砂體構(gòu)型成因模式及其對(duì)物性的控制作用
——以蘇里格氣田西區(qū)二疊系盒8段為例

陳宇航，賈 鵬，曹全斌，趙靖舟，吳和源

1西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院；2中國(guó)科學(xué)院海洋地質(zhì)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3陜西省油氣成藏地質(zhì)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；4中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院；5中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院

0 前 言

砂體構(gòu)型單元蘊(yùn)含著豐富的儲(chǔ)層信息，對(duì)致密油氣儲(chǔ)層砂體分布、連通性及非均質(zhì)性研究具有重要意義，可為有利儲(chǔ)集砂體預(yù)測(cè)及剩余資源挖潛提供依據(jù)［1-3］。目前針對(duì)砂體構(gòu)型的研究主要集中在野外露頭和現(xiàn)代沉積，這些研究以人工觀測(cè)為主，通過(guò)剖面解剖建立了一系列針對(duì)不同沉積相帶的砂體結(jié)構(gòu)模型［4］。吳勝和等［5］對(duì)新疆克拉瑪依油田三疊系沖積扇進(jìn)行了內(nèi)部構(gòu)型分析，對(duì)沖積扇沉積構(gòu)型模式進(jìn)行了總結(jié)。王越等［6］對(duì)山西保德扒樓溝剖面二疊系曲流河砂體構(gòu)型進(jìn)行了細(xì)致的剖析，基于露頭的巖性、粒度、沉積構(gòu)造和顏色等特征，識(shí)別出邊灘、河道等8種巖相類(lèi)型，并總結(jié)其發(fā)育模式。陳彬滔等［7］采用露頭實(shí)測(cè)及實(shí)驗(yàn)分析等方法對(duì)山西大同盆地中侏羅統(tǒng)云岡組砂質(zhì)辮狀河露頭進(jìn)行了系統(tǒng)研究，總結(jié)了河道、心灘、邊灘等構(gòu)型單元的巖相、物性特征，并認(rèn)為河道和心灘構(gòu)型單元為砂質(zhì)辮狀河的主要儲(chǔ)層類(lèi)型。秦國(guó)省等［8］在考慮基準(zhǔn)面變化的基礎(chǔ)上對(duì)新疆準(zhǔn)噶爾盆地八道灣組露頭的辮狀河沉積砂體構(gòu)型單元開(kāi)展研究，描述了不同基準(zhǔn)面情況下各種構(gòu)型單元的內(nèi)部巖相及相組合特征。

以上研究對(duì)砂體構(gòu)型的形態(tài)、厚度、巖相特征進(jìn)行了細(xì)致的刻畫(huà)，但是受露頭出露條件的限制，無(wú)法全面掌握砂體構(gòu)型的規(guī)模及疊置樣式，也無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)砂體的平面分布特征。另外，不同構(gòu)型的砂體因沉積環(huán)境和水動(dòng)力條件不同，其礦物組分、粒度和巖性存在差異，砂體和頂?shù)啄鄮r接觸關(guān)系也不同，導(dǎo)致后期的成巖作用亦不相同，進(jìn)而影響構(gòu)型單元的物性［9-10］。只有充分利用油氣田的測(cè)井及實(shí)驗(yàn)資料開(kāi)展砂體構(gòu)型研究，才能精確掌握地下儲(chǔ)集砂體的分布及物性特征，進(jìn)而指導(dǎo)油氣田的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及剩余油氣挖潛。筆者綜合利用測(cè)井、巖心、薄片等資料，對(duì)蘇里格氣田西區(qū)盒8段砂體構(gòu)型特征進(jìn)行綜合研究，在明確砂體構(gòu)型單元的類(lèi)型、規(guī)模及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)比分析不同構(gòu)型砂體的沉積-成巖作用，從成因角度對(duì)砂體構(gòu)型進(jìn)行分類(lèi)，并揭示其物性的控制因素，為有利區(qū)甜點(diǎn)預(yù)測(cè)提供理論依據(jù)，進(jìn)而指導(dǎo)下一步天然氣勘探。

