遼河油田歡喜嶺沙河街組沙四段精細地層劃分與對比

張 彬，單敬福，吳東勝，湯乃千，閆海利

(1.長江大學地球科學學院，武漢 430100；2.長江大學油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室，武漢 430100)

遼河油田歡喜嶺沙河街組沙四段精細地層劃分與對比

張 彬1，單敬福2，吳東勝2，湯乃千1，閆海利1

(1.長江大學地球科學學院，武漢 430100；2.長江大學油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室，武漢 430100)

文章在通過綜合研究遼河油田歡喜嶺X區(qū)地震、測井、巖性等資料基礎(chǔ)上，采用“井震結(jié)合”的方法對區(qū)內(nèi)能夠鉆到沙四段的113口井的巖性、電性進行分析，對歡喜嶺區(qū)內(nèi)的沙河街組沙四段進行了精細化分與對比，并將沙四段地層劃分為Te(特巖)、DuⅠ(杜Ⅰ)、DuⅡ(杜Ⅱ)、DuⅢ(杜Ⅲ)4套小層。沙四段的精細地層劃分與對比，為研究砂體展布、沉積微相等提供了地質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對油田的開發(fā)具有一定的指導意義。

歡喜嶺地區(qū)；沙河街組沙四段；地層劃分；井震結(jié)合；遼寧省

0 引言

精細地層劃分與對比在油田開發(fā)過程中是一項非常重要的基礎(chǔ)工作。通過精細地層劃分與對比，可以得出研究區(qū)各小層特征的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以此來解決油田在開發(fā)過程中遇到的很多地質(zhì)問題。比如，利用精細地層對比結(jié)果，繪制各個小層的砂厚、沉積微相等平面圖，分析出油藏富集的原因，并最終預測有利含油區(qū)塊。因此，精細地層對比的準確性，會對油田的開發(fā)產(chǎn)生非常重要的影響。

1 地質(zhì)概況

遼河西部凹陷位于渤海裂谷系東北角，北部與內(nèi)蒙地軸相鄰，西接燕遼沉降帶，東為遼河裂谷中央凸起，南鄰遼東灣[1]，是遼河坳陷最大的一個富含油氣的凹陷。西部凹陷屬于較為典型的箕狀凹陷，凹陷內(nèi)可分為斜坡帶、中央隆起帶、洼陷帶、陡坡帶四個不同的構(gòu)造區(qū)帶。研究區(qū)位于遼河凹陷中南段(圖1)，處于斜坡區(qū)向鴛鴦溝洼陷過渡的“坡-洼”過渡帶上。主要發(fā)育兩期斷裂體系：Ⅰ期為NE向斷裂系，為中-新生代繼承性發(fā)育的斷層；Ⅱ期是EW向斷裂系，于漸新世晚期開始發(fā)育。本次研究的目標層為Ⅰ期斷裂體系控制下的古近系沙四段，是古近紀沉積演化第一旋回早期的沉積產(chǎn)物，主要處于扇三角洲沉積環(huán)境，其厚度為150～300 m，主要為深灰色、灰色泥巖與淺灰色砂巖互層。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置Fig.1 Map showing location of the study area1.斷層；2.井位及編號；3.地名；4.新近系缺失(區(qū))；5.東營組超覆線；6.研究區(qū)位置

2 地層精細劃分與對比方法與標志

2.1 地層精細劃分與對比的依據(jù)及方法

地層的劃分與對比是緊密相連的，準確合理的地層劃分是正確地層對比的基礎(chǔ)[2]。一般情況下，地層劃分的依據(jù)則是在沉積旋回對比的基礎(chǔ)上，結(jié)合儲層的非均質(zhì)性，各級次的層組應(yīng)反映層段內(nèi)儲層開發(fā)地質(zhì)特征的相對相似性、層段間的相對穩(wěn)定性及差異性。本次小層劃分與對比的方法是運用層序地層學方法，即綜合利用測井、巖性、地震等資料進行地層對比；通過地層等時格架的建立，避免了傳統(tǒng)的生物—巖性地層對比過程中某些分層界面具有的穿時現(xiàn)象。

