孟凡利, 彭麗娟

(1.中國石化勝利油田分公司 石油開發(fā)中心,山東 東營 257000; 2.中國石油大學勝利學院 基礎科學學院，山東 東營 257091)

孤南151塊精細構造研究

孟凡利1, 彭麗娟2

(1.中國石化勝利油田分公司 石油開發(fā)中心,山東 東營 257000; 2.中國石油大學勝利學院 基礎科學學院，山東 東營 257091)

孤南151斷塊受北部孤南大斷層及伴生次級斷層影響,斷裂系統(tǒng)復雜,含油層系較多,儲層橫向變化快且分布不穩(wěn)定。針對該斷塊層系劃分籠統(tǒng),單元開發(fā)效果不理想的現(xiàn)狀,以層序地層學與測井地質學等理論為指導,結合鉆測錄資料,采取“旋回-厚度法”對該斷塊主力含油層系開展精細地層劃分對比,對重點井測井資料進行重新處理和解釋,建立孤南151斷塊解釋模型、精細地層格架,進行精細構造研究,結果表明沙河街組和中生界的斷裂系統(tǒng)發(fā)育,控制油氣成藏的主要是孤南斷層及其分支斷層,為進一步研究區(qū)塊剩余油分布提供了合理的地質支持。

孤南151塊;斷裂系統(tǒng);層序地層學;旋回-厚度法

1 區(qū)域概況

孤南151塊位于孤南油田西部,構造上位于孤南斷層下降盤,為孤南斷層及其伴生的北西向斷層夾持的斷塊或斷鼻構造油藏,由于受孤南大斷層長期活動影響,不同時期的油藏特征有所區(qū)別,東營組油藏為斷鼻構造,沙一段和沙二段為斷塊油藏,且被多條次級斷層切割,形成多個小斷塊,主要包括孤南151斷塊、孤南2-40斷塊和孤南2-41斷塊,構造較為復雜[1](圖1)。

該塊主要發(fā)育四套含油層系,自下而上分別為中生界(Mz)、沙河街組(Es)、東營組(Ed)、館陶組(Ng)館下段,油層埋藏深度一般為1 750～3 200 m。截至2014年12月孤南151塊已探明含油面積6.42 km2,石油地質儲量809.27×104t。

目前主要采用三套層系開發(fā)(Ng、Ed—Es、Mz),單元開發(fā)效果不理想,油水井對應較差,注采系統(tǒng)混亂,層系劃分籠統(tǒng),影響了開發(fā)水平的進一步提高,中生界累計產(chǎn)油5.02×104t,但對其構造及儲層展布情況均未落實,也未上報儲量。為了有效動用區(qū)塊儲量,進一步提高區(qū)塊的采收率,有必要開展綜合地質規(guī)律研究,并在此基礎上分析論證剩余油分布進而制定綜合開發(fā)調整方案。

圖1 孤南151塊構造位置

2 地層對比

孤南151塊主要含油層系是館陶組、東一段、東三段、沙一段、沙二段和中生界,油層埋深一般在1 750～3 200 m,縱向上含油小層較多且分布不均,厚度較薄,儲量較分散。

地層對比劃分工作是一切油藏地質研究的基礎工作,針對研究區(qū)地層呈多層序沉積特征,地層劃分的精細與否、對比的準確高低是油藏地質研究的關鍵[2]。

2.1 對比方法及難點

地層對比主要遵循“按照沉積旋回,從大到小,逐級對比,逐級控制對比精度”的原則進行[3-5]。主要按照前人提出的“旋回-厚度法”進行精細地層對比。對比標志依據(jù)行業(yè)“同時性”、“穩(wěn)定性”、“特殊性”、“綜合性”的原則;以通常測井組合曲線為對比資料;以砂層組、段、小層為對比單元,進行統(tǒng)層對比。

孤南151塊斷裂發(fā)育,多口井鉆遇到1～3條斷層,主要目的層沙二段地層鉆遇厚度差別較大,砂巖在縱向、橫向變化較大,增加了本次地層對比的難度。結合聯(lián)井地震資料剖面的分析,孤南151塊沙二段地層沉積厚度變化不大,只是因為大多數(shù)井鉆遇斷層,造成沙二段地層斷缺,厚度變化較大,因此,在對比過程中,在標志層的控制下采用沉積旋回對比法及地層厚度相當法進行對比。

