薩爾圖油田北三西西塊高分辨率層序地層研究

葉小明,尹太舉

(1.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室長江大學(xué),湖北 荊州 434023; 2.長江大學(xué),湖北 荊州 434023)

薩爾圖油田北三西西塊高分辨率層序地層研究

葉小明1,2,尹太舉1,2

(1.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室長江大學(xué),湖北 荊州 434023; 2.長江大學(xué),湖北 荊州 434023)

運(yùn)用高分辨率層序地層學(xué)方法,綜合利用測井和巖心資料對(duì)薩爾圖油田北三西西塊的薩、葡、高 3個(gè)油組進(jìn)行了精細(xì)的地層對(duì)比,識(shí)別出 1個(gè)長期旋回、3個(gè)中期旋回和 14個(gè)短期旋回,進(jìn)一步分析短期旋回層序結(jié)構(gòu),劃分出向上“變深”不對(duì)稱型、向上“變淺”不對(duì)稱型、向上“變淺”復(fù)“變深”對(duì)稱型 3種基本結(jié)構(gòu)類型。以此為基礎(chǔ),對(duì)基準(zhǔn)面旋回內(nèi)單砂體的發(fā)育特征和空間展布規(guī)律進(jìn)行研究,得出在長期基準(zhǔn)面旋回的背景下,中期基準(zhǔn)面旋回對(duì)砂體的發(fā)育和展布起主要控制作用的結(jié)論。

層序地層;地層格架;基準(zhǔn)面旋回;薩爾圖油田;北三西西塊

1 基準(zhǔn)面旋回的識(shí)別與劃分

依據(jù)鉆井、巖心和測井資料,首先在層序界面識(shí)別基礎(chǔ)上對(duì)取心井進(jìn)行高分辨率層序短、中、長期基準(zhǔn)面旋回的劃分,然后進(jìn)行密井網(wǎng)的聯(lián)井剖面對(duì)比,最終建立高分辨率層序地層格架[1-7]。

1.1 層序界面的識(shí)別

層序界面的識(shí)別是地層基準(zhǔn)面旋回識(shí)別與劃分的基礎(chǔ)[8],通過巖心和測井資料主要識(shí)別出湖泛面和沖刷面 2種層序邊界。

湖泛面是基準(zhǔn)面由上升轉(zhuǎn)為下降的時(shí)間二分轉(zhuǎn)換面,在巖心中表現(xiàn)為較純的暗色泥巖,在測井曲線上具低自然電位和低電阻率的特征。工區(qū)內(nèi)主要為湖相泥巖,代表基準(zhǔn)面上升到最高位置。由于湖泛面標(biāo)志明顯,易于追蹤對(duì)比,在工區(qū)內(nèi)分布穩(wěn)定,且在測井曲線上易于識(shí)別,故選取湖泛面作為層序界面。

沖刷面位于分流河道,水下分流河道處,可見泥礫疊瓦狀排列,代表基準(zhǔn)面下降到最低位置,是進(jìn)行等時(shí)地層對(duì)比的重要標(biāo)志。工區(qū)內(nèi)姚家組與青山口組之間的一平行不整合面,位于葡 1油組的中上部,為一明顯的沖刷面,具有很好的等時(shí)意義。

1.2 短期旋回識(shí)別與劃分

工區(qū)短期旋回的識(shí)別,主要依據(jù)單一物理性質(zhì)的垂向變化、砂體疊置樣式、相序和相組合變化以及地層幾何形態(tài)與接觸關(guān)系等[2]。此外,由于研究層段內(nèi)河流相發(fā)育,還需考慮自旋回的影響[9]。這些基準(zhǔn)面變化所產(chǎn)生的沉積和地層特征反映了可容納空間和沉積物補(bǔ)給通量比值的變化,是基準(zhǔn)面旋回所經(jīng)歷時(shí)間的“痕跡”。

