鄂尔多斯盆地大牛地气田二叠系山西组砂体叠置模式及油气开发意义.pdf

第 36 卷 第 2 期2024 年 3 月岩性油气藏LITHOLOGIC RESERVOIRSVol.36 No.2Mar.2024雷涛等：鄂尔多斯盆地大牛地气田二叠系山西组砂体叠置模式及油气开发意义收稿日期：2023-02-02；修回日期：2023-02-28；网络发表日期：2023-09-06基金项目：国家自然科学基金青年项目“挤压构造动力影响下富有机质页岩有机-无机成岩效应及孔隙改造机理”（编号：42202122）和重庆市自然科学基金面上项目“渝西地区五峰组-龙马溪组深层页岩储层“铂金靶点”富硅成因机制及储集意义”（编号：CSTB2022NSCQ-MSX1586）联合资助。第一作者：雷涛（1983），男，硕士，副研究员，主要从事致密砂岩气藏勘探开发地质研究。地址：（450006）郑州市中原区陇海西路 199 号。Email：。通信作者：王佳（1987），男，博士，高级实验师，主要从事非常规油气地质研究。Email：。文章编号：1673-8926（2024）02-0147-13DOI：10.12108/yxyqc.20240214引用：雷涛，莫松宇，李晓慧，等.鄂尔多斯盆地大牛地气田二叠系山西组砂体叠置模式及油气开发意义 J.岩性油气藏，2024，36（2）：147-159.Cite：LEI Tao，MO Songyu，LI Xiaohui，et al.Sandbody superimposition patterns and oil and gas exploration significance of PermianShanxi Formation in Daniudi gas field，Ordos Basin J.Lithologic Reservoirs，2024，36（2）：147-159.鄂尔多斯盆地大牛地气田二叠系山西组砂体叠置模式及油气开发意义雷涛1，莫松宇2，李晓慧1，姜楠2，3，朱朝彬2，王桥2，瞿雪姣2，3，王佳2，3（1.中国石化华北油气分公司 勘探开发研究院，郑州 450006；2.重庆科技学院 石油与天然气工程学院，重庆 401331；3.复杂油气田勘探开发重庆市重点实验室，重庆 401331）摘要：河流相砂体储层构型对致密砂岩中相对优质储层的分布规律和天然气开发具有重要意义。通过野外地质剖面和钻井岩心观察，结合测井、录井和岩心分析测试资料，对鄂尔多斯盆地大牛地气田大12 井区二叠系山西组致密砂岩的砂体构型要素、叠置模式及油气开发意义进行了研究。研究结果表明：鄂尔多斯盆地大牛地气田大 12 井区二叠系山西组发育六级复合辫流带和五级单一辫流带，其中单一辫流带包括河床（分流河道）和河漫共 2 个四级构型单元，河道内单个心滩沉积包含有三级增生体和落淤层；辫状河三角洲平原五级单一辫流带中的四级泛滥平原沉积较辫状河河漫沉积更加发育，辫状河心滩沉积中落淤层欠发育；山西组上部山 2-2 亚段辫状河单一辫流带内砂体呈“河道-心滩”连续沉积，泥质不发育，砂体叠置程度高（多呈复合式叠置）、连通性好，优质储层多；山西组中下部山 1 段和山 2-1 亚段三角洲平原沉积中，西部河道连片性好，砂体以复合式和侧拼式叠置样式为主，连通性和生产效果均较好，东部砂体多为孤立式和侧接式，砂体钻遇率低，单井产量差。关键词：砂体构型；三角洲平原；辫状河；辫流带；山西组；二叠系；大12井区；大牛地气田；鄂尔多斯盆地中图分类号：TE122.2+3；P618.13文献标志码：ASandbody superimposition patterns and oil and gas exploration significanceof Permian Shanxi Formation in Daniudi gas field，Ordos BasinLEI Tao1，MO Songyu2，LI Xiaohui1，JIANG Nan2，3，ZHU Chaobin2，WANG Qiao2，QU Xuejiao2，3，WANG Jia2，3（1.Research Institute of Exploration and Development，North China Oil&Gas Branch Company，Sinopec，Zhengzhou 450006，China；2.School of Petroleum Engineering，Chongqing University