0 引言

鄂尔多斯盆地北部（鄂北）S井区自2009年投产以来，便采用高速开发模式并获得较好的开发效果。现该研究井区处于开发中后期，存在剩余气整体分布特征不明确等问题，继续开展挖潜的难度较大。同时，已有研究表明，沉积微相变化不仅会造成储层非均质性评价指标值在平面上的差异，也会造成相关非均质性评价指标在纵向上的变化（高洁等，2017；何鎏等，2018）。由此可见，研究沉积微相与储层非均质性二者之间的关系对于厘清储层非均质性成因具有重要意义（王桂芹，2011）。

鄂北盒 8 段沉积相的认识一直存在较大争议。在研究苏里格大气田成藏地质特征时，将其目的层位之一的石盒子组盒8段整体归纳为河流相—三角洲相储层（何自新等，2003）。在苏里格气田苏 6 井区盒 8 段沉积相研究中，将盒 8 段整体归纳为辫状河三角洲沉积环境（尹志军等，2006）。对苏里格气田苏 6 井区下石盒子组盒 8 段沉积相特征研究中，盒 8 _上亚段划分为曲流河沉积相，将苏 6井区下石盒子组盒 8 _上亚段沉积模式划分为多河道低弯度曲流河沉积（文华国等，2007）。利用岩测井和地震等资料，建立了三肇凹陷北部姚二 + 三段湖侵早期的滩坝沉积模式，指出坝砂主体发育区为有利勘探目标 （刘畅等，2022）。通过对沉积演化模式分析，研究区目的层处于地层上升期对应的储层沉积沉积模式，并且研究区内主要发育分支条带形河口坝沉积，为后期调整开发提供有效的措施（马世忠等， 2021）。

现阶段对研究区沉积相的认识无法满足进一步开发的需要，亟待通过更加详细的方法进行深入剖析。因此，本次研究从单井沉积微相研究入手，通过连井沉积微相及平面沉积微相展布对鄂北S井区盒8 _上亚段沉积微相进行研究，为后期调整开发方案提供科学的地质依据。

同时，气井生产的过程中，气体在地层中运移受到储层物性的控制，并最终受控于沉积微相，因而对沉积微相的研究是进行气体运移规律研究的基础（庞宏磊，2007；陈兆荣，2009；李春华，2016；田兵等，2021）。在对鄂尔多斯北部营盘壕井田进行更加科学合理的矿井水防治工作时发现研究区沉积相与砂体展布以及富水规律存在内在联系（张康等，2019）。在对川东北元坝地区须家河组三段的储层研究中，在单井沉积微相划分基础上，通过岩性逐级识别，实现岩性准确解释（黄彦庆等，2021）。同时结合前人认识，通过研究区取心井段沉积微相研究，以及相控砂体原则，明确须三段沉积背景为辫状河三角洲沉积，为储层特征研究提供坚实可靠的沉积背景，即鄂北 S井区盒 8 _上亚段沉积微相研究可为后期砂体及气藏分布提供科学的地质依据。

1 研究区简况

鄂北S井区位于内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗南部，地质构造处于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的西北方向（图1）。研究井区面积约为 434 km²，区域构造上呈现为宽缓的西倾斜坡，每千米坡高起伏3~10 m，在单斜背景上发育多排近北东向低缓鼻隆（周妍等，2013）。中二叠世下石盒子期，研究区及其周缘地区气候已由温暖潮湿转变为炎热干旱（余瀚熠， 2010）。在整个盒8沉积时期，研究区北部的内蒙古陆进一步抬升，地层坡度也进一步变大，沉积物供给更加充分，以发育大型河流—冲积平原体系为典型特征并大幅度向南推进（叶小闯，2011）。盒 8 段早期（盒 8 _下段沉积期时期），物源相当丰富，形成辫状河沉积；晚期（盒8 _上亚段时期）随着北部内蒙古陆抬升相对减弱，沉积物供给量相对减少，河流进积作用减弱，研究区的沉积相类型由盒8 _下段辫状河转变为盒 8 _上段曲流河沉积（刘溪等，2018）。即盒 8 _上亚段及其邻近层位属冲积平原背景下沉积并由多套含气组合构成的岩性气藏叠加而成的复杂井区。

