苏里格气田中区下石盒子组盒8段沉积相研究

费世祥 冯强汉 安志伟 王亚玲 薛云龙

(1.中国石油长庆油田公司勘探开发研究院 2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室·中国石油长庆油田公司3.中国石油长庆油田公司第一采气厂)

苏里格气田中区下石盒子组盒8段气藏是长庆油田近年来发现的大型砂岩气藏，然而开发效果并不理想。其沉积相及砂体分布复杂，开发难度大，特别是沉积相类型及特征一直存在着争议：有的认为盒8段属于三角洲沉积体系[1-2]；有的认为盒8段属于辫状河三角洲沉积体系[3-5]；有的则认为整个盒8段都属于辫状河沉积体系[6-7]。基于沉积相在气藏地质特征中的重要意义，本文依据钻测井及岩心分析资料，结合区域构造和沉积演化特征，对研究区盒8段沉积环境进行了深入研究，认为盒8下段以辫状河沉积为主，盒8上段以曲流河沉积为主。在对沉积相详细特征分析的基础上，结合砂体等厚图和沉积相图，对加密区沉积微相及其平面展布特征进行了深入的研究，并探讨了沉积相对储层的控制作用，为下一步开发和井网管理奠定了基础。

1 区域地质概况

苏里格气田位于长庆靖边气田西北侧苏里格庙地区(图1)，构造隶属于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西北缘，地理范围为东起桃利庙，西达天环坳陷，北起抗棉旗，南至安边，东西宽约100 km，南北长约196 km，总面积约2×104km2。区内发育多个北东向的鼻状构造，宽度为5～8 km，长度为10～35 km，起伏幅度为10～25 m。目的层段盒8段砂体厚度约50～70 m。根据沉积旋回特征，进一步分为2个小层，即盒8上亚段和盒8下亚段，气藏分布受构造影响不明显，主要受砂岩的横向展布和储集物性变化所控制[8]。

图1 苏里格气田构造位置图

2 沉积相类型及特征

通过对研究区目的层段砂岩矿物成分、结构、沉积构造、古生物化石以及电测曲线特征进行分析，认为研究区沉积相类型主要以河流相为主，其中盒8下段为辫状河沉积，盒8上段为曲流河沉积，特征如下：

2.1 盒8下段辫状河发育特征

岩心观察盒8下段沉积物粒级较粗，砂岩、砾岩含量较高；岩性以岩屑砂岩、岩屑质石英砂岩为主，成熟度较低，颗粒分选中等，以次圆—次棱角状为主，结构成熟度中等。大型槽状交错层理、平行层理、砾石定向等构造发育，层理纹层一般较粗，反映出较强的水动力条件(图2)。二元结构发育，底部粗粒沉积发育良好。在河道沉积底部的冲刷面之上，发育具有大型槽状交错层理的含砾粗砂岩或粗砂岩，常常有河道滞留沉积；在河道上部发育大型板状交错层理的河道砂坝沉积，正旋回序列，且顶部的细粒沉积厚度小甚至不发育。

图2苏里格气田中部盒8段辫状河沉积构造类型

2.2 盒8上段曲流河发育特征

沉积物粒级较辫状河沉积细，岩性以岩屑砂岩和岩屑质石英砂岩为主，颗粒分选、磨圆中等，粒度概率曲线中有明显的跳跃和悬浮总体。层理发育且类型丰富，可见水流波痕成因的大、中型槽状和板状交错层理，间或出现平行层理。堤岸亚相可见小型波状、槽状交错层理，在河漫亚相中可见水平层理(图3)。

垂向上二元结构特征比较明显，最底部为具有冲刷面的河床滞留沉积，下部为边滩沉积，上部为堤岸和河漫沉积。河床底部滞留沉积以砾石和中粗砂岩为主，砾石成分复杂，呈透镜状断续定向分布，厚度一般为0.1～0.3 m，常见泥砾，发育大型底冲刷面和交错层理(块状、槽状)；边滩沉积主要由砾岩、砂岩、粉砂岩组成，发育大型槽状、板状交错层理，向上粒度变细，交错层理规模变小，至顶部甚至出现平行层理，具有典型的正韵律结构；上部泥岩中可见植物和生物扰动构造[9]。

