慶陽(yáng)氣田沉積及砂體展布特征

王永強(qiáng) 王玥 李傳浩 張浩然 孫利永 劉鵬飛

1.長(zhǎng)慶油田公司隴東天然氣項(xiàng)目部 甘肅 慶城 745100

2.中國(guó)石化揚(yáng)子石化有限公司 江蘇 南京 210000

慶陽(yáng)氣田位于鄂爾多斯盆地西南部，區(qū)域構(gòu)造橫跨鄂爾多斯盆地伊陜斜坡和天環(huán)凹陷兩個(gè)構(gòu)造單元。慶陽(yáng)氣田的天然氣勘探始于上世紀(jì)七十年代末，經(jīng)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(lǐng)域的探索，區(qū)域沉積構(gòu)造背景分析及近年來(lái)勘探成果表明，鄂爾多斯盆地西南部上古生界發(fā)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(kāi)發(fā)潛力。上古生界西南物源沉積體系規(guī)模較北部沉積體系小，主要展布在甘肅省東部，即慶陽(yáng)地區(qū)。慶陽(yáng)地區(qū)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(shí)現(xiàn)了盆地西南部上古生界天然氣勘探的重大突破，發(fā)現(xiàn)了山1有利含氣砂帶和含氣富集區(qū)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地是一個(gè)多旋回演化、多沉積類(lèi)型的大型沉積盆地，依據(jù)現(xiàn)今構(gòu)造面貌，將盆地劃分為六個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元。慶陽(yáng)氣田主體處于伊陜斜坡西南部，西鄰天環(huán)坳陷和西緣沖斷帶，南接渭北隆起。慶陽(yáng)氣田現(xiàn)今構(gòu)造面貌整體表現(xiàn)為一區(qū)域性西傾大單斜，構(gòu)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(fā)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(gòu)造對(duì)上古生界氣藏不起控制作用。慶陽(yáng)氣田主要開(kāi)發(fā)層位為上古生界二疊系山西組山1段，主要發(fā)育陸相碎屑巖沉積。慶陽(yáng)氣田自下而上發(fā)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(yáng)氣田主要發(fā)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(kāi)發(fā)的主要目的層。

2 沉積特征

根據(jù)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(jīng)歷了由海到陸的沉積構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)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(qiáng)，盆地由陸表海演變?yōu)榻：瑁练e環(huán)境由海相轉(zhuǎn)變?yōu)殛懴?，隴東地區(qū)普遍發(fā)育著河流、三角洲和湖泊沉積體系。其中山1段沉積時(shí)期，構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)緩和，沉積環(huán)境相對(duì)潮濕，區(qū)域內(nèi)發(fā)育廣泛的濕地沉積。慶陽(yáng)地區(qū)在山1時(shí)期距物源區(qū)相對(duì)較近，陸源碎屑供給相對(duì)不充足，地形相對(duì)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(fā)育規(guī)模相對(duì)較小，厚度較薄，巖性以中—細(xì)粒砂巖為主，同時(shí)含礫較少，底沖刷現(xiàn)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(diǎn)。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(dá)全巖組分42%，與北秦嶺物源區(qū)廣泛分布的變質(zhì)巖有關(guān)。山1段砂巖重礦物組合具有明顯的分區(qū)、分帶特征，顯示該區(qū)主要發(fā)育多處物源，晚泥盆世后北秦嶺構(gòu)造抬升，具備提供物源的條件，隴東地區(qū)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(guò)取心井沉積微相和相應(yīng)測(cè)井曲線(xiàn)的對(duì)比研究，將區(qū)內(nèi)60余口完鉆井的測(cè)井曲線(xiàn)的形態(tài)要素進(jìn)行了分析總結(jié)，認(rèn)為隴東地區(qū)山1段屬于三角洲和湖泊沉積體系，主要發(fā)育了2大相、4個(gè)亞相，見(jiàn)表1。

表1 隴東地區(qū)上古生界山1段沉積相劃分表

慶陽(yáng)地區(qū)山1期發(fā)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(yáng)地區(qū)慶探1井區(qū)山西組山1期主要發(fā)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(zhì)較純的中粒砂巖組成，沉積物中常含粘土碎塊，交錯(cuò)層理和侵蝕面具等；水下天然堤沉積主要由粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖組成，可見(jiàn)沙紋層理、浪成波痕、蟲(chóng)孔等；水下分流間灣主要由較純的泥巖組成，偶見(jiàn)砂質(zhì)條帶，發(fā)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(fā)育三個(gè)下粗上細(xì)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(wú)明顯沖刷。山1砂巖的粒度概率曲線(xiàn)呈三段式，分選較好，以懸浮狀態(tài)搬運(yùn)的碎屑粒度較細(xì)，表明水動(dòng)力相對(duì)較弱，綜合反映三角洲前緣微相特征。沉積剖面表明慶陽(yáng)地區(qū)慶探1井區(qū)山西組山1期發(fā)育三角洲前緣亞相，水下分流河道規(guī)模局限，多呈孤立狀分布，其中以山1 3期分流河道最為發(fā)育、連續(xù)性較好，具有相對(duì)有利的沉積環(huán)境，為形成大規(guī)模巖性氣藏提供了有利條件。

依據(jù)野外沉積相識(shí)別及單井沉積相分析，慶陽(yáng)地區(qū)山1段沉積相平面上由南向北依次發(fā)育三角洲平原、前緣亞相及淺湖相。慶陽(yáng)氣田慶探1井區(qū)山1期發(fā)育三角洲前緣亞相，主要發(fā)育3條南西-北東向水下分流河道砂體，規(guī)模較大，砂體間發(fā)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(yáng)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(xiàn)鳥(niǎo)足狀分布，這表現(xiàn)為南部物源區(qū)河道搬運(yùn)能力較強(qiáng)。從下至上砂體發(fā)育規(guī)模減小，fffff3最發(fā)育，fffff2次之。主要目的層段fffff1亞段主要發(fā)育3條主砂帶，呈南西-北東向帶狀展布，長(zhǎng)度3km～18km，厚度6m～15m，在慶探1、慶探3井區(qū)較為發(fā)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(cè)向遷移形成的復(fù)合砂體。通過(guò)地震解釋和水平井鉆探對(duì)慶探1井邊灘砂體進(jìn)行精細(xì)刻畫(huà)，邊灘砂體長(zhǎng)度為11～14 km，寬度為3～5 km，是多期邊灘砂體側(cè)向疊置形成的復(fù)合砂體，由于邊灘砂體一般呈點(diǎn)狀分布，預(yù)測(cè)難度大，這也是目前山1段砂體鉆遇率低的主要原因。

4 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

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

（2）慶陽(yáng)氣田主要發(fā)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(kāi)發(fā)的主要目的層。

（3）氣田砂巖重礦物組合具有明顯的分區(qū)、分帶特征，顯示該區(qū)主要發(fā)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(fā)育三角洲沉積，發(fā)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。