蘇里格東南召41井區盒8段沉積微相研究*

費世祥，張保國，李　洋，李百強，王金成，邱雅潔(1.中國石油長慶油田分公司勘探開發研究院，陜西西安710018; 2.低滲透油氣田勘探開發國家工程試驗室，陜西西安710018; .西安石油大學地球科學與工程學院，陜西西安710065)

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蘇里格東南召41井區盒8段沉積微相研究*

費世祥1，2，張保國1，2，李洋3，李百強3，王金成1，2，邱雅潔3
(1.中國石油長慶油田分公司勘探開發研究院，陜西西安710018; 2.低滲透油氣田勘探開發國家工程試驗室，陜西西安710018; 3.西安石油大學地球科學與工程學院，陜西西安710065)

摘要:通過對鉆井巖心的巖石學特征、沉積構造及巖相分析，結合測井相標志和古生物標志，對盒8段的沉積微相特征盒8段沉積微相特征進行了詳細研究。結果表明，召41井區盒8段為辮狀河三角洲平原亞相沉積，并進一步劃分出分流河道與泛濫平原微相，其中廣泛發育的分流河道是其沉積主體，由于河道不斷遷移，垂向上多期砂體互相疊置為巨厚砂體并與泛濫平原沉積交替出現。側向上單砂體呈透鏡狀展布，多期疊加為厚砂體延伸較遠。研究表明盒8段主要沉積微相為辮狀河三角洲平原分流河道，砂體在平面上展布為近南北向，連片性好，縱向上多期河道砂體互相疊置，延伸較遠，是天然氣儲集的有利場所。沉積微相及有利儲集相帶的研究為該區塊含氣有利區預測及開發井位部署奠定了基礎。

關鍵詞:沉積微相;盒8段;召41井區;蘇里格氣田

0　引言

蘇里格構造上位于鄂爾多斯盆地中北部，蘇東南地區設計建產規模達30億方，是長慶油田公司當前天然氣上產的主力區塊，該區域的有效開發對長慶氣田的持續上產具有重要意義。其中召41井區為蘇東南區域下步產氣建設重點區域。目前區內共完鉆井150口，其中探井22口，開發井128口(水平井14口)。盒8段作為主要的產氣層位，其沉積體系的認識一直倍受爭議，如李文厚等［1］將研究區盒8段確定為辮狀河—三角洲沉積體系;魏紅紅等［2］和何自新等［3］研究表明蘇東南盒8段為三角洲沉積體系;尹志軍等［4］認為蘇里格東南盒8為辮狀三角洲沉積體系;蘭朝利等、鄒新寧等和何順利等則認為整個盒8段都屬于辮狀河沉積［5－7］。在前人研究成果的基礎上，筆者對召41井區鉆井巖心資料的巖石學特征、沉積構造進行分析，并依據測井曲線及古生物標志等，明確了蘇東南召41井區盒8段沉積環境為辮狀河三角洲沉積。

1　區域地質概況

晚元古代至早古生代早期，鄂爾多斯盆地伊陜斜坡一直位于盆地隆起區，極少或未接受沉積，僅在中晚寒武世、早奧陶世沉積了一套海相地層，厚度約500～1 000 m．其中定邊－吳旗－慶陽一帶為古隆起區，沉積厚度約250 m．晚古生代以后接受陸相沉積。伊陜斜坡是一個向西南傾的平緩單斜，主要形成于早白堊世，傾角不足1°，平均坡降約10 m/km．該斜坡在盆地分布面積大，局部發育鼻狀構造，區內地層主要為石炭系的本溪組、二疊系的太原組、山西組、下石盒子組、上石盒子組和石千峰組等，經過瀉湖、障壁島、潮坪和三角洲的陸表海盆演變為以發育河流－湖泊三角洲為主的內陸湖盆沉積［8］，并且是鄂爾多斯盆地內天然氣最為富集的場所。

蘇東南召41井區位于伊陜斜坡北部，研究區范圍西起W27－02井，東至S170井，北到S174井，南至G4－3井，面積約700 km2(圖1)。盒8段地層總厚度50～65 m，是上古生界天然氣的主力產層，根據內部巖性組合方式和沉積旋回特征可將其自下而上劃分為:盒8下和盒8上2個小層。

圖1　鄂爾多斯盆地構造單元劃分及研究區位置圖Fig．1　Tectonic division of the Ordos Basin and location of the study area