在油藏研究的過程中，測井曲線對比在地層對比中占據(jù)主導作用，貫穿地層劃分與對比始終。其形態(tài)特征包含了眾多地層信息，是地層巖性、物性及其所含流體的綜合反映。但測井曲線的采集由于受到時間、環(huán)境、地質(zhì)條件的因素的影響，會對采集結(jié)果造成一定的偏差。因此，必須對測井曲線進行優(yōu)選。優(yōu)選原則：a.垂向具有高分辨率，細微對比特征明顯；b.不同批次井網(wǎng)曲線特征穩(wěn)定；c.曲線具有井井普通性[3]?；谏鲜鲈瓌t，本次劃分對比優(yōu)選了電阻率曲線與自然電位曲線，同時以其他曲線作為參考與校正。

在地層精細劃分與對比過程中，依照“先找區(qū)域標志層，再找輔助標志層；先對大層，再分小層；旋回對比、分級控制、不同相帶區(qū)別對待、參考厚度、多井對比、全區(qū)閉合”的原則[4-5]。在地層劃分對比過程中，突出沉積旋回和巖性變化規(guī)律的使用。

2.2 小層劃分對比標志層

在地層劃分與對比過程中，最有效的就是標志層的對比。標志層，即巖性穩(wěn)定、厚度變化不大、在電性曲線上具有明顯特征，容易識別且最好沒有重復出現(xiàn)的特殊地層。用標志層控制含油層段的頂?shù)?，依?jù)沉積旋回(輔助標志層)劃分油層組、砂巖組，沉積韻律細分小層，小層之間盡可能泥巖隔層、電性標志明顯且在一定范圍內(nèi)可連續(xù)追蹤。這些標志層，不同程度地對本次電性旋回特征分析進行井間對比及小層劃分起到了決定性的控制作用[6]。本次研究將對歡喜嶺X區(qū)內(nèi)113口有資料井進行地層的精細劃分與對比。在對這些井的巖性、電性特征研究的基礎(chǔ)上，選取了工區(qū)內(nèi)2個標志層。

2.2.1 沙四段頂部與沙三段底部的標志層

在沙四段沉積末期，由于物源供給較為充分，來自西部斜坡帶的物源經(jīng)河流搬運后迅速向洼槽中心堆積，因此造成了在沙三段沉積早起，在靠近盆地邊緣的西部斜坡帶有厚度巨大的河流沖刷現(xiàn)象，造成局部不整合，但在工區(qū)范圍與沙三段地層呈整合接觸，在多口井之間可以很好地對比，可作為標志層，展開砂巖組級別的井間對比。

2.2.2 杜家臺組頂部的標志層

在杜家臺油層組頂部地層中，大部分含有厚度巨大的暗色泥巖，且全區(qū)穩(wěn)定分布，其電性以低阻、低幅自然電位曲線值為特征，且電測曲線平直，是很好的標志層。

3 沙四段內(nèi)部小層劃分

沙四段是古近紀沉積演化第一旋回早期的沉積產(chǎn)物，主要處于扇三角洲沉積環(huán)境，旋回性較為清楚，為一套淺灰色、灰色中細砂巖，含礫砂巖及砂礫巖與灰色、淺灰色泥巖間互沉積，與上覆沙三段地層呈整合接觸。其上部有20 m左右的特殊巖性段——褐色油頁巖。

3.1 單井地層劃分

以區(qū)域標志層為制約條件，可對沙四段地層進行確認。在工區(qū)范圍內(nèi)選取資料齊全，電性特征明顯的歡X井作為對比標準井，進行單井分析，結(jié)合錄井數(shù)據(jù)，綜合標準井目的層電測曲線數(shù)據(jù)，建立研究區(qū)綜合柱狀剖面圖。

依據(jù)Vail層序地層學理論可在研究目標井的沙四段中劃分4個沉積旋回，進而可將沙四段劃分為Te(特巖)、DuⅠ(杜Ⅰ)、DuⅡ(杜Ⅱ)、DuⅢ(杜Ⅲ)4套小層。

沙四段從下到上為水進背景下的扇三角洲前緣亞相沉積，僅僅在杜Ⅱ砂巖組發(fā)育水下分流河道；其余上部多為席狀砂和湖泥沉積，且以湖泥占絕大多數(shù)。歡X井由于更靠近物源，杜家臺油層組各地層單元水下分流河道較為發(fā)育，但整體依然表現(xiàn)為正旋回(圖2)。綜合歡X井沉積特征，其演化規(guī)律反映了扇三角洲沉積體系的形成、發(fā)展與消亡史，其變化過程是一個漸變的地質(zhì)歷史過程，受構(gòu)造演化、湖盆發(fā)展及沉積條件的共同影響。

