苏里格气田S120区块山1－盒8沉积微相研究

2013-03-18刘海燕王秀平马东旭

河北工程大学学报(自然科学版) 2013年1期

刘海燕，王秀平，马东旭

(1大陆动力学国家重点实验室，西北大学地质学系，西安，710069;2山东科技大学地质科学与工程学院，青岛，266510)

随着苏里格气田天然气勘探范围的扩展，现今勘探范围远大于发现之初，西区S120区块作为一个新区，沉积微相的研究和储集砂体的预测尚处于初步阶段。因此，对主力含气层段进行沉积微相的研究，重塑地质历史时期的沉积环境，成为研究该区油气分布规律的重要方法。

苏里格气田勘探区的沉积微相前人已有很多研究，以盒 8段的研究情况为例:魏红红等［1］(1999)和何自新等［2］(2003)认为属于三角洲沉积体系;李文厚［3］(2002)、尹志军等(2006)［4］确定为辫状河－三角洲沉积体系。在本文中，笔者运用沉积学、岩相古地理及测井地质学等基础地质学科理论，对研究区内主力含气层段山1和盒8沉积微相展布特征进行了详细的研究。本文在搜集钻井岩心、录井资料和测井曲线等资料的基础上，对研究区主力含气层段山1和盒8砂体和沉积微相展布进行了详细的研究。

1 区域地质概况

地质历史时期内，鄂尔多斯盆地受加里东运动影响随华北地台整体抬升，遭受130－150 Ma的风化剥蚀，缺失中奥陶世－下石炭世地层，形成多种侵蚀地貌［5］。受海西运动影响，晚石炭世本溪期整个华北地台在以拉张为主的构造背景下再度沉降，重新接受沉积，鄂尔多斯盆地继承早古生代的NNE向隆坳格局，形成海相与浅水三角洲共存沉积体系。从早二叠世开始，海水越过中央古隆起，东西两个方向的海水相互贯通，形成统一的陆表海沉积.在海西运动末期，由于南北海槽再次对挤，海水被迫从东西两侧退出，结束海相沉积。从早二叠世山西期开始，研究区进入以河流沉积为主的陆相沉积，而且沉积相带呈南北向分异［6－9］。

苏里格气田西区S120区块位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西北部(如上图所示)，勘探范围西起天环坳陷内蒙古鄂托克前旗、东至召皇庙－查汗特洛亥－S米图－哈不哈乌素一线、北抵内蒙古鄂克后旗的敖包加汗、南达陕西定边县的安边，勘探面积约1.3×104km2。该区主要含气目的层为古生界二叠系下石盒子组盒8段和山西组砂岩储层，厚约200 m。

2 苏里格气田S120区块沉积微相研究

为了提高储层预测精度，依据地震、测井、岩性标志层等标志，将苏里格气田西区S120区块二叠系石盒子组盒8段、山西组山1段地层自上而下划分为盒8上1、盒8上2、盒8下1、盒8下2、山11、山 12、山13共 7 个小层。

通过对钻井岩心、录井资料和测井曲线的详细观测、描述和对比分析，依据岩石组合、沉积组构、剖面结构和演化序列，并结合前人研究成果，我们认为研究区在山1段、盒8上和盒8下段发育冲积平原沉积体系［10］，沉积相类型有曲流河和辫状河，其中曲流河和辫状河都可以分为河道和河漫两种亚相，两种亚相又进一步分别划分为众多微相类型［11］。

2.1 研究区单井和剖面沉积相分析

由于所有井的取心都很完整，在研究过程中特对研究区的30余口井进行测井曲线分析。在此，特选出1口特征明显的测井图－S176井进行分析。

S176井位于研究区东北部，目的层段砂体较发育。其中，在山1段时期发育曲流河沉积，河漫和河道亚相都比较发育，河漫亚相以决口扇微相最为发育，山13段砂体比较发育。在盒8段，具有较典型的辫状河沉积剖面结构特征［12］，以辫状河道和泛滥平原沉积微相为主，GR曲线呈厚层的齿化的钟形或者箱型。盒8段砂体厚度和砂地比都比较高，具有典型辫状河沉积剖面结构特征，河道亚相远比河漫亚相要发育，辫状河道和心滩都有发育;泛滥平原泥质沉积的厚度比较薄。

2.2 连井剖面分析

为了把握区域内的沉积相带展布和砂体分布规律，在测井解释和单井相分析基础上，分东西、南北向编制了沉积微相与砂体对比图3张(分别记为剖面1201、1202、1203)，对沉积相横向展布特征做一描述。篇幅所限，下面仅展示一条N－S和一条E－W向剖面。此剖面位于研究区中部，从S120－35－77井到S178井，走向大致为北北西－南南东。自北到南依次为:S120－35－77、S42－82、S46 －85、S52 －82、S178。

