樂(lè)大發(fā),陳清華,張福利

(1.中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司孤島采油廠,山東東營(yíng)257231; 2.中國(guó)石油大學(xué)地球資源與信息學(xué)院,山東青島266555;3.中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司物探研究院,山東東營(yíng)257022)

0 引言

隨著油藏進(jìn)入高含水期,孤島油田的開發(fā)方向也逐漸由均質(zhì)、中高滲透油藏向非均質(zhì)、低或特低滲透油藏轉(zhuǎn)變,對(duì)儲(chǔ)層的劃分與對(duì)比工作提出了更高的要求。同時(shí),孤島油田館陶組地層屬于河流相沉積,此類儲(chǔ)層砂體變化復(fù)雜,通常缺少標(biāo)志層、標(biāo)準(zhǔn)層,難以大面積追蹤,儲(chǔ)層細(xì)分對(duì)比難度非常大[1-9]。上述問(wèn)題都直接影響著小層劃分對(duì)比的準(zhǔn)確程度。在前人研究的基礎(chǔ)上,通過(guò)探討研究區(qū)測(cè)井資料及巖性資料,發(fā)現(xiàn)一些可以小范圍內(nèi)準(zhǔn)確劃分對(duì)比的標(biāo)志,這些標(biāo)志為全區(qū)的劃分與對(duì)比提供了重要信息。通過(guò)分析對(duì)比標(biāo)志的特征,總結(jié)出4種類型的對(duì)比標(biāo)志,并通過(guò)對(duì)比標(biāo)志的綜合運(yùn)用,建立了一個(gè)相當(dāng)于標(biāo)志層的標(biāo)志聯(lián)合體系。

1 研究區(qū)概況

孤島油田位于山東省東營(yíng)市,構(gòu)造上隸屬渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷沾化凹陷,為發(fā)育在孤島凸起之上的以新近系館陶組地層為主要儲(chǔ)油層系的大型披覆背斜油田,石油儲(chǔ)量大,產(chǎn)量高,是世界著名油田之一,分為南區(qū)、西區(qū)、中區(qū)和東區(qū)。該油田館陶組分為館下段和館上段,其中館上段又分為館1+2砂層組和館3砂層組—館6砂層組。館下段為辮狀河沉積,館3砂層組—館6砂層組為曲流河沉積,館1+2砂層組為高彎曲流河沉積,其上明化鎮(zhèn)組為高彎曲流河沉積。研究區(qū)為孤島油田南區(qū)的部分區(qū)域(圖1)。

圖1 孤島油田區(qū)域位置Fig.1 Location of Gudao Oilfield

目前,孤島油田南區(qū)館1+2砂層組是孤島油田油氣增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的主力層系之一,其儲(chǔ)層細(xì)分對(duì)比是重要的基礎(chǔ)工作[1-5]。就孤島油田南區(qū)館1+2砂層組儲(chǔ)層細(xì)分對(duì)比工作而言,前人做了許多有益工作,但仍存在許多尚未解決的問(wèn)題[6,10-19]。在這些尚未解決的問(wèn)題中,一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是在缺少標(biāo)志層、標(biāo)準(zhǔn)層的情況下如何實(shí)現(xiàn)對(duì)館1+2砂層組頂界的精細(xì)劃分與對(duì)比。因?yàn)槠湎碌暮恿飨鄡?chǔ)層劃分與對(duì)比所使用的許多方法,如等高程、等厚切片、下切對(duì)比、疊加砂體劃分等,都是以此地層的頂界為基準(zhǔn)的[20-23]。