1 盒8段砂體類(lèi)型及特征

蘇里格氣田位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡北部中帶，是發(fā)育于上古生界的大型砂巖巖性氣藏，其主力含氣層為下二疊統(tǒng)山西組1段（簡(jiǎn)稱(chēng)山1段）至中二疊統(tǒng)下石盒子組8段（簡(jiǎn)稱(chēng)盒8段）。山1段和盒8段的主要儲(chǔ)集砂體形成于寬緩構(gòu)造背景下的淺水辮狀河三角洲沉積環(huán)境［11-12］。盒8段砂巖石英含量高，平均可達(dá)83%，長(zhǎng)石含量極低，巖性主要為巖屑石英砂巖和石英砂巖，少量為巖屑砂巖；巖屑主要成分為剛性的石英巖和塑性的千枚巖；砂巖的填隙物含量較高，約占11%，其中膠結(jié)物以硅質(zhì)膠結(jié)和鐵方解石膠結(jié)最為常見(jiàn)，其他為雜基、水云母和高嶺石［13］。本文的研究區(qū)位于蘇里格氣田的西北部（圖1a）。根據(jù)沉積旋回，盒8段自下而上又細(xì)分為盒8下亞段和盒8上亞段［12］（圖1b）。

圖1 研究區(qū)位置及盒8段沉積地層柱狀圖Fig.1 The location of the study area and sedimentary stratigraphic column of the Lower Shihezi Member 8

研究區(qū)盒8段的沉積相為辮狀河三角洲平原（圖2），可細(xì)分為辮狀河道和河道間灣兩個(gè)微相，砂體主要發(fā)育在辮狀河道內(nèi)。在前人對(duì)蘇里格地區(qū)盒8段砂體研究的基礎(chǔ)上［14-15］，筆者通過(guò)綜合分析研究區(qū)的砂巖粒度、沉積構(gòu)造、砂體厚度、分布位置以及砂地比分布等特征，將辮狀河道內(nèi)的沉積砂體細(xì)分為心灘砂體、河道充填砂體和漫溢砂等3類(lèi)砂體。

心灘砂體 心灘砂體厚度可達(dá)10 m以上，底部巖性以粗—中粒（含礫）砂巖為主，向上粒度變細(xì)，以中—細(xì)粒砂巖為主，發(fā)育水平層理，在測(cè)井曲線(xiàn)上表現(xiàn)為箱狀低伽馬（GR）的特征（圖1b）。當(dāng)多期心灘砂體連續(xù)發(fā)育，箱狀砂體垂向連續(xù)疊置，相互切割，砂體之間無(wú)明顯泥巖隔夾層時(shí)，則構(gòu)成巨厚的復(fù)合砂體，厚度可達(dá)20 m以上。心灘砂體在平面上主要分布在分流河道的中央（圖2），砂地比可達(dá)0.7以上。心灘砂體一般沿水流方向分布，在研究區(qū)南北向延伸距離為8～10 km，東西向延伸距離為2～3 km。

圖2 蘇里格氣田西區(qū)盒8段沉積微相分布圖Fig.2 Sedimentary microfacies map of the Lower Shihezi Member 8 in the west area of Sulige gas field

河道充填砂體 河道充填沉砂體厚度約為3～8 m，底部以粗粒（含礫）砂巖為主，發(fā)育低角度交錯(cuò)層理，內(nèi)部可見(jiàn)沖刷面構(gòu)造，向上粒度變細(xì)，發(fā)育中—細(xì)粒砂巖，并發(fā)育泥質(zhì)沉積，在GR曲線(xiàn)上表現(xiàn)為鐘狀（圖1b）。河道充填砂體一般分布于心灘砂體的兩側(cè)［16-17］（圖2），砂體間發(fā)育泥巖隔夾層，厚度在0.2～1 m之間，在垂向上疊加形成砂體復(fù)合體。但當(dāng)河流沖刷作用較強(qiáng)時(shí)，早期的砂體頂部的細(xì)粒沉積會(huì)被晚期的河流沖刷掉，所以也表現(xiàn)出箱狀砂體的特征。河道充填砂體的砂地比約為0.5～0.7，砂體總厚約為10～15 m；側(cè)向延伸距離為4～5 km，向河道邊緣延伸，厚度逐漸減薄。