2　沉積相標志

2. 1沉積學標志

2. 1. 1巖石類型及顏色特征

沉積巖的巖石類型、成分以及沉積環境共同決定了巖石的顏色。因此，顏色的深淺代表了不同的沉積環境，是判斷沉積相的重要標志。通常，巖石內最主要的色素為有機質和鐵質，有機質(如碳質和瀝青)含量增加，使得巖石顏色變深變暗，代表一種還原或強還原環境，Fe2 +的富集(海綠石、綠泥石和菱鐵礦等)使巖石呈綠色，代表了弱氧化環境或弱還原環境，Fe3 +富集(如赤鐵礦、褐鐵礦等)則使巖石則呈紅色或褐黃色，代表了氧化或強氧化環境。

召41井區盒8上砂巖的類型主要為巖屑石英砂巖和巖屑砂巖，其次有少量的石英砂巖(圖2 (a) ) ;盒8下砂巖的類型則以石英砂巖、巖屑石英砂巖和巖屑砂巖為主(圖2(b) )。泥巖多為富含植物碎片化石的炭質泥巖以及常見硅質條帶的紅色沉積和湖岸線過渡帶內的雜色泥巖。

圖2　盒8砂巖碎屑組分三角圖Fig．2 Sandstone component of He 8 section(a)盒8上　(b)盒8下

砂巖的顏色以灰色、灰白色為主(圖3(a) )，并兼有少量灰綠色(圖3(b) )為特征，泥巖則主要以黑色、灰黑色(圖3(c) )，以及雜色(圖3(d) )為特征，巖石的顏色代表了該段整體為一氧化與還原環境交替出現的沉積環境。

2. 1. 2巖石結構特征

盒8砂巖主要為中砂和粗砂，其次為細砂和泥，此外還含少量礫石，粒度概率累積曲線(圖4)為典型的三段式，且主要為跳躍總體和懸浮總體，其次有少量滾動總體，懸浮總體較發育，百分含量可達30%．線段的斜率較小，反映分選程度較低，跳躍總體和懸浮總體之間的交截點值介于2. 5～3. 5范圍內，反映了河道或三角洲分流河道沉積特征。

圖3　盒8段主要巖石類型Fig．3　Main rock types of He 8 section

圖4　盒8段砂巖粒度分布特征Fig．4　Sandstone grain distribution characteristics He 8 section(a)盒8上　(b)盒8下

C－M圖顯示樣品點主要落在QR段，基本與C = M基線平行，代表遞變懸浮沉積，其次發育RS段和PQ段，分別代表均勻懸浮和少量滾動搬運組分，屬典型的牽引流沉積(圖5)。

巖石的分選性好－中，反映沉積期碎屑顆粒受水流或波浪作用磨蝕改造的程度較強;磨圓以次棱為主，表明研究區可能離物源區較近，砂體受到磨蝕時間較短，從而也說明了其物源區可能為較近的北部古陸。

圖5　盒8段砂巖C－M圖Fig．5　C－M diagram of sandstone of He 8 section

2. 1. 3沉積構造特征

沉積構造是一種確定沉積相類型的有效手段。利用沉積構造可以確定其沉積環境，分析恢復水流體系，有助于確定沉積物的搬運與沉積方式、沉積介質性質以及流體的水動力狀況［9－10］。研究區盒8段沉積構造多為板狀交錯層理及槽狀交錯層理(圖6(a) (b) )，常發育在辮狀河三角洲平原的分流河道以及三角洲前緣的水下分流河道中的中－細砂巖中。在細砂巖和中砂巖中還發育有平行層理(圖6(c) )，常與大型交錯層理或沖刷層理共生。巖心中也常見沖刷面(圖6(d) )，可見大量再沉積的泥礫或炭質撕裂屑。

2. 2古生物標志

該區少見動物化石，但砂巖層理面上可見較為豐富的植物炭屑，泥巖和炭質泥巖中含大量植物莖干和植物葉片化石印模(圖6(e) )，在粉砂巖中發育垂直蟲孔，盒8上、下亞段中均有少量的煤線和煤層的發現(圖6(f) )，反映沉積環境為氣候潮濕，植物生長較為繁盛的泛濫平原。

2. 3測井相標志

自然電位及自然伽馬測井曲線的形態、幅度、頂/底接觸關系、光滑程度及組合特征能夠定性地反映巖石的巖性、粒度及泥質含量的變化，因而也是識別研究區沉積相的重要標志。

圖6　盒8段沉積構造與生物化石特征Fig．6　Characteristics of sedimentary structures and plant remains of He 8 section

