趙 毅，唐艷萍，張 銘，張文起

(1.長安大學(xué)地質(zhì)工程與測繪學(xué)院，陜西西安 710054;2.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

井—震結(jié)合進(jìn)行高分辨率層序地層劃分
——以南蘇門答臘盆地N油田U組為例

趙 毅1，唐艷萍1，張 銘2，張文起2

(1.長安大學(xué)地質(zhì)工程與測繪學(xué)院，陜西西安 710054;2.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

N油田U組上段地層發(fā)育粉砂巖和鈣質(zhì)泥頁巖的三角洲前緣—淺海過渡相，多變的沉積相加大了小層對比的難度。針對此特點(diǎn)，結(jié)合層序地層學(xué)理論以及地震地層學(xué)的理論與研究方法，進(jìn)行井—震結(jié)合對比劃分地層，利用地震資料和標(biāo)準(zhǔn)層控制，構(gòu)建大套地層等時(shí)格架;然后運(yùn)用地震反射軸的等時(shí)性結(jié)合沉積旋回在地層格架內(nèi)對比小層，確定研究區(qū)80口井6個(gè)分界界面。建立了區(qū)域高分辨率層序地層格架，形成了可容納空間控制下的高級(jí)次層序格架建立的技術(shù)方法。

井—震對比;地層層序;合成記錄;南蘇門答臘盆地N油田

高分辨率層序地層學(xué)理論及其技術(shù)方法在油氣勘探開發(fā)中的適用性和有效性已被越來越多的研究者所接受。該理論和方法強(qiáng)調(diào)的是對不同時(shí)間尺度或級(jí)別的層序進(jìn)行高精度等時(shí)對比的時(shí)間分辨率［1－3］。

本次研究的N油田位于印度尼西亞南蘇門答臘盆地的南部，屬弧后裂谷盆地，依次沉積了始新世中晚期裂谷發(fā)育階段的Lahat組，漸新世裂谷—坳陷過渡階段的Talang Akar組，中新世坳陷發(fā)育階段早期的Batu Raja組、中期的Gumai組、晚期的Air Benakat組和Muara Enim組，以及上新世—更新世擠壓反轉(zhuǎn)階段的Kasai組［4，5］。此次研究的目的層位為 Talang Akar組的上部U組(圖1）。N油田位于斷背斜構(gòu)造，屬背斜圈閉油田，油田東西邊界被逆斷層所限。U組以上的地層主要為泥巖和黏土質(zhì)夾薄層砂巖以及少量煤，發(fā)育粉砂巖和鈣質(zhì)泥頁巖，屬于三角洲前緣—淺海過渡相。生油層主要為中新統(tǒng)的頁巖。

目前全區(qū)U組鉆井資料有80口，由于鉆井分布不均勻，地層厚度頂薄翼厚，全區(qū)泥質(zhì)粉砂質(zhì)普遍發(fā)育。由于小層對比依據(jù)的測井曲線分層標(biāo)志并不都很清楚，加上海陸交互相沉積環(huán)境的多變性導(dǎo)致的砂層尖滅或被剝蝕的地質(zhì)現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，在進(jìn)行小層的對比和劃分時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)“串層”現(xiàn)象，給儲(chǔ)層精細(xì)描述帶來影響。因此在研究中，充分利用地震資料橫向分辨率高、連續(xù)性好［6］、測井資料縱向分辨率高［7］的特點(diǎn)，以巖心標(biāo)定測井，測井約束地震，在標(biāo)準(zhǔn)層控制下，構(gòu)建大套地層格架;進(jìn)而結(jié)合測井資料，以地震解釋的等時(shí)性為準(zhǔn)則確定分界界面，建立高分辨率層序地層格架，進(jìn)一步指導(dǎo)下步生產(chǎn)方式的制定。

圖1 南蘇門答臘盆地地層綜合柱狀圖Fig.1 The geogram of the South Sumatra Basin

1 層序界面識(shí)別標(biāo)志

層序是以底、頂不整合面或相關(guān)整合面為界的、內(nèi)部疊置有序的沉積組合［8，9］。在 U組地層中，代表基準(zhǔn)面變化轉(zhuǎn)換位置、具有時(shí)間地層對比意義的層序界面或沉積作用轉(zhuǎn)換面有最大洪(海）泛面和沉積作用轉(zhuǎn)換面。