依照宋來明提出的建議,將基準(zhǔn)面旋回定義為基準(zhǔn)面下降到上升半旋回期間所保存下來的旋回[10]。短期旋回為一組沉積事件的產(chǎn)物,反映一期明顯的水體變化過程。工區(qū)內(nèi)共識(shí)別出 3種短期旋回類型,即向上“變深”不對(duì)稱型旋回 (A型)、向上“變淺”不對(duì)稱型旋回(B型)和向上“變淺”復(fù)“變深”對(duì)稱型旋回(C型)(圖 1)。

向上“變深”不對(duì)稱型旋回僅以保存基準(zhǔn)面上升時(shí)期的沉積為特征。其旋回底部以細(xì)砂巖為主,在上部逐漸過渡為沙紋層理粉砂巖和泥巖沉積,具下粗上細(xì)的正韻律沉積特征。本區(qū)發(fā)育河漫到湖相、主體席狀砂到湖相、非主體席狀砂到湖相、水下分流河道到河漫 4種類型,為一期小型的退積過程。

向上“變淺”不對(duì)稱型旋回僅以基準(zhǔn)面下降時(shí)期沉積為特征。主要表現(xiàn)為欠補(bǔ)償沉積而產(chǎn)生的饑餓面或無沉積作用的間斷面,其單個(gè)砂體具有粒度向上變粗的反韻律沉積特征,并顯示伴隨基準(zhǔn)面下降和可容納空間減小、沉積物增多并變粗特征,在本區(qū)為一個(gè)發(fā)育岸后到河漫的旋回,此類型在研究層段內(nèi)發(fā)育較少。

向上“變淺”復(fù)“變深”對(duì)稱型旋回是研究區(qū)最常見的一種基準(zhǔn)面旋回類型,基準(zhǔn)面上升和下降時(shí)期形成的沉積記錄得到了較完整保存,從而形成沉積物由細(xì)到粗再由粗到細(xì)的對(duì)稱型沉積旋回,其轉(zhuǎn)折點(diǎn)大多位于分流河道或水下分流河道處。

根據(jù)短期旋回的識(shí)別方法,在大慶油田北三西西塊共識(shí)別出 14個(gè)短期旋回 (SSC1～SSC14)(圖1)。

圖 1 B2-322-JP43單井基準(zhǔn)面旋回劃分柱狀圖

1.3 中期旋回識(shí)別與劃分

中期旋回反映了一個(gè)較為明顯的水體變化過程,為一系列較小幅度的水體變化組成的一個(gè)整體上呈現(xiàn)出一種區(qū)域性的進(jìn)積—退積地層疊加樣式。通過對(duì)短期基準(zhǔn)面旋回層序的疊加樣式的研究和中期基準(zhǔn)面旋回界面的確定,在目的層中識(shí)別出 3個(gè)中期基準(zhǔn)面旋回層序 (MSC1～MSC3)。大體上S1、S2、S3油組構(gòu)成上部的中期旋回MSC1,其轉(zhuǎn)換點(diǎn)位于 S2中下部;P1、P2油組基本上對(duì)應(yīng)于中部的中期旋回MSC2,其轉(zhuǎn)換點(diǎn)位于 P1油組中下部; G1、G2油組基本上對(duì)應(yīng)于下部的中期旋回MSC3。

MSC2旋回為一下部下降半旋回厚度較厚,上部上升半旋回明顯較薄的不對(duì)稱型旋回,旋回頂?shù)拙院好鏋榻?由 SSC6～SSC10疊置而成,為一個(gè)基準(zhǔn)面緩慢下降然后快速上升的旋回。MSC1和MSC3旋回均為近對(duì)稱型旋回,旋回頂?shù)拙院好鏋榻?分別由 SSC1～SSC5和 SSC11～SSC14疊置而成。中期下降半旋回主要由代表進(jìn)積的短期旋回疊加而成,中期上升半旋回主要由代表退積的短期旋回疊加形成,下降半旋回與上升半旋回的轉(zhuǎn)換面均發(fā)育分流河道或水下分流河道沉積。

