苏里格气田桃2区块山1段砂体特征及规模定量研究
2016-12-19张志刚韩茈茈
杨 鹏,张志刚,韩茈茈
(1.中国石化集团 华北石油局,陕西 咸阳 712000; 2.中国石油长庆油田分公司 苏里格气田地质研究所,
苏里格气田桃2区块山1段砂体特征及规模定量研究
杨 鹏1,张志刚2,韩茈茈3
(1.中国石化集团 华北石油局,陕西 咸阳 712000; 2.中国石油长庆油田分公司 苏里格气田地质研究所,
西安 710018; 3.中国石油长庆油田分公司 第三采气厂,内蒙古 鄂尔多斯 017300)
通过利用桃2区块的基础地质资料和测井资料,分析砂岩的矿物成分和微观结构,研究砂体成因和叠置类型,并在收集和统计研究区山1段单砂体厚度范围的基础上,利用相关公式定量计算砂体规模.结果表明,研究区山1段的砂岩成熟度较低,孔隙类型以次生孔隙为主,边滩、决口扇和河底滞留沉积是主要的砂体成因类型,砂体的叠置类型可分为简单孤立型、冲刷叠置型以及冲刷切削型,并以简单孤立型为主.研究区的砂体发育良好,山11、山12、山13亚段单期河道宽度范围分别为69~151 m,107~200 m,107~200 m以及主砂带的宽度范围分别为665~1 460 m,1 035~1 934 m,1 035~1 934 m.在此基础上,绘制砂体平面展布图,可以看出研究区的砂体呈北北东至南南西向条带状展布,砂体厚度主要分布在10~20 m,具有曲流河的特征.
苏里格气田;山1段;砂体叠置;砂体规模;砂体展布
苏里格气田是我国现阶段规模最大的天然气田,其山西组以曲流河沉积相为主[1~3].经过长期的勘探开发验证,研究区仍然存在对沉积微相类型认识不清,同时由于砂体变化快以及地震分辨率较小,对砂体的规模把握不准等地质问题.本次研究,旨在通过充分利用基础地质资料和测井资料,分析砂岩的岩性和微观结构,研究砂体成因,划分砂体叠置类型和定量计算砂体规模,绘制砂体平面展布图,为水平井的整体开发提供可靠依据.
图1 研究区位置及鄂尔多斯盆地区域构造单元划分
1 研究区地质背景
苏里格气田横跨伊陕斜坡、伊盟隆起及天环坳陷三个构造单元,大部分位于伊陕斜坡东北部,2012年底累计探明天然气储量超过3×1012m3.根据岩性、电性、标志层等特征,苏里格气田二叠系地层自下而上划分为太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组、石千峰组.山西组根据沉积序列及岩性组合自下而上分为山2、山1两段.其中,山1段以砂泥岩沉积为主,又划分为山11,山12,山13三个亚段.该区具有良好的天然气成藏地质条件,本溪组和山2段的海陆交互相煤系沉积广泛,有机质的热演化程度高,形成了丰富的气源[4],山1段和盒8段砂岩发育,形成了较好的致密砂岩储层,上石盒子组泥岩发育,作为区域性的盖层对天然气起到了良好的封盖作用.
研究区桃2区块位于苏里格气田中区东南部(图1),面积约790 km2,该区块2007年投入开发,目前已完钻井323 口.本次研究的目的层段为山西组的山1段.
2 砂岩成分与结构
2.1 砂岩矿物成分
研究区山1段岩石类型以碎屑岩为主,砂岩碎屑组分以石英和岩屑为主,长石含量很少,通常不超过3%,岩性以岩屑砂岩为主,次为岩屑质石英砂岩,石英砂岩非常少见.碎屑组分中,山1段砂岩石英含量在27%~85%之间,平均49.6%,岩屑含量在3%~40%之间,平均19%(表1).由此可见,砂岩成分成熟度较低,说明沉积物搬运的距离较短.
研究区山1段的泥岩颜色常见深灰色、灰黑色,砂岩呈灰白色和浅灰色,反映其沉积时为潮湿气候条件.
2.2 砂岩微观结构
根据对取心井的岩心观察,山1段砂岩以粗砂和中砂为主,其次为细砂、泥,总体表现出以相对较粗碎屑颗粒为主的特征.薄片资料表明,砂岩主要粒径范围0.3~1.6 mm,最大粒径可达10 mm,总体反映粒度较粗;分选程度为中等~好;磨圆度以次棱角状和次圆状为主;颗粒的接触类型为线状接触.孔隙类型以次生孔隙为主,常见铸模孔隙、晶间孔隙以及填隙物内溶孔(图2).可以看出,砂岩的结构成熟度较低,碎屑沉积物在沉积后经历了较强的压实和溶解作用.
表1 研究区主要岩石成分及含量(均值)统计表
(a) 铸模孔(充填有石英)
(b) 铸模孔(常见)
(c) 晶间孔(常见)
(d) 填隙物内溶孔(常见)
(e) 残余粒间孔(少见)
(f) 缝状孔隙(少见)
3 砂体成因类型
研究区在山11、山12、山13共3个亚段中均有较好的天然气显示,但山12与山13的产气情况要好于山11.在山1段时期发育的曲流河沉积可分为河道、河漫两个亚相,并可再继续细分为河底滞留、边滩、河漫滩、决口扇等沉积微相.
3.1 河底滞留沉积微相
砂体呈透镜状断续分布于河床底部,由底部冲刷面之上的含泥砾砂岩组成(图3(a,b)),厚度一般小于1 m.冲刷面上见到的泥砾与砾石的定向排列,指明了沉积时期的水流方向.
3.2 边滩沉积微相
边滩沉积是曲流河道的主要特征,单期河道的边滩沉积厚度为4~6 m.砂体主要由灰白色厚层、中厚层粗砂岩、中砂岩构成,边滩顶部粒度变细可过渡为灰绿色细砂岩,可见槽状层理和板状层理沉积构造(图3(c)).
3.3 河漫滩沉积微相
以发育低能细粒沉积物为特征,以深灰色、灰绿色、粉砂质泥岩为主,夹薄层溢岸沉积的泥质粉砂岩和细砂岩.常见水平层理、砂纹层理、网状干裂、菱铁矿和黄铁矿结核等沉积构造,可见植物碎片、虫孔等生物化石(图3(d,e,f,g)).
(a) 冲刷面之上泥砾(桃2-20-9井,山12)
(b) 泥砾(桃2-20-9井,山11)
(c) 板状层理(桃2-25-14井,山13)
(d) 水平虫孔(桃2-20-9井,山12)
(e) 菱铁矿结核(桃2-25-14,山11)
(f) 植物碎片(陕225井,山11)
(g) 泥岩中的干裂纹被砂充填(桃2-4-8井,山13)
(h) 水平-波状层理(桃2-20-9井,山13)
3.4 决口扇沉积微相
在山西组地层沉积过程中,物源丰富且水动力较强,使得在弯度较大的河道处,河水对河岸的侵蚀能量超过了天然堤的固水能量,水流冲破堤岸的阻挡形成了决口扇.岩石类型主要是粉、细粒岩屑砂岩,部分中粒岩屑砂岩,发育小型交错层理以及波状层理(图3(h)).