1.1 洪泛面(海泛面）

在不同級(jí)別的基準(zhǔn)面旋回中，洪泛面均表現(xiàn)為測井曲線單向或脈動(dòng)性移動(dòng)達(dá)低幅極限位置后折向幅度增高的轉(zhuǎn)換點(diǎn)位置，對應(yīng)的電性特征為低電阻和高伽馬。在地表露頭和鉆井巖心中，表現(xiàn)為向上變細(xì)沉積序列頂部的泥巖段(較短周期旋回層序）或位于大套質(zhì)純泥巖段的中上部(較長周期旋回層序）。

U組沉積初期是斷陷盆地形成初期，沉積物供應(yīng)豐富，沉積物的補(bǔ)給速率明顯大于盆地基底的沉降速率，因而，洪泛面常表現(xiàn)為具有一定厚度的橄欖灰、橄欖黑或深灰綠色且不太純的泥巖發(fā)育段，有向上變粗的沉積序列(圖2a）。在地層沉積末期，盆地基底的沉降速率明顯大于沉積物的補(bǔ)給速率，最大海泛面常為較厚層深灰色、橄欖灰或黑色質(zhì)純的泥巖或頁巖發(fā)育段，自然伽馬和電阻率曲線均與其上下地層有明顯區(qū)別。自然伽馬曲線表現(xiàn)為穩(wěn)定的高平值;電阻率曲線則表現(xiàn)為中低阻特征(圖2b）。海(洪）泛面分別對應(yīng)于較短周期、較長周期的洪泛面，尤其是較長周期的海(洪）泛面是進(jìn)行區(qū)域地層劃分和等時(shí)對比的最重要的標(biāo)志。

1.2 沉積作用轉(zhuǎn)換面(進(jìn)積/加積作用轉(zhuǎn)換面）

由于地震剖面分辨率較低，在地震剖面上很難識(shí)別出具有時(shí)間意義的、地層呈進(jìn)積疊加樣式向加積或退積疊加樣式轉(zhuǎn)換的層序地層界面。這就需要測井曲線來填補(bǔ)，在鉆/測井剖面中，這一位置在自然伽馬曲線上表現(xiàn)為由泥巖與上部突變?yōu)楹駥雍拥郎皫r之間的界線或呈進(jìn)積疊加樣式的砂巖與呈加積或退積疊加樣式砂巖的轉(zhuǎn)換(圖3）。

圖2 洪(海）泛面特征Fig.2 The features of flooding surface and marine flooding surface

圖3 沉積作用轉(zhuǎn)換面特征(N65井）Fig.3 The features of conversion surface deposition(N65 well）

2 精細(xì)井震標(biāo)定模型建立

圖4 N油田層序界面地震反射特征Fig.4 The seismic reflection characteristics of sequence boundary in N oil field

洪泛面(海泛面）以及沉積作用形成于基準(zhǔn)面上升和下降的轉(zhuǎn)換位置，代表基準(zhǔn)面上升到最大位置。洪泛面在地震剖面上表現(xiàn)為空白反射;海泛面在地震剖面上，泥巖發(fā)育區(qū)域最大海泛面表現(xiàn)為單軌、近水平、連續(xù)的強(qiáng)振幅反射;沉積作用轉(zhuǎn)換面在地震剖面上常常表現(xiàn)為大范圍的空白反射或不連續(xù)的弱反射，很難追蹤，多采用井—震標(biāo)定來確定其位置。圖4為研究區(qū)地震反射特征。明顯、井軌跡角度變化較小的井為井震標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)井，如N7井。根據(jù)地震反射特征(外部幾何形態(tài)和內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)）識(shí)別不同級(jí)別的地震反射界面和地震層序，建立各次級(jí)的地震層序的劃分系統(tǒng)。針對本區(qū)的標(biāo)志層的強(qiáng)反射波谷對時(shí)差曲線異常點(diǎn)或誤差段進(jìn)行編緝，由聲波時(shí)差曲線擬合一維地震合成記錄，同時(shí)將鉆井剖面轉(zhuǎn)換到時(shí)間域中，便于與地震(時(shí)間）剖面進(jìn)行對比，合成記錄很好地起到了聯(lián)結(jié)鉆井地質(zhì)分層與地震分層的“橋梁”作用［10－12］。從井旁道地震道提取子波，提高了合成記錄的精度。最終標(biāo)定出6個(gè)反射層位。

