，表明在弱水動(dòng)力條件的氧化環(huán)境中沉積形成(圖8)。

圖8 研究區(qū)盒1段東側(cè)淺礫石床辮狀河巖心柱狀圖(J72井)Fig. 8 Core column of braided river in shallow gravel bed on the east side of the He1 member in the study area (well J72)

3.3 深礫石床辮狀河

研究區(qū)西側(cè)盒1段為深礫石床辮狀河沉積，發(fā)育辮狀水道、心灘、泛濫平原三種沉積微相。J91、J88井共70.5 m的巖心觀察描述結(jié)果表明，具有礫石含量高，粒度整體稍細(xì)，泥巖較少，呈礫包砂特征。深礫石床辮狀河沉積巖相突變少，沖刷面粒序漸變，自然伽馬測(cè)井曲線較光滑的特征，表示河流較深，單一河道平均滿岸深度4.87 m，多為常年性水流沉積環(huán)境。

辮狀河道與心灘微相存在幾種類型的旋回，旋回長(zhǎng)度相對(duì)于淺礫石床辮狀河較長(zhǎng)，礫石層大約幾十厘米至2米厚左右。巖相序列由下至上為：塊狀礫巖(Gm)-塊狀礫質(zhì)砂巖(Scm)-塊狀含礫粗砂巖(Sgm)-交錯(cuò)層理中粗砂巖(Smt)-中細(xì)砂巖(Sft、Sfh)，塊狀礫巖(Gm)-塊狀礫質(zhì)砂巖(Scm)。在垂向上心灘微相巖相組合頻繁切疊辮狀河道巖相組合，粒序?yàn)檎嵚?，礫石質(zhì)含量高，巖相相對(duì)于淺礫石床辮狀河較漸變，在測(cè)井相上自然伽馬曲線較光滑(圖9)。

圖9 研究區(qū)西側(cè)盒1段深礫石床辮狀河心灘巖心柱狀圖(J88井)Fig. 9 Core column of braided bar of braided river in deep gravel bed of the He 1 member in the west side of the study area (well J88)

3.4 礫質(zhì)游蕩河

研究區(qū)盒2、3段為礫質(zhì)游蕩河沉積環(huán)境，單一河道平均滿岸深度為1.76 m(表1)，該時(shí)期辮狀河向曲流河轉(zhuǎn)化，發(fā)育類似曲流河的“二元結(jié)構(gòu)”，頂部泥巖較為穩(wěn)定，彎曲度較深、淺礫石床辮狀河大，但低于高彎度曲流河，側(cè)向加積作用明顯，既有心灘又發(fā)育邊灘，進(jìn)一步劃分為心灘、邊灘、河道充填、溢岸、泛濫平原等沉積微相。

河道充填、心灘以及邊灘微相的巖性與巖相組合序列由下至上為：塊狀層理礫質(zhì)砂巖(Gm)-塊狀層理含礫粗砂巖(Sgm)-交錯(cuò)層理中粗砂巖(Smt)-交錯(cuò)層理中細(xì)砂巖(Sft)-平行層理粉砂巖(Sfvm)-穩(wěn)定泥巖(Mn)，巖相組合與深礫石床辮狀河相似，巖相漸變，縱向上為正韻律，區(qū)別在于單期沉積旋回較長(zhǎng)，一般介于幾米至幾十米，泥巖穩(wěn)定且厚度大，可達(dá)十幾米，總體類似于曲流河的“二元結(jié)構(gòu)”(圖10)。溢岸沉積微相發(fā)育巖相序列為：平行層理中細(xì)砂巖(Sfh)以及泥質(zhì)粉砂巖(Sfvm、Sfvh)。在測(cè)井相上心灘及邊灘微相的自然伽馬曲線呈平滑箱型或者復(fù)合箱型，辮狀水道的測(cè)井響應(yīng)為鐘型，溢岸的測(cè)井響應(yīng)為指狀，縱向上測(cè)井曲線特征總體上表現(xiàn)為典型的“二元結(jié)構(gòu)”。

圖10 研究區(qū)盒2及盒3段礫質(zhì)游蕩巖心柱狀圖(J7井)Fig. 10 Core column of gravel wandering river in the He2 and He3 members of the study area (well J7)

三種類型礫質(zhì)辮狀河的巖相分布特征具有一定的差異性，深、淺礫石床辮狀河的塊狀礫質(zhì)砂巖(Scm)和塊狀含礫粗砂巖(Sgm)厚度較大，淺礫石床辮狀河垂向上的巖相變化較快，礫質(zhì)砂巖(Scm)和塊狀含礫粗砂巖(Sgm)頻繁疊置；礫質(zhì)游蕩河的塊狀中粗砂巖(Smm)和塊狀中細(xì)砂巖(Sfm)厚度較大。再者，心灘及邊灘微相中的粗粒巖相厚度比辮狀河道大。