分流河道微相以灰色、灰白色或灰綠色細砂、中粗砂和含礫粗砂巖為主，剖面上從下至上表現為下粗上細的正粒序，曲線形態多呈箱型或鐘型，且以高幅度、局部齒化及突變接觸為特征;泛濫平原微相以深灰色、灰色砂質泥巖、泥質粉砂巖、碳質泥巖或粉砂質泥巖為主，曲線形態呈低幅度平直狀或微齒化狀，整體較光滑，以低幅齒狀為主要特征。

2. 4巖相標志

巖相是劃分沉積環境的重要依據，它比單一的研究巖石結構或沉積構造更能反映古水動力環境，也具有更強指相意義［11］。本次研究中通過野外剖面勘察及9口探井巖心的觀察，在盒8段劃分出塊狀結構含礫粗砂巖－礫巖相、塊狀結構中－粗砂巖相、板狀交錯層理細－中砂巖相、槽狀交錯層理細－中砂巖相、砂紋交錯層理細－粉砂巖相、平行層理細－粉砂巖相及水平層理—塊狀結構泥巖相等7種不同的巖相。

3　沉積相類型

利用各類相識別標志，對召41井區進行沉積相劃分，認為盒8段為辮狀河三角洲平原亞相沉積，微相以分流河道和泛濫平原為主，其中沉積主體為廣泛發育的分流河道微相，由于河道遷移，垂向上多期砂體相互疊置為巨厚砂體并與泛濫平原沉積交替出現。側向上單個分流河道砂體呈透鏡狀分布，多期疊加厚砂體延伸較遠。

3. 1分流河道微相

主要巖石類型為一套灰白色、淺灰、灰綠色粗砂巖、含礫粗砂巖及中－細砂巖。砂巖中發育大型槽狀、板狀交錯層理和平行層理，局部見沖刷面。由于河道交叉、匯合頻繁，砂體橫向上常常往返遷移，使砂體橫向上連片性好，呈較高寬/厚的平板狀。總體來講，辮狀河三角洲平原分流河道具有與正常河道相類似的向上變細的正粒序，以及呈現齒狀鐘形或箱形的自然伽瑪曲線形態，曲線具中—高幅值，頂、底變化明顯(圖7)。

3. 2泛濫平原微相

由于分流河道不斷擺動及其對下伏沉積物的強烈沖刷，因此，泛濫平原沉積多不發育或保存不完整。巖性常見深灰色、灰黑色和雜色泥巖及灰色粉砂巖，且夾深灰色泥質粉砂巖和粉砂質泥巖，沉積構造發育塊狀和水平層理及沙紋交錯層理。測井識別標志為自然伽瑪曲線呈現低幅值、微齒狀(圖8)。

圖7　Z41井盒8段分流河道微相巖電特征Fig．7　Lithology and electric property of distributary channel microfacies of He 8 section from Well Z41

圖8　Z87井盒8段泛濫平原微相巖電特征Fig．8 Lithology and electric property of flood plain microfacies of He 8 section from Well Z87

4　沉積微相平面展布規律

早二疊世晚期，由于西伯利亞板塊持續向南俯沖擠壓，引起南北差異升降。至中二疊世早期，興蒙海槽的逐漸關閉，引起強烈的南北向差異升降，加劇了北隆南傾的構造格局［12］，鄂爾多斯盆地北部盒8段在此時期形成了以辮狀河、辮狀河三角洲為主體的碎屑巖沉積組合，而北部的伊蒙古陸同時也成為了蘇里格東南區主要的物源供給區［13］。

4. 1盒8下氣層組

辮狀河三角洲平原的分流河道發育廣泛，多支分流河道交織變化，平面上具較好的連片性。研究區從西向東，大致發育有5支大的分流河道，近南北方向展布。由西向東，第1支為Z58井－Z87井一帶，河道中心部位砂地比大于60%，第2支為Z41井－J58－13井一帶，砂地比值大于50%，中心部位大于60%，河道寬約5～8 km，第3支分流河道為J48－17井－J53－16井一帶，砂地比值大于50%，河道規模較小，河道較窄，寬約3 km，第4支為J48－21井－J52－25井，河道規模較大，寬約7 km，砂地比值大于60%，第5支河道為研究區東部J62－31井－G4－8井，河道約3 km寬，河道中心部位砂地比值大于40%，局部大于60%，分流河道被泛濫平原沉積分割，在橫剖面上呈多個透鏡體互相切割疊置，在縱向上表現為分流河道沉積和泛濫平原沉積交替出現，平面上5支分流河道在研究區中部S177井－J67－12井－G1 －8A井一帶交匯呈片狀展布(圖9(a) )。