2.2 對比標志層的確定

經(jīng)過反復對比,明確該區(qū)目的層段有6套巖性組合,由此將這6套巖性組合作為對比標志和輔助標志層來控制對比精度,其中標志層3個、輔助標志層3個。

2.2.1 標志層

根據(jù)對比結果,該塊標準層分別為館陶組底部泥巖、東營組底部泥巖和沙一段底部灰?guī)r。

館陶組底部泥巖是研究區(qū)館陶組與東營組的分界標志,主要巖性表現(xiàn)為泥巖、夾薄層砂巖,厚度一般為13～24 m。深側向電導率(LLD)曲線總體呈小鋸齒狀箱形;聲波(AC)比上下圍巖值高;自然伽馬(GR)值從上到下呈指狀逐漸增大;自然電位(SP)曲線相比上下圍巖起伏較小,基本為一條平滑的直線;電導率曲線總體呈箱型,起伏不大。東營組底部泥巖是東營組與沙一段的分界標志,巖性為較純的泥巖,厚度達到上百米,直接覆蓋在沙一段泥巖上部。底部深側向電導率曲線總體呈箱形,電導率值逐漸降低,為低—中等;LLD曲線呈箱形,電阻率值較高;AC值與周圍地層無明顯變化,密度比上部泥巖稍高;GR值與上下巖層值差別不大;SP曲線基本為一條平滑的直線。沙一段底部灰?guī)r為沙一段與沙二段的分界標志,巖性為灰褐色泥灰?guī)r及深灰色生物灰?guī)r,電導率(COND)曲線呈低阻,到底部逐漸增加,LLD曲線由高阻逐漸減小;AC聲波曲線、GR曲線均呈鋸齒狀,聲波值增加,GR值變化不大,SP曲線起伏不大。

2.2.2 輔助標志層

三個輔助標準層為東二段底部泥巖、沙二段3砂層組底部泥巖和中生界頂部砂礫巖。

東二段底部泥巖為東二段與東三段的分界面,巖性為純泥巖,COND曲線表現(xiàn)為由高值突然變低,向下逐漸增高,呈尖刀狀;沙二段3砂層組底部泥巖為3砂組與4砂組的分界面,巖性為純泥巖,電導率曲線呈尖刀狀,由低變高,GR值明顯高于上下部圍巖;中生界頂部砂礫巖是中生界與上覆地層的分界標志,為不整合面。巖性為凝灰質砂巖、礫巖,測井曲線表現(xiàn)為突變,COND曲線由高值變?yōu)榈椭? GR值變?yōu)榈椭?SP曲線呈箱形。

2.3 對比剖面及層序建立

為了全面反映研究區(qū)域在標準層控制下目的層的地層厚度、儲層厚度及其電性特征的展布情況,以地層層序學、石油地質學為理論基礎,借助地震資料、鉆、測、錄資料,再建立單井測井電性特征模板,結合地質構造、沉積微相等多個因素,以各個標準層和對比剖面為約束,借助自然電位、聲波、感應電阻率曲線的巖性特征,逐步建立目的層的各小層對比標準層序。

2.4 與原來小層劃分的對比

本次對比劃分差別較大的是本塊的主力層系沙二段。

原來對比方法是:把整個沙二段地層作為一套砂層組,進行小層劃分,細分了15個小層。

本次對比方法是:根據(jù)沙二段沉積旋回和巖性組合特征,采用“旋回-厚度法”將地層劃分為6個砂層組,每個砂層組再進行小層細分(圖2)。

2.5 小層劃分對比結果

在以上標準層、標志層和對比剖面的控制下,利用自然伽瑪、微電極、聲波、感應等曲線,由點到線、由線及面,點、線、面相結合的對比方法進行全區(qū)細分對比。

孤南151塊從下到上,將沙二段劃分為6個砂層組、東營組分為3個砂層組、館陶組劃分為10個砂層組。在砂層組劃分的基礎上,對含油砂層組進一步細分小層,各目的層的小層劃分為52個。其中館陶組9砂組1小層、東一段的5、6、8、10等4個小層、東三段的1、2、4、5等4個小層、沙一段、沙二段的1、2、3砂組的13個小層、中生界頂部砂礫巖是本區(qū)的主要含油砂體,共24個小層。

圖2 孤南154-1井沙二段小層劃分對比

3 精細油藏描述

在地層劃分對比研究的基礎上,綜合運用各種方法和技術手段開展目的層段的精細構造解釋,刻畫出斷裂的分布特征,搞清楚地層格架的空間分布[6]。根據(jù)合成記錄標定結果,館下段10砂層組頂、東一段頂、東三段頂、沙一段底、中生界頂在三維地震資料上橫向連續(xù)性較好,可連續(xù)追蹤,通過三維地震資料解釋及時深轉換,對上述5個層位的深度域構造進行精細解釋。

