賀 萍,王海波,張朝陽,危宇寧,劉汝敏
(1.石家莊經濟學院,河北石家莊050031;2.中國石油大港油田公司第三采油廠;3.中國石油遼河油田公司;4.中海油田服務股份有限公司)
隨著油氣勘探開發(fā)工作的不斷深入,地層對比方法和儲層預測技術需要向高精度方向發(fā)展。高分辨率層序地層學是一種基于基準面旋回原理的層序地層劃分和旋回等時對比手段,為地層精細對比提供了新的思路和方法,是油藏描述中地層對比的一種新的有效工具[1-5]。
研究區(qū)位于風化店油田棗北開發(fā)區(qū)。風化店油田位于孔店凸起潛山二級構造帶中部,孔西大斷層橫穿油田中部將其分為南北兩塊。棗北開發(fā)區(qū)棗Ⅱ-Ⅲ油組位于孔西大斷層下降盤,是受孔西斷層與風化店斷層控制的被斷層復雜化的背斜,區(qū)塊內斷裂發(fā)育,北東-近東西向斷層將棗北開發(fā)區(qū)分為臺階、地塹組成的復雜斷塊區(qū)。棗Ⅱ-Ⅲ油組為該區(qū)塊的主要開發(fā)目的層,屬于沖積扇扇中亞相,微相以多期辮狀河道為主,心灘、河間漫流帶為次,巖性由灰褐色、棕褐色層狀中細砂巖、含礫砂巖與紫紅色泥巖、泥質粉砂巖互層組成,整體上為一向上變細的正旋回。
根據基準面旋回的識別標志,首先對取心井段進行基準面旋回的劃分,建立短期旋回及界面的測井響應模型,用以指導非取心井段的旋回劃分。棗北孔一段棗Ⅱ-Ⅲ油組均為向上變細的正旋回,每個油組頂部均有一段相當穩(wěn)定的泥巖。在沉積環(huán)境分析的基礎上,通過界面的特征和基準面旋回的識別,對該區(qū)進行層序地層劃分對比,建立高分辨率層序地層格架。
高分辨率層序地層學觀點認為基準面旋回下降半旋回到上升半旋回的轉換面為層序劃分的重要等時地層界面,在不同的沉積作用過程形成于構造作用控制的基準面相對地表不同升降變化勢態(tài)的響應過程中,形成不同性質和規(guī)模的層序界面。棗北棗Ⅱ-Ⅲ油組為陸上沖積扇扇中環(huán)境形成的砂泥巖沉積,等時地層界面主要表現(xiàn)為局部發(fā)育的沉積間斷面、沖刷面或非沉積作用間斷面?;鶞拭嫔仙胄氐较陆蛋胄氐霓D換面即為洪泛面,也是一個重要的等時界面,棗北棗Ⅱ-Ⅲ油組的洪泛面絕大多數位于泥巖段中,普遍具有低電阻、高自然電位值的電性特征。
根據Cross倡導的高分辨率層序地層學,通過巖心資料和測井資料在棗Ⅱ-Ⅲ油組識別出了中期、短期和超短期的基準面旋回(圖1)。
圖1 Z1245-3井基準面旋回剖面
中期旋回主要受控于氣候因素。一個中期基準面旋回代表了一次較大規(guī)模的湖進到湖退過程,在研究區(qū)代表著扇三角洲由加積、退積到進積的生長過程[6]。中期旋回界面的巖心識別標志主要是:①沖刷面;②相組合和巖相類型垂向上的轉換位置;③沙泥巖厚度旋回性變化,沙泥巖厚度在垂向上有規(guī)律的變化作為基準面的識別標志,表現(xiàn)為界面之上泥巖厚度變大,粒度變細,沙泥比減小,界面之下正相反,測井曲線多表現(xiàn)為進積向退積轉化的突變位置(圖1)。
