慶陽氣田沉積及砂體展布特征

王永強 王玥 李傳浩 張浩然 孫利永 劉鵬飛

1.長慶油田公司隴東天然氣項目部 甘肅 慶城 745100

2.中國石化揚子石化有限公司 江蘇 南京 210000

慶陽氣田位于鄂爾多斯盆地西南部，區域構造橫跨鄂爾多斯盆地伊陜斜坡和天環凹陷兩個構造單元。慶陽氣田的天然氣勘探始于上世紀七十年代末，經歷了從古隆起周邊的下古生界碳酸鹽巖古潛山、火山巖圍斜到上古生界致密氣藏等領域的探索，區域沉積構造背景分析及近年來勘探成果表明，鄂爾多斯盆地西南部上古生界發育西南物源沉積體系，具備基本成藏條件，具有砂巖巖性氣藏開發潛力。上古生界西南物源沉積體系規模較北部沉積體系小，主要展布在甘肅省東部，即慶陽地區。慶陽地區主要目的層系為上古生界二疊系山西組山1段。2011年慶探1、慶探2井的鉆探實現了盆地西南部上古生界天然氣勘探的重大突破，發現了山1有利含氣砂帶和含氣富集區。

1 區域地質概況

鄂爾多斯盆地是一個多旋回演化、多沉積類型的大型沉積盆地，依據現今構造面貌，將盆地劃分為六個次級構造單元。慶陽氣田主體處于伊陜斜坡西南部，西鄰天環坳陷和西緣沖斷帶，南接渭北隆起。慶陽氣田現今構造面貌整體表現為一區域性西傾大單斜，構造變形較弱，上古生界地層之間皆為整合接觸，上、下古生界地層之間存在不整合接觸。斜坡坡降6～10m/km，傾角不足1°，在單斜背景上發育多排北東走向的低緩鼻隆，鼻隆幅度一般10m左右，這些鼻隆構造對上古生界氣藏不起控制作用。慶陽氣田主要開發層位為上古生界二疊系山西組山1段，主要發育陸相碎屑巖沉積。慶陽氣田自下而上發育中晚元古界、古生界、中生界，新生界沉積地層，盆地西南部晚古生代存在剝蝕古陸，上古生界本溪組、太原組、山西組、石盒子組地層依次向南超覆沉積，缺失本溪組和部分太原組地層。慶陽氣田主要發育古生界含氣層系，其中上古生界二疊系山西組是天然氣勘探開發的主要目的層。

2 沉積特征

根據野外露頭和鉆井資料以及前人的大量研究成果，鄂爾多斯盆地西南部從太原組至石千峰組經歷了由海到陸的沉積構造環境轉變。早二疊世晚期，海水從盆地東西兩邊退出，東西差異基本消失，南北沉積差異增強，盆地由陸表海演變為近海湖盆，沉積環境由海相轉變為陸相，隴東地區普遍發育著河流、三角洲和湖泊沉積體系。其中山1段沉積時期，構造活動相對緩和，沉積環境相對潮濕，區域內發育廣泛的濕地沉積。慶陽地區在山1時期距物源區相對較近，陸源碎屑供給相對不充足，地形相對較緩，因此形成了曲流河三角洲平原—曲流河三角洲前緣—濱淺湖亞相的組合形式。山1砂體發育規模相對較小，厚度較薄，巖性以中—細粒砂巖為主，同時含礫較少，底沖刷現象不顯著，分流河道砂體近南西-北東北方向條帶狀展布，局部連片的特點。上古生界山1局部層段砂巖中含大量石英巖巖屑，最大可達全巖組分42%，與北秦嶺物源區廣泛分布的變質巖有關。山1段砂巖重礦物組合具有明顯的分區、分帶特征，顯示該區主要發育多處物源，晚泥盆世后北秦嶺構造抬升，具備提供物源的條件，隴東地區上古生界沉積受西南和北部物源雙重控制，主體為西南物源。