of Science and Technology，Chongqing 401331，China；3.Chongqing Key Laboratory of Complex Oil and Gas Field Exploration and Development，Chongqing 401331，China）Abstract：The reservoir configuration of fluvial facies sand bodies is of great significance for the distribution ofhigh-quality tight sandstone reservoirs in tight sandstone and natural gas development.Through field geologicalprofiles and drilling cores observation，combined with logging and core analysis testing data，the sand body con148岩性油气藏第 36 卷第 2 期figuration elements，stacking patterns and oil and gas development significance of tight sandstones of PermianShanxi Formation in Da 12 well area of Daniudi gas field in Ordos Basin were studied.The results show that：（1）ThePermian Shanxi Formation in the study area developed six-level composite braided flow zones and five-level singlebraided flow zone，the single braided flow zone includes river bed（distributary channel）and river diffuse，themid-channel bar contains three-level accretion bodies and siltation layers.（2）The four-level floodplain depositsin the five-level single braided flow zone of braided river delta plain are more developed than the river diffuse inthe braided river，and the siltation layer in the mid-channel bar is less developed.（3）The sand bodies in the singlebraided flow zone of the braided river in Shan 2-2 sub-member of Shanxi Formation are continuously depositedin a pattern of“channel to mid-channel bar”，with undeveloped shale and high degree of sand body stacking（mostly in composite stacking），good connectivity，and many high-quality reservoirs.（4）In the delta plain deposits of Shan 1 member and Shan 2-1 sub-member of Shanxi Formation，the river channels in the west havegood connectivity，and the sand bodies are mainly composite and side-jointed superimposed，with good connectivity and production effects，while the sand bodies in the east are