將各單井制作的合成記錄，在時(shí)間剖面中調(diào)用，在連井剖面線上進(jìn)行空間的層位標(biāo)定，此標(biāo)定可以彌補(bǔ)單井標(biāo)定不準(zhǔn)而產(chǎn)生的橫向速度奇異點(diǎn)。

由圖5可以看出，各井的合成地震記錄與井旁道的吻合程度較高，橫向各井之間標(biāo)準(zhǔn)層的標(biāo)定比較統(tǒng)一，波組關(guān)系和能量關(guān)系對應(yīng)也比較好。通過標(biāo)定，不同巖性、電性的地層與地震剖面反射特征就有了對應(yīng)關(guān)系，得到了井震標(biāo)定模型。

圖5 N7和G10井合成地震記錄Fig.5 The synthetic seismogram of wells N7 and G10

3 地層的劃分和對比

井—震時(shí)深對比是地震層序劃分方法的最重要方法，確定特定疊加方式的鉆井剖面在地震剖面的響應(yīng)特征，來識(shí)別與鉆井剖面相對應(yīng)的等時(shí)界面，即首先從洪泛面入手，洪泛面在鉆井和地震剖面上識(shí)別標(biāo)志明顯，以洪泛面在鉆井和地震剖面上的位置為控制點(diǎn)，尋找與鉆井轉(zhuǎn)換面相對應(yīng)的層序界面在地震剖面上的位置，從而劃分出相對應(yīng)的地震層序界面。

鉆遇U組的鉆井?dāng)?shù)量較多，目前收集到了80口井的測井曲線，其中大多數(shù)是斜井，除了個(gè)別井由于資料原因，其他大多數(shù)井都作了單井合成地震記錄。依據(jù)地震反射特征，從U頂開始往下進(jìn)行層位標(biāo)定。從上至下對層序界面 MSC6－top、MSC5－top、MSC4－top、MSC3－ top、MSC2－ top、MSC1－ top和Basement共6個(gè)層序界面進(jìn)行了標(biāo)定(圖6），圖7為相應(yīng)測井曲線劃分結(jié)果。合成記錄層位標(biāo)定結(jié)果表明研究區(qū)從淺層到深層，各層序邊界與反射波組對應(yīng)良好，反射特征縱向基本一致，目的層段波組特征基本吻合，說明標(biāo)定結(jié)果是可靠和準(zhǔn)確的。

圖6 N58－N8地震疊加剖面圖變密度顯示Fig.6 Variable density display of seismic stacked section from N58 to N8

圖7 N58～N8井電測曲線地層對比Fig.7 Stratigraphic correlation plot of well log curve from N58 to N8

MSC6－top:相當(dāng)于U組頂?shù)姆瓷?，聲波曲線起跳明顯，地震上表現(xiàn)波阻抗突變面，小層頂面為連續(xù)的強(qiáng)波峰反射，在全區(qū)可追蹤。

MSC5－top:總體表現(xiàn)為連續(xù)性好，特征明顯，在地震剖面上主要顯示為與上覆地層之間的薄層高阻抗形成的強(qiáng)振幅、高連續(xù)、具有平行反射結(jié)構(gòu)的地震反射。

MSC4－top:小層頂面在構(gòu)造高部位對應(yīng)強(qiáng)的波谷反射，在構(gòu)造低部位對應(yīng)弱的波谷反射。全區(qū)連續(xù)追蹤較為困難，結(jié)合電測曲線分層對層位進(jìn)行標(biāo)定。

MSC3－top:大多數(shù)以水平平行狀地震反射波為主，反射波振幅總體較弱，反射波連續(xù)性中等，反射波組常為斷層切割，出現(xiàn)明顯錯(cuò)位。

MSC2－top:小層頂面對應(yīng)從波谷到波峰的零相位，與下伏地層呈不整合接觸。

MSC1－top:小層頂面在構(gòu)造高部位對應(yīng)波峰反射，在構(gòu)造低部位對應(yīng)從波峰到波谷的零相位。厚度上整體向南變薄，這與沉積層序在橫向上存在著沉積相變和有很大的厚度差異有關(guān)。

