測井高分辨率層序地層對比在蘇里格氣田S井區(qū)盒8段中的應用

符偉兵,楊 斌,李 強,陳 偉

(油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室 成都理工大學,四川成都 610059)

0 前言

蘇里格氣田(見圖1)位于鄂爾多斯盆地西北側的蘇里格廟地區(qū),是目前中國發(fā)現(xiàn)的一個世界級大氣田。蘇里格氣田二疊系氣藏屬非均質(zhì)性極強,連續(xù)性較差,低孔低滲,低豐度,低產(chǎn)且大面積分布的河流-三角洲砂巖巖性氣藏,有效儲層厚度小,砂體疊置模式復雜,由沉積環(huán)境導致形成的單砂體,在層段上的分布變化很大[1～4],這對該氣田的勘探開發(fā)提出了極大的挑戰(zhàn)。為進一步弄清各小層砂體的空間分布規(guī)律,準確預測盒8段主產(chǎn)氣層段砂體分布和高效開發(fā)氣藏,基于蘇里格氣田S井區(qū)的區(qū)域地質(zhì)、沉積相、測井、鉆井、巖心資料,采用測井相分析技術和高分辨率層序地層學原理[5、6],對研究區(qū)內(nèi)三十六口單井,盒8段進行測井相識別和高分辨率層序劃分,并建立了區(qū)內(nèi)五條高分辨率層序地層對比格架。本研究加深了對S井區(qū)砂體展布規(guī)律的認識,為合理高效地開發(fā)S井區(qū)天然氣資源提供了地質(zhì)依據(jù)。

圖1 蘇里格氣田構造區(qū)域位置(據(jù)何順利等)Fig.1 Regional tectonic location of Sulige gas field(By HE Shun-li,et al)

1 測井相研究

在含油氣盆地的鉆井地質(zhì)研究中,非取心段的鉆井測井剖面為沉積相和層序地層分析的主要對象,因而建立和分析不同沉積相和層序類型的測井相模型至關重要。以電測曲線的幅度、形態(tài)、接觸關系和組合特征,作為判別非取心段地層的巖性,巖性組合,以及沉積相和層序特征的主要依據(jù)。但這種判別必須建立在取心段的巖～電轉換關系基礎上,由此所確定的測井曲線變化規(guī)律和測井相模型,可非常準確地反映出地層巖性、粒度變化、接觸關系及垂向沉積層序等特征。

1.1 巖～電轉換關系

據(jù)已有測井資料的巖～電轉換對比關系分析,在研究區(qū)內(nèi)上古生界地層中,以自然伽瑪曲線和視電阻率曲線的測井相分析結果,與取心井段的地層巖性,巖性組合和沉積相序列的分析結果擬合性最好,其中,以自然伽瑪曲線的形狀和幅值大小與地層巖性有更好的對應關系,可對具有不同巖性組合的沉積相類型分析提供更為準確的信息。因而選取以自然伽瑪曲線為主,以視電阻率曲線為輔的測井相與取心段的沉積相分析結果擬合關系,建立不同沉積相類型和層序級別的測井相巖～電轉換關系,用以指導非取心井段測井曲線的巖性和沉積相解釋。圖2是經(jīng)對部份鉆井取心段詳細的巖性和沉積相特征觀察描述后,再與測井相進行比較分析后所建立的巖～電轉換關系。經(jīng)檢驗,模型中的巖性和沉積相與電性和測井相特征的符合率達90%以上。

1.2 典型測井相類型

眾多鉆井的測井相巖～電轉換關系分析結果,證實了自然伽瑪能較好地反映泥質(zhì)含量和碎屑粒度變化的沉積序列和演化特征,再結合視電阻率、自然電位和密度的綜合分析,佐證以自然伽瑪曲線為主,視電阻率和自然電位為輔的測井相巖～電轉換關系,對非取心井段測井曲線的巖性和沉積相解釋符合率可高達90%以上,完全能滿足生產(chǎn)和科研的需要。常見的曲線類型描述如下[7]:

(1)平滑箱狀曲線反映由含礫粗砂巖和中～粗粒砂巖組成的,具有多韻律疊置的辮狀河心灘沉積特征,內(nèi)部結構較均勻。

(2)齒化箱形曲線與平滑箱狀曲線非常相似,反映由中～粗粒砂巖或中～細粒砂巖組成的多韻律疊置辮狀河心灘和河道充填沉積特征,內(nèi)部結構不均勻,可能發(fā)育有多個泥巖夾層。

(3)鐘形曲線。反映了由中～粗粒砂巖至中～細砂巖組成的,由粗變細的曲流河邊灘或辮狀河心灘砂體的沉積特征。如由多個沖刷面、疊置的邊灘或心灘,與薄泥巖夾層組合在一起,因每個疊置砂體的粒級及含泥量的韻律性變化,可使鐘形曲線多次疊加而呈宏觀的圣誕樹形。

(4)漏斗形曲線。巖性主要為反韻律的薄層砂巖、粉砂巖、泥巖互層,砂巖主要發(fā)育于上部,反映突發(fā)性的洪水流溢岸沉積,如決口扇和決口河道,多個決口扇的連續(xù)發(fā)育可形成疊置漏斗狀曲線。

