鄂尔多斯盆地召38区块储层建构模式及其控制作用

苏亚拉图，陈程，陈余平

（中国地质大学（北京）能源学院，北京 100083）

鄂尔多斯盆地召38区块储层建构模式及其控制作用

苏亚拉图，陈程，陈余平

（中国地质大学（北京）能源学院，北京 100083）

储层建筑结构要素分析法是河流相储层研究的有效方法。在召38区块运用Miall分析法确定了1～6级储层建筑结构要素：层系、层系组、大型砂体增生、单个河道和心滩、河道复合体、河道复合体群。识别4级建筑结构要素4类：心滩砂、河道砂、溢岸砂、泛滥泥。召38区块储层建筑结构要素分布模式为：1）平面上，根据河道砂和泛滥泥发育程度分3类，即交织状模式、交织-条带状模式、条带状模式；2）剖面上，根据河道砂、心滩砂等建筑结构在垂向叠置和侧向连续特征分2种，即迷宫式结构、拼合式结构。召38区块建筑结构的发育受气候条件和基准面旋回的双重控制，而建筑结构控制着有效砂体的发育。

建筑结构模式；河流相；砂体分布；有效砂体；召38区块；鄂尔多斯盆地

1966年Allen提出了 “利用一套具体等级系列的岩石接触面，可以把砂体内部划分为有成因联系的地层”［1］的沉积界面观点。1985年A.D.Miall结合Allen的这一观点，在野外露头细致观测的基础上提出建筑结构分析法［2］。利用该方法能解释储层内部非均质的控制格架［3-8］，有效指导储层流动单元划分［9-10］，指出剩余油富集区［11-13］。

笔者在研究岩心的基础上，针对鄂尔多斯盆地召38区块下二叠统下石盒子组和山西组的储层，重点分析其建筑结构垂向和平面分布特征，阐述建筑结构对有效砂体的控制作用。

1 区域概况

召38区块位于苏里格气田和榆林气田中部靠北处，构造位置属于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡和伊盟隆起交界地区。召38区块面积约360 km2，已完钻43口井，是苏里格气田的1个井网加密实验区。

召38区块地层平缓，构造简单，无断层发育。下石盒子组和山西组在整个工区都有分布，垂向上下石盒子组自成一正旋回，而山西组则成反旋回。本文研究的目的层段为二叠系下石盒子组和山西组的5个亚段。亚段分别为盒7、盒8上、盒8下、山1和山2，以往都将这几个亚段分为2或3个不同小层来研究。

2 建筑结构特征

2.1 建筑结构要素分级

虽然Miall的储层建筑结构要素分析法主要用于露头研究，Miall 1996年也指出，它还可用于地下岩心的研究［14-15］。笔者在召38区块仔细观察岩心基础上，结合测井解释及勘探资料，最终确定了1～6级建筑结构要素：

第1级为层系，是厚度为0.1～0.4 m的单一的岩相。其界面为交错层系界面，界面特征为平正、无侵蚀，可以通过交错层前积层的削平或楔形尖灭来辨认界面。

第2级为层系组，是同种岩相的叠加，厚度一般1～2 m。其界面是交错层系组，界面特征为平正、无侵蚀，界面的上、下相是一致的。

第3级为大型砂体增生，其顶部为泥披，底部为侵蚀面，泥砾发育，厚度1～3 m。界面是起伏不平、低角度侵蚀面。界面上、下相组合类似。

第4级为单个的心滩砂、河道砂和溢岸砂，其顶部为泥披，底部为侵蚀面，泥砾发育，厚度2～5 m，代表了一次短期的沉积旋回。其界面是单砂层界面，特征为平或上凸，界面上、下相组合不同。

第5级为河道复合体、简单的河道砂，或大型砂体和其它小型沉积物的复合体，厚度2～12 m，相当于一个中期旋回。其界面是小层界面，界面特征为平或向上凹。

第6级结构要素为河道复合体群，是与越岸相关的河道复合体，厚度20～100 m，代表了一次长期的沉积旋回。其界面是亚段界面，如研究区盒8段底部与山1段顶之间的大型冲刷间断面。