图3苏里格气田中区曲流河常见的层理构造

3 沉积相展布特征

3.1 沉积相剖面展布特征

以河流相沉积模式为指导，应用单井相划分成果，进行沉积微相的剖面组合研究。在剖面上对比时，遵循剖面相与平面相一致，河道切割和叠置模式符合河流相切割模式的原则。笔者选择了苏6区和苏14区多口井的连井剖面，对剖面上的井进行了详细的对比，探讨了各沉积微相及砂体厚度在垂向上的变化规律。

(1)苏38-16-2井—苏38-16-5井沉积相剖面

该剖面垂直于物源方向，盒8下段辫状河特征明显，垂向上河道发育继承性明显，多期河道叠置，由剖面可以看出，河道具有东部、西部都发育的特征，且东部较西部更发育；横向上河道砂体连片发育，表现为砂包泥的特征，砂体呈多层叠置式；盒8上段河流规模明显减小，砂体厚度变薄，边滩发育，表现为泥包砂的特征，砂体呈孤立式(图4)。

图4苏6加密区苏38-16-2井—苏38-16-5井沉积微相剖面图(东西向)

(2)苏14-17-34井—苏14-20-34井沉积相剖面

该剖面平行于物源方向，河流发育程度相对较低，南部较北部发育程度好。盒8下段以辫状河分流河道为主，横向上砂体连片发育，砂体呈多期侧向加积式；盒8上段以曲流河沉积为主，河道规模较小，横向上砂体呈孤立透镜状分布，连续性较差(图5)。

图5苏14加密区苏14-17-34井—苏14-20-34井沉积微相剖面图(南北向)

3.2 沉积相平面展布特征

以单井相和连井剖面相分析为基础，结合砂体厚度平面分布图，编制了苏6区和苏14区沉积微相平面展布图，分析了各沉积时期沉积相带的平面展布情况。 (1)苏6区加密区沉积相平面分布特征

盒8下段：由早至晚可细分为h8x2-2、h8x2-1、h8x1-2、h8x1-1四个时期。h8x2-1和h8x2-2时期辫状河河道发育，相比h8x2-1时期的心滩，h8x2-2时期的发育规模更大，以不规则状出现，沿物源方向呈长条状发育。这两个时期心滩发育程度均较高，平面上呈土豆状，形态大小不一(图6)。

盒8上段：由早至晚分为h8s2-2、h8s2-1、h8s1-2、h8s1-1四个时期。h8s2-1和h8s2-2时期，为辫状河向曲流河沉积的过渡时期。h8s2-1较早期h8s2-2时期沉积河道分布范围更广，心滩发育程度更高，气候由湿润向干旱转变(图6)。h8s1-1和h8s1-2时期，发育两条由北向南的曲流河，河道规模较小，边滩发育，气候由潮湿向干旱转变。

(2)苏14区加密区沉积相平面分布特征

盒8下段：辫状河河道发育，心滩呈不规则土豆状发育。h8x1-1时期的河道间沉积较早期h8x1-2时期的发育广，早期(h8x1-2和h8x2-2)较晚期(h8x1-1和h8x2-1时期)发育更好的辫状河沉积(图7)。

盒8上段：h8s1-1发育一条由北向南的曲流河，河道发育规模小；h8s1-2时期的河流以东部河流更为发育， h8s2-1和h8s2-2时期，为辫状河向曲流河过渡沉积时期，且以辫状河沉积为主，h8s2-2较h8s2-1时期沉积河道分布范围更广，心滩发育程度更高，h8s2-1时期的河流兼顾曲流河和辫状河特征(图7)。

通过对中区苏6区和苏14区加密区的沉积微相研究，结合单井相及全区连井剖面对比分析可以看出，盒8上段曲流河沉积以边滩沉积为有利的砂体发育部位，边滩位于河道凹岸，砂体厚度较大，但由于隔夹层的发育使其连通性变差；而盒8下段辫状河中以心滩发育为有利砂体，但是在心滩内部由于下部心滩发育主要为含砾粗砂岩，较上部的细砂岩粒度更粗，故下部心滩发育区为有效砂体集中发育区。