鄂北 S 井区盒 8 _上亚段储层岩性主要为岩屑石英砂岩，基本没有长石，其中砂岩碎屑组分主要成分为石英和岩屑；砾石成分主要为石英岩与隧石且砾石中包含有泥砾；砂岩的成分成熟度较低，说明该研究区井区盒8 _上亚段呈现出距离物源近，沉积物堆积速度快的特点（陈凌云等，2013；Zhang et al.， 2019）。为进行精细的沉积微相特征描述，特结合前人研究成果及特征标志层，对盒8 _上亚段进行地质分层，共划分为两个小层，分别是盒 8 _上 ¹ 和盒 8 _上²（表1）。

2 沉积微相特征

为更好地体现沉积微相特征，分别从岩心相中的颜色、沉积构造、粒度分布特征角度以及测井相划分出来的5种微相类型中剖析不同沉积环境条件下所造就的不同类型的沉积特点。

2.1 岩心相特征

2.1.1 颜色

研究区盒 8 _上亚段发育浅灰色含砾粗砂岩以及灰白色中粗粒砂岩（图2），反映该井区盒 8 _上亚段沉积期间水动力较强，氧化反应频繁发生。

2.1.2 沉积构造

岩心观察盒 8 _上亚段召 54井砂岩发育有块状层理、大型交错层理；召18井砂岩发育为块状层理（图3）。其中，含砾粗砂岩以及中粗砂岩多发育块状层理，显示出该时期沉积环境中水动力较强、沉积物供给充足，沉积速率较快，微相类型划分为边滩微相；中砂岩与细砂岩中发育板状交错层理，相比较于块状层理，板状交错层理所对应的时期反映的是该沉积环境中水动力相对减弱、沉积物供给相对减少，沉积和卸载二者相对均衡，大型沙床前积或侧积作用会形成板状交错层理，微相类型划分为河道充填微相。砂岩主要形成于边滩及河道充填微相所对应的沉积环境，泥岩主要形成于河道间微相所对应的沉积环境。

a—召54井3076.10 m灰白色中粗粒砂岩；b—召18井3112.58 m灰白色中粗粒砂岩

a—召54井3078.65 m灰白色砂岩，交错层理；b—召18井3107.97 m深灰色砂岩，块状层理

2.1.3 粒度分布特征

粒度分析及薄片鉴定结果表明，砂岩主要有含砾粗砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩。统计计算得出盒 8 _上亚段 C 值为 0.57~1.38 mm，M 值为 0.31~0.69 mm，粒度标准偏差为 0.53~1.76，尖度为 1.16~3.41（表2）。

从数据统计结果可以看出，该研究区内砂岩分选性较差。同样，也反映出该研究区距离物源区较近的特点。

2.2 测井相特征

结合沉积物的颜色、沉积构造和粒度分布，认为鄂北 S 井区盒 8 _上亚段时期的沉积亚相为曲流河三角洲平原。同时通过对该井区内岩心观察和测井相特征分析，并结合曲流河三角洲平原亚相的沉积背景，可识别出鄂北S井区发育边滩、河道充填、废弃河道、堤岸（天然堤、决口扇）、河道间5种微相类型。

鄂北 S井区盒 8 _上亚段具有砂岩物性差、成岩作用强的特点。测井曲线中自然伽马能较好地反映出泥质含量和岩石粒度的变化。以自然伽马曲线的幅度、形态、光滑程度及其组合特征为主，结合电阻率曲线、声波曲线等资料进行测井相分析。

2.2.1 边滩

边滩作为河道沉积主体。边滩为河道沉积主体。S40-24井盒8 _上 ¹ 小层中可见灰色中粗砂岩和浅灰色粗砂岩是边滩岩（图4）。且该层位中自然伽马测井曲线呈钟形+箱形的组合形态，深侧向电阻率向上变大，箱形表示曲状河三角洲相的边滩沉积环境。在边滩上发育的粗砂岩和含砾的粗砂岩，有利于有效储层的形成。对沉积相带有利的空间分布，控制了有效油藏的分布。发育在边滩的粗岩相成分成熟度较高，石英含量也较高，抗压和固结能力越强，孔隙结构较好。