漫溢砂 漫溢砂體主要發(fā)育在分流河道的邊緣（圖2），粒度較細(xì)，以中—細(xì)砂巖為主；厚度約為1～2 m，GR曲線(xiàn)形態(tài)表現(xiàn)為指狀（圖1b），砂巖間泥巖隔層厚度較大。砂體呈孤立分布，側(cè)向延伸距離較短，約為1～2 km。盒8段漫溢砂總厚約為5～10 m，砂地比為0.3～0.5。

河道間灣 河道間灣發(fā)育于河道之間（圖2），主要為泥質(zhì)沉積，砂巖相對(duì)不發(fā)育，且多呈孤立型分布，單砂體厚度約為1～2 m。河道間灣砂體總厚度小于5 m，砂地比小于0.3。河道間灣整體以泥巖沉積為主，構(gòu)成砂體間的主要隔夾層。

整體而言，蘇里格氣田西區(qū)砂體主要發(fā)育在盒8下亞段，心灘及河道充填等厚層砂體在垂向上連續(xù)疊置，側(cè)向連片發(fā)育，構(gòu)成了大型復(fù)合砂體。而在盒8上亞段，砂體相對(duì)不發(fā)育，砂體厚度薄，側(cè)向延伸距離短，垂向疊加不明顯，多孤立分布。盒8段沉積砂體的發(fā)育特征與研究區(qū)沉積演化過(guò)程相符［14-15］。

2 砂體構(gòu)型的成因分類(lèi)

研究區(qū)盒8段砂體縱向疊置、橫向連片，砂體疊置樣式復(fù)雜。砂體對(duì)應(yīng)的測(cè)井曲線(xiàn)形態(tài)以及空間分布狀態(tài)是沉積環(huán)境、水動(dòng)力條件的直觀表現(xiàn)［16，18］，故可以據(jù)此來(lái)劃分砂體構(gòu)型單元，以便將砂體構(gòu)型和沉積環(huán)境直接聯(lián)系起來(lái)，賦予其地質(zhì)意義。本文首先根據(jù)砂體空間展布樣式，將盒8段砂體分為堆疊型砂體、側(cè)接型砂體和孤立型砂體。根據(jù)GR曲線(xiàn)形態(tài)，進(jìn)一步將堆疊型砂體分為箱狀堆疊型、鐘狀堆疊型、復(fù)合堆疊型（箱狀與鐘狀復(fù)合）（圖3a），將孤立型砂體分為箱狀孤立型、鐘狀孤立型、指狀孤立型（圖3b）。

堆疊型砂體 主要為心灘砂體和河道充填砂體，是河道內(nèi)部多期河流連續(xù)沉積的結(jié)果。心灘砂體堆疊較為緊密，以箱狀堆疊型和復(fù)合堆疊型為主，單砂體之間泥巖夾層不發(fā)育（圖4）；巖性較為均一，以粗—中粒砂巖為主，發(fā)育大型交錯(cuò)層理，反映持續(xù)的河流沖刷作用。河道充填砂體構(gòu)型主要是復(fù)合堆疊型、鐘狀堆疊型，砂體之間發(fā)育泥巖薄夾層，厚度約為0.2～1 m，這是由于多期河流沉積之間存在一定的沉積間斷，或者河道遷移導(dǎo)致頂部的細(xì)粒沉積物被沖刷不徹底，因此鐘狀砂體相對(duì)發(fā)育，同時(shí)在砂體之間也形成泥巖薄夾層（圖4）。由于河流的改道遷移，河道充填砂體會(huì)沖蝕早期形成的砂體，導(dǎo)致箱狀和鐘狀砂體垂向相互切割疊加，形成復(fù)合堆疊型砂體?？傊诤拥纼?nèi)不同構(gòu)型砂體相互疊置，形成多種砂體堆疊樣式。