通過取心井沉積微相和相應測井曲線的對比研究，將區內60余口完鉆井的測井曲線的形態要素進行了分析總結，認為隴東地區山1段屬于三角洲和湖泊沉積體系，主要發育了2大相、4個亞相，見表1。

表1 隴東地區上古生界山1段沉積相劃分表

慶陽地區山1期發育三角洲沉積，主要以水下分流河道、水下天然堤、水下分流間灣等沉積微相為主。從單井沉積相分析看，慶陽地區慶探1井區山西組山1期主要發育水下分流河道、分流間灣等沉積微相，其中水下分流河道為有利的沉積微相。水下分流河道沉積是陸上分流河道的延伸部分，沉積物主要由分選好、質較純的中粒砂巖組成，沉積物中常含粘土碎塊，交錯層理和侵蝕面具等；水下天然堤沉積主要由粉砂巖、粉砂質泥巖組成，可見沙紋層理、浪成波痕、蟲孔等；水下分流間灣主要由較純的泥巖組成，偶見砂質條帶，發育平行層理。從慶探1井山1沉積相柱狀圖看，山1底部砂體發育三個下粗上細正旋回，巖性以中-粗粒石英砂巖為主，與下伏泥巖突變接觸，無明顯沖刷。山1砂巖的粒度概率曲線呈三段式，分選較好，以懸浮狀態搬運的碎屑粒度較細，表明水動力相對較弱，綜合反映三角洲前緣微相特征。沉積剖面表明慶陽地區慶探1井區山西組山1期發育三角洲前緣亞相，水下分流河道規模局限，多呈孤立狀分布，其中以山1 3期分流河道最為發育、連續性較好，具有相對有利的沉積環境，為形成大規模巖性氣藏提供了有利條件。

依據野外沉積相識別及單井沉積相分析，慶陽地區山1段沉積相平面上由南向北依次發育三角洲平原、前緣亞相及淺湖相。慶陽氣田慶探1井區山1期發育三角洲前緣亞相，主要發育3條南西-北東向水下分流河道砂體，規模較大，砂體間發育分流間灣泥巖沉積。

3 砂體展布特征

圖1 山1段各小層砂巖鉆遇率圖

圖2 山1段各小層砂體厚度圖

受沉積相、物源等因素影響，慶陽氣田山1期主要為三角洲前緣水下分流河道砂巖沉積，多期河道相互疊置，砂體多呈現鳥足狀分布，這表現為南部物源區河道搬運能力較強。從下至上砂體發育規模減小，fffff3最發育，fffff2次之。主要目的層段fffff1亞段主要發育3條主砂帶，呈南西-北東向帶狀展布，長度3km～18km，厚度6m～15m，在慶探1、慶探3井區較為發育，砂體厚度大于10m。平面上是三角洲平原多條同期活躍的高彎度分流河道頻繁地側向遷移形成的復合砂體。通過地震解釋和水平井鉆探對慶探1井邊灘砂體進行精細刻畫，邊灘砂體長度為11～14 km，寬度為3～5 km，是多期邊灘砂體側向疊置形成的復合砂體，由于邊灘砂體一般呈點狀分布，預測難度大，這也是目前山1段砂體鉆遇率低的主要原因。

4 結論及認識

（1）構造形態為寬緩的西傾斜坡，坡降6～10m/km，傾角不足1°，氣田構造特征單一，對氣田富集成藏影響一般，主要為巖性封閉氣藏。

（2）慶陽氣田主要發育古生界含氣層系，其中上古生界二疊系山西組是天然氣勘探開發的主要目的層。

（3）氣田砂巖重礦物組合具有明顯的分區、分帶特征，顯示該區主要發育多處物源，上古生界沉積受西南和北部物源雙重控制，主體為西南物源。

（4）山1期發育三角洲沉積，發育三角洲前緣亞相，主要以水下分流河道、水下分流間灣等沉積微相為主，其中水下分流河道為有利的沉積微相。