此外边滩底部一般可见部分含砾的粗砂岩，且垂直方向上岩性呈现出明显的自下而上由粗变细的正旋回特点。沉积构造主要发育槽状交错层理、板状交错层理以及楔状交错层理等。自然伽马测井曲线形态为高幅箱形、钟形及其组合形式，曲流河的横向加积作用是其形成的主要原因。

2.2.2 河道充填

河道充填微相位于河床最底部，S49-39 井盒 8 _上 ² 小层部分的单井相分析可见其粒度较粗，主要由厚度相对较小的细砾岩和含砾粗砂岩组成，砾石多呈叠瓦状排列。沉积物厚度较薄，垂直深度在数厘米至数十厘米之间，沉积旋回上同边滩一样具有粒度向上变细的正旋回特点，且河道充填的沉积规模向上变小。沉积构造主要为块状构造，底部具有明显的冲刷面，往上向边滩沉积过渡（图5）。

2.2.3 废弃河道

鄂北 S井区召 28井可见废弃河道微相，其处于自然伽马曲线形态表现为箱形+漏斗形的组合形态，其中漏斗形部分代表了曲状河三角洲平原亚相中的废弃河道沉积环境。其岩性主要为中砂岩、细砂岩，一般砂厚为3.5~4.1 m，而自然伽马测井曲线中显示中高幅值、微齿化箱形的地层部分为河道充填微相（图6）。

2.2.4 堤岸（天然堤、决口扇）

鄂北S井区召28井盒8 _上 ² 天然堤岩石主要为薄层粉砂质砂岩、泥质粉砂岩和泥岩互层，分选中等，表明其距离物源有一定的距离，沉积构造可见流水砂纹层理、水平层理以及小型波状交错层理等。自然伽马曲线呈现中低幅度的指形或锯齿状（图7）。

决口扇岩性主要为灰绿色、棕色和杂色泥岩或粉砂质泥岩，几乎不存在砂岩，分选较好，表明其距离物源有较远距离。沉积构造上可见波纹层理和水平层理，自然伽马曲线形态以直线状或微齿状为主，呈现低幅值并靠近泥岩基线的形态。

2.2.5 河道间

河道间微相岩石主要以灰绿色泥岩以及粉砂质泥岩为主，自然伽马测井曲线表现为中低幅值锯齿状，研究区 S40-24井盒 8 _上 ² 小层上便出现多次中低幅值的泥岩，即该段为河道间微相（图8）。

总体上，鄂北 S 井区曲流河三角洲平原亚相在垂直方向上具有多次旋回特征，即上部为细粒沉积的天然堤沉积微相和决口扇沉积微相，下部为粒度较粗或含砾的边滩沉积微相、河道充填沉积微相，上部和下部的沉积物厚度近乎相等或者下部稍小于上部，底部为具有冲刷面的河道充填沉积微相。

3 沉积相展布特征及沉积模式

3.1 横向展布特征

在单井沉积微相研究的基础上展开对连井剖面沉积微相的研究，为沉积微相平面展布规律研究提供依据。分别选取垂直物源和平行物源方向进行分析。

3.1.1 S44-15井—S44-45井

该剖面方向与物源方向垂直，从剖面可以看出，鄂北 S气田盒 8 _上亚段发育曲流河三角洲平原亚相，包含有边滩、河道充填、废弃河道、堤岸（天然堤、决口扇）和河道间 5 种微相类型。其中 S44-40 井盒 8 _上亚段发育边滩，S44-31 井盒 8 _上亚段发育河道间微相，砂体连续型差（图9）。即盒8 _上 ¹、盒8 _上 ² 小层曲流河河道间微相贯穿整个剖面，多期河道单一分布，横向上连续性较差，边滩局部发育。

3.1.2 S39-31C3井—S49-29C2井

该剖面方向与物源方向垂直，从剖面可以看出，顺物源方向边滩微呈孤立分布，河道充填微相连通性较垂直物源方向好，废弃河道微相与堤岸微相均发育局限，河道间沉积微相仍贯穿整个剖面 （图10）。