(5)平滑曲線。反映較連續(xù)的炭質(zhì)泥巖段沉積,但由于炭屑和有機質(zhì)含量較高,其視電阻率值明顯高于普通的泥巖。

圖2 S1井3390 m～3414 m取心段巖～電轉換關系Fig.2 The core-electricity converted relation of the 3390-3414 meter coring section of well S1

(6)尖刺狀指形曲線是決口扇和決口河道的典型曲線特征,而以箱狀和鐘形曲線為背景的尖刺狀指形曲線,往往與砂體中有鈣質(zhì)膠結層有關。

除上述常見的幾種曲線類型外,還有很多由低伽瑪值曲線組合而成的多種形態(tài)的復雜曲線類型。在本研究區(qū)內(nèi),以伽瑪曲線為代表的部份典型測井相類型如圖3所示。

2 基準面旋回界面識別及劃分

利用測井資料識別和劃分基準面旋回,是基于測井曲線地層解釋模型來完成的。只有在總結測井曲線巖電關系的基礎上,才能進行測井曲線的基準面旋回界面識別。由于本研究區(qū)目的層段是以陸源碎屑沉積為主的陸相砂泥巖剖面,其自然電位、自然伽瑪、電阻率測井組合序列都能較清楚地反映地層的巖相組成和旋回性特征,特別是自然伽瑪曲線與沉積物的粒度中值和泥質(zhì)含量密切相關,是進行巖性解釋的常選曲線,所以作者在本次研究中選擇了該曲線組合進行基準面旋回的劃分和對比。在單井高分辨層序劃分時,應從二個方面進行:①根據(jù)由測井曲線解釋出的巖性和沉積微相剖面,結合巖電關系所確定的測井響應特征,直接利用相內(nèi)沉積物粒度變化來確定短期基準面旋回;②根據(jù)短期基準面旋回疊置而成的地層疊加樣式,來確定中長期基準面旋回[8]。單井基準面旋回的識別及劃分,為高分辨率層序地層對比格架的建立奠定了基礎。根據(jù)層序劃分結果,研究區(qū)盒8段共識別出了二個長期(LSC1、LSC2)旋回,四個中期(MSC1～MSC4)旋回;十一個短期(SSC1～SSC11)旋回。其中,中期基準面旋回所控制的時間段相對較長,能較好地對應于地層劃分方案中的相應層段(見圖4)。

圖3 典型測井相類型Fig.3 Typical electrofacies types

圖4為研究區(qū)內(nèi)S10井沉積相和高分辨率層序地層綜合柱狀圖,此井是一口取心井,由層序劃分結果表明,此井缺失SSC5小層。按照鄭榮才等[9]劃分的短期旋回結構層序類型模式對比,S10井主要發(fā)育上升半旋回厚度大于下降半旋回的不完全對稱型(C1型,如圖4中SSC2、SSC4等),僅保存上升半旋回的向上“變深”非對稱型結構(A型,如圖4中SSC1和SSC3)[9、10]的中期、短期旋回結構類型,且從盒8下到盒8上(SSC1～SSC11)層序類型由從A型向C型轉化的趨勢,由此反映出下石盒子組沉積時自下而上物源供給逐步穩(wěn)定,水體能量逐漸減弱的過程,這也與盒8段自下而上,由辮狀河向曲流河轉變的特征相符。

3 高分辨率層序地層對比格架的建立

在單井沉積相劃分和高分辨層序地層分析基礎上,運用旋回對比法則(CrossA T)[11],以長期旋回層序的層序界面和洪泛面為優(yōu)選時間地層等時對比位置,以最具等時對比意義的中期旋回層序為等時地層對比單元,建立了S井區(qū)下石盒子組盒8段高分辨率層序地層等時對比格架。

圖5(見下頁)為研究區(qū)南北向的一條多井對比剖面,這為地層格架中的儲蓋組合分析和有利儲層相帶進行區(qū)域預測、評價奠定了基礎。

4 結論

以Cross高分辨率層序地層學理論及其技術方法為指導,采用多級旋回層序劃分方案,結合測井相分析技術,對鄂爾多斯盆地蘇里格氣田S井區(qū)下石盒子組盒8段進行了高分辨率層序地層學及測井相研究。

圖4 S10井沉積相和高分辨率層序地層綜合柱狀圖Fig.4 The comprehensive column of sedimentary facies and high-resolution sequence ofwell S10

(1)將盒8段地層劃分為二個長期、四個中期和十一個短期基準面旋回層序。

(2)研究區(qū)主要發(fā)育A型和C1型中、短期旋回結構層序類型,且從盒8下到盒8上(SSC1～SSC11)層序類型有從A型向C型轉化的趨勢。

(3)應用高分辨率層序地層學的理論和技術,在等時地層對比格架內(nèi),開展沉積微相及砂體分布的研究,能夠加深對砂體縱、橫向展布規(guī)律的認識,為合理制訂下步滾動勘探開發(fā)方案提供地質(zhì)依據(jù)。

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