纵观以上两条剖面沉积相的特征可以大致得知以下内容:

1)山1段发育曲流河沉积，其中在山13段砂体厚度比山11、山12段要厚，在南北向和东西向砂体都有一定的连续性。在沉积相方面，整体上来说，在研究区西部发育河漫滩，在东部发育决口扇沉积。

2)盒8段发育辫状河沉积，砂体发育，连续性比较好，具有显著的辫状河沉积剖面的结构特征。沉积微相方面，在河道亚相中，心滩和辫状河道都有发育，河漫亚相中泛滥平原发育程度比河漫湖沼要高一些。

3)受北高南低的构造古地貌控制，研究区内沉积体系呈南北方向展布。因此，在南－北方向上，砂体分布与物源方向、河道展布方向一致，砂体连通性较好;东－西方向上，砂体分布与物源方向近于垂直，砂体横向上变化较快，连通性较差，砂体多呈上平下凸的透镜状。

3 研究区沉积相平面展布

沉积相研究的主要任务是重建古地理，恢复古环境，查明各种沉积体系和沉积物的特征［13］，本文按表1的划分标准，分别划分了盒8下2段、盒8下1段、盒8下亚段、盒8上2段、盒8上1段及盒8上亚段的沉积微相，并在砂地比等厚图上制出沉积微相平面图。

表1沉积微相划分标准Tab.1 The classification of sedimentary microfacies

3.1 山1段沉积微相划分

从图5中可以看出，研究区在二叠系山西组山1段时期发育曲流河沉积，大体分为河漫、河道两个亚相，亚相中又分别可划分出河漫滩、决口扇、河床充填、边滩四个沉积微相。其中曲流河河道(包括河床充填微相和边滩微相)主要分布在S120－21－91—S120－28－89—S120－35－94—S190一线以东，S120－20－84—S120－26－80—S120－30－82—S120－32－81—38－78一线以西，S122—S120－59－97—58－89—S120－67－89—S120－73－94一线以内，S120－62－78—S120－65－79—S120－69－78—S120－75－82—S152一线以西，呈南北方向条带状分布。河漫亚相(包括河漫滩和决口扇微相)主要分布在研究区内的河道的条带之间，大致呈南北条带状或者面状分布，在河道的条带内也有一些呈面状或点状分布。

从研究区山1段的沉积相平面展布特征来看，其物源主要来自研究区的北部和西北部，同时也表明了沉积相对于沉积物特性有着很好的控制作用，可以借助沉积微相的展布特征对研究区山1段的储层有利区块进行预测。

3.2 盒8下段沉积微相划分

与山西组山1段沉积时期相比，盒8下亚段沉积时期伴随中二叠世早起北部物源区构造抬升活动的加剧，河流沉积体系的物源更为充足，这与砂体的发育程度变化是相吻合的。

从图6中可以看出，研究区在二叠系石盒子组盒8下亚段时期整体上发育辫状河沉积，砂体纵向多期叠置，平面上呈连片分布。盒8下亚段大体分为河漫、河道两个亚相，亚相中又分别可划分出洪漫沼泽、泛滥平原、辫状河道、心滩四个沉积微相。由于不同期次辫状河道反复迁移。河漫亚相主要分布在研究区内的河道的条带之间，S38—S120－46－76—鄂托克前旗城市规划区一线以西，S120－63－81—S120－66－86—S120－73－86—S120－69－82区域以内，S120－41－96—S48－13－20—54－96—S171—41－94区域内，S175—S120－30－82—S120－32－81—35－82—S120－32－86区域内等，大多呈南北向短条带状分布于河道亚相中。其他区域则主要分布的是河道亚相沉积，面积远大于同时期河漫亚相的分布。

3.3 盒8上段沉积微相划分

同盒8下段时期一样，研究区在盒8上段时期发育辫状河沉积。由于盒8上亚段沉积时期，盆地北部隆升速度减慢。所以相比与盒8下段的沉积微相分布，盒8上亚段沉积时期，河漫亚相的分布范围有所扩大。

从图7可以看出，盒8上亚段沉积时期，河漫亚相(包括洪漫沼泽和泛滥平原微相)主要分布在研究区内的河道的条带之间，大多在河道的条带内呈面状或点状分布。河道亚相沉积分布于S37—S120－30－72—35－77—38－78—S120 － 41－78—S120－46－76—S120－49－74一线以东，S120－20－84—S120－25－80—S120－30－82—S120－32－86—S120—42－84—S120－49－88—S120－57－90一线以西，S120－20－84—S120－32－86—S120－35－90—S120－41－88—S171—S120－49－95—S48－13－20—S120－57－94一线以东，S120－67－96—S120－82－86—S120－82－86—S152一线以西。