mainly of isolated and side-jointed styles，withlow sand body drilling rate and low single well production.Key words：sand body configuration；delta plain；braided river；braided flow zone；Shanxi Formation；Permian；Da 12 well area；Daniudi gas field；Ordos Basin0引言非常规油气逐渐成为我国“稳油增气”的战略资源，是天然气产量的重要增长点1。我国致密砂岩气资源量为 2651012m3，其中鄂尔多斯盆地上古生界资源量高达 13.321012m3，具有广阔的勘探前景1-3。虽然在鄂尔多斯盆地发现了苏里格气田、神木气田、大牛地气田等“大面积连续分布”的致密砂岩气田，在四川盆地也发现了“构造控制”型须家河致密气藏，但目前我国致密砂岩气探明率仅25%，储量动用率低于 50%，如何有效提升探明率和可动用储量是致密砂岩气现阶段勘探开发面临的关键问题4。鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩为典型河流相陆源碎屑快速沉积5-7，河道的频繁迁移及改道作用致使砂岩储层物性非均质性强7-9，导致高精度砂体精细表征和预测非常困难、优质储层分布规律认识不清10，严重阻碍了该地区目前产量突破。为了解决上述问题，众多学者相继开展了沉积构型11-13、地震反演识别14、野外剖面剖析15、水槽实验16等工作，有效丰富了陆相河道沉积模式和储层展布规律研究理论，促进了致密砂岩气勘探开发。然而鄂尔多斯盆地北缘山西组辫状河沉积砂体叠置关系复杂，砂体展布规律仍然不明确，有待进一步从沉积学角度精细刻画砂体空间展布规律，从而有效服务于优质储层预测和指导开发生产。综合利用岩心、露头、测井、分析化验及生产资料，对鄂尔多斯盆地大牛地气田大12井区二叠系山西组砂岩储层构型特征和砂体叠置模式进行分析，并恢复沉积演化过程，以期为该区下一步油气勘探开发提供理论依据和数据支撑。1区域地质背景鄂尔多斯盆地上古生代时期是一个典型的内陆湖盆，整体表现为北部隆升、向南倾斜的构造格局，古气候逐渐转变为半干旱干旱环境17-19。大牛地气田构造上位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部，为西倾单斜构造，发育少量低幅度构造，断层不发育（图 1a）。大 12 井区位于大牛地气田中部，勘探实践表明该地区发育多套生储盖组合20-21，其中上二叠统山西组发育辫状河相（山 2-2 亚段）和辫状河三角洲平原亚相（山 1 段和山 2-1 亚段），山 2-2 亚段辫状河河道和山 1-1、山 1-2、山 1-3及 山2-1亚段分流河道砂体是有利的储层发育层段（图 1b），具有较大的开发潜力，也是目前大牛地气田致密砂岩气勘探开发的重点层位。大 12 井区山西组分布稳定，沉积厚度为 90140 m，砂体累计厚度为 5080 m，砂体展布受到河道（南北向）流向、摆动频繁和沉积微相的制约明显，岩性以粗粒岩屑砂岩为主，石英体积分数为 60%80%。含砾粗砂岩孔隙度平均值为 9.76%，渗透率平均值为 0.55 mD；粗砂岩孔隙度平均值为 8.06%，渗透率平均值为 0.31 mD，是典型的低孔-低渗储层。2沉积特征通过野外露头和 15口取心井岩心观察及测井相识别，综合岩石的颜色、粒度、岩性、沉积构造及测井曲线特征，结合以往研究成果22-23，认为鄂尔多斯盆地大牛地气田大12 井区山西组为典型的辫状河相和雷涛等：鄂尔多斯盆地大牛地气田二叠系山西组砂体叠置模式及油气开发意义2024 年149图 1鄂尔多斯盆地区域位置（a）及二叠系山西组岩性地层综合柱状图（b）Fig.1Regional location（a）and stratigraphic column of Permian Shanxi Formation（b）of Ordos Basin辫状河三角洲平原亚相沉积。