王府地區(qū)泉一段曲流河沉積特征

柳成志,　孫天一,　趙成棟,　邢貝貝

(1.東北石油大學 地球科學學院, 黑龍江 大慶 163318; 2.大慶油田采油五廠, 黑龍江 大慶 163000;3.大慶油田采油二廠地質(zhì)大隊, 黑龍江 大慶 163414)

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王府地區(qū)泉一段曲流河沉積特征

柳成志1,孫天一1,趙成棟2,邢貝貝3

(1.東北石油大學 地球科學學院, 黑龍江 大慶 163318; 2.大慶油田采油五廠, 黑龍江 大慶 163000;3.大慶油田采油二廠地質(zhì)大隊, 黑龍江 大慶 163414)

王府泉頭組地層是重要的氣層,為了對其儲層特征進行精細刻畫,首先通過巖心及測井資料對研究區(qū)沉積微相類型進行確定,隨后,通過12口標準井的各種地震屬性,優(yōu)選出均方根振幅反應(yīng)砂巖厚度。采用單井及地震下切谷兩種手段對河道邊界進行控制。計算不同砂組的砂地比對整個泉一段的沉積演化進行恢復(fù)。該項研究為接下來研究區(qū)儲層特征、氣藏類型以及氣藏主控因素等問題的探究提供了詳細的資料,有助于工區(qū)內(nèi)有利區(qū)的識別與判斷。

沉積特征; 泉頭組; 曲流河

探討王府地區(qū)泉一段曲流河沉積特征,旨在為研究區(qū)儲層特征、氣藏類型以及氣藏主控因素等問題的研究提供詳細資料。筆者對儲層特征進行精細刻畫,以期為有利區(qū)域的識別與判斷提供可靠依據(jù)。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

王府凹陷在沉積過程中,對它的沉積過程產(chǎn)生很大影響的是位于其西南部的懷德沉積體系,登婁庫組斷隆區(qū)被剝蝕夷平之后,泉頭組在其上方發(fā)育了廣泛披蓋式沉積[1]。泉頭組時期,松遼盆地構(gòu)造沉降進入坳陷期,整個松遼盆地為擴張狀態(tài),盆地沉降過程持續(xù)并且穩(wěn)定,發(fā)育一套河流、淺水湖泊、三角洲沉積儲層[2-3]。泉頭組一共分為四段,與下伏地層登婁庫組呈角度不整合接觸,巖性主要為紫紅色泥巖、深紫色泥巖與灰白色泥質(zhì)粉砂巖、灰色粉砂巖、灰色細砂巖互層[4]。

2　沉積相類型

相標志可以分為巖性、古生物和地球化學三類,以巖石學為基礎(chǔ),能對沉積相有良好地反映[5-7]。為了清楚判斷王府地區(qū)泉一段地層主要分布的沉積相類型,選取城2-1井制作巖心相,見圖1,取心段從1 652.90 m到1 664.26 m。

圖1　城2-1井巖心相

取心段分為A到G共七段,將各段深度范圍、巖性變化及沉積相類型作整理,見表1。

取心段總體上為正旋回,具有泥包砂二元結(jié)構(gòu)特征,同時還可觀察到表示河道充填槽狀交錯層理、代表邊灘側(cè)向加積的板狀交錯層理、河道底部的沖刷面等。斷定城2-1井在泉一段為曲流河相。

表1　城2-1井取心段巖性類別

3　沉積微相描述

測井相可以反映、區(qū)分沉積巖的巖性特征[8],以單井沉積微相精細分析為基礎(chǔ),對測井曲線特征進行分類,在整個沉積相研究中占有重要地位[9-11]。

(1)河床滯留沉積

河床底部滯留沉積是單向環(huán)流對沉積物作用形成的。該區(qū)的微相厚度不大,測井曲線有明顯凸起,如圖2a所示,巖心中可以觀察到砂礫巖混雜沉積,其中礫巖呈疊瓦狀定向排列。沉積厚度一般不超過30 cm,最薄的約14 cm。剖面上為透鏡狀,垂向上其上部為邊灘沉積。

(2)邊灘沉積

邊灘是側(cè)向遷移的結(jié)果[12]。區(qū)域中邊灘微相的巖性為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖,顏色為灰色,測井曲線整體上為箱形齒化,如圖2b所示。砂巖巖層上下為紫紅色泥巖,為泥包砂特征。通過對測井曲線的觀察，可以判斷這個砂巖等層是由三個單砂體垂向疊加形成的,單砂體厚度為1～3 m。在巖性粒度上體現(xiàn)出從下到上粒度減小的正旋回特征,其分選和磨圓中等。