2 宏觀標(biāo)志

2.1 電性特征

研究區(qū)明化鎮(zhèn)組主要為淺棕色砂質(zhì)泥巖、泥巖夾砂巖透鏡體,整體以“弓形”電阻為特征;該組近底部常出現(xiàn)厚層砂巖,自然電位曲線呈“箱形”或“鐘形”,此砂巖底部常伴有“鈣質(zhì)尖”出現(xiàn)[1]。館陶組館下段為塊狀砂巖、礫質(zhì)砂巖、礫巖夾薄層泥巖,電阻率值較高,自然電位曲線呈大型“箱形”負(fù)異常;館上段館3砂層組—館6砂層組為砂巖、粉砂巖夾泥巖或與泥巖互層,以筆架狀電阻為特征,館1+2砂層組為泥巖夾細(xì)砂巖、粉砂巖,以較平直的自然電位曲線(基線)上出現(xiàn)指狀響應(yīng)為特征[1]。上述特征可以作為精細(xì)劃分對(duì)比研究區(qū)館1+2砂層組頂界的重要參考。

2.2 地震反射特征

由于巖性特征不同,研究區(qū)明化鎮(zhèn)組和館陶組的地震反射特征不同,并存在能夠宏觀反映明化鎮(zhèn)組與館陶組地層分界的地震反射層[6]。該特點(diǎn)也可以作為精細(xì)劃分對(duì)比研究區(qū)館1+2砂層組頂界的重要參考。

3 細(xì)分對(duì)比標(biāo)志

對(duì)于缺少標(biāo)志層和標(biāo)準(zhǔn)層的儲(chǔ)層細(xì)分對(duì)比工作,尋找分布范圍相對(duì)較廣、特征相對(duì)較明顯的對(duì)比標(biāo)志則成為關(guān)鍵問(wèn)題。綜合利用地質(zhì)、測(cè)井與地震等資料,通過(guò)反復(fù)比較與研究,總結(jié)出研究區(qū)明化鎮(zhèn)組和館陶組4類8個(gè)對(duì)比標(biāo)志。對(duì)比標(biāo)志確定的基本原則是至少15口井同時(shí)存在。

3.1 泥巖類標(biāo)志

在明化鎮(zhèn)組近底部發(fā)育厚層砂巖的井區(qū),該厚層砂巖的上、下泥巖均表現(xiàn)出高感應(yīng)尖峰的對(duì)比標(biāo)志(圖2a)。在參與劃分對(duì)比的230口井中,有116口井發(fā)育該厚層砂巖之下的泥巖感應(yīng)尖峰標(biāo)志,占總井?dāng)?shù)的50.4%(圖3a);有83口井發(fā)育該厚層砂巖之下的泥巖感應(yīng)尖峰標(biāo)志,占總井?dāng)?shù)的36%。

圖2 四種類型標(biāo)志電性特征Fig.2 Logging Response Characteristics in Four Types of the Markers

在館陶組上部發(fā)育一泥巖高感應(yīng)尖峰標(biāo)志,該泥巖北部厚度大,向南減薄。有34口井發(fā)育該泥巖尖峰標(biāo)志,占總數(shù)的14.8%。

3.2 砂巖類標(biāo)志

館陶組下部發(fā)育兩個(gè)相鄰的低阻砂巖標(biāo)志,測(cè)井相應(yīng)特征為低電阻率,自然電位曲線呈“箱形”或小型的“鐘形”,感應(yīng)曲線的可對(duì)比性很強(qiáng)(圖2b)。有120口井發(fā)育該低阻砂巖標(biāo)志,占總數(shù)的56%,其分布范圍如圖3b。

圖3 館1+2砂層組發(fā)育的4種類型標(biāo)志分布范圍Fig.3 Distribution of Four Types of the Markers Developed in Guan 1+2 Sand Member

館陶組中部發(fā)育韻律性厚層砂巖標(biāo)志,部分井中該厚層砂巖自然電位曲線表現(xiàn)出明顯的韻律性,感應(yīng)、電阻率等曲線的可對(duì)比性也很強(qiáng)。有70口井發(fā)育該韻律性厚層砂巖標(biāo)志,占總井?dāng)?shù)的30.4%。

