川西坳陷东坡侏罗系沙溪庙组三角洲河道砂体构型

卜淘

（中国石化西南油气分公司勘探开发研究院，四川 成都 610041）

河流相砂体内部结构复杂、非均质性强。前人已在构造解释、沉积相、成藏等研究领域取得丰硕成果［1-16］。在分析地下储集层砂体之间的接触关系及内部结构方面：金振奎等［1］运用定量参数法，将山西柳林、陕西延安等地侏罗系的辫状河砂体构型分为叠拼式、侧拼式和孤立式；王越等［11］在山西保德扒楼沟剖面二叠系识别出侧向迁移型、串沟截直型、颈项截直型及废弃河道型4种曲流河河道砂体。川西坳陷东坡侏罗系沙溪庙组的砂岩气藏是典型的次生远源气藏，不同河道砂体的含气性存在明显差异。武恒志等［2］运用递进反演相控储层定量描述等技术，对致密气藏河道砂岩进行刻画，识别了河道外形及叠置样式。本文以大量钻测井、岩心资料为基础，参考了前人理论和思想，对砂体内部岩相结构、类型及组合等关系深入分析，重新刻画本区的砂体构型，并划分了多种砂体构型模式。

1 区域地质环境

川西坳陷位于四川盆地西部，北邻秦岭造山带，西受青藏高原东缘构造带围限，呈“三隆两凹一斜坡”的构造格局。研究区为川西坳陷斜坡地带——东坡地区，主要发育合兴场-高庙子构造、丰谷构造、知新场-石泉场构造、中江-回龙构造（见图1）。侏罗系沙溪庙组分为上下两段，由灰、灰紫色厚层—块状粗、中粒—细粒长石石英砂岩、长石砂岩与紫红色粉砂岩、泥岩组成的数个不等厚韵律层构成，包含JS1，JS2和JS33个油层组。上沙溪庙组 （J2s）从上到下划分为JS11—JS14和JS21—JS24（JS24又划分为 JS24-1和 JS24-2）8 个砂组；下沙溪庙组（J2x）从上到下划分为 JS31—JS33（JS31又划分为JS31-1和 JS31-2，JS33又划分为 JS33-1，JS33-2和 JS33-3）3 个砂组。沙溪庙组属于三角洲沉积体系，物源主要来自北面米仓山，砂体总体呈北东—南西向展布，亚相划分为3类，即三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲。下沙溪庙组沉积时期，川西坳陷高庙子-中江地区整体以三角洲前缘沉积体系为主，发育多期水下分流河道，河道走向北东—南西向，规模较大，基本涵盖整个研究区；上沙溪庙组沉积时期，高庙子地区普遍发育三角洲平原沉积，中江地区发育三角洲前缘沉积，沉积环境水体要比下沙溪庙组浅，既有宽广集中的曲流河复合河道，也有规模较小的河道，偶尔可见决口扇。

图1 川西坳陷构造背景

2 岩相特征

对28口取心井509 m岩心的观察得出，工区的岩相类型主要分为7类，即平行层理细砂岩、平行层理中砂岩、交错层理细砂岩、交错层理中砂岩、块状细砂岩、块状中砂岩、水平层理细砂岩。纵向上岩相的叠置方式可分为7类岩相组合（见表1），不同岩相组合的物性差异明显。以块状-交错层理中砂岩为主的组合物性最好，主要分布在丰谷5井和江沙2井的JS33-2段，渗透率大于1.00×10-3μm2的比例可占32%～50%；其次为平行层理中砂岩和块状细砂岩 （0.30×10-3～0.40×10-3μm2），主要分布在JS1和JS2段，如高沙101H井。在河道泛滥平原沉积的主要为水平层理细砂岩夹泥质粉砂岩的组合。这类组合的物性最差，渗透率均小于0.08×10-3μm2，为非储层，主要分布在 JS14和 JS21段。