1～3级结构要素由于分布范围小，只能在露头和岩心上识别和对比，而在地下无法进行追踪。4，5，6级结构要素在地震、测井和岩心资料下易于识别。

2.2 建筑结构特征

根据沉积特征、单井相分析及其相标志分析表明，召38区块储层为辫状河沉积。在储层建筑结构要素分级研究的基础上识别出4种4级建筑结构要素（见表1），即心滩砂、河道砂、溢岸砂、泛滥泥。

表1 召38区块储层建筑结构要素

心滩砂是辫状河三角洲平原的骨架砂体。岩石类型一般由分选不好的含砾粗砂岩、粗砂、中砂、细砂等组成，有些含少量细砾岩。砂岩的成分成熟度和结构成熟度都较高，砂岩底部发育块状层理、粒序层理和平行层理，中上部发育侧积交错层理、板状交错层理和楔状交错层理等，砂岩底面具有明显的底冲刷构造，冲刷面上砾石成层定向分布，构成叠瓦状构造。电测曲线特征一般为高幅、中—高幅的齿化或微齿化的箱形组合、箱形-钟形组合和钟形组合［16］，底部多为突变接触方式，顶部突变或渐变（见图1a）。

泛滥泥以灰黑色、深灰色泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩为主，夹薄层细砂岩、粉砂岩及薄煤层（煤线），可见丰富的植物茎干及碎片化石，垂直虫孔构造，常发育水平层理、块状层理和沙纹交错层理。由于该微相多为大段泥岩层、夹炭质泥岩和煤层，曲线表现为明显偏低靠近基线的不规则齿状起伏，间夹剑状高阻（见图1b）。

河道砂沉积为河床底形迁移而成。岩石类型一般有含砾粗砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩和泥岩等，以中细粒砂岩为主，整体粒度较细，岩石致密，一般为非储层相。上部发育水平层理和小型的交错层理，中下部发育平行层理和交错层理，可见生物碎片。电测曲线特征一般为中幅的钟形或其复合形（见图1c）。

溢岸砂岩性主要是粉砂岩和泥岩，有机质含量较高，局部越岸沼泽中含有暂时性小水道砂岩透镜体；水平层理、沙纹层理和干裂发育，常含有钙质结核，常见植物碎片和植物茎杆；测井曲线上主要以低幅的微齿化或光滑的漏斗形和剑形曲线为特征（见图1d）。

图1 召38区块各储层建筑结构要素电性特征

3 建筑结构分布模式

从召38区块有效储层解释和地层对比中发现，一个小层内有几个建筑结构要素垂向叠置分布，且有效砂体基本赋存于4级建筑结构要素中；故以小层为单位研究不能有效控制建筑结构要素和有效砂体分布，进而细分至单砂层［17］。因此，以单砂层为单位编制了辫状河体系的4级建筑结构要素平面和剖面分布图。

3.1 平面分布特征

从平面上看，召38区块的河道砂相互交织，大小各异的心滩砂断续分布在河道主流线附近，河道砂的总体方向呈南北向。

根据河道砂和泛滥泥发育程度，把召38区块建筑结构平面模式分为交织状、交织-条带状和条带状3种模式：交织状模式中，河道砂交叉连通，心滩砂规模较大、呈散乱星状分布，侧向上河道砂互不连通（见图2a）；交织-条带状模式中，一般有多组河道砂系统，一个河道砂系统内河道砂之间相互交叉连通，但侧向上河道砂之间被泛滥泥分割，河道砂体系统之间则由泛滥平原分割（见图2b）；条带状模式中，多条河道砂相互独立，互不交叉连通，河道砂之间多被泛滥泥分割，心滩砂沿河道砂呈窜珠状分布（见图2c）。

