沉积单元是指在同一砂层组内, 受同级旋回控制的、厚度相近的一套砂泥岩沉积组合^[2]。沉积单元的划分是在砂层组划分的基础上, 依据河流相沉积的垂向和侧向演化层序, 划分出河流相砂体沉积旋回, 然后按照旋回控制、厚度相近原则来划分沉积单元的顶底界线。河流旋回层都是由底部冲刷面、中部河道厚层砂岩及顶部泛滥细粒沉积物组成的正旋回^[3], 以完整的或不完整的一期河流旋回层控制层位界线, 依据河流相砂体厚度、规模及岩性变化, 应用测井曲线响应特征来进行沉积单元的划分和对比。

沉积单元划分是以稳定沉积的标志层为等时面, 根据岩性和测井响应特征进行多井对比; 采用等时相控技术进行对比, 应用切片对比法、等高程对比法划分河流相砂体沉积单元。

2.2.1 确定沉积单元对比等时面

根据研究区域地质特征, 分别以煤层、太原组灰岩和高成熟的古土壤层等标志层作为划分沉积单元的等时面。

（1）以煤层作为等时面。鄂尔多斯盆地障壁湖岸、三角洲平原亚相是主要成煤沉积相带, 在障壁坝后泥炭沼泽、三角洲平原分流间湾或平原沼泽中形成的分布稳定、厚度较大的煤层, 是划分层序的重要界面。由于分流河道区成煤性差、煤层厚度薄, 一般不能形成规模煤层。煤层是山西组-本溪组地层划分的重要标志, 煤层测井表现为低自然伽马、高声波时差、高中子、高电阻率、低密度的特征（图1）。

图1

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	图1 山西组山22亚段顶部煤层作为划分沉积单元的等时面

（2）以太原组灰岩作为等时面。鄂尔多斯盆地二叠系下统太原组时期, 沉积了一套海陆交互相地层, 其中北部滨浅海三角洲环境沉积了一套陆源碎屑岩, 南部陆表海环境沉积了一套潮坪碳酸盐岩^[4]。太原组顶部发育了厚为2~20 m的灰岩, 在盆地东部榆林地区灰岩厚度可达30 m。太原组顶部灰岩测井表现为低自然伽马、低声波时差、低中子、高电阻率、高密度的特征（图2）。

图2

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	图2 太原组太1段顶部灰岩作为划分沉积单元的等时面

（3）以高成熟的古土壤层作为等时面。高成熟古土壤层是在沉积速率相对缓慢的地质条件下形成的紫红色泥岩, 具有块状结构、层理不发育、碳酸盐结核少见等特征, 可以作为石盒子组沉积旋回界面的对比及划分标志。测井表现为高自然伽马、高声波时差、高中子、低电阻率的特征, 测井曲线比较光滑, 锯齿化程度低。综合利用高成熟古土壤层岩电关系分析和多种测井响应特征, 能够更合理地划分石盒子组地层内部的沉积单元（图3）。

图3

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	图3 盒8上亚段和盒8下亚段顶部高成熟的古土壤层作为划分沉积单元的等时面

2.2.2 切片对比法划分沉积单元

大套河流相沉积地层, 应用切片对比法划分沉积单元, 采用上下两个等时面控制, 按地层厚度变化趋势切成若干切片。区域地层厚度变化较大时, 需利用地震反射连续性好的同向轴来判断地层厚度变化趋势, 切片界线就是沉积单元的等时界线, 切片厚度不宜太小, 以便保证大多数井都有一定层数的河道砂体与泛滥平原沉积的组合, 这样可以消除砂岩、泥岩差异压实的厚度误差影响。

由图4可以看出, 石盒子组顶部为一套红色泥岩及砂质泥岩互层, 夹薄层砂岩及粉砂岩, 其测井响应特征具有高自然伽马、高声波时差、低电阻率的特征, 且上石盒子组电阻率比石千峰组电阻率基值低, 界线清楚; 山2段顶部发育一套区域稳定的煤层。采用石盒子组顶部红色泥岩及砂质泥岩互层和山2段顶部煤层两个等时界面进行控制, 划分了盒1段至山1段的地层沉积单元。

图4

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	图4 切片对比法划分盒1段-山1段地层沉积单元

2.2.3 等高程对比法划分沉积单元

等高程对比法应用的是单期河道的全层序沉积厚度等于河流满岸沉积厚度的原理, 满岸沉积界面即为一个等时面。同期沉积的河道砂体与邻近标志层具有相同的高程差, 不同时期沉积的河道砂体与邻近标志层具有不同的高程差, 根据等高程的原理可以进行地层沉积单元划分（图5）。