其中，中下部（山1 段和山 2-1 亚段）典型三角洲平原亚相，发育泛滥平原、分流河道和溢岸沉积 3 个微相，顶部（山 2-2 亚段）为辫状河相，发育河道、心滩、河漫滩和河漫湖泊（表 1）表 1鄂尔多斯盆地大牛地气田大 12 井区二叠系山西组沉积相划分类型及依据Table 1Sedimentary facies classification type and basis of Permian Shanxi Formation in Da 12 well areaof Daniudi gas field，Ordos Basin亚段山 2-2山 2-1山 1-1沉积相辫状河辫状河三角洲亚相河漫河床辫状河三角洲平原微相河漫湖泊河漫滩心滩河道泛滥平原溢岸沉积分流河道颜色黑色灰黑色灰白色灰色、灰白色黑色、灰黑色灰绿色灰色、灰白色粒度泥细砂、粉砂粗砂、中粗砂砾、含砾粗砂泥、粉砂质泥细砂、粉砂砾、含砾粗砂、粗砂沉积相特征岩性泥岩细砂岩、粉砂岩粗砂岩、中粗砂岩砾岩、含砾粗砂岩泥岩、粉砂质泥岩细砂岩、粉砂岩砾岩、含砾粗砂岩、粗砂岩岩相块状层理泥岩相、煤线/炭质泥岩相沙纹层理粉细砂岩相槽状交错层理中粗砂岩相板状交错层理中粗砂岩相块状层理（含砾）粗砂岩相水平层理粉砂岩相沙纹层理粉细砂岩相块状层理（含砾）粗砂岩相槽状交错层理中粗砂岩相沉积构造GR/API0220典型实例深度/mSP/mV125155GR/API0200（泥）/%0100（砂）/%01002 5602 5702 580D9 井深度/mSP/mV125155GR/API0200（泥）/%0100（砂）/%01002 5602 5702 580D86 井河漫滩心滩心滩河道分流河道泛滥平原分流河道地层系二叠系统中统下统组石盒子组山西组太原组段盒 2山 2山 1太 2亚段盒 1-1山 2-2山 2-1山 1-3山 1-2山 1-1小层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2山 2-1-1山 1-3-2山 1-3-1山 1-2-2山 1-2-1山 1-1-2山 1-1-1GR/API0200SP/mV-805岩性沉积相微相河漫滩心滩泛滥平原水道泛滥平原泛滥平原相辫状河辫状河三角洲平原水道决口扇水道（b）（a）泛滥平原决口扇泛滥平原气田地名盆地边界构造单元泥岩细砂岩含砾粗砂岩砾岩煤层研究区坡伊陕斜挠水道150岩性油气藏第 36 卷第 2 期4 个微相。2.1辫状河沉积大 12 井区山西组顶部（山 2-2 亚段）砂岩属于典型辫状河沉积18，砾石分选差、磨圆度较差，具有明显的“砂包泥”特征。河道沉积以较粗的砾岩为主，发育明显的冲刷面（图 2a）和槽状交错层理构造（图 2b），偶见泥砾和滑塌角砾岩（图 2c），砾石具有定向排列，杂基含量较高，测井曲线通常呈大型钟形。与河道相比，心滩岩石粒度稳定，以灰白色粗颗粒为主，沉积构造多为小型槽状交错层理和板状交错层理（图 2d），发育明显的落淤层（图 2e），测井曲线为典型的箱形。由于辫状河自身沉积过程的原因，河漫部分保存不完整11，研究区河漫沉积以粉砂岩为主，平行层理发育（图 2f），偶见沙纹层理构造，测井曲线呈小型指形和微齿线形，GR 明显高于河床沉积砂岩，岩石颜色以暗色为主。图 2鄂尔多斯盆地大牛地气田大 12 井区二叠系山西组岩心沉积构造特征Fig.2Sedimentary structural characteristics of Permian Shanxi Formation in Da 12 well area ofDaniudi gas field，Ordos Basin2.2辫状河三角洲平原相比辫状河沉积，研究区山西组三角洲平原沉积更加发育。由于远离沉积物源，岩石成熟度更高，能量更低，呈现出“泥包砂”的特征（表 1）。分流河道沉积以含砾粗砂岩和粗砂岩为主，发育小型槽状交错层理（图 2g），河道沉积内部发育多个韵律沉积，单个韵律内粒度自下而上逐渐变粗，测井曲线以钟形+箱形为主。溢岸沉积以细粉砂岩为主，发育波纹层理（图 2h），伴有不同程度的炭质条带（图 2i），测井曲线多呈小型指形。相比之下，泛滥平原为辫状河三角洲平原中的低能沉积，发育大套的黑色泥岩，岩石中富含植物碎片（图 2j），煤层是泛滥平原的明显标志，也是与辫状河的主要差异之一。3储层构型界面划分与表征3.1构型单元划分与识别国内外学者针对砂质辫状河储层构型单元划分方案和界面识别已经建立了较为系统、完整的方法（表 2），本次研究结合以往成果将研究区山西组（a）冲刷构造，D11井，2 699.19 m；（b）冲刷面，槽状交错层理，D9井，2 567.05 m；（c）滑塌角砾岩，D18井，2 742.00 m；（d）板状交错层理，D21井，2 570.88 m；（e）落淤层，D13井，2 781.31 m；（f）平行层理，D21井，2 603.95 m；（g）槽状交错层理，D12井，2 596.20 m；（h）波纹层理，D39井，2 772.90 m；（i）炭质纹层，D87井，2 694.72 m；（j）植物碎片，D11井，2 784.04 m。