棗北開發(fā)區(qū)棗Ⅱ-Ⅲ油組主要沉積環(huán)境以辮狀河道微相為主,具有厚砂薄泥型沉積韻律特征(圖1):韻律厚度變化大,一般小于10 m,單砂層厚度通常在1~8 m之間,砂泥比值較高;從巖性上來說,下部往往是厚層塊狀的細砂巖、粉細砂巖,上部變成粉砂質泥巖、泥質粉砂巖和泥巖;沉積構造以塊狀層理為主,見少量的平行層理、交錯層理,砂層中越向上泥質、泥鈣質紋層增多,還可出現(xiàn)泥質條帶、團塊等,粒度由下而上變細,儲集物性也自下而上變差。根據研究區(qū)取心井基準面旋回的劃分,建立短期旋回及界面的測井響應,以不同級次基準面升降運動導致的地層過程旋回性變化及沉積學響應特征為依據,通過自旋回和異旋回的區(qū)分,棗Ⅱ-Ⅲ油組自上而下劃分為9個短期旋回(包含25個超短期旋回),其中早期4個短期旋回組成一個中期半旋回,巖性由下向上逐漸變細,晚期5個短期旋回組成第二中期旋回(圖1)。通過骨架剖面的單井層序識別和連井對比,建立了層序地層格架。
以短期層序為等時單元,建立高分辨率等時地層格架,并在等時地層格架內進行小層對比,提高了對比的精度。根據開發(fā)需要,在短期基準面旋回內劃分砂層組、小層和單層。在高分辨率層序地層格架內進行地層對比,保證了小層或單砂體對比的等時性,從而建立了具有等時意義的小層地層格架。研究區(qū)目的層位共劃分出了2個油層組、11個小層、25個單層(圖2)。
在高精度層序地層格架下,編制了主要砂組的砂巖厚度分布圖(圖3,圖4),砂體平面形態(tài)有五種類型,即:條帶狀、指狀、枝狀、土豆狀、殘缺的席狀等,其中以條帶狀為主的砂體數量最多。砂體縱向上具正旋回沉積特征,油組下部砂體以席狀以主,上部以指狀、條帶狀為主。從砂體分布平面圖(圖3,圖4)可以看出,砂體分布廣泛,其中在西南部呈連遍分布,辮狀河河道沉積為主。
砂體的厚度和儲層物性與基準面旋回內的位置密切相關,具有較高孔隙度和滲透率的地層多發(fā)育在中(長)期基準面下降半旋回到上升半旋回的轉換面附近,該位置可容納空間較低,容易形成厚層的粗碎屑分流河道砂體沉積,砂體側向疊置,分布范圍廣,連通性好;低孔、低滲地層則往往位于中(長)期基準面上升半旋回到下降半旋回的轉換面位置附近,該位置可容納空間較高,多形成薄層的小型分流河道砂體和河道間細砂,砂體連通性差。
(1)按照高分辨率層序地層學觀點中基準面旋回變化的不同級次,結合巖心、鉆井及測井資料分析,棗北孔一段棗Ⅱ-Ⅲ油組可劃分為2個中期旋回,9個短期旋回及25超短期旋回。
(2)基準面旋回對沉積特征、砂體分布具有明顯的控制作用。基準面下降后期、上升早期砂體面積廣,厚度大,儲層物性好,砂體多連片分布;基準面下降早期,上升后期,砂體面積小,厚度薄,儲層物性差,砂體分布多呈孤立土豆狀和條帶狀分布。
(3)砂體的厚度和儲層物性與基準面旋回內的位置密切相關。高分辨率層序地層學可在小層對比過程中發(fā)揮積極作用,能夠細分開發(fā)層系,為下步進行流動單元劃分、水淹狀況分析、剩余油分布研究提供了理論基礎。
圖2 棗北開發(fā)區(qū)Z1255-4井-Z1252-1井Ⅱ油組砂體對比
圖3 棗Ⅱ3-1砂體分布
圖4 棗Ⅱ6-1砂體分布
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[4] 鄧宏文,王洪亮,李小盂.高分辨率層序地層對比在河流相中的應用[J].石油與天然氣地質,1997,18(2):90-95.
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