4 砂體分布特征

以沉積模式為指導(dǎo)，基于井震結(jié)合方法預(yù)測(cè)了下石盒子組各小層的砂體厚度，揭示了不同河流類型的砂體展布特征。

4.1 砂體平面分布特征

錦72井區(qū)盒1段各小層砂體呈連片狀南北向分布，砂體厚度及寬度大，總體上東側(cè)砂體規(guī)模大于西側(cè)砂體規(guī)模。以盒1-3小層為例，東側(cè)淺礫石床辮狀河砂體寬度介于2.6～8.0 km，平均寬度為4.6 km，砂體厚度平均為12.3 m；西側(cè)深礫石床辮狀河砂體寬度介于2.8～5.6 km，平均寬度為3.2 km，砂體厚度平均為8.5 m(圖11a)。以盒2-1小層砂厚為例分析礫質(zhì)游蕩河砂體分布特征，砂體寬度介于0.8～2.6 km，平均寬度為1.2 km，砂體平均厚度為5.26 m，砂體在平面上呈窄條帶狀交織分布，表明了盒2及盒3段沉積期，物源供應(yīng)減少，水動(dòng)力條件減弱，辮狀河向曲流河過渡，河道規(guī)模變小，砂體寬度及厚度變小，泛濫平原泥巖增多(圖11b)。

圖11 錦72井區(qū)典型層位砂體厚度分布Fig. 11 Thickness distribution of sand bodies in typical horizons in the Jin72 well area

4.2 砂體剖面分布特征

在砂體平面分布特征研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步結(jié)合古地貌、物源供給等，總結(jié)了研究區(qū)下石盒子組不同類型礫質(zhì)辮狀河沉積砂體的縱向疊置樣式。

盒1段東側(cè)淺礫石床辮狀河河床較淺，可容納空間/沉積物供給速率(A/S)比值較低，河道頻繁遷移疊置，砂體側(cè)向切疊程度高，砂地比大，砂體連通性好；盒1段西側(cè)深礫石床辮狀河河床較深，A/S值較低，河道較為穩(wěn)定，砂體以接觸式為主，砂地比中等，砂體連通性較好；盒2及盒3段礫質(zhì)游蕩河的河道較窄且河床較淺，A/S值較高，泛濫平原泥巖發(fā)育，砂體以獨(dú)立式為主，砂體連通性差(圖12)。

圖12 下石盒子組不同類型礫質(zhì)辮狀沉積河砂體疊置樣式Fig. 12 Superposition pattern of different types of gravelly braided river sand bodies in the Lower Shihezi Formation

5 沉積演化及礫質(zhì)辮狀河沉積模式

通過對(duì)東勝氣田錦72井區(qū)下石盒子組不同類型礫質(zhì)辮狀河沉積特征的深入研究，明確了下石盒子組礫質(zhì)辮狀河沉積體系的沉積演化特征，建立了沉積模式。

5.1 沉積演化

山西組沉積期，鄂爾多斯盆地整體抬升，海水從盆地兩側(cè)逐漸退出，至下石盒子組盒1段沉積期(SQ1、SQ2)，海水完全褪去，由海盆演變?yōu)楹?，進(jìn)入陸相沉積的全新演化階段，處于微咸-淡水過渡環(huán)境，地形總體表現(xiàn)為北高南低[26]。在此時(shí)期，發(fā)育礫質(zhì)辮狀河沉積體系，氣候較為濕熱，物源區(qū)的大青山-烏拉山、陰山古陸上升迅速，沉積坡降較大，強(qiáng)烈的剝蝕作用使得物源供給充足。由于盆地抬升導(dǎo)致基準(zhǔn)面下降，可容納空間減少，沉積物供給速率(S)遠(yuǎn)大于可容納空間(A)增加速率，而沉積物供給速率與可容納空間變化速率直接控制著砂體的疊加樣式[36,39-40]，因此河道以進(jìn)積方式沉積，河道砂體相互切疊，形成“泛連通體”。古地貌局部高地對(duì)水系的阻隔控制水道發(fā)育(圖13)，從而導(dǎo)致錦72井區(qū)東西兩側(cè)發(fā)育2條南北走向水系，東側(cè)水系較淺，西側(cè)水系較深，因此認(rèn)為研究區(qū)東側(cè)發(fā)育淺礫石床辮狀河沉積，河流遷移改道頻繁，河道及心灘規(guī)模較大，巖相突變，砂體疊置樣式以切疊式為主；西側(cè)發(fā)育深礫石床辮狀河沉積，發(fā)育常年性水流，因此河道及心灘規(guī)模較淺礫石床辮狀河小，巖相漸變，再者由于西側(cè)可容納空間比東側(cè)大，砂體切疊程度也較東側(cè)低，砂體疊置樣式以切疊式、接觸式為主(圖12)。