1.4 長期旋回識(shí)別與劃分

長期旋回的劃分主要是依據(jù)中期旋回的疊加樣式以及垂向上相序和相組合的變化。目的層為一套完整的三角洲沉積,沉積演化序列從 G2至 S1油組,從下至上發(fā)育三角洲外前緣—三角洲內(nèi)前緣—三角洲平原—三角洲內(nèi)前緣—三角洲外前緣,可以看出總體上為一個(gè)水體由深變淺再變深的過程,也反映了一個(gè)基準(zhǔn)面下降然后再上升的過程,經(jīng)研究在本區(qū)塊內(nèi)識(shí)別出 1個(gè)長期基準(zhǔn)面旋回,其轉(zhuǎn)換點(diǎn)位于 P1油組中部附近。

2 高分辨率層序地層格架內(nèi)砂體展布規(guī)律

根據(jù)高分辨率層序?qū)W的對(duì)比方法,以基準(zhǔn)面由上升轉(zhuǎn)為下降或由下降轉(zhuǎn)為上升的轉(zhuǎn)換面為優(yōu)選等時(shí)地層對(duì)比位置[2],在單井基準(zhǔn)面旋回識(shí)別劃分的基礎(chǔ)上,選擇平行物源和垂直物源兩個(gè)方向的剖面進(jìn)行密井網(wǎng)聯(lián)井剖面對(duì)比,分析地層旋回性和層序特征的變化,建立大慶長垣北三西西塊薩葡高油層高分辨率層序地層格架。

在研究區(qū)高分辨率層序地層格架建立的基礎(chǔ)上,對(duì)基準(zhǔn)面變化過程中的砂體分布進(jìn)行了分析。研究表明砂體展布具有明顯規(guī)律性,與基準(zhǔn)面變化密切相關(guān)。在長期基準(zhǔn)面旋回的下降中晚期和上升早中期,各河道砂體 (包括曲流河道砂體、辮狀河道砂體、分流河道砂體、水下分流河道砂體)非常發(fā)育,這一段時(shí)期可容納空間較低,沉積物供給相對(duì)充足,A/S小于 1(可容納空間與沉積物供給比值)。在長期基準(zhǔn)面旋回轉(zhuǎn)換點(diǎn)附近,河道砂體最為發(fā)育,且在橫向上具有很好的連片性,主要為辮狀河道、曲流河道砂體,砂體疊置極為嚴(yán)重,隨著可容納空間增大,河道疊置程度與側(cè)向連續(xù)性變差。在長期基準(zhǔn)面下降早期和上升晚期,可容納空間較高,沉積物供給相對(duì)不充足,沉積物供給速度小于可容納空間的增長速度,A/S大于 1,河道砂體不發(fā)育,僅發(fā)育三角洲前緣薄層席狀砂體。

圖 2為 S11、P13、G27三個(gè)小層的沉積相平面圖,其中 S11位于長期基準(zhǔn)面旋回上升晚期,P13位于長期基準(zhǔn)面旋回由下降轉(zhuǎn)為上升的轉(zhuǎn)換點(diǎn)附近,G27位于長期基準(zhǔn)面旋回下降早期。在長期基準(zhǔn)面旋回下降早期和上升晚期 (S11,G27),主要以發(fā)育主體席狀砂和非主體席狀砂等薄層砂體為主,且側(cè)向連續(xù)性不是很好,河道砂體很少發(fā)育。而在長期基準(zhǔn)面旋回由下降轉(zhuǎn)為上升的轉(zhuǎn)換點(diǎn)附近(P13),河道砂體極為發(fā)育,整個(gè)工區(qū)幾乎全部被河道砂體充填。

圖 2 S11、P13、G27小層沉積相對(duì)比圖

整體上,在長期基準(zhǔn)面從下降到上升這一過程中,砂體厚度從薄變厚然后再變薄,砂體橫向的連片性也由差變好再變差,砂體類型從三角洲前緣砂體到各種河道砂體然后再到三角洲前緣砂體,反映了一個(gè)水體變淺然后加深的過程。在長期基準(zhǔn)面旋回格架的控制下,中期基準(zhǔn)面旋回對(duì)砂體的展布和發(fā)育起到了很好的控制作用。各砂體主要發(fā)育于中期基準(zhǔn)面旋回轉(zhuǎn)換點(diǎn)附近,即基準(zhǔn)面下降晚期至上升早期這一段時(shí)間內(nèi),且砂體的疊置與下切現(xiàn)象非常嚴(yán)重。