Basement:小層頂面對應(yīng)強(qiáng)波峰反射，由于小層厚度較薄，在地震上準(zhǔn)確追蹤較為困難，結(jié)合電測曲線分層對層位進(jìn)行標(biāo)定。

4 層序格架的油氣地質(zhì)意義

根據(jù)區(qū)內(nèi)鉆探測試結(jié)果，綜合分析儲(chǔ)集層發(fā)育程度、參數(shù)特性、油氣成藏組合等因素，將該區(qū)鉆遇的油氣層段歸到其所對應(yīng)的層序地層位置可以發(fā)現(xiàn)，油氣層巖性以灰色粉砂巖為主，平均孔隙度在18%左右，主要發(fā)育在U組MSC2層序、東北部的MSC3層序基準(zhǔn)面上升期的下部?？梢娪蜌鈱臃植寂c所處的層序地層位置密切相關(guān)，油氣成藏受層序控制明顯，沉積轉(zhuǎn)換面的位置油層分布面積相對較大，向最大洪泛面則變?yōu)楸庸铝⒌南癄钌坝筒亍Ｔ诨鶞?zhǔn)面上升期，發(fā)育單個(gè)巖性砂體，易形成油氣存儲(chǔ)空間，側(cè)向易于尖滅;上部因?yàn)樽畲蠛榉好婺鄮r蓋層遮擋封閉，形成該區(qū)主要的巖性圈閉;而在基準(zhǔn)面下降期，砂巖側(cè)向連通易與區(qū)域邊底部含水層相通，不易形成巖性圈閉。因此，該區(qū)的油氣勘探應(yīng)在這些有利的儲(chǔ)集層位開展精細(xì)的描述，以指導(dǎo)下步工作。

5 結(jié)論

(1）運(yùn)用地質(zhì)認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，識(shí)別研究區(qū)層序界面類型主要為洪泛面和沉積作用轉(zhuǎn)換面，確定其在測井曲線和地震剖面上的特征。

(2）由于主要地震反射同相軸具有年代地層意義，而且地層等時(shí)對比是相對的，因此，在一定條件下，利用地震資料可以進(jìn)行薄互層儲(chǔ)層小層對比。

(3）以井為出發(fā)點(diǎn)的測井、巖石物理、地球化學(xué)、地震等資料雖然能提供各種精細(xì)參數(shù)，但應(yīng)用單一方法均存在不確定因素，將二者結(jié)合起來，采用井震結(jié)合的方法確定研究區(qū)MSC1至Basement等6個(gè)層序界面，最終建立層序地層格架。

(4）綜合區(qū)內(nèi)鉆探結(jié)果，油氣層分布與所處的層序地層位置密切相關(guān)。層序基準(zhǔn)面上升期及沉積作用轉(zhuǎn)換面的砂體物性較好，為油氣成藏提供了通道及儲(chǔ)集空間。

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High-resolution sequence stratigraphic division by integration of well and seismic:taking U formation of N oil field in South Sumatra Basin for example

ZHAO Yi1，TANG Yanping1，ZHANG Ming2，ZHANG Wenqi2
(1.College of Geology Engineering and Geomatics，Chang’an University，Xi’an Shanxi 710054，China;2.PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration ＆ Development，Beijing 100083，China）

The upper U formation in N oil field develops delta front-shallow transition phase with siltstone and calcareous shale.The changeable sedimentary facies increased the difficulty of layer correlation.According to these features，combined with sequence stratigraphy and seismic stratigraphy，integration of well and seismic was used to divide layers，under the control of seismic data and key bed，the formation isochronous framework was built.Then with the seismic reflection isochronism and the sedimentation cycle layers were divided in formation，6 boundary interfaces of 80 wells was determined in research area.In the end，regional high-resolution sequence stratigraphic framework was established，and senior stratigraphic framework technology in the accommodation space was formed.

integration of well and seismic;sequence stratigraphy;synthetic seismogram;Noil field

TE121.3

A

10.3969/j.issn.1008－2336.2011.04.024

1008－2336(2011）04－0024－05

2011－06－08;改回日期:2011－06－29

趙毅，男，1985年生，在讀碩士研究生，地球探測與信息技術(shù)專業(yè)。E-mail:tangyanping163@163.com。