圖2 歡34井單井綜合分析柱狀圖Fig.2 Comprehensively interpreted single well column of well Huan 34

3.2 工區(qū)地層骨架建立

標準井小層的劃分與對比的結(jié)果對工區(qū)地層骨架的建立具有指引意義，在其完成的基礎(chǔ)上，選擇兩條交叉經(jīng)過標準井的連井剖面，對剖面中其余單井逐個進行劃分，并進行井間地層對比，建立歡X連井剖面地層對比圖作為工區(qū)骨干剖面(圖3)。以骨干剖面小層劃分、對比為依據(jù)，由線到面，向外呈輻射狀抽取連井剖面，進行全區(qū)地層的劃分與對比。通過反復的對比與調(diào)整，最終得到了全工區(qū)113口井的小層劃分與對比，并使之空間閉合，建立起小層地層劃分與對比骨架(圖4)。

但是，研究工區(qū)地層的劃分與對比不能僅僅依靠測井數(shù)據(jù)得出，還需要在橫向上進行校正。這就需要通過地震數(shù)據(jù)的解釋分析來完成，以“井震結(jié)合”為手段進行最終的成果確認。

3.3 井震結(jié)合

利用測井資料進行地層劃分對比時，主要利用了曲線的旋回性和相似性，并沒有充分考慮地層的形態(tài)和產(chǎn)狀；利用鉆井資料進行地層劃分，只解決了盆地內(nèi)某(些)點的地層劃分問題。要建立全盆地的地層格架主要依靠地震信息，通過點(鉆井)和面(地震剖面)相結(jié)合而得到[7]。在小層劃分對比過程中，要有條件的結(jié)合地震資料；在地震資料品質(zhì)允許的情況下，充分利用地震資料為對比提供較好的依據(jù)[8]。歡喜嶺油藏采集有三維地震資料，在研究中建立井震結(jié)合對比工區(qū)，以標準井為中心，面向全工區(qū)進行地層追蹤。將結(jié)果與測井數(shù)據(jù)以“井為基礎(chǔ)，地震校正”的原則進行對比較正。這種以地震相位導向檢測小層對比精度的方法對井間砂體結(jié)構(gòu)單元對比追蹤精度具有很好的保證作用[9]。

本研究將測井資料與地震資料結(jié)合，將分層數(shù)據(jù)加載到地震數(shù)據(jù)體中(圖5)，從地震剖面圖上結(jié)合地層產(chǎn)狀、斷層分布情況對分層結(jié)果進行分析。相差太大的分層結(jié)果，我們不僅從地震方面入手，更重要的是從測井進行分析，反復分析與研究，充分發(fā)揮測井資料與地震資料的優(yōu)勢，通過多方位的分析與研究，相互印證，使得分層精度提高，增加地層對比的可信度。

4 精細地層劃分與對比結(jié)果分析

地層精細劃分不能脫離實際生產(chǎn)的需要，同時要考慮到研究的后期需要[10-11]。本次研究工作將研究區(qū)內(nèi)113口井的沙四段由上至下劃分為Te、DuⅠ、DuⅡ、DuⅢ四個地層單元。

(1)Te層。厚度在50～300 m之間，平面上具有北西薄東南厚的地層展布特征，沉積地層厚度最大的主要分布在兩個井區(qū)，一個是歡1井區(qū)，另外一個是位于歡2井區(qū)，最厚處可達294.15 m(圖6)。

圖3 歡X連井剖面地層對比圖Fig.3 Stratigraphic correlation in the in well linkage section of X block

圖4 三維閉合柵狀圖Fig.4 3D closed grid diagram

(2)DuⅠ層。厚度分布范圍為65～187 m，最厚處主要位于歡3井與歡4井區(qū)，呈現(xiàn)東南厚西北薄地層展布特征，從地層厚度展布特征來看，東南為沉積期沉積沉降中心，因此地層累積厚度較大。

(3)DuⅡ?qū)印：穸确秶植荚?8～130 m之間，沉積厚度整體比DuⅠ巖層薄，但地層展布格局略有不同，即地層表現(xiàn)為西厚東薄特征，沉積中心在西部，說明地層與后期地層可能存在遷移現(xiàn)象造成的。厚度最大處位于歡5井、歡6井處，都超過了130 m。