圖3 蘇里格氣田西區(qū)盒8段砂體構(gòu)型Fig.3 Sand body architectures of the Lower Shihezi Member 8 in the west area of Sulige gas field

圖4 蘇里格氣田西區(qū)盒8段砂體連井對(duì)比剖面（剖面位置見(jiàn)圖2）Fig.4 Sand body correlation section of the Lower Shihezi Member 8 in the west area of Sulige gas field(section location is shown in Fig.2)

側(cè)接型砂體 主要分布在分流河道邊緣附近，這類(lèi)構(gòu)型砂體在連井剖面上表現(xiàn)為多套箱狀、鐘狀砂體在側(cè)向上連續(xù)疊置，延伸距離可達(dá)5 km（圖4a）。側(cè)接型砂體主要由多期河道連續(xù)側(cè)向遷移形成，由于河道的遷移及沉積間斷，側(cè)接型砂體之間發(fā)育泥巖隔層。相對(duì)河道中央堆疊型砂體較強(qiáng)的水動(dòng)力，位于河道邊緣的側(cè)接型砂體沉積時(shí)水動(dòng)力較弱。由于盒8下亞段為河流主要發(fā)育期，河流變道頻繁，加之后期河道的侵蝕，因而側(cè)接型砂體相對(duì)不發(fā)育。而在盒8上亞段，河流遷移趨于減緩，因此側(cè)接型砂體相對(duì)發(fā)育，一般在垂直河流流向（東西向）的連井剖面上可見(jiàn)。

孤立型砂體 主要分布在河道邊緣或河道間灣內(nèi)，被厚層的泥巖隔層分隔。孤立的箱狀、鐘狀砂體多為河流改道而形成的廢棄河道沉積，砂體厚度約為4～5 m。指狀砂體主要分布在河道間灣，主要由漫溢沙沉積而成，粒度偏細(xì)，以中—細(xì)粒砂巖為主，砂體厚度較薄，約為1～2 m（圖4）。

3 不同構(gòu)型砂體物性特征及控制因素

3.1 砂體物性及孔隙分布特征

基于實(shí)測(cè)孔隙度和滲透率，分析蘇里格氣田西區(qū)盒8段不同構(gòu)型砂體的物性，結(jié)果表明堆疊型砂體物性比孤立型砂體好（圖5）。在堆疊型砂體中，箱狀堆疊型物性最好，平均孔隙度為7.55%，平均滲透率為0.25×10-3μm2；復(fù)合堆疊型次之，平均孔隙度為7.22%，平均滲透率為0.25×10-3μm2；鐘狀堆疊型物性最差，平均孔隙度為5.62%，平均滲透率為0.18×10-3μm2。側(cè)接型砂體物性相對(duì)較差，平均孔隙度和平均滲透率分別為5.88%和0.16×10-3μm2。孤立型砂體物性較堆疊型和側(cè)接型要差，其中：箱狀孤立型砂體平均孔隙度為5.79%，平均滲透率為0.18×10-3μm2；鐘狀孤立型砂體平均孔隙度為4.88%，平均滲透率為0.09×10-3μm2；指狀孤立型砂體平均孔隙度為4.53%，平均滲透率為0.18×10-3μm2。

圖5 蘇里格氣田西區(qū)北部盒8段不同構(gòu)型砂體物性特征Fig.5 Physical property of sand bodies with different architectures of the Lower Shihezi Member 8 in the west area of Sulige gas field

