葉小明,尹太舉

(1.油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室長江大學,湖北 荊州 434023; 2.長江大學,湖北 荊州 434023)

薩爾圖油田北三西西塊高分辨率層序地層研究

葉小明1,2,尹太舉1,2

(1.油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室長江大學,湖北 荊州 434023; 2.長江大學,湖北 荊州 434023)

運用高分辨率層序地層學方法,綜合利用測井和巖心資料對薩爾圖油田北三西西塊的薩、葡、高 3個油組進行了精細的地層對比,識別出 1個長期旋回、3個中期旋回和 14個短期旋回,進一步分析短期旋回層序結構,劃分出向上“變深”不對稱型、向上“變淺”不對稱型、向上“變淺”復“變深”對稱型 3種基本結構類型。以此為基礎,對基準面旋回內(nèi)單砂體的發(fā)育特征和空間展布規(guī)律進行研究,得出在長期基準面旋回的背景下,中期基準面旋回對砂體的發(fā)育和展布起主要控制作用的結論。

層序地層;地層格架;基準面旋回;薩爾圖油田;北三西西塊

1 基準面旋回的識別與劃分

依據(jù)鉆井、巖心和測井資料,首先在層序界面識別基礎上對取心井進行高分辨率層序短、中、長期基準面旋回的劃分,然后進行密井網(wǎng)的聯(lián)井剖面對比,最終建立高分辨率層序地層格架[1-7]。

1.1 層序界面的識別

層序界面的識別是地層基準面旋回識別與劃分的基礎[8],通過巖心和測井資料主要識別出湖泛面和沖刷面 2種層序邊界。

湖泛面是基準面由上升轉(zhuǎn)為下降的時間二分轉(zhuǎn)換面,在巖心中表現(xiàn)為較純的暗色泥巖,在測井曲線上具低自然電位和低電阻率的特征。工區(qū)內(nèi)主要為湖相泥巖,代表基準面上升到最高位置。由于湖泛面標志明顯,易于追蹤對比,在工區(qū)內(nèi)分布穩(wěn)定,且在測井曲線上易于識別,故選取湖泛面作為層序界面。

沖刷面位于分流河道,水下分流河道處,可見泥礫疊瓦狀排列,代表基準面下降到最低位置,是進行等時地層對比的重要標志。工區(qū)內(nèi)姚家組與青山口組之間的一平行不整合面,位于葡 1油組的中上部,為一明顯的沖刷面,具有很好的等時意義。

1.2 短期旋回識別與劃分

工區(qū)短期旋回的識別,主要依據(jù)單一物理性質(zhì)的垂向變化、砂體疊置樣式、相序和相組合變化以及地層幾何形態(tài)與接觸關系等[2]。此外,由于研究層段內(nèi)河流相發(fā)育,還需考慮自旋回的影響[9]。這些基準面變化所產(chǎn)生的沉積和地層特征反映了可容納空間和沉積物補給通量比值的變化,是基準面旋回所經(jīng)歷時間的“痕跡”。

依照宋來明提出的建議,將基準面旋回定義為基準面下降到上升半旋回期間所保存下來的旋回[10]。短期旋回為一組沉積事件的產(chǎn)物,反映一期明顯的水體變化過程。工區(qū)內(nèi)共識別出 3種短期旋回類型,即向上“變深”不對稱型旋回 (A型)、向上“變淺”不對稱型旋回(B型)和向上“變淺”復“變深”對稱型旋回(C型)(圖 1)。

向上“變深”不對稱型旋回僅以保存基準面上升時期的沉積為特征。其旋回底部以細砂巖為主,在上部逐漸過渡為沙紋層理粉砂巖和泥巖沉積,具下粗上細的正韻律沉積特征。本區(qū)發(fā)育河漫到湖相、主體席狀砂到湖相、非主體席狀砂到湖相、水下分流河道到河漫 4種類型,為一期小型的退積過程。

向上“變淺”不對稱型旋回僅以基準面下降時期沉積為特征。主要表現(xiàn)為欠補償沉積而產(chǎn)生的饑餓面或無沉積作用的間斷面,其單個砂體具有粒度向上變粗的反韻律沉積特征,并顯示伴隨基準面下降和可容納空間減小、沉積物增多并變粗特征,在本區(qū)為一個發(fā)育岸后到河漫的旋回,此類型在研究層段內(nèi)發(fā)育較少。

向上“變淺”復“變深”對稱型旋回是研究區(qū)最常見的一種基準面旋回類型,基準面上升和下降時期形成的沉積記錄得到了較完整保存,從而形成沉積物由細到粗再由粗到細的對稱型沉積旋回,其轉(zhuǎn)折點大多位于分流河道或水下分流河道處。

根據(jù)短期旋回的識別方法,在大慶油田北三西西塊共識別出 14個短期旋回 (SSC1～SSC14)(圖1)。

圖 1 B2-322-JP43單井基準面旋回劃分柱狀圖

1.3 中期旋回識別與劃分

中期旋回反映了一個較為明顯的水體變化過程,為一系列較小幅度的水體變化組成的一個整體上呈現(xiàn)出一種區(qū)域性的進積—退積地層疊加樣式。通過對短期基準面旋回層序的疊加樣式的研究和中期基準面旋回界面的確定,在目的層中識別出 3個中期基準面旋回層序 (MSC1～MSC3)。大體上S1、S2、S3油組構成上部的中期旋回MSC1,其轉(zhuǎn)換點位于 S2中下部;P1、P2油組基本上對應于中部的中期旋回MSC2,其轉(zhuǎn)換點位于 P1油組中下部; G1、G2油組基本上對應于下部的中期旋回MSC3。