图2 召38区块建筑结构要素分布模式

3.2 剖面结构模式

根据河道砂和泛滥泥垂向叠置和侧向连续特点，召38区块建筑结构剖面模式分为迷宫式和拼合式2种结构：迷宫式结构是辫状河砂体孤立分布，出现类似泥包砂的情形，砂体分布无规律性，地层对比和预测难度较大；拼合式结构是由不同类型的结构要素侧向连续排列而成（见图3），该结构中的储层建筑结构要素规模较大，砂体发育程度相对较好。

图3 研究区储层建筑结构类型

3.3 结构要素分布特征

研究区山2、山1、盒8上、盒8下和盒7亚段沉积时期，沉积相为浅水辫状河三角洲平原，主要储层建筑结构要素类型有辫状河心滩、河道砂和溢岸砂。

盒7和盒8上亚段沉积时期，辫状分流河道砂发育程度较差，剖面大部分为泛滥泥，辫状河道砂规模小而孤立分布，心滩砂不发育。剖面上是迷宫式结构，平面上盒7段为条带状模式，盒8上段为交织-条带状模式。

盒8下亚段沉积时期，整个剖面辫状河道砂很发育，砂体横向连通性较好，心滩规模较大，但仍为单井点钻遇砂体为主；剖面上是拼合式结构，平面上为交织状模式。山1亚段沉积时期，辫状河砂体规模相对较大，但侧向连通性仍较差，心滩规模较大却孤立分布，每个心滩基本为单井点钻遇。山1亚段中部层段辫状河道砂相对较发育，顶部和底部辫状河道砂呈孤立分布；剖面上基本是拼合式结构，平面上交织状模式。山2亚段沉积时期，辫状河砂体规模小，侧向上连通差，心滩规模小且不发育，典型的迷宫式结构，平面上是交织-条带状模式。

4 建筑结构控制有效砂体分布

有效砂体，是指能够储集和渗流流体（主要是烃类和地层水）、在现有工艺技术条件下能够采出具有工业价值产液量（烃类或与烃类同体积的水）的储集体。有效砂体物性下限，是指储集体能够成为有效砂体应具有的最低物性，通常用孔隙度、渗透率的某个确定值来度量。通过生产测试统计，确定召38区块有效砂体物性下限为孔隙度4%，渗透率0.1×10-3μm2，基本与苏里格地区早期认识的物性下限一致［18-19］。

建筑结构要素对有效砂体的控制，首先是其对砂体分布的控制，而有效砂体是砂体中的一部分。

4.1 建筑结构要素对砂体的控制

砂体厚度及其非均质性则主要受建筑结构要素类型控制。研究区山2—盒8上段沉积相的演化受气候条件和基准面旋回的双重控制（见图4）。

图4 研究区山2—盒8上亚段沉积旋回与砂体分布的关系

首先，泥岩特征反映，由下向上气候条件从湿润环境向干旱气候转化，河道特征也相应发生变化：山l—盒8上段中下部沼泽背景环境，暗色泥岩中Fe2+质量分数为1.24%，Fe3+质量分数为0.04%，气候湿润，泥岩粘滞力较强，堤岸和河道相对较为固定，砂岩的分布面积和范围也相对较小；到盒8上段，随气候向干旱变化，杂色泥岩中Fe2+质量分数为0.62%，Fe3+质量分数为0.08%，为半干旱半湿润条件，河道的迁移性增强，砂岩的分布面貌也变得更加广泛，成大面积连片状。

其次，基准面的升降变化也同样控制着建筑结构要素侧向叠置方式及其规律，进而控制砂体分布［20-21］。从山2—盒8上段沉积具有较好的继承性，但随着基准面的升降和沉积物供给的变化，砂体的发育规模、组合形式，砂岩叠置模式和地层样式等均相应发生变化。山1段与盒8下段的界限是一个重要的基准面旋回转换界面，其下是一个长期基准面下降过程，其上是一个长期基准面上升过程。该转化面附近，特别是盒8下段2小层沉积时期，可容空间小，A/S较小，河流侵蚀能力强，辫状河道复合砂体呈压紧式分布模式，砂岩钻遇率较高；由该转换面向上，随可容空间增大，A/S变大，河道的摆动能力增强，侵蚀能力减弱，辫状河道复合砂体呈较宽泛式分布。