根據(jù)鏡下薄片觀察，對(duì)蘇里格氣田西區(qū)盒8段砂巖的孔隙類(lèi)型及分布進(jìn)行分析，結(jié)果表明，研究區(qū)盒8段砂巖的孔隙以溶蝕孔和高嶺石晶間孔為主（圖6）：溶蝕孔占51%，面孔率為0.61%；高嶺石晶間孔占36%，面孔率為0.31%；原生粒間孔占13%，面孔率為0.16%?？梢?jiàn)，溶蝕作用對(duì)砂體孔隙貢獻(xiàn)最大。

但在不同構(gòu)型砂體中，孔隙組合類(lèi)型的分布及其孔滲特征存在差異（圖7）。在堆疊型砂體中，晶間孔-溶孔組合占樣品總數(shù)的60%，平均孔隙度為8.29%，平均滲透率為0.55×10-3μm2；晶間孔-溶孔-粒間孔組合占樣品總數(shù)的31%，平均孔隙度和平均滲透率分別為10.12%和0.66×10-3μm2；另外局部還發(fā)育溶孔-粒間孔組合，平均孔隙度和平均滲透率分別為8.61%和0.32×10-3μm2，占樣品總數(shù)的9%（圖7a，7b）。在孤立型砂體中，高嶺石晶間孔-溶孔組合占樣品總數(shù)的50%，平均孔隙度和平均滲透率分別為8.01%和0.63×10-3μm2；晶間孔單獨(dú)發(fā)育的情況也比較普遍，比例約占35%，平均孔隙度和平均滲透率較小，分別為6.84%和0.21×10-3μm2；粒間孔不如在堆疊型砂體中發(fā)育，主要以晶間孔-溶孔-粒間孔的組合出現(xiàn)，僅占總樣品數(shù)的15%，但物性較好，平均孔隙度和平均滲透率分別為8.43%和0.42×10-3μm2（圖7c，7d）。受樣品限制，本次研究沒(méi)有對(duì)側(cè)接型砂體儲(chǔ)層的孔隙類(lèi)型進(jìn)行分析，但結(jié)合砂體分布、物性特征推測(cè)，側(cè)接型砂體儲(chǔ)層孔隙及其組合類(lèi)型特征應(yīng)介于堆疊型及孤立型砂體之間。

圖6 蘇里格氣田西區(qū)盒8段砂巖儲(chǔ)層孔隙類(lèi)型顯微特征（鑄體薄片，單偏光）Fig.6 Microscopic photos showing pore types of sandstone reservoirs of the Lower Shihezi Member 8 in the west area of Sulige gas field(casting thin section,plane-polarized light)

圖7 蘇里格氣田西區(qū)盒8段不同構(gòu)型砂體儲(chǔ)層特征Fig.7 Reservoir characteristics of sand bodies with different architectures of the Lower Shihezi Member 8 in the west area of Sulige gas field

以上結(jié)果表明：蘇里格氣田西區(qū)盒8段砂體中溶蝕孔和晶間孔占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，在堆疊型砂體和孤立型砂體中均有發(fā)育；原生粒間孔對(duì)砂體的物性起明顯改善作用，在堆疊型砂體中較為發(fā)育，但在孤立型砂體中相對(duì)不發(fā)育。

3.2 物性的控制因素

儲(chǔ)集砂體的物性受沉積作用及沉積后的成巖作用共同影響。沉積時(shí)期的環(huán)境、水動(dòng)力條件決定了砂巖的成分、粒度、硬度及排列方式。這些因素共同決定了砂巖的原始孔隙度，同時(shí)又和沉積后的壓實(shí)作用、孔隙流體轉(zhuǎn)換、溶蝕及膠結(jié)作用密切相關(guān)，進(jìn)而影響砂巖的次生孔隙發(fā)育及演化，最終影響砂巖的最終孔隙度［19-22］。本文通過(guò)分析不同構(gòu)型砂體的沉積-成巖作用來(lái)揭示物性的控制因素。