圖13 錦72井區(qū)下石盒子組沉積期古地貌Fig. 13 Paleogeomorphology of the depositional period of the Lower Shihezi Formation in the Jin 72 well area

在下石盒子組盒2及盒3段沉積期(SQ3、SQ4)，由于物源區(qū)構(gòu)造活動(dòng)減弱，沉積坡降減少，氣候由濕熱轉(zhuǎn)化為干旱環(huán)境，物源供給減少，河流沉積作用減弱；與此同時(shí)盆地加速下降，基準(zhǔn)面上升，可容納空間增大[41]，沉積物供給速率遠(yuǎn)小于可容納空間增加速率，河道以退積方式沉積，河道以側(cè)向加積為主，河道之間合并現(xiàn)象減弱，砂巖厚度較薄，側(cè)向連通性較差，砂體疊置樣式以獨(dú)立式為主(圖12)，河道規(guī)模以及心灘大小較SQ1、SQ2時(shí)期的減小。該時(shí)期的礫質(zhì)辮狀河向曲流河過渡，發(fā)育類似曲流河的“二元結(jié)構(gòu)”，為礫質(zhì)游蕩河沉積體系。

5.2 礫質(zhì)辮狀河沉積模式

在分析錦72井區(qū)不同類型礫質(zhì)辮狀河沉積演化特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)外的沉積相模式，建立了研究區(qū)不同類型礫質(zhì)辮狀河的沉積模式。

(1)盒1段深、淺礫石床辮狀河沉積模式

錦72井區(qū)盒1段東側(cè)淺礫石床辮狀河的單一河道平均滿岸深度為2.43 m，河道遷移擺動(dòng)頻繁，具有巖相突變快，伽馬曲線齒化程度高的特點(diǎn)，沉積旋回長(zhǎng)度介于幾厘米至幾分米，整體粒度粗且礫石質(zhì)含量高，辮狀河道與心灘規(guī)模較大，砂體疊置樣式以切疊式為主(圖14)。

錦72井區(qū)盒1段西側(cè)深礫石床辮狀河的單一河道平均滿岸深度為4.87 m，發(fā)育長(zhǎng)年河流，河道較為穩(wěn)定，巖相較漸變，沖刷面粒序漸變，沉積旋回長(zhǎng)度介于幾分米至幾米，伽馬曲線較為平滑，辮狀河道與心灘規(guī)模較淺礫石床辮狀河小，砂體疊置樣式以切疊式、接觸式為主(圖14)。

圖14 錦72井區(qū)盒1段沉積模式Fig. 14 Sedimentary model of the He 1 member in the Jin 72 well area

(2)盒2及盒3段礫質(zhì)游蕩河沉積模式

錦72井區(qū)盒2、3段礫質(zhì)游蕩河沉積的單一河道平均滿岸深度為1.76 m，自然伽馬曲線較為光滑，巖相垂向組合漸變，沉積旋回長(zhǎng)度介于幾米至幾十米，發(fā)育類似曲流河的“二元結(jié)構(gòu)”；河道間細(xì)粒沉積占比增大，砂體較薄且橫向連通性差，砂體切疊程度弱，以孤立式為主，河道及心灘規(guī)模小，偶見邊灘(圖15)。

圖15 錦72井區(qū)盒2及盒3段沉積模式Fig. 15 Sedimentary model of the He 2 and He 3 members in the Jin 72 well area

6 結(jié)論

(1)東勝氣田錦72井區(qū)下石盒子組整體為礫質(zhì)辮狀河沉積體系，整體上巖石粒度粗、礫石含量高，可劃分為礫巖相、砂巖相、粉砂巖相和泥巖相4大類共12種巖相；沉積微相類型主要包括心灘、辮狀河道、泛濫平原、邊灘及溢岸。

(2)研究區(qū)礫質(zhì)辮狀河沉積可以細(xì)分為三種類型。盒1段東側(cè)發(fā)育間歇性、水深較淺的礫石床辮狀河沉積，盒1段西側(cè)發(fā)育常年性、水深較深的礫石床辮狀河沉積，盒2和盒3段發(fā)育水動(dòng)力較弱的礫質(zhì)游蕩河沉積。

(3)礫質(zhì)辮狀河的沉積演化特征明顯受構(gòu)造、古地貌、物源供給以及古氣候等因素控制。淺水和深水礫石床辮狀河砂體的連通性較好，而水動(dòng)力較弱的礫質(zhì)游蕩河砂體的連通性較差。