4.2 建筑结构要素对有效砂体的控制

有效砂体主要发育在心滩中（见表2）。心滩厚度达5 m；孔隙度较高，平均孔隙度为11%，属于大孔粗喉型储层；渗透率大，平均渗透率为 2.98×10-3～3.25× 10-3μm2，最高可达 10.25×10-3μm2；粒度中值高，泥质质量分数低，分选好。因此，多数有效砂体都在心滩中发育。

在河道砂和溢岸砂中也发育有效砂体（见表2）。其厚度多为3～5 m；平均孔隙度为7.5%，属于大孔中喉型储层；渗透率较大，平均渗透率为 0.08×10-3～0.21×10-3μm2；粒度中值较小，分选中等，泥质质量分数30%～35%。

表2 各类建筑结构中储层特征

5 结论

1）运用Miall分析法确定了1～6级储层建筑结构要素：层系、层系组、大型砂体增生、单个河道充填和心滩、河道复合体、河道复合体群。

2）通过测井相识别及岩心观察，研究区内识别出4种4级结构要素：心滩砂、河道砂、溢岸砂、泛滥泥。各类建筑结构的岩相组成、形态特征差异明显。

3）储层建筑结构要素分析法是研究河流相储层的有效方法，以单砂体为研究单位，分析储层建筑结构要素模式。根据河道砂和泛滥泥发育程度，建筑结构平面模式分为3类：交织状模式、交织-条带状模式、条带状模式。根据河道砂和泛滥泥的垂向叠置和侧向连续特点，建筑结构剖面分布模式分为2种：迷宫式结构、拼合式结构。

4）召38区块建筑结构控制了有效砂体的发育。心滩砂的孔隙度高，渗透率好，成为控制有效砂体的主要建筑结构；部分河道砂和溢岸砂中小规模的有效砂体。召38区块中建筑结构要素控制了有效砂体的发育，而建筑结构要素的发育又受气候条件和基准面旋回的双重控制。

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（编辑 李宗华）

Reservoir architectural model and its control role in Block Zhao 38 of Ordos Basin

Suyalatu,Chen Cheng,Chen Yuping
(School of Energy Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083,China)

Reservoir architectural elements analysis is an effective way to study fluvial reservoirs.In Block Zhao 38,the reservoir architectural elements are divided into six levels such as set,coset,large aggradational sand body,single channel fill sand body and channel bar,channel complex and channel complex groups.Four types and levels of architectural elements are identified such as channel bar sand body,channel fill sand body,overbank sand body and flooding mud.The distribution patterns of architectural elements in Block Zhao 38 are as follows:based on channel sand and inter-channel mud development,braided,braid-banded and banded patterns are divided;based on the channel sands in the vertical and lateral continuous features,Laby-rinth and jigsaw-puzzle structures are divided.Development of sand bodies in Block Zhao 38 is affected by climate conditions and datum horizon cycles and the development of effective sand bodies is controlled by architectural structure.

reservoirarchitecturalmodel;fluvialfacies;sandbodiesdistribution;effectivesandbodies;BlockZhao38;OrdosBasin

国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”（2008ZX05032-001）

TE319

：A

1055-8907（2012）01-0055-06

2011-05-03；改回日期：2011-11-23。

苏亚拉图，男，蒙古族，1987年生，在读硕士研究生，主要从事油气田开发地质与开发技术研究。E-mail：461805692@qq. com。

苏亚拉图，陈程，陈余平.鄂尔多斯盆地召38区块储层建构模式及其控制作用［J］.断块油气田，2012，19（1）：55-60. Su yalatu，Chen Cheng，Chen Yuping.Reservoir architectural model and its control role in Block Zhao 38 of Ordos Basin［J］.Fault-Block Oil& Gas Field，2012，19（1）：55-60.