3.2.1 沉積作用

蘇里格氣田西區(qū)盒8下亞段沉積期為河流主要發(fā)育期，堆疊型砂體發(fā)育。綜合連井剖面和沉積相平面分布圖，可以看出堆疊型砂體主要分布在心灘、河道充填中央，以箱狀堆疊和復(fù)合堆疊為主（圖2，圖4）。長(zhǎng)期較強(qiáng)的河流水動(dòng)力作用，導(dǎo)致心灘砂體、河道充填砂體垂向連續(xù)疊置、相互切割，細(xì)粒沉積被淘洗殆盡。砂體以石英、石英巖屑等剛性顆粒構(gòu)成的粗粒沉積為主，其含量可達(dá)85%以上，黏土雜基含量較少，約為7%（圖8），因此原始粒間孔隙發(fā)育［21］。鏡下薄片也顯示：堆疊型砂體的原生粒間孔較為發(fā)育，孔喉直徑可達(dá)150μm，面孔率可達(dá)2%～3%（圖6a，6b）。箱狀堆疊型砂體、復(fù)合堆疊型砂體的物性相對(duì)較好。

圖8 復(fù)合堆疊型砂體物性分布及沉積-成巖特征（S87井，顯微照片：鑄體薄片，單偏光）Fig.8 Physical property and depositional and diagenetic features of composite stacked sand body(Well S87,photos:casting thin section,plane-polarized light)

向河道邊緣過(guò)渡，鐘狀堆疊型砂體和側(cè)接型砂體逐漸發(fā)育。由于水動(dòng)力減弱，沉積物粒度逐漸變細(xì)，加上水流對(duì)沉積物的淘洗不如心灘和河道中央那么充分，黏土雜基等填隙物含量增加（約為10%～15%）并充填原始孔隙，因此原始孔喉幾乎不發(fā)育。而且由于在不同期次河流沉積之間存在一定的間斷時(shí)期，故砂體之間的泥巖隔夾層逐漸發(fā)育，這也進(jìn)一步影響砂體之間的流體滲流能力，因此鐘狀堆疊型砂體及側(cè)接型砂體的物性要比箱狀堆疊型和復(fù)合堆疊型砂體差。

位于河道邊緣的漫溢砂主要是由于廢棄河道或河流溢出河道沉積而成，故砂體厚度較薄，被厚層的河流間灣泥巖分隔開(kāi)，呈孤立分布。漫溢砂的沉積水動(dòng)力更弱，沉積物粒度更細(xì)，雜基含量更高，因此導(dǎo)致孤立型砂體的物性較差［23］。

3.2.2 成巖作用

堆疊型砂體主要發(fā)育在心灘和河道充填內(nèi)，有效地保留了原生粒間孔［24］，這為后續(xù)溶蝕作用提供了空間。有機(jī)質(zhì)熱演化形成的有機(jī)酸流體可以在孔喉內(nèi)充分流動(dòng)，這會(huì)促進(jìn)長(zhǎng)石、巖屑等易溶組分的溶蝕，進(jìn)而導(dǎo)致溶蝕孔發(fā)育。同時(shí)，長(zhǎng)石溶蝕產(chǎn)生高嶺石，并形成了大量高嶺石晶間孔，因此，厚層的堆疊型砂體溶蝕孔和原生粒間孔均發(fā)育（圖9，薄片②），物性相對(duì)較好。但因受孔隙水的影響，部分高嶺石向伊利石轉(zhuǎn)化，從而堵塞孔隙，對(duì)儲(chǔ)層物性有一定影響［23］。另外，部分厚層砂巖中石英含量較高，石英壓溶作用較強(qiáng)，導(dǎo)致硅質(zhì)膠結(jié)發(fā)育［21］。同時(shí)，由于原始孔喉未完全封閉，有利于有機(jī)酸的流動(dòng)，促進(jìn)了長(zhǎng)石等易溶組分的溶蝕，產(chǎn)生了大量硅質(zhì)，其含量可達(dá)10%以上，這也為石英次生加大提供了物質(zhì)來(lái)源，從而降低孔隙度（圖9，薄片②）［21］。在成巖階段晚期，成巖環(huán)境從酸性逐漸變?yōu)閴A性，發(fā)育碳酸鹽膠結(jié)，對(duì)孔隙度有一定影響（圖9，薄片③）。