表1 不同岩相组合类型的分布情况统计

3 砂体构型类型划分

按照上述岩相垂向叠置关系，研究区内砂体垂向结构分为两大类（见图2），即均一型结构和复合型结构。均一型结构粒度均一、物性好、砂泥比值大，说明可容纳空间量与沉积物供给量比值较小,复合型结构呈砂泥岩频繁互层，物性差、砂泥比值较小，说明可容纳空间量与沉积物供给量比值较大。复合型结构主要受水动力频繁变化及河道迁移变化作用所致，均一型结构主要受进退积叠置及侧积叠置作用所致。由此可将砂体构型划分为4类：水动力频繁变化复合型、河道迁移变化复合型、进退积叠置均一型和侧积叠置均一型。其中，除进退积叠置成因较少见外，其他3类构型在各个层位均可见。

3.1 水动力频繁变化复合型

水动力条件的变化是岩相变化的最直接影响因素，而水动力频繁变化，会使在一个沉积旋回内不同沉积时期的砂岩粒度发生韵律性变化，形成中砂岩与细砂岩、粉砂岩交互沉积的特点。中砂岩也以组合型岩相为主，此类型在JS33-1层尤为常见，如研究区JS33-1砂组的丰谷22井属于典型的水动力频繁变化复合型构型。沉积物粒度特征与水动力条件密切相关，水动力作用强劲，在河道砂体沉积过程中，较细粒的沉积物被再悬浮带走，使得粗颗粒的含量增大，而在动力最强时甚至出现砾石颗粒；水动力作用向岸逐渐减弱，悬浮物质因潮流减缓而发生分选沉降，形成向岸颗粒逐渐变细的横向分异结果。水动力频繁变化会呈现中、细、粉砂岩等多种岩性交互沉积的现象，由此可见，水动力频繁变化是复合型成因之一。

若沉积期I的垂向上砂体呈细—中砂岩，则沉积期Ⅱ因湖平面上升，湖面扩张，湖水深度逐步增大，其水动力条件由强变弱，较弱的水动力条件导致较细粒颗粒沉降，因而该位置沉积的颗粒较细。由于气候变化、构造运动等因素的影响，致使在沉积期Ⅲ水动力再次增强，从而再次沉积较粗的块状中砂岩。所以水动力频繁变化会使河道砂岩粒度呈中、细、粉砂岩交互沉积叠置（见图 3）。

图2 研究区砂体构型分类

图3 水动力频繁变化复合型沉积演化模式

3.2 河道迁移变化复合型

河道迁移可导致纵向上泥岩和砂岩的交互沉积，导致垂向连通性较差。这种砂体构型在JS11和JS33-1层均可见。如JS33-1层高庙子河道，A点在沉积期I发育泛滥平原沉积的泥岩，B点在沉积期I发育边滩砂岩沉积。在同一沉积旋回内，由于河道迁移，沉积期Ⅱ时A点开始发育边滩砂岩沉积，B点仍然以边滩砂岩沉积为主。

这种构型垂向上可见近10 m厚的泥岩与2～5 m厚的砂岩层交互，横向上砂岩变化不稳定，与河道的周期性摆动有关。河道的这种周期性摆动造成了砂体垂向叠置（见图4）。

图4 河道迁移变化复合型沉积演化模式

3.3 进退积叠置均一型

在距离河流物源较远的入湖口，由于湖水与河水的密度不同，泥沙卸载，并经湖水将河道前端沉积的砂迁移改造，形成沿岸的河口坝砂。在中江地区JS33-2层可见此类沉积特征，其他层位未见。由于湖平面的变化，河道砂与河口坝砂出现的位置可发生迁移。当湖平面下降时，河道砂向前进积，早期河口坝将被后期河道切割破坏。当湖平面再次上升时，河道砂退积，可再次发育河口坝砂的沉积（见图5）。

图5 进退积叠置均一型沉积演化模式

3.4 侧积叠置均一型

侧积叠置均一型在工区内最为常见，是河流沉积最常见的砂体垂向叠置类型，在JS3段以侧积叠置均一型为主。侧积作用在岩心上也可见，泥岩与砂岩的界面呈弯曲面，角度较大（30°～40°）。JS3段沉积期物源供给量大，侧积体厚度可达20～30 m。JS1段侧积体厚度仅5～10 m。厚层侧积砂的沉积过程受水动力条件、物源、气候等因素影响，垂向粒度和岩相有所变化。按照变化类型导致的砂岩物性改变，可分为3类 （由差变好型、持续较好型和由好变差型），其沉积演化过程见图6。