3.1 合成記錄及層位標定

從頻譜分析結果可知,頻帶范圍在10～60 Hz,主頻在20 Hz左右,頻帶較窄,高頻成分缺失,不利于地震儲層預測。但剖面信噪比較高,波組特征較明顯,較適合于構造解釋。在井震標定過程中,以沙一底(Es1底)和中生界Mz反射層作標準參考層,選擇目的層附近提取子波進行井震標定。

合成記錄制作和井震標定的基礎是子波提取。首先根據(jù)頻譜分析結果,選取主頻為20 Hz的Ricker子波進行初次標定,主要是將深度域的地質分層位標定在時間域的地震剖面上。之后在目的層附近從井旁道提取子波,進行二次精細標定。主要層系Ed1頂為館陶組底部附近的一套中等強度的波峰反射,橫向連續(xù)性較好,可連續(xù)追蹤(圖3)。

圖3 孤南151-5井地震剖面(剖面位置見圖1)

3.2 層位與斷層解釋

首先把地震解釋的時間域層位通過東營速度轉換到深度域,然后與分層數(shù)據(jù)對比,計算誤差,再把誤差進行網(wǎng)格,通過控制誤差的范圍使誤差不被放大,最后把誤差與深度域數(shù)據(jù)相加,得到最終的結果,繪制成構造圖。

斷裂的解釋主要利用地震剖面和屬性技術進行識別。通常相干、傾角等常規(guī)地震屬性能夠較好地指示斷裂及大尺度裂縫的分布特征。尤其是傾角屬性對小斷層的反映較相干屬性更靈敏[7]。通過反復試驗,認為瞬時傾角屬性能夠較好地刻畫出研究區(qū)的斷裂分布特征。根據(jù)相干和傾角分析結果,結合地震剖面特征,縱橫閉合解釋了約23條斷層,并進行了合理的斷層平面組合。

3.3 斷裂系統(tǒng)

本文研究區(qū)斷層皆為正斷層,主要發(fā)育有孤南大斷層及其下降盤發(fā)育的兩條次一級斷層和一系列的次次級小斷層。孤南大斷層從西南向東北貫穿整個研究區(qū),為控制含油氣構造帶的三級斷層,從館陶組之上一直斷至基底,最大斷距超過1 000 m。兩個分支斷層及一些小斷層與孤南大斷層斜交,其余小斷層則主要以兩個分支斷層為主干呈發(fā)散狀分布。

該區(qū)主要發(fā)育有孤南大斷層及其下降盤發(fā)育的多條北東向、北西向的次次級小斷層。根據(jù)斷層延伸長度及斷距,本區(qū)塊內(nèi)部主要發(fā)育8條斷層,其中孤南斷層、F1斷層控制本塊油氣成藏(圖4)。

圖4 孤南151塊沙二段頂面斷裂系統(tǒng)

3.4 構造形態(tài)

從Ng至Mz,地層在構造上具有一定的繼承性,在斷層下降盤,構造整體上都是北高南低、西高東低,并且都是越靠近大斷層地層傾角越陡,向南逐漸變緩,越靠近大斷層斷裂越復雜。地層從上到下,孤南大斷層斷距逐漸加大,地層傾角也逐漸變陡。

沙一段底構造與Ed3頂構造繼承性較好,構造形態(tài)基本一致,只是斷層在平面的位置有稍微的變化。孤南151塊內(nèi)部受多條次級斷層的切割,將本塊分割成孤南151斷塊、孤南151-3斷塊、孤南2-40斷塊等6個斷塊。中生界構造受孤南斷層和F1斷層控制,F2斷層則不發(fā)育。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育3個圈閉,孤南151斷塊、孤南2斷塊以及孤南2-461井區(qū)鼻狀構造。

4 結 論

通過對測井資料進行重新處理和解釋,對孤南151塊進行精細地質研究,應用“旋回-厚度法”進行精細地層劃分對比,建立了精細地層格架;對該塊構造、儲層特征有了進一步的認識。在斷層發(fā)育密集區(qū)域附近、構造相對較高的部位以及部分無井控制區(qū)域存在剩余油相對富集區(qū),部分區(qū)域具有進一步挖潛的潛力。經(jīng)過對孤南151塊精細油藏描述,為下一步三維地質建模、數(shù)值模擬、剩余油研究以及對該塊的開發(fā)動態(tài)調整,進一步提高老區(qū)塊采收率具有重要指導意義。

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[7] 曾大乾,焦方正,徐恩信.油藏描述新技術[M].東營:石油大學出版社,1999:33-36.

[責任編輯] 董大偉

2015-06-15

孟凡利(1979—),男，安徽蕭縣人，中國石化勝利油田分公司石油開發(fā)中心工程師，主要從事油氣開發(fā)與采油管理研究。

10.3969/j.issn.1673-5935.2015.03.003

TE319

A

1673-5935(2015)03- 0007- 04