5 cm5 cm5 cm5 cm5 cm5 cm5 cm5 cm5 cm5 cm（c）（a）（e）（b）（d）（f）（g）（h）（i）（j）雷涛等：鄂尔多斯盆地大牛地气田二叠系山西组砂体叠置模式及油气开发意义2024 年151辫状河道充填复合砂体定为六级构型单元，它是由若干个五级单一辫流带构型单元组成，每个五级单一辫流带包括河床（分流河道）和河漫（溢岸）2 个部分。辫状河五级单一辫流带的河床构型主要包含水道和心滩 2 个四级构型单元，河漫构型整体作为一个四级构型单元，心滩由多个三级增生体构成；辫状河三角洲平原五级单一辫流带的分流河道构型同样包含水道和心滩 2 个四级构型单元，溢岸构型整体作为一个四级构型单元，分流河道心滩构型仍然包含多个三级增生体构型单元。表 2不同级次构型单元沉积识别标准24-25Table 2Sedimentary recognition characteristics of configuration units at different levels以大 12 井为例（图 3），山 1 段至山 2-1亚段均为辫状河三角洲平原沉积，发育多个五级辫流带构型单元，厚度为 68 m。大套的黑色页岩沉积与上覆砂砾岩的界面通常为五级构型单元的界面，水道和心滩均以粗粒岩石为主，水道 GR 曲线以钟形为主，水道中三级构型界面往往以上部砾岩冲刷面为界，其 GR 值为 5075 API；心滩则以箱形为主，GR 值普遍低于水道，为 3050 API，同时发育多个三级增生体，增生体内发育泥质落淤层或炭质纹层带（图 2i）；四级溢岸构型单元则以细粒沉积为主，发育煤层，GR 值为 120200 API。山 2-2 亚段则为辫状河沉积，五级辫流带内河道和心滩的叠置明显，河道的频繁改道使辫流带往往呈心滩+心滩与水道+心滩 2 种模式，顶部四级河漫的出现预示着该期辫流带的沉积结束，大型的底部冲刷构造发育在四级河漫构型之上；四级心滩构型单元中发育稳定的增生体，单个增生体被落淤层分开为多个三级构型单元，单个心滩厚度为 68 m，GR 曲线呈现明显的箱形，GR 呈明显的低值；四级河漫构型以泥质沉积为主，测井相为微齿线形或指形。3.2储层构型3.2.1砂体单井厚度的确定针对 15口取心井、86 口开发井，按照沉积构造、岩性旋回及测井相规律，划分出不同级次构型单元，对所有辫状河和辫状河三角洲平原分流河道中 238 个心滩和 432 个增生体进行厚度表征（图 4）。结果表明：辫状河心滩厚度主要为 6.012.0 m，占总数的 75.8%，增生体厚度主要为 3.05.0 m；三角洲平原分流河道微相中心滩厚度与辫状河相当，主要为 6.011.0 m，占总数的 75%，增生体厚度主要为 3.06.0 m。3.2.2不同级次构型单元规模表征在河流相储层构型的研究过程中，井间砂体展布规律和平面展布特征研究需要选取能够代表研究区河流类型的储层构型单元表征参数，建立单砂体长度、宽度和厚度的关系，最终达到砂体空间展布规律研究的目的，这也是陆相储层构型的关键11。在以往针对辫状河和辫状河三角洲平原砂体构型研究提出的经验公式基础26-28上，采用“将今论古”方法在 Google Earth 软件上对西藏拉萨河、雅鲁藏布江、新西兰拉凯阿河，以及研究区北部府谷天生桥山西组实测剖面测取辫状河砂体参数，并对其进行辅助判别和修正，建立了适合大 12 井区河道砂体构型表征标准（表 3）。在单井单河道满岸深度、单一增生体厚度的基础上，根据上述经验公式分别确定单一辫流带、单砂体的侧向规模。计算和统计发现大 12 井区山西组辫状河五级单一辫流带长度为 4253 516 m，平均值为 1 631 m；三角洲平原分流河道五级单一辫流带长度为 1 8903 678 m，平均值为 2 267 m。