图6 侧积叠置均一型沉积演化模式

4 砂体构型发育主控因素

4.1 侧积体宽度

根据已解剖河道的特征，可见河道侧积体宽度与构型有关，侧积体极窄（小于1 km），常以河道迁移变化复合型构型为主；侧积体宽度中等（1～2 km），以侧积叠置均一型构型为主，砂体厚度大；侧积体宽度较大（2～5 km），以侧积叠置均一型构型为主，但砂体厚度较薄。

4.2 物源远近

研究区内物源主要来自北面米仓山，在距离物源较近的背景下，沉积物供给充足，砂体沉积以侧积叠置均一型为主，高庙子地区距离物源较近，如高沙301-2井就发育典型的侧积叠置均一型砂体；在距离物源较远的入湖口附近，湖平面等因素的影响会使河口坝砂、河道砂位置发生侧向迁移，河道呈现进退积现象，在此条件下，砂体沉积以进退积叠置均一型为主。如JS33-2中江河道，中江地区距离物源较远，该河道上的江沙302井就发育典型的河口坝砂。河口坝主要由砂岩和粉砂岩组成，在测井曲线上呈漏斗型，该井所在河道在湖平面下降时，河道砂向前进积，早期河口坝砂被后期河道砂切割，由于受气候、构造运动等因素的影响，湖平面再次上升，河道砂退积，再次发育了河口坝砂。

4.3 河道弯度

通过对河道的解剖及其特征分析可知，地形坡度与河道弯度有关，间接影响着砂体构型类型。当地形坡度加大时，河道弯度降低，形成平面位置较稳定、弯度相对较小的主河道，河道内部发育厚度较大的砂坝沉积，开始向三角洲前缘过渡。地形坡度越小，河道弯度越大，而河道的弯度是影响砂体构型和河道通畅性的关键因素，高弯度分流河道砂体内部构型是侧积作用的结果。由于洪水事件的周期性，侧积体依次呈叠瓦状侧向叠加于前一侧积体之上，因而地形坡度小、河道弯度高往往易形成侧积叠置均一型砂体。

JS11砂组中江江沙101H井—中江11井河道、JS33-1砂组高庙子川合148井—丰谷22井河道和JS33-2砂组中江江沙304井—江沙305井河道，均在河道弯曲度突变处发育较厚的侧积叠置均一型砂体。根据弯曲度等于河道总长度与河道两端点的直线距离比值，计算得到JS33-2砂组中江江沙101H井—中江11井河道的弯曲度为1.14，该河道侧积砂体间孤立不连通；而JS14砂组南北向江沙201H井—川丰175井河道，其弯曲度为1.64，该河道侧积体连片发育，河道通畅性好。

4.4 可容纳空间量与沉积物供给量比值的大小

沙溪庙组沉积期是一个湖平面上升的过程，湖侵过程可容纳空间持续增加，导致上部层位砂体构型以水动力频繁变化复合型和河道迁移变化复合型为主。在JS1段，由于可容纳空间量与沉积物供给量比值较高，大面积泛滥平原泥岩背景下孤立河道分布，砂体薄，与泥岩频繁互层。在JS3段，由于可容纳空间量与沉积物供给量之比较低，表现出多期河道相互叠置切割特征，沉积砂体厚度大，多期叠置。

5 结束语

川西坳陷高庙子-中江地区在沙溪庙期整体以三角洲沉积体系为主，依据砂体内部岩相结构、类型及组合等关系，将砂体构型划分为水动力频繁变化复合构型、河道迁移变化复合构型、进退积叠置均一构型、侧积叠置均一构型这4种类型；而河道侧积体宽度、物源远近、河道弯度、可容纳空间量与沉积物供给量之比均会影响砂体构型的变化。