总体上，鄂北 S井区盒 8 _上亚段沉积微相在垂直物源方向上，边滩沉积微相分布较为独立，平行物源方向上，以边滩以及河道充填沉积微相为主，连通性相对较好（图11）。

3.2 平面展布特征

在单井相及连井相剖面分析的基础上，结合研究区内各个井盒 8 _上亚段的有效砂体厚度数据绘制出相应的沉积微相及砂体厚度平面图，并对沉积微相平面分布展开研究。

盒 8 _上亚段中盒 8 _上 ¹ 小层及盒 8 _上 ² 小层气藏有效砂体厚度平面上分布呈现条带状，砂厚多在 2~14 m，砂体条带状方向与其物源方向呈现一致性，两者方向均为北东南西向 （ 图12~14）。

盒 8 _上亚段沉积时期，由于盒 8 _上亚段沉积期物源区构造活动趋于平静，该沉积时期的河道宽度变小，规模缩小。同时，由于河道的频繁改道，受洪水期内冲裂作用的影响，河道间沉积微相发育较好，且盒 8 _上 ¹ 小层河道间沉积微相主要分布在研究区的中部及西部地区，盒 8 _上 ² 小层河道间沉积微相主要分布在研究区的中部及中部偏东地区。河流规模明显偏小，连片性也较差。盒 8 _上 ² 小层河流的连片性及砂体略好于盒 8 _上 ¹ 小层。综上所述，盒 8 _上亚段总体上呈现出曲流河三角洲平原亚相的沉积特征。

3.3 沉积模式

鄂北 S井区盒 8 _上亚段位于鄂尔多斯盆地北部，主要发育曲流河三角洲平原沉积亚相。晚古生代鄂尔多斯盆地位于华北地台的西部。

石盒子组沉积时期，盆地整体呈现出北高南低的特征，物源来向为北方。而鄂北 S井区盒 8 _上亚段的物源主要来源于杭锦旗以北方向的元古宇 （邱雅洁等，2015），根据物源及沉积背景等资料将沉积相从南向北依次发育为冲积扇相—河流相—三角洲相—湖相，并随湖泊、河流的扩张和收缩在垂向上形成多次旋回沉积 （李爽，2010）。而盒 8 _上亚段地层所处时期整体处于水上环境，属于曲流河三角洲平原亚相沉积，同时符合 “低弯度曲流河 ”沉积模式的特征 （ 图15）。从盒 8 _上 ² 小层到盒 8 _上 ¹ 小层的演化过程中，水动力存在较为明显的变化，水动力逐渐减少，心滩以及河道充填微相分布较少。符合低弯度曲流河模式中不同水动力条件下的不同的微相类型及砂体分布特征。

即鄂北 S 井区盒 8 _上亚段的曲流河河道中具有有利砂体规模较大、粒度较粗、储层较厚的特点，砂体主要受河道充填微相以及边滩控制，而天然堤微相和决口扇微相控制的砂体具有规模小、粒度细、厚度较薄的特点，不利于有效储层发育，储层非均质性强。整体上，曲流河河道砂体平面呈条带状分布，其中储层较厚、保存条件较好且尚未完全开采的部分为剩余气挖潜的目标。

4 结论

（1）鄂北 S井区盒 8 _上亚段储层以中—粗粒岩屑石英砂岩和细—中粒岩屑砂岩为主，是具有低孔、低渗特点的致密砂岩储层。

（2）综合研究区内的沉积物岩性、颜色、沉积构造、粒度分析、垂向剖面及平面特征等资料，确定鄂北 S井区盒 8 _上亚段为曲流河三角洲平原亚相，发育有边滩、河道充填、废弃河道、堤岸（天然堤、决口扇）、河道间 5 种微相类型，有利砂体对应的沉积微相类型为边滩微相和河道充填微相。

（3）通过古地理分析并建立沉积相模式，提出盒 8 _上沉积时期为“低弯度曲流河沉积”的时空展布特征。鄂北 S 井区盒 8 _上亚段沉积微相研究可对厘清储层非均质性原因以及预测剩余气藏分布提供科学的地质依据。

参考文献