3 結(jié) 論

(1)應(yīng)用高分辨率層序地層學(xué)原理,在研究層段共劃分出 14個(gè)短期旋回,3個(gè)中期旋回,1個(gè)長期旋回。短期基準(zhǔn)面旋回發(fā)育向上“變深”不對(duì)稱型旋回、向上“變淺”不對(duì)稱型旋回和向上“變淺”復(fù)“變深”對(duì)稱型旋回 3種類型,且以發(fā)育向上“變淺”復(fù)“變深”對(duì)稱型旋回為主。

(2)在單井基準(zhǔn)面旋回識(shí)別劃分的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了密井網(wǎng)聯(lián)井剖面對(duì)比,建立了高精度層序地層格架,大大提高了地層對(duì)比的精度。

(3)在基準(zhǔn)面旋回格架內(nèi)對(duì)砂體的展布規(guī)律進(jìn)行了分析,在長期基準(zhǔn)面旋回的背景下,中期基準(zhǔn)面旋回對(duì)砂體的發(fā)育和展布起主要控制作用,砂體主要發(fā)育于中期基準(zhǔn)面由下降到上升的轉(zhuǎn)換點(diǎn)附近,即中期基準(zhǔn)面下降的晚期和上升的早期。

[1]鄧宏文 .美國層序地層研究中的新學(xué)派——高分辨率層序地層學(xué)[J].石油與天然氣地質(zhì),1995,16(2): 89-97.

[2]鄧宏文,王洪亮,李熙喆 .層序地層地層基準(zhǔn)面的識(shí)別、對(duì)比技術(shù)及應(yīng)用[J].石油與天然氣地質(zhì),1996, 17(3):177-184.

[3]鄧宏文,王洪亮 .高分辯率層序地層對(duì)比在河流相中的應(yīng)用[J].石油與天然氣地質(zhì),1997,18(2):90-95.

[4]尹太舉,張昌民,李中超,等 .濮城油田沙三中 6-10砂組高分辨率層序地層研究[J].沉積學(xué)報(bào),2003,21 (4):663-669.

[5]尹太舉,張昌民,李中超,等 .層序地層學(xué)在油田開發(fā)中的應(yīng)用實(shí)踐[J].沉積學(xué)報(bào),2005,23(4):664-670.

[6]李世臻,王紅亮 .高分辨率層序地層學(xué)在海坨子地區(qū)隱蔽油藏勘探中的應(yīng)用 [J].特種油氣藏,2008,15 (6):20-23.

[7]劉愛華,張尚鋒,陳軒,等 .中拐地區(qū) T2k2高分辨率層序地層研究[J].特種油氣藏,2009,16(1):27-30.

[8]鄭榮才,彭軍,吳朝容 .陸相盆地基準(zhǔn)面旋回的級(jí)次劃分和研究意義[J].沉積學(xué)報(bào),2001,19(2):249-255.

[9]周麗清,邵德艷,劉玉剛,等 .洪泛面、異旋回、自旋回及油藏范圍內(nèi)小層對(duì)比[J].石油勘探與開發(fā),1999, 26(6):75-77.

[10]宋來明,徐強(qiáng),彭仕宓,等 .對(duì)基準(zhǔn)面旋回定義進(jìn)行修改的建議[J].石油學(xué)報(bào),2009,30(4):630-634.

編輯 孟凡勤

TE121.3

A

1006-6535(2010)06-0032-03

20100603;改回日期:20100816

國家石油重大專項(xiàng)“高含水油田提高采收率新技術(shù)”(2008ZX05010)

葉小明 (1987-),男,2008畢業(yè)于長江大學(xué)資源勘查工程專業(yè),現(xiàn)為該校礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)在讀碩士研究生,從事油氣田開發(fā)地質(zhì)方面的研究工作。