图5

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	图5 等高程对比法划分盒8段地层沉积单元

单期河道砂体要素界面控制了等时沉积单元的界面, 参照国内外学者对河流相单期砂体界面划分的认识^{[5, 6, 7]}, 结合研究区叠置河道砂体特征, 重点进行单期砂体要素界面（四级界面）识别研究。研究区发育的单期砂体要素界面主要为泥质隔层、河道底部滞留沉积 2 种类型。泥质隔层、河道底部滞留沉积是单期河道砂体界面识别的重要标志。

3.1.1 泥质隔层

泥质隔层主要为湖侵时期形成的洪泛泥岩, 岩性为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及泥岩等细粒物质, 其测井响应特征为高自然伽马、低自然电位、低电阻率、高声波时差、高密度。受后期河道的下切作用侵蚀, 河道上部的细粒物质保留程度不同, 泥质隔层厚度和分布范围差异较大。

3.1.2 河道底部滞留沉积

河道底部滞留沉积主要是早期河道上部的细粒物质被晚期河道侵蚀冲刷, 两期河道砂体叠置接触, 冲刷面之上晚期河道底部形成一定厚度的滞留沉积, 岩性为含砾砂岩、砂砾岩及泥砾岩等, 岩石分选较差导致物性相对较差。测井表现为低幅度钟型或齿化箱型自然伽马、小或中幅度自然电位、高电阻率, 高声波时差、高密度的曲线特征。

研究区叠置河道内部岩性及粒度的变化使自然伽马和电阻率曲线有明显回返现象, 单期河道砂体间的洪泛泥岩、河道上部细粒物质的厚度影响测井曲线的回返程度, 隔层厚度越大, 曲线回返越接近于基值。因此, 可以根据自然伽马和电阻率曲线回返程度判断隔层的厚度。研究区河道内部隔层曲线的回返程度可分为阶梯式、半幅式及基线式3种类型^{[8, 9]}（图6）。

图6

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	图6 测井曲线回返类型示意

曲线阶梯式回返：指曲线回返幅度小于峰值的1/3, 由于细粒沉积物质被完全或部分冲刷, 当隔层厚度小于0.2 m时易呈现阶梯式曲线回返特征。

曲线半幅式回返：指曲线回返幅度近似峰值的一半, 当隔层厚度为0.2~0.6 m时易呈现半幅式曲线回返特征。

曲线基线式回返：指曲线回返幅度接近基值, 当隔层厚度大于0.6 m时易呈现基线式曲线回返特征。

单期河道砂体侧向接触关系, 主要分为砂体孤立型、砂体对接接触型及砂体切叠接触型（图7）。

图7

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	图7 单期河道砂体（四级）侧向叠置模式

砂体孤立型, 即同期的两条河道砂体之间有河道间细粒沉积物及泥质沉积, 在两条河道间形成侧向遮挡, 导致无连通关系, 反映了河道迁移能力弱的砂体沉积特征（图7a）。砂体对接接触型, 即同期两条河道砂体之间呈对接接触, 由于河道上部和河道边部砂体粒度变细、泥质含量增高, 导致物性较差, 两条河道砂体之间的连通性较差, 反映了河道侧向迁移能力中等的砂体沉积特征（图7b）。砂体切叠接触型, 即同期两条河道砂体之间呈切叠接触, 反映了河道侧向迁移能力强、摆动频繁的沉积特征, 测井曲线上出现明显的回返。两条河道之间的切叠, 若切割冲蚀能力较弱, 细粒物质的遮挡导致连通性差; 若细粒物质被冲蚀, 则连通性好（图7c）。

单期河道砂体垂向接触关系, 主要分为砂体间歇式叠加、砂体完整式叠加、砂体侵蚀削截式叠加^[10]。

砂体间歇式叠加（图8a）, 即两期或多期河道砂体间歇式叠加在一起, 每期河道的底部具有冲刷面, 顶部洪泛泥岩和沉积后期在河道上部沉积的细粒物质保留完整, 其测井曲线表现为多个孤立钟型的叠加, 没有连通性。

图8

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	图8 单期河道砂体（四级）垂向叠置模式

砂体完整式叠加（图8b）, 即两期或多期河道砂体叠置在一起, 每期河道的底部具有冲刷面。砂体间发育厚为0.2~0.6 m的泥质粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩等河道间沉积, 其测井曲线表现为多个钟型-箱型的叠加, 反映河道的侵蚀冲刷作用较弱, 使得河道砂体的二元结构完整, 没有连通性。

砂体侵蚀削截式叠加（图8c）, 即两期或多期河道砂体叠置在一起, 早期的河道砂体顶部被晚期河道侵蚀, 使早期河道砂体顶部沉积的细粒物质被侵蚀、冲刷造成早期河道砂体发育不完整, 其测井曲线呈薄齿化箱型, 顶底呈突变接触。若顶部细粒物质被完全冲刷侵蚀或仅保留较小厚度, 连通性好; 若顶部细粒物质保留较大厚度, 由于频繁发育的泥岩隔夹层遮挡, 连通性较差。