4 沉积相对储层的控制作用

研究表明，并非所有的砂体都可形成有效储层，仅粗岩相才可以形成有效储层。本文对苏里格气田中区粗岩相的分布模式进行了研究，将粗岩相划分为4种类型(图8)：

(1) 单心滩型：粗岩相占单河道砂体的主体；

图6 苏6加密区盒8段沉积微相平面图

(2) 心滩叠置型：粗岩相占据复合河道砂主体，呈连续堆积或与中粗砂岩呈不等厚互层状；

(3) 河道底部型：粗岩相位于单河道砂体下部呈薄层状，厚度一般小于2 m；

(4) 河道底部叠置型：复合河道砂体中间相互出现粗岩相，位置不固定，粗岩相的厚度一般占整个复合砂体厚度的1/3～1/5，单层厚度约为2～4 m。

在岩心观察和测井解释的基础上，对苏里格气田的沉积环境和沉积微相研究发现，盒8段储层整体以河流相沉积为主，上部向较干旱的气候转化，以曲流河沉积为主；下段向较湿润的气候转化，水动力增强，同时河道摆动性也增强，以发育辫状河沉积为主。根据水动力的强弱、沉积物粒度特征及砂体内部结构差异，将辫状河分为高能辫状河和低能辫状河两种类型。高能辫状河道中的心滩是粗岩相带沉积的最主要位置，孔隙度一般大于10%，渗透率一般大于1.0 mD。低能辫状河道下部或局部强水流期也可沉积部分粗岩相单元，孔隙度一般在6%～10%，渗透率一般在0.1～1.0 mD。与我国其他类型的低渗储层不同，苏里格气田储层是在低渗砂岩背景下发育着相对高孔高渗的孔隙型的粗岩相储层，高能辫状河道的分布控制着苏里格气田有效储层的分布。

图7苏14加密区盒8段沉积微相平面图

图8 苏里格气田中区粗岩相分布样式

5 结论

(1)苏里格气田中区盒8上段为曲流河沉积，以边滩沉积为有利的砂体发育部位。边滩位于河道凹岸，砂体厚度较大，但由于隔夹层的发育使其连通性变差；盒8下段为辫状河沉积，以心滩发育为有利砂体，但是在心滩内部由于下部心滩发育主要为含砾粗砂岩，较上部的细砂岩粒度更粗，故下部心滩发育区为有效砂体集中发育区；河道垂向上河道发育继承性明显。

(2)苏里格气田储层是在低渗背景下发育的相对高孔高渗的孔隙型粗岩相储层，按分布模式可划分为

四种类型：单心滩型，心滩叠置型，河道底部型和河道底部叠置型。粗岩相的分布规律控制着有效储层的分布，其中单心滩型和心滩叠置型粗岩相最为有利。

1 魏红红,彭惠群,李静群,等.鄂尔多斯盆地中部石炭系—二叠系积相带与砂体展布[J].沉积学报,1999,17 (3): 403-406.

2 何自新,付金华,席胜利,等.苏里格大气田成藏地质特征[J].石油学报,2003,24(2): 6-12.

3 刘锐娥,李文厚,拜文华,等.苏里格庙地区盒8段高渗储层成岩相研究[J].西北大学学报(自然科学版)，2002, 32(6):667- 671.

4 李文厚,魏红红,赵虹,等.苏里格庙地区二叠系储层特征及有利相带预测[J].西北大学学报(自然科学版).2002,32(4): 335-340.

5 尹志军，余兴云，鲁国永.苏里格气田苏6区块盒8段沉积相研究[J].天然气工业，2006，26(3): 26-27.

6 何顺利,兰朝利,门成全.苏里格气田储层的新型辫状河沉积模式[J].石油学报,2005,26(6):25-29.

7 邹新宁,孙卫,张盟勃,等.沼泽沉积环境的辫状河道特征及其识别方法[J].石油地球物理勘探.2005,40(4):438-443.

8 王勇.苏里格气田苏6井区上古生界沉积相特征研究[J].西北大学学报(自然科学版),2007,37(2):266-272.

9 朱筱敏.沉积岩石学(第四版)[M].北京:石油工业出版社,2008,261-262.