3.3 “鈣質(zhì)尖”類標(biāo)志

“鈣質(zhì)尖”即鈣質(zhì)夾層,是陸相儲(chǔ)層重要夾層之一,是鈣質(zhì)膠結(jié)的致密砂巖、礫巖,在電性特征上具有高電阻、高微電阻、低聲波時(shí)差、低自然電位值特征。地層真電阻率、沖洗帶電阻率、0.5 m梯度視電阻率的極高值甚至比油層電阻率值還高,表現(xiàn)為正方向凸起的“高尖峰”狀。聲波時(shí)差明顯低值,表現(xiàn)負(fù)方向凸起的“尖峰”。自然電位負(fù)異常,負(fù)方向凸出。一般碳酸鹽含量越高,上述特征越明顯,故又稱“鈣質(zhì)尖”。

普遍認(rèn)為在酸性水作用下,黏土雜基向自生高嶺土轉(zhuǎn)化,長(zhǎng)石、巖屑和碳酸鹽礦物等不穩(wěn)定組分發(fā)生溶解和蝕變作用,為碳酸鹽膠結(jié)作用的發(fā)生和鈣質(zhì)夾層的形成提供Ca2+、Mg2+和-HCO-3等離子,從而形成“鈣質(zhì)尖”;簡(jiǎn)而言之,首先發(fā)生層內(nèi)黏土雜基高嶺石化和不穩(wěn)定組分及鄰近碳酸鹽層的溶解、蝕變作用,進(jìn)而形成鈣質(zhì)膠結(jié)和鈣質(zhì)夾層[24-28]。

“鈣質(zhì)尖”主要分布在具有下粗上細(xì)的正韻律特征的砂體(如河道砂體)底部,或具有下細(xì)上粗的反韻律特征的砂體(如河口壩砂)頂部。這是由于這些部位砂體儲(chǔ)層物性最好,砂體粒度粗,泥質(zhì)含量低,原生孔隙比較發(fā)育,孔隙水易于流動(dòng)。因此酸性地表水通過(guò)風(fēng)化殼或斷層以及酸性地層水等進(jìn)入砂體內(nèi)部后可以產(chǎn)生流動(dòng),進(jìn)而形成鈣質(zhì)膠結(jié)或鈣質(zhì)夾層。由于孔隙水的流動(dòng)是在同一期河道底部進(jìn)行的,所以“鈣質(zhì)尖”的形成具有等時(shí)性,可以作為非常好的等時(shí)對(duì)比標(biāo)志[24]。

研究區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的“鈣質(zhì)尖”主要特征是層薄、電阻率高,感應(yīng)曲線特征表現(xiàn)為高電阻率尖峰。根據(jù)這些特征共有兩處“鈣質(zhì)尖”分布被發(fā)現(xiàn)。

(1)明化鎮(zhèn)組近底部之厚層砂巖的中下部(圖2c)。全區(qū)有27口井發(fā)育該標(biāo)志,占總井?dāng)?shù)的11.7%。

(2)館陶組上部薄層砂巖(圖2c)。全區(qū)有19口井發(fā)育此標(biāo)志,占總井?dāng)?shù)的8.3%。通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)育“鈣質(zhì)尖”標(biāo)志井的數(shù)目,在研究區(qū)劃出了“鈣質(zhì)尖”平面分布范圍(圖3c),其平面分布形態(tài)基本上反映了同一期河流作用的整體形態(tài)。

3.4 砂泥組合類標(biāo)志

館陶組內(nèi)部發(fā)育有可對(duì)比性很強(qiáng)的砂泥組合類標(biāo)志,感應(yīng)曲線的可對(duì)比性很強(qiáng)(圖2d)。N17-5井的1 094～1 116 m井段與B76-29井的1 088～1 100 m井段的感應(yīng)曲線具有明顯可對(duì)比性。有22口井發(fā)育該砂泥組合類標(biāo)志,占總井?dāng)?shù)的9.6%(圖3d)。

4 標(biāo)志使用

研究區(qū)總結(jié)出的4類8個(gè)對(duì)比標(biāo)志,這些標(biāo)志的平面發(fā)育范圍大小懸殊;但是,把這些標(biāo)志的平面范圍疊加在一起,可以覆蓋整個(gè)研究區(qū)。這是綜合應(yīng)用對(duì)比標(biāo)志、實(shí)現(xiàn)全區(qū)劃分對(duì)比的重要基礎(chǔ)。圖3表明,只存在一個(gè)對(duì)比標(biāo)志的平面分布范圍是不能覆蓋全區(qū)的,但大部分區(qū)域都具有3個(gè)及3個(gè)以上的對(duì)比標(biāo)志可供同時(shí)使用,從而在剖面對(duì)比中實(shí)現(xiàn)對(duì)層位的控制。