4. 2盒8上氣層組

盒8上基本繼承了盒8下時期的沉積格局，分流河道沉積微相依然是研究區的骨架相，但河道規模相對較小，砂地比值相對較低。研究區自西向東，發育7支分流河道，第1支為Z58井一Z87井一帶，砂地比可大于50%，第2支是Z95井－Z86井一帶，砂地比值可達40%，河道寬約2 km，第3支分流河道為W26－5井－S144井－J60－8井一帶，砂地比值大于50%，河道較寬，約5～6 km，第4支為J48－13井－J49－14井，河道規模較小，砂地比值大于40%，第5支河道為J51－19井－S148井，河道規模較大，砂地比值大于40%，局部大于50%，河道寬2～3 km，第6支分流河道為研究區東部G04－6井－J57－26井一帶，河道中心部位砂地比大于50%，第7支河道為研究區東南G01 －9井－G4－9井一帶，河道規模較大，寬約4 km，河道中心部位砂地比大于60%．分流河道被泛濫平原沉積分割，在橫剖面上亦呈多個透鏡體互相切割疊置，在縱向上表現為分流河道沉積和泛濫平原沉積交錯出現，平面上7支分流河道在研究區中部S115井－S146井－G1－8井一帶交匯呈片狀展布(圖9(b) )。

圖9　盒8段沉積微相平面圖Fig．9 Microfacies map of He 8 section (a)盒8下　(b)盒8上

5　結論

蘇里格東南召41井區盒8段為辮狀河三角洲平原沉積亞相，沉積微相主要為分流河道和泛濫平原。其中分流河道微相巖性主要為灰白色、灰色中砂巖和粗砂巖，其粒度概率曲線為典型的三段式，屬牽引流沉積，結構成熟度相對較低，層理類型主要為形成于強水動力環境下的大－中型板狀交錯層理及槽狀交錯層理。泛濫平原微相巖性主要為灰黑色、深灰色及灰綠色粉砂質泥巖及泥質粉砂巖，層理類型以代表弱水動力環境的砂紋交錯層理、塊狀層理及水平層理為主。

分流河道微相砂體厚、連續性好，單砂體延伸較遠，是研究區盒8段的骨架相，也是天然氣賦存的主要場所。盒8上與盒8下沉積相具很好的繼承性，分流河道呈近南北向展布，在平行物源方向上連續性較好，由于河道不斷遷移改道，在垂直物源方向上常常被泛濫平原沉積分割。

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Sedimentary microfacies of He 8 Section in Zhao 41 Area of southeast Sulige

FEI Shi-xiang1，2，ZHANG Bao-guo1，2，LI Yang3，LI Bai-qiang3，WANG Jin-cheng1，2，QIU Ya-jie3
(1. Research Institute of Petroleum Exploration and Development，Changqing Oilfield Company，Xi’an 710018，China; 2. National Engineering Laboratory for Low-Permeability Petroleum Exploration and Development，Xi’an 710018，China; 3. School of Earth Sciences and Engineering，Xi’an Shiyou University，Xi’an 710065，China)

Abstract:Through analyzing core of petrology characteristics，sedimenttary structures and petrographic facies，combining with log facies marks and paleontology in Zhao 41 Area，southeast of Sulige，a detailed research on sedimentary microfacies of He 8 section has been carried out．The results suggest: The sedimentary system of He 8 section in Zhao 41 Area is braided river delta plain sedimentary subfacies，further divided into distributary channel and flood plain microfacies，the extensive development of distributary channel is the sedimentary body，due to the channel migration，vertical multiphase sand bodies superimposed with each other for the thick sand bodies and the flood plain deposits appear alternately．On a single lateral distributary channel sand body distribution is lens，multiphase superposition of thick sand body with extension farther．Conclusion: The main sedimentary microfacies of He 8 Section is braidedbook=229,ebook=82river delta plain distributary channel，and sand bodies are nearly NS-trending distribution and good flat piece，multiphase channel sand bodies on the vertical superimposed have good lateral continuity．Research of sedimentary facies and favorable reservoir facies belts laid a good foundation for predicting favorable gas areas and well deployment．

Key words:sedimentary microfacies; He 8 section; Zhao 41 Area; Sulige Gas Field

通訊作者:費世祥(1984－)，男，陜西西安人，工程師，E-mail: fshix_cq@ petrochina．com．cn

基金項目:中石油集團公司重大專項(2011E－1306) ;國家自然科學重點基金(41330315) ;中國地質調查局地質調查計劃項目(12120114009201)

*收稿日期:2015－08－20責任編輯:李克永

DOI:10．13800/j．cnki．xakjdxxb．2016．0213

文章編號:1672－9315(2016) 02－0228－07

中圖分類號:P 61; TE 122. 2

文獻標志碼:A