(3)天然堤沉積

天然堤由洪水期溢岸物質(zhì)堆積而成[12]。工區(qū)內(nèi)的天然堤粒度較細,為細砂巖、粉砂巖和泥巖,在垂向上為三者的互層。厚度變化較大,從幾十厘米到幾米不等,如圖2c所示。巖心中可見上攀交錯層理、小型波狀交錯層理以及小型槽狀交錯層理。

(4)決口扇沉積

決口扇沉積微相是河水沖破天然堤后形成的扇形沉積體[12]。工區(qū)內(nèi)厚度從幾厘米到幾米不等,粒度比天然堤稍粗,平面上呈舌狀、剖面為透鏡狀。測井曲線為箱形,齒化現(xiàn)象不明顯,如圖2d所示。

(5)河漫灘沉積

河漫灘沉積微相有洪水期溢出河岸的河水在河谷底部沉積形成[12]。工區(qū)內(nèi)主要為粉砂巖和黏土巖,測井曲線為鐘形,如圖2e所示。其粒度與其沉積位置同河道的距離成反相互關(guān)系。

(6)河漫湖泊沉積

河漫湖泊微相是地形相對低洼和流水匯聚的地域[13],以黏土沉積為主,測井曲線為低值伴有少量齒化,偶爾可見微弱的水平紋層,發(fā)育有一定量的鈣質(zhì)結(jié)核導(dǎo)致電性異常,如圖2f所示。

圖2　王府泉頭組測井圖版

4　沉積相展布特征

4.1地震屬性

地震屬性在20世紀60年代被首次提出,直至現(xiàn)今已經(jīng)非常成熟,并且在油氣勘探開發(fā)中起到了極為重大的作用[14-21]。目前,地震屬性可以分為振幅、波形、頻率、衰減、相位、相關(guān)、能量、比率八大類共200多種[22]。

研究中,首先，在整個工區(qū)內(nèi)均勻隨機尋找12口井,在平面上做好標定。在單井上觀察這12口井q11-1小層的砂巖厚度,以小層內(nèi)的砂巖厚度同地層厚度的比值,計算砂地比。然后,將砂地比數(shù)值與不同的地震屬性圖提取出的量化屬性數(shù)值，或是色標數(shù)值進行對比,觀察不同屬性和砂地比的相關(guān)程度,如圖3所示。

由圖3可知,其中9號和10號井的砂地比最大,其主要為曲流河道邊灘沉積,有2～3個砂體,單砂體厚度3～5 m左右。1號、6號、8號和12號井砂質(zhì)含量最少,砂地比在0.2左右,主要為泥巖沉積,是河漫灘微相特征。剩下的幾口井的砂地比分布在0.3～0.6之間。將均方根振幅、平均能量、最大弧長等屬性進行量化,然后進行一定的運算,將數(shù)值鎖定到0～1之間,同時保證了數(shù)值變化的比例趨勢。經(jīng)對比后認為,均方根振幅的擬合程度與砂地比變化最為相似,故選定該屬性對井間砂體進行預(yù)測。

圖3　屬性分析散點

4.2下切谷識別

1995年,Fisk研究密西西比河三角洲時,首先提出下切谷概念[23],隨后又被定義為河流體系向盆地方向延伸形成的深切水道[24]。下切谷的形成普遍認為是低水位體系域時期形成,隨后又由于構(gòu)造沉降而使各構(gòu)造單元可容空間重新配置,沉積物總體上通過“逆源堆積”的方式完成充填[25-28]。

下切谷是確定層序界面和判別體系域性質(zhì)、歸屬方面的有力證據(jù)[29-30],通過它對河道砂體進行表征。工區(qū)中識別出U形、V形兩種形狀的下切谷。由于沉積過程的差異,下切谷內(nèi)、外地震反射特征有著明顯的不同[31]。

在地震剖面上同相軸雙向上超。在下切谷內(nèi)部為變振幅、弱連續(xù)、變頻率的反射特征。這些說明了河道水動力較強,巖性變化較快,因此反射軸不穩(wěn)定。研究中從不同測線觀察泉一段地震剖面,在平面上標定下切谷發(fā)育位置,繪制平面展布圖,見圖4a。

4.3平面相圖繪制

在繪制沉積平面圖的時候,要確定單井的沉積微相類型,將每一口井在各個小層的測井曲線與已經(jīng)做好的單井相模板進行對比,最大程度地對河道等沉積相的邊界范圍進行刻畫。

在平面上將孤立的、間斷的被識別出來的下切谷,按照曲流河河道的形式連在一起,然后再參考地震屬性。根據(jù)不同的色階在不同的區(qū)域，確定泥巖和砂巖的含量,從而將河漫灘、河漫湖泊、邊灘等微相按照其砂質(zhì)含量的大小,以及在曲流河道中可能存在的位置，刻畫在平面相上,如圖4b所示。

圖4　q11-1小層下切谷與沉積相平面

5　有利層位預(yù)測

5.1沉積演化恢復(fù)