根據(jù)發(fā)育對(duì)比標(biāo)志數(shù)量的密度分布,可以更好地選擇對(duì)比剖面,讓對(duì)比剖面盡可能通過(guò)對(duì)比標(biāo)志高密度區(qū),使用盡可能多的標(biāo)志控制對(duì)比關(guān)系和結(jié)果。

遵循上述工作方法與步驟,本研究首次實(shí)現(xiàn)了孤島油田南區(qū)館1+2砂層組頂界的精細(xì)劃分對(duì)比。實(shí)踐表明,孤島油田南區(qū)館1+2砂層組頂面構(gòu)造能非常合理地反映構(gòu)造對(duì)油氣分布的控制規(guī)律(圖4)。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)對(duì)于河流相沉積,缺少全區(qū)分布的標(biāo)準(zhǔn)層、標(biāo)志層的儲(chǔ)層細(xì)分對(duì)比工作,應(yīng)當(dāng)認(rèn)真總結(jié)可能存在的對(duì)比標(biāo)志,綜合應(yīng)用對(duì)比標(biāo)志可以很好地解決儲(chǔ)層細(xì)分對(duì)比問(wèn)題。

圖4 孤島油田南區(qū)館1+2砂層組頂面構(gòu)造Fig.4 Structural Contour Map of the T op Boundary of G uan 1+2 Sand Member in the South Block of Gudao Oilfield

(2)共總結(jié)出4類8個(gè)對(duì)比標(biāo)志:泥巖類標(biāo)志;砂巖類標(biāo)志;砂泥組合類標(biāo)志;“鈣質(zhì)尖”類標(biāo)志。其中,泥巖類標(biāo)志有3個(gè)標(biāo)志,砂巖類標(biāo)志有2個(gè),砂泥組合類標(biāo)志有1個(gè),“鈣質(zhì)尖”類標(biāo)志有2個(gè),共8個(gè)對(duì)比標(biāo)志。

(3)通過(guò)綜合應(yīng)用標(biāo)志,繪制了各個(gè)標(biāo)志在研究區(qū)域內(nèi)的分布范圍。統(tǒng)計(jì)研究區(qū)標(biāo)志的疊加數(shù)量,分析標(biāo)志發(fā)育的有利區(qū)域,對(duì)于研究區(qū)的儲(chǔ)層劃分與對(duì)比工作有重要的指導(dǎo)意義。

(4)首次實(shí)現(xiàn)了孤島油田南區(qū)館1+2砂層組頂界的劃分對(duì)比,并完成了該區(qū)館1+2砂層組的儲(chǔ)層細(xì)分對(duì)比工作。

[1] 陸先亮,束青林,曾祥平.孤島油田精細(xì)地質(zhì)研究[M].北京:石油工業(yè)出版社,2005.

[2] 王秉海,錢 凱.勝利油區(qū)地質(zhì)研究與勘探實(shí)踐[M].東營(yíng):石油大學(xué)出版社,1992.

[3] 王夕賓,鐘建華,賈 萍,等.孤島油田館1+2地層劃分對(duì)比與沉積模式[J].應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào),2004,12(1): 33-40.

[4] 王夕賓,鐘建華,薛照杰,等.孤島油田館1+2砂層組沉積模式及其對(duì)剩余油分布的控制[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版, 2004,28(6):16-20.

[5] 羅水亮,曾流芳,李林祥,等.多油層復(fù)雜斷塊油藏開發(fā)層系細(xì)分研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010,32(6):98-102.

[6] 陳清華,劉池陽(yáng),李 琴.勝利油區(qū)孤島油田新近系輔助標(biāo)志層研究[J].地層學(xué)雜志,2003,27(1):46-49.