构型等级五级构型四级构型三级构型二级构型一级构型构型单元辫流带泛滥平原辩状河道心滩增生体落淤层边滩增生体层系组层系几何特征顶平底凸的板状，宽度为1 0003 000 m，厚度为1020 m顶平底凸的透镜状，宽度为40100 m，厚度为515 m底平顶凸的透镜状，宽度为60150 m，厚度为1015 m宽度为50200 m，厚度为110 m宽度为515 m，厚度为15 m宽度为10100 m，厚度为0.52.0 m宽度为110 m，厚度为0.050.25 m典型沉积特征垂向加积、填积、侧向加积灰黑色粉砂质泥岩，水平层理、波纹层理多个增生体垂向或侧向加积，平行层理板状交错层理砂岩灰色泥质粉砂岩板状交错层理中粗砂岩、夹倾斜薄层泥岩单一岩相叠加单一水动力下的岩相层次界面河道顶部泛滥泥岩、底部大型冲刷面砂体间界面倾斜单期底界面可出现小型侵蚀面GR小幅回返小型侵蚀面、通常被切割平行分布、无侵蚀平行分布、无侵蚀152岩性油气藏第 36 卷第 2 期图 3鄂尔多斯盆地大牛地气田大 12 井二叠系山西组沉积组合垂向序列Fig.3Vertical sequence of sedimentary of Permian Shanxi Formation of well Da 12 in Daniudi gas field，Ordos Basin地层组石盒子组山西组太原组段盒 1山 2山 1太 3亚段盒 1-1山 2-2山 2-1山 1-3山 1-2山 1-1C3tGR/API0200SP/mV-80 20RLLD/（m）11 000RLLS/（m）11 000深度/m录井岩性柱孔隙度/%300渗透率/mD10-3103取心岩性岩性描述灰黑色泥岩灰黑色粉砂岩灰色细砂岩底部冲刷面，含泥砾，平行层理，岩石胶结较松散，孔渗较好整体为灰白色含砾粗砂岩，板状交错层理，岩石胶结相对致密灰黑色泥岩灰色泥岩灰黑色泥岩夹煤灰色泥岩灰色细砂岩灰白色中砂岩灰白色含砾粗砂岩，发育板状交错层理，砾石定向，岩石胶结较致密灰色中砾岩，砾石定向明显，块状层理；顶部为灰黑色含砾粗砂岩底部冲刷面、灰白色细砾岩，槽状交错层理，砾石定向明显灰黑色泥岩灰白色细砾岩灰黑色粗砂岩灰黑色泥岩灰黑色泥岩，含植物化石灰白色细砂岩，含菱铁矿灰黑色泥岩夹煤岩性照片构型界面级次构型单元四级河漫四级河道四级心滩四级河道四级溢岸四级水道四级心滩四级水道四级心滩四级水道四级溢岸四级水道四级溢岸四级溢岸五级辫流带五级辫流带五级辫流带五级辫流带五级辫流带五级辫流带微相河漫湖泊河漫滩河道心滩河道泛滥平原溢岸沉积分流河道分流河道泛滥平原分流河道泛滥平原溢岸沉积泛滥平原亚相河漫河床三角洲平原粉砂岩2 7302 7402 7502 7602 7702 7802 7902 8002 8102 8202 830泥岩细砂岩中砂岩粗砂岩砂砾岩底部冲刷面，灰色砾岩灰白色砾岩，砾岩底部发育冲刷面，砾石定向明显，胶结致密灰白色细砾岩底部冲刷面，泥质条带绕过泥砾，发育槽状交错层理，夹极薄的泥质条带2 793.95 m111213 四级溢岸溢岸沉积砾石定向2 779.44 m13泥砾2 784.60 m2 745.43 m2 794.51 m12凝灰岩碎块槽状交错层理2 747.85 m11板状交错层理2 795.29 m2 788.35 m2 749.80 m板状交错层理冲刷面2 796.44 m2 752.31 m植物碎片2 798.93 m2 790.15 m2 777.10 m砾岩含砾粗岩粗砂岩中砂岩细砂岩泥岩煤雷涛等：鄂尔多斯盆地大牛地气田二叠系山西组砂体叠置模式及油气开发意义2024 年153图 4鄂尔多斯盆地大牛地气田大 12 井区二叠系山西组不同沉积微相心滩和增生体厚度规律统计Fig.4Statistics of thickness of mid-channel bar and accretion bodies of Permian Shanxi Formation inDa 12 well area of Daniudi gas field，Ordos Basin表 3府谷天生桥剖面不同级次构型界面及表征参数Table 3Different configuration surfaces and characterization parameters of Tianshengqiao profile in the Fugu3.2.3河道边界、心滩位置和增生体规模的确定（1）河道边界识别。河道的展布受物源方向、古地貌、古环境的综合制约，如何清楚地划分古河道的边界和心滩位置是储层砂体构型的关键29-31。