為了對泉頭組地層旋回性進行研究,選取12口井對泉頭組各個小層的砂地比進行測量,并計算平均值。由于泉頭組底部地層主要是q14底部,q15有較大面積的缺失,所以只計算從泉頭組頂部到q14-3小層的砂地比。

從圖5可以清晰地觀察到，在q13-1小層、q13-2小層砂地比達到峰值,q12-2小層處為最低。可以判斷至少有兩次水進、一次水退的情況出現(xiàn)。從q14-3小層開始沉積時砂地比升高,水進旋回、曲流河河道寬度增大,到達q13-2后,砂地比的數(shù)值達到峰值,河道最寬。q13-1小層和q12-2小層之間砂地比降低,為水退趨勢且河道寬度減小。q12-2小層后，砂地比一直在升高,呈一直緩慢水進的情況,這種狀況一直持續(xù)到泉一段沉積結(jié)束。

5.2有利小層預(yù)測

通過恢復(fù)沉積史,得知q13-1小層、q13-2小層具有很高的砂巖含量。為了了解砂巖含量同產(chǎn)量的關(guān)系,對上述12口井各個小層的平均產(chǎn)量分別進行歸一化處理，比較后結(jié)果見圖6。圖5和圖6具有較好的一致性,兩者均是在q12-2小層處為低值，而在q13-1小層、q13-2小層處達到峰值。由此可以推斷,在水進頂點處砂體最為發(fā)育的地方具有最高的產(chǎn)量。因此,確定泉一段有利小層為q13-1小層、q13-2小層、q13-3小層和q11-1小層;開發(fā)價值最小的小層為q12-1小層、q12-2小層、q12-3小層和q14-3小層。

圖5　泉一段部分小層砂地比

圖6　泉一段各井部分小層產(chǎn)量

綜合以上研究,對油田生產(chǎn)提出四點建議:第一,對有利小層的儲層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)進行研究,對泥巖夾層的位置和形態(tài)進行模擬;第二,在開發(fā)階段應(yīng)先對有利小層進行開采;第三,在開發(fā)中后期可以將開發(fā)價值小的小層當中的油氣驅(qū)到有利小層后再進行開采;第四,可以多打一些水平井加大力度開發(fā)有利小層。

6　結(jié)　論

(1)經(jīng)過對巖心、測井資料的分析和判斷,王府地區(qū)泉一段沉積相主要類型為曲流河相。

(2)泉一段沉積的微相類型有六種,分別為河床底部滯留微相、邊灘微相、天然堤微相、決口扇微相、河漫灘微相與河漫湖泊微相。

(3)用單井上通過的砂巖含量校正不同的地震屬性,最終選取均方根振幅來對井間的砂體進行預(yù)測,畫出沉積相平面圖。

(4)在工區(qū)內(nèi)主要識別出U形和V形兩種下切谷,通過確定下切谷的位置發(fā)現(xiàn)工區(qū)內(nèi)的砂體延伸方向主要為南北方向,從而確定曲流河為南北走向。

(5)通過計算砂地比判斷得知,泉一段沉積時期一共經(jīng)歷了兩次水進和一次水退,其中q13-1和q13-2小層為水進頂點,河道寬度最大。

(6)q13-1小層、q13-2小層、q13-3小層和q11-1小層為泉一段的有利小層,應(yīng)該加大力度進行開發(fā)。

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(編輯徐巖)

Sedimentary characteristics of meandering river in Wangfu area Quantou formation

LIUChengzhi1,SUNTianyi1,ZHAOChengdong2,XINGBeibei3

(1.School of GeoSciences, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China; 2.The Fifth Oil Production Plant of Daqing Oilfield Limited Company, Daqing 163000, China; 3.Brigade of Petroleum Geology, Second Oil Production Plant of Daqing Oilfield Limited Company, Daqing 163414, China)

This paper addresses the fine characterization of the reservoir characteristics of Quantou formation, the important gas layer. The characterization consists of defining the microsedimentaries by data of core and logging. 12 standard wells made a criterion to measure which seismic attribute is stay the same with the sand stone content; Optimizing root mean square amplitude, controlling the river boundary by adopting two measures such as single well and seismic incised valley; and finally restoring the sedimentary evolution using data of sand-stratum ratio. The study may provide a lot of detailed information for further research into reservoir characteristics of study area, including reservoir types, the main controlling factor of gas reservoir and the favorable zone.

sedimentary characteristics; Quantou formation; meandering river

2015-06-17

國家自然科學基金項目(41372153;41372154)

柳成志(1962-),男,吉林省榆樹人,教授,博士,研究方向:石油地質(zhì),E-mail:lchzh@sina.com。

10.3969/j.issn.2095-7262.2015.04.011

TE122

2095-7262(2015)04-0405-06

A