堆疊型砂體自身的物性在垂向上也存在一定差異。砂體下部由于沉積時(shí)水動(dòng)力強(qiáng)，沉積物粒度較粗，以石英和石英巖屑等剛性顆粒為主，因此在成巖階段抗壓實(shí)能力強(qiáng)，有利于原始孔隙的保存，也為后期有機(jī)酸流體流動(dòng)提供通道，利于溶蝕孔發(fā)育，所以物性較好。而在砂體頂部，由于沉積時(shí)水動(dòng)力弱，砂體粒度變細(xì)，黏土雜基及塑性巖屑含量增加，含量可達(dá)8%～15%，砂巖抗壓實(shí)能力差，在早期壓實(shí)作用下容易致密，從而導(dǎo)致原始孔隙喉道變窄，不利于后期有機(jī)酸流動(dòng)，抑制了溶蝕作用，故溶蝕孔及晶間孔也不發(fā)育，導(dǎo)致物性變差（圖8，薄片①；圖9，薄片①）。

圖9 箱狀堆疊型和鐘狀堆疊型砂體物性分布及沉積-成巖特征（S60井，顯微照片：鑄體薄片，單偏光）Fig.9 Physical property and depositional and diagenetic features of box-shaped and bell-shaped stacked sand bodies(Well S60,photos:casting thin section,plane-polarized light)

孤立型漫溢砂粒度偏細(xì)，黏土雜基和塑性巖屑較為發(fā)育，砂體抗壓實(shí)能力較弱。在成巖早期，塑性巖屑被壓實(shí)變形，呈定向分布，容易阻塞孔隙喉道，無(wú)法為有機(jī)酸流體提供通道，限制溶蝕作用，導(dǎo)致后期溶孔不發(fā)育。除此之外，孤立型砂體與周?chē)鄮r充分接觸，在埋藏早期由于泥巖壓實(shí)而排出的沉積流體優(yōu)先進(jìn)入砂體中，發(fā)生碳酸鹽膠結(jié)（頂鈣、底鈣），形成連片式膠結(jié)導(dǎo)致物性降低（圖10）［25］。

圖10 孤立型砂體物性分布及沉積-成巖特征（S117井，顯微照片：鑄體薄片，單偏光）Fig.10 Physical property and depositional and diagenetic features of isolated sand body(Well S117,photo:casting thin section,plane-polarized light)

以上分析表明，不同構(gòu)型砂巖的成巖演化模式存在差異性（圖11）：①堆疊型砂巖由于粒度粗，剛性顆粒較多，抗壓實(shí)能力強(qiáng)，因此有機(jī)酸流體能充分進(jìn)入砂巖孔隙中，會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)石和巖屑溶蝕，產(chǎn)生大量溶蝕孔和高嶺石晶間孔，但同時(shí)也為石英次生加大提供硅質(zhì)來(lái)源［26-27］。②孤立型砂體的成巖演化相對(duì)簡(jiǎn)單，由于抗壓實(shí)能力較弱，在成巖早期孔隙就迅速減少，這抑制了后期溶蝕作用及其他成巖作用［28］。受樣品限制，本次研究未涉及側(cè)接型砂體的成巖演化，但綜合考慮該構(gòu)型砂體形成時(shí)的沉積環(huán)境、巖性特征及圍巖環(huán)境等因素，推測(cè)其成巖作用及演化與堆疊型砂體頂部砂巖較為相似。

圖11 蘇里格氣田西區(qū)盒8段不同構(gòu)型砂體成巖模式Fig.11 Diagenetic models of sand bodies with different architectures of the Lower Shihezi Member 8 in the west area of Sulige gas field