MSC2旋回為一下部下降半旋回厚度較厚,上部上升半旋回明顯較薄的不對稱型旋回,旋回頂?shù)拙院好鏋榻?由 SSC6～SSC10疊置而成,為一個基準面緩慢下降然后快速上升的旋回。MSC1和MSC3旋回均為近對稱型旋回,旋回頂?shù)拙院好鏋榻?分別由 SSC1～SSC5和 SSC11～SSC14疊置而成。中期下降半旋回主要由代表進積的短期旋回疊加而成,中期上升半旋回主要由代表退積的短期旋回疊加形成,下降半旋回與上升半旋回的轉(zhuǎn)換面均發(fā)育分流河道或水下分流河道沉積。

1.4 長期旋回識別與劃分

長期旋回的劃分主要是依據(jù)中期旋回的疊加樣式以及垂向上相序和相組合的變化。目的層為一套完整的三角洲沉積,沉積演化序列從 G2至 S1油組,從下至上發(fā)育三角洲外前緣—三角洲內(nèi)前緣—三角洲平原—三角洲內(nèi)前緣—三角洲外前緣,可以看出總體上為一個水體由深變淺再變深的過程,也反映了一個基準面下降然后再上升的過程,經(jīng)研究在本區(qū)塊內(nèi)識別出 1個長期基準面旋回,其轉(zhuǎn)換點位于 P1油組中部附近。

2 高分辨率層序地層格架內(nèi)砂體展布規(guī)律

根據(jù)高分辨率層序?qū)W的對比方法,以基準面由上升轉(zhuǎn)為下降或由下降轉(zhuǎn)為上升的轉(zhuǎn)換面為優(yōu)選等時地層對比位置[2],在單井基準面旋回識別劃分的基礎上,選擇平行物源和垂直物源兩個方向的剖面進行密井網(wǎng)聯(lián)井剖面對比,分析地層旋回性和層序特征的變化,建立大慶長垣北三西西塊薩葡高油層高分辨率層序地層格架。

在研究區(qū)高分辨率層序地層格架建立的基礎上,對基準面變化過程中的砂體分布進行了分析。研究表明砂體展布具有明顯規(guī)律性,與基準面變化密切相關。在長期基準面旋回的下降中晚期和上升早中期,各河道砂體 (包括曲流河道砂體、辮狀河道砂體、分流河道砂體、水下分流河道砂體)非常發(fā)育,這一段時期可容納空間較低,沉積物供給相對充足,A/S小于 1(可容納空間與沉積物供給比值)。在長期基準面旋回轉(zhuǎn)換點附近,河道砂體最為發(fā)育,且在橫向上具有很好的連片性,主要為辮狀河道、曲流河道砂體,砂體疊置極為嚴重,隨著可容納空間增大,河道疊置程度與側向連續(xù)性變差。在長期基準面下降早期和上升晚期,可容納空間較高,沉積物供給相對不充足,沉積物供給速度小于可容納空間的增長速度,A/S大于 1,河道砂體不發(fā)育,僅發(fā)育三角洲前緣薄層席狀砂體。

圖 2為 S11、P13、G27三個小層的沉積相平面圖,其中 S11位于長期基準面旋回上升晚期,P13位于長期基準面旋回由下降轉(zhuǎn)為上升的轉(zhuǎn)換點附近,G27位于長期基準面旋回下降早期。在長期基準面旋回下降早期和上升晚期 (S11,G27),主要以發(fā)育主體席狀砂和非主體席狀砂等薄層砂體為主,且側向連續(xù)性不是很好,河道砂體很少發(fā)育。而在長期基準面旋回由下降轉(zhuǎn)為上升的轉(zhuǎn)換點附近(P13),河道砂體極為發(fā)育,整個工區(qū)幾乎全部被河道砂體充填。

圖 2 S11、P13、G27小層沉積相對比圖

整體上,在長期基準面從下降到上升這一過程中,砂體厚度從薄變厚然后再變薄,砂體橫向的連片性也由差變好再變差,砂體類型從三角洲前緣砂體到各種河道砂體然后再到三角洲前緣砂體,反映了一個水體變淺然后加深的過程。在長期基準面旋回格架的控制下,中期基準面旋回對砂體的展布和發(fā)育起到了很好的控制作用。各砂體主要發(fā)育于中期基準面旋回轉(zhuǎn)換點附近,即基準面下降晚期至上升早期這一段時間內(nèi),且砂體的疊置與下切現(xiàn)象非常嚴重。

3 結 論

(1)應用高分辨率層序地層學原理,在研究層段共劃分出 14個短期旋回,3個中期旋回,1個長期旋回。短期基準面旋回發(fā)育向上“變深”不對稱型旋回、向上“變淺”不對稱型旋回和向上“變淺”復“變深”對稱型旋回 3種類型,且以發(fā)育向上“變淺”復“變深”對稱型旋回為主。

(2)在單井基準面旋回識別劃分的基礎上,進行了密井網(wǎng)聯(lián)井剖面對比,建立了高精度層序地層格架,大大提高了地層對比的精度。

(3)在基準面旋回格架內(nèi)對砂體的展布規(guī)律進行了分析,在長期基準面旋回的背景下,中期基準面旋回對砂體的發(fā)育和展布起主要控制作用,砂體主要發(fā)育于中期基準面由下降到上升的轉(zhuǎn)換點附近,即中期基準面下降的晚期和上升的早期。

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編輯 孟凡勤

TE121.3

A

1006-6535(2010)06-0032-03

20100603;改回日期:20100816

國家石油重大專項“高含水油田提高采收率新技術”(2008ZX05010)

葉小明 (1987-),男,2008畢業(yè)于長江大學資源勘查工程專業(yè),現(xiàn)為該校礦物學、巖石學、礦床學專業(yè)在讀碩士研究生,從事油氣田開發(fā)地質(zhì)方面的研究工作。