（a）辫状河心滩（b）辫状河心滩增生体（c）三角洲平原分流河道中心滩（d）三角洲平原分流河道中心滩增生体沉积相辫状河辫状河三角洲平原砂体构型参数心滩长度（Ls）与宽度（Ws）心滩宽度（Ws）与满岸深度（Hd）辫流带宽度（Wa）与满岸深度（Hd）心滩长度（Ll）与宽度（Wb）心滩宽度（Wb）与厚度（Hb）分流河道宽度（Wr）与厚度（Hr）计算公式Ls4.951 7Ws0.967 6Ws11.413Hd1.418 2Wa0.55HdLl10.335Wb0.812Wb44.494e0.245 3HbWr33.821e0.2871Hr三角洲平原辫状河1820厚度/m20151050频数/个161814161214101281068463161615642010厚度/m403020100频数/个91089782312261422133631282111675645341314厚度/m403020100频数/个1213101156451242329510厚度/m50403020100频数/个910897823122419357374224116756453461814312567910897811121525154岩性油气藏第 36 卷第 2 期河道侧向边界的确定主要是通过砂体之间的横向对比，同一河道在顺物源方向时常会发生砂体规模的差异，但在垂直物源方向则具有一定的相似性。因此，当出现砂体顶面高程差异、砂体规模差异、河道砂体韵律变化以及河道间泥 4 种情况时，往往是不同河道之间造成的砂体叠置效应（图 5）。大牛地气田河道边界以砂体规模差异和河道间泥最为典型，横向沉积微相突变是多期河道频繁改道的综合表现。图 5鄂尔多斯盆地大牛地气田大 12 井区二叠系山西组河道砂体侧向边界划分标志Fig.5Division mark of channel sand body lateral boundary of Permian Shanxi Formation inDa 12 well area of Daniudi gas field，Ordos Basin（2）心滩规模和内部构型。在确定河道边界后，当单河道满岸深度（与心滩厚度相当）或心滩厚度确定时，可以通过表1中计算公式进行心滩长宽规模的表征。计算结果显示：大 12 井区山 2-2 亚段辫状河沉积心滩宽度为 97864 m，平均为 342 m，心滩长度为4153 438 m，平均为1 401 m；山1段山2-1亚段心滩宽度为 1211 190 m，平均为 478 m，心滩长度为 5093 250 m，平均为 1 514 m。每个心滩的规模通过构型表征的约束，为后期砂体叠置模式和平面展布奠定了基础。以往研究表明，心滩的位置和内部增生体的规模具有一定的规律性，心滩内部构型的解剖需要进行心滩增生体（落淤层）构型界面的识别及其倾角和规模的确定，而心滩发育的位置则需要结合测井曲线形态、落淤层发育位置和沉积微相来综合判别11。落淤层（参见图 2e）是增生体之间的分割线，心滩内单一增生体的厚度可以直接获取，按照经验公式 Wbi=15.954hbi1.372 3 24，可以得出所有心滩内单一增生体的宽度，大 12 井区心滩增生体宽度为174280 m。与此同时，心滩两翼的落淤层倾角可以通过心滩内增生体的高程差和水平距离进行计算，迎水面（头部）稍陡而背水面（尾部）相对平缓，大 12 井区迎水面倾角为1.62.9，背水面倾角为0.82.2（图 6）。通过上述步骤，心滩的规模和内部形态可以很好地实现约束和表征。（3）心滩位置的确定。心滩一般具有头部稍陡、尾部平缓、顶部近似水平的特征，且常与河道侧接，落淤层主要分布于心滩尾部，沉积过程中前积特征明显11。对于一口单井钻遇心滩的位置判别需要结合单井测井曲线、落淤层发育情况和微相的叠置模式进行综合判定：由于心滩迎水面水动力强，背水面水动力弱，造成了单一增生体沉积物粒度前粗后细，顺流加积作用会造成后期沉积的增生体不断向下游推移，因此心滩迎水面垂向粒度变化不大，GR 曲线以箱形为主，而背水面则有向上变粗的趋势，GR 曲线形态以漏斗形为主，据此可以判断单井所处在心滩的大致位置（图 6a）；心滩头部能量强，以大型箱形 GR 曲线为特征，岩性稳定，厚度较大；心滩尾部能量弱，故尾部的落淤层相对更发育，此时 GR 曲线具有明显的回返特征 32，因此单井钻遇明显落淤层，则可判断该井位于心滩尾部（图 6b）；心滩翼部上面叠置辫流水道，心滩主体部位上部GR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV-150503-24 井号河道GR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV802003-25 井号河道2 781 m2 796 