4 砂體構(gòu)型綜合成因模式

綜上分析，建立蘇里格氣田西區(qū)盒8段辮狀河三角洲平原沉積砂體構(gòu)型綜合成因模式（圖12）：①心灘、河道充填等砂體在垂向上連續(xù)疊置，側(cè)向延伸距離大，形成了大規(guī)模的堆疊型砂體。在河道中央和心灘，河流沖刷作用強(qiáng)，以粗粒沉積為主，砂體在心灘及河道中央相互切割，緊密堆疊，砂體間無(wú)明顯的泥巖隔夾層。砂巖內(nèi)部以剛性顆粒為主，原始孔隙發(fā)育，且抗壓實(shí)能力強(qiáng)，有助于孔隙的保存，也有利于后期酸性流體流動(dòng)，促進(jìn)溶蝕孔隙發(fā)育。②從河道中央向河道邊緣過(guò)渡，河流沖刷作用逐漸減弱，堆疊型砂體內(nèi)部逐漸發(fā)育泥巖隔夾層，并向側(cè)接型過(guò)渡。砂巖粒度逐漸變細(xì)，導(dǎo)致原始孔隙度降低。③河道邊緣的漫溢砂多呈孤立型分布，砂體厚度薄，側(cè)向延伸距離短。由于沉積水動(dòng)力較弱，孤立型砂體粒度較細(xì)，且黏土雜基和塑性巖屑較多，抗壓實(shí)能力較弱，容易被壓實(shí)，不利于原始孔隙保存。同時(shí)孤立型砂體和河道間灣的泥巖接觸，受泥巖因壓實(shí)排出的流體影響，發(fā)生碳酸鹽膠結(jié)，易形成連片式膠結(jié)，導(dǎo)致孔隙度和滲透率降低。

圖12 蘇里格氣田西區(qū)盒8段砂體構(gòu)型綜合成因模式圖Fig.12 Comprehensive genetic models of sand body architectures of the Lower Shihezi Member 8 in the west area of Sulige gas field

5 結(jié) 論

鄂爾多斯盆地蘇里格氣田中二疊統(tǒng)盒8段主要發(fā)育辮狀河三角洲平原沉積的心灘砂體、河道充填砂體和漫溢砂體。根據(jù)砂體空間分布特征，盒8段砂體構(gòu)型可分為堆疊型、側(cè)接型和孤立型，再結(jié)合測(cè)井曲線(xiàn)（GR）形態(tài)，堆疊型和孤立型砂體又可分別細(xì)分為箱狀堆疊型、鐘狀堆疊型、復(fù)合堆疊型和箱狀孤立型、鐘狀孤立型、指狀孤立型。箱狀堆疊型發(fā)育于心灘和河道中央，沉積水動(dòng)力強(qiáng)，多套砂體垂向疊置，內(nèi)部無(wú)明顯泥巖夾層；向河道邊緣過(guò)渡，水動(dòng)力減弱，出現(xiàn)泥巖夾層，以復(fù)合堆疊型、鐘狀堆疊型和側(cè)接型為主；河道邊緣外主要發(fā)育漫溢砂體，呈孤立箱狀、鐘狀和指狀分布，被厚層河道間灣泥巖分隔。

不同構(gòu)型砂體的物性受沉積和成巖作用的綜合影響。堆疊型砂體沉積于心灘及河道充填處，雜基含量低，原始孔隙發(fā)育；砂體下部以剛性顆粒為主，抗壓實(shí)能力強(qiáng)，有利于原始孔隙保存，同時(shí)為有機(jī)酸流體流動(dòng)提供空間，因此溶孔發(fā)育；砂體頂部雜基、塑性巖屑含量增多，抗壓實(shí)能力弱，物性變差。孤立型砂體粒度較細(xì)，原始孔喉較小，溶蝕作用受限，且垂向上與泥巖呈互層接觸，受泥巖在壓實(shí)作用下排出的流體影響，形成碳酸鹽膠結(jié)，導(dǎo)致儲(chǔ)層致密。