(4)DuⅢ層。厚度范圍主要集中分布在19～119m之間，由于僅僅只有7口鉆井有所揭示，其代表性較差，只能對研究區(qū)中北部的地層展布有所反映。

通過對砂地比數(shù)據(jù)可以分析物源方向，靠近物源區(qū)砂地比值較高，而遠離物源區(qū)砂地比值較低。以DuⅠ層單元為例，可利用砂巖厚度的大小來分析(因為單元層厚度變化不是很大，可以近似用砂巖厚度來代替)，對物源的方向進行判定；結(jié)果表明砂巖厚度整體表現(xiàn)向東南減薄的趨勢，即通過砂巖厚度可以近似確定物源來西北方向。

圖5 井震標定Fig.5 Fine stratigraphic classification by combination of well and seismic data of Huanxiling area

圖6 特殊巖性段泥巖厚度圖Fig.6 Map showing thickness of the speciallithology of mudstone

5 結(jié)語

本次精細地層劃分與對比解決了許多先前單一方法單獨地層劃分、對比時存在的問題，建立了一套對地質(zhì)、地震都適合的統(tǒng)一的地層格架，為全面深入開展綜合地質(zhì)研究打下了良好基礎(chǔ)。

通過對歡喜嶺沙四段地層進行劃分與對比表明：(1)多學科的技術(shù)手段的綜合運用對精細地層劃分與對比的可靠性具有重要意義，井震結(jié)合的方法綜合利用了測井資料的縱向高分辨性與地震資料的橫向連續(xù)性，為無井地區(qū)地下地層的預測提供了有效方法。(2)根據(jù)歡喜嶺油田X區(qū)標志層與沉積旋回，劃分了沙四段頂、底部，結(jié)合測井資料與地震資料將沙四段劃分為Te、DuⅠ、DuⅡ、DuⅢ四個單元層。精細劃分與對比結(jié)果表明，沙四段地層內(nèi)各小層厚度差別較大。(3)根據(jù)測井資料的旋回特征以及錄井巖性資料綜合分析得出，沙四段從下到上為水進背景下的前扇三角洲前緣亞相沉積，僅僅在DuⅡ單元層發(fā)育水下分流河道；其余上部多為席狀砂和湖泥沉積，且以湖泥占絕大多數(shù)。其演化規(guī)律反映了扇三角洲沉積體系的形成、發(fā)展與消亡史，其變化過程是一個漸變的地質(zhì)歷史過程，受構(gòu)造演化、湖盆發(fā)展及沉積條件的共同影響。

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Fine stratigraphic classification and correlation of the fourth member of Shahejie Formation in Huanxiling Oilfield

ZHANG Bin1，SHAN Jingfu2，WU Dongsheng2，TANG Naiqian1，YAN Haili1

(1.SchoolofEarthSciences,YangtzeUniversity,HubeiWuhan, 430100； 2.KeyLaboratoryofExplorationTechnologiesforOilandGasResources,MOE,YangtzeUniversity,HubeiWuhan430100)

Comprehensive study is carried out on the basic data of seismic survey, well logging and lithology description of Huanxiling area in Liaohe oil field. Data of seismic survey and 113wells which hit the 4th member of Shahejie formation are combined to analyze the lithologies and electric properties and make fine stratigraphic classification and correlation of the member. Four segment sand Te 、DuⅠ、DuⅡ、DuⅢ are classified. The fine classification and correlation will provide basic data for study of sand body distribution and the micro-facies classification and guiding the oil exploitation.

Huanxiling area; the fourth member of Shahejie Formation，Stratigraphic division，combination of data from wells and seismic survey; Liaoning province

2014-09-23； 責任編輯： 王傳泰

國家自然基金項目“基于物理模擬條件下的點壩側(cè)積體時空分異機理研究”(編號：41372125)、湖北省教育廳基金項目“基于儲層構(gòu)型流動單元對剩余油形成與分布控制作用研究”(編號：Q20121210)和中國地質(zhì)大學(武漢)構(gòu)造與油氣資源教育部重點實驗室開放基金項目“曲流河道砂體儲層構(gòu)型對剩余油的控制作用研究”(編號：TPR-2012-23)聯(lián)合資助.

張彬(1990—)，男，碩士研究生。通信地址：武漢市長江大學地球科學學院；郵政編碼：430100；E-mail：359247940@qq.com。

單敬福(1977—)，男，長江大學地科學院副教授，主要從事沉積、儲層與開發(fā)地質(zhì)學方面的研究工作。通信地址：武漢市長江大學油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室；郵政編碼：430100；E-mail：shanjingfu2003@163.com。

10.6053/j.issn.1001-1412.2015.04.010

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