[7] 單敬福,紀(jì)友亮,史 榕,等.曲流河道單砂體驅(qū)油效率主控因素[J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào),2007,29(2):170-173.

[8] 吳詩(shī)勇,李自安.精細(xì)地質(zhì)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào),2006,28(2):58-64.

[9] 王 蛟,束青林.孤島油田西南緣館下段斷層封閉性與油氣成藏[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010,32(5):47-53.

[10] 李繼紅,陳清華.孤島油田館陶組油層微型構(gòu)造研究[J].西北地質(zhì),2001,34(2):54-58.

[11] 李雙應(yīng),李 忠,王忠誠(chéng),等.勝利油區(qū)孤島油田館上段沉積模式研究[J].沉積學(xué)報(bào),2001,19(3):386-393.

[12] 束青林,張本華,徐守余.孤島油田河道砂儲(chǔ)集層油藏動(dòng)態(tài)模型及剩余油研究[J].石油學(xué)報(bào),2005,26(3):64-67.

[13] 李興國(guó),周憲城.孤島油田兩類河流相儲(chǔ)集層及其開發(fā)效果分析[J].石油勘探與開發(fā),1982,9(2):44-51.

[14] 馮偉光.孤島油田南區(qū)東部曲流河沉積結(jié)構(gòu)單元分析[J].海洋石油,2008,28(3):31-35.

[15] 張偉峰,劉守軍,李擁安,等.孤島館陶組注水開發(fā)儲(chǔ)層性質(zhì)動(dòng)態(tài)變化特征研究[J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào),2004,26(2): 51-53.

[16] 戴啟德,國(guó)景星,狄明信.孤島油田中二中區(qū)館陶組上段第三砂層組沉積微相研究[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,1998, 22(3):31-34.

[17] 徐德軍,張連社,張家營(yíng),等.孤島油田Ng1+2油層低產(chǎn)能治理[J].江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào),2002,24(1):72.

[18] 劉建民,徐守余.河流相儲(chǔ)層沉積模式及對(duì)剩余油分布的控制[J].石油學(xué)報(bào),2003,24(1):58-62.

[19] 王代流,王 蛟.孤島油田館陶組湖相沉積認(rèn)識(shí)及應(yīng)用[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2009,31(2):41-44.

[20] 渠 芳,陳清華,連承波.河流相儲(chǔ)層細(xì)分對(duì)比方法探討[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2008,23(1):17-21.

[21] 渠 芳,陳清華,連承波,等.河流相儲(chǔ)層細(xì)分與對(duì)比中存在的問(wèn)題[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2007,27(1): 49-53.

[22] 胡光明,王 軍,紀(jì)友亮,等.河流相層序地層模式與地層等時(shí)對(duì)比[J].沉積學(xué)報(bào),2010,28(4):745-751.

[23] 李 陽(yáng).河流相儲(chǔ)層沉積學(xué)表征[J].沉積學(xué)報(bào),2007,25(1): 48-52.

[24] 謝寅符,李洪奇.準(zhǔn)噶爾盆地鈣質(zhì)夾層成因及層序地層學(xué)意義[J].石油學(xué)報(bào),2005,26(5):24-27.

[25] 高玉飛,鐘建華,王志坤,等.利用鈣質(zhì)夾層判斷層組界面的可行性探討[J].特種油氣藏,2008,15(1):32-35.

[26] 田 洋,盧宗盛,權(quán)英哲,等.遼河盆地大民屯凹陷沈95區(qū)塊砂巖儲(chǔ)層中鈣質(zhì)夾層研究[J].巖石礦物學(xué)雜志,2009,28(2): 152-160.

[27] 林承焰,侯連華,董春梅,等.遼河西部凹陷沙三段濁積巖儲(chǔ)層中鈣質(zhì)夾層研究[J].沉積學(xué)報(bào),1996,14(3):72-80.

[28] 黃 東,戴鴻鳴,楊躍明,等.邛西地區(qū)須家河組二段鈣質(zhì)夾層特征與成因[J].天然氣工業(yè),2009,29(6):31-32.