mGR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV-8040D12-9 井号河道4 208 mGR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV40150E10 井号河道2 679 mGR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV-175 150DK23 井号河道3 531 mGR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV-40-5D25 井号河道3 928 mGR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV50150E9 井号河道砂体顶面高程差异砂体厚度不协调砂体顶面高程差异砂体韵律变化砂体韵律变化GR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV-150501-81 井号河道GR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV4080D12-35 井号河道4 855 m2 268 mGR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV1080D12-29 井4 229 mGR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV-105D24 井号河道3 517 mGR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV50150D10-24 井号河道6 325 mGR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV-405D86 井号河道砂体厚度不协调砂体顶面高程差异砂体韵律变化GR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV4080D12-35 井河道间5 024 m号河道GR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV-8040D18 井河道间3 932 mGR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV-405D22 井号河道GR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV-205D87 井号河道3 573 mGR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV-201D39 井号河道2 858 mGR/API0200地层山 2-2-2山 2-2-1山 2-1-2（砂）/%0100（泥）/%0100SP/mV1050D61-18 井4 285 m河道间泥河道间泥砂岩泥岩河道间雷涛等：鄂尔多斯盆地大牛地气田二叠系山西组砂体叠置模式及油气开发意义2024 年155往往叠置泛滥平原，根据这一沉积规律，可判断单井位于心滩的大致位置，如 D25 井下部为箱形 GR曲线的心滩砂体，而上部为钟形 GR 曲线的辫状河道沉积，由此可判断该井位于心滩沉积的边部（图 6c）。图 6鄂尔多斯盆地大牛地气田大 12 井区二叠系山西组心滩内部构型与位置确定Fig.6Internal configuration and location determination of mid-channel bar of Permian Shanxi Formationin Da 12 well area of Daniudi gas field，Ordos Basin4砂体叠置模式与空间展布规律不同古地貌特征和沉积微相下，河道的频繁迁移均会形成不同类型的砂体叠置方式。大 12井区山西组自下而上呈现出多种砂体叠置组合（图 7），主要包括以下 5 种类型：孤立式，包括不同位和同位 2 种类型，不同位通常是同期次河道在不同位置上的砂体堆叠，储层岩性和物性类似，但连通性较差，主要发育在山 1-2 亚段三角洲平原分流河道中；不同期、同位的孤立河道叠置在一起，两砂体绝对地孤立，主要发育在