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GF地区的测井和地质层段的沉积微相研究
发布时间:2019-05-13

摘要

  随着油气勘探水平的不断提高,油气勘探在提交控制和预测储量方面也提出了更高的要求。一直以来,针对鄂尔多斯盆地西北部GF地区主力油层长8和长6的研究却主要集中在地质大层,侧重于测井和地质理论研究,相对宏观,特别是通过结合地震资料对具有生产和研究意义的层段研究较少,无法满足对沉积微相划分的要求。

  本论文以鄂尔多斯盆地西北部GF地区延长组中下组合(长82、长81、长63、长62)为研究对象,利用地震沉积学,地球物理学等学科知识,在高品质三维地震资料处理成果的基础上,综合大量地质和钻井资料进行分析。通过井震标定,建立地震相与测井相的对应关系,划分地层、确定沉积相;然后运用“地震模式指导定性-半定量-定量”的储层厚度解释思路,描述砂体展布、提取和融合地震属性、定量预测砂体及其含油性;最后根据油藏富集的主控因素,结合测井资料进行有利区带目标优选。

  研究结果表明:研究区长8油层组分为长81和长82两个层段,长6油层组可分为长61、长62和长63三个层段(由于长61层段砂体面积和厚度都较小,且连通性较差,故本文不做详细研究);沉积相主要为三角洲前缘亚相,识别出水下分流河道、水下分流间湾、河口坝、前缘席状砂或远砂坝共5种沉积微相;认为砂体展布受沉积体系控制,砂体主要呈北西-南东和正北-正南向呈条带状展布,结合勘探成果解释和对比各时期三角洲的含油性,明确了沉积环境是影响储层储集性能的地质基础;通过分析认为研究区延长组资源的富集明显受陆相和湖泊相沉积体系的控制,并受西缘断褶带及天环坳陷构造单元的最佳配置,形成构造-岩性、岩性油藏,最终综合评价出有利区Ⅰ类共29个,Ⅱ类共8个,预测总面积共72.1Km2。

  关键词:鄂尔多斯,盆地,延长,组中下组合,地震,相沉积相,有利区

沉积微相

ABSTRACT

  With the improvement of oil and gas exploration levels, it has been put forward with higher requirements in submitting control and forecasting reserves. All along, researches on the major oil reservoirs of Chang 8 and Chang 6 in the GF area of the northwestern Ordos Basin have mainly focused on the geological strata, focusing on well logging and geological theoretical studies, and are relatively macroscopic. However, it is rarely combined with seismic data. Thus, it cannot meet the requirements for the division of sedimentary microfacies.

  In this paper, the middle-lower combination (Chang 82, Chang 81, Chang 63, Chang 62) of the Yanchang formation in the GF area of the northwestern Ordos Basin was studied. Seismic sedimentology and geophysics were used to study high-quality 3D seismic data. Based on the results, a large number of geological and drilling data were integrated for analysis. Establishing the corresponding relationship between the seismic facies and the logging phase by calibrating the well and seismic data, dividing the stratum, and describing the sedimentary facies of the research target layer; then, using the “seismic model guidance—qualitative-semiquantitative-quantitative” way of the reservoir thickness to describe the sand body morphology, extract and fuse seismic attributes, quantificationally predicte distribution of sand bodies; Finally, according to the main control factors of reservoir enrichment to chose favorable zone.

  The results of the study indicate that the Chang-8 reservoir component is a section with a Chang of 81 and a Chang of 82. The Chang-6 reservoir group can be divided into three layers of Chang 61, Chang 62, and Chang 63 (due to the Chang 61 has small area and thin thickness, and bad connectivity, this article does not do a detailed study). The sedimentary facies are mainly delta front subphase sediments, and 5 kinds of sedimentary microfacies are identified, including underwater distributary channel, sub-distributary bay, estuary dam, leading edge litter sand or far sand dam;It is believed that the distribution of sand bodies is controlled by sedimentary systems. The sand bodies are mainly distributed in the north-south-southeast and north-north-south phase belts; Combined with exploration results, analyzed and compared the oily nature of the deltas in each period to believe that the sedimentary environment was the geological basis for the reservoir's reservoir performance.After analysis, it is believed that the enrichment of the Yanchang formation in the study area is obviously controlled by the sedimentary systems of continents and lacks, and it is optimally configured by the large dips and faults of the west diversion, forming structural-lithologic and lithologic reservoirs. Finally, a total of 29 categories of favorable areas are classified as being classified as category I and 8 as category II, with a total predicted area of 72.1 Km2.

  Key words : Ordos Basin, middle-lower combination of Yanchang Formation, seismic faciesse, dimentary facies, favorable area
 

目录

  第一章绪论

  1.1选题依据及研究意义

  随着盆地勘探水平的进步,精细勘探也对西缘断褶带及天环坳陷构造单元的地震部署提出了更高的要求。在GF地区,前人的研究主要集中于地质大层,即延长组的长8、长6、长4+5、长3等,侧重于运用测井和地质理论进行研究,相对宏观。针对具有实际生产意义的油层组,如延长组中下组合的长82、长81、长63、长62,特别是结合地震资料开展研究,相对较少涉及。为了加快GF地区多层系目标的精细勘探,探索可控震源资料在鄂尔多斯盆地的适用性,攻关形成地震地质相结合的油藏评价技术系列,在GF地区部署实施可控震源三维地震采集处理解释工作。

  本论文依据《2016年GF地区油藏评价三维地震处理解释》生产项目,对GF井区进行更为深入的三维地震资料开展研究,将宽频带、宽方位和高精度的技术(两宽一高)与三维地震、测井和相关地质资料相结合,运用地震沉积学的方法对三叠系延长组中下组合进行研究,最终系统的刻画出GF地区三叠系延长组中下组合的沉积相及砂体展布形态,并就储层含油性进行了预测及综合评价。

  1.2国内外研究现状

  1.2.1地震相研究现状

  20世纪末期,地震相伴随着地震地层学的诞生而慢慢被人们所熟知,然后将其运用于实际生产和理论研究当中。所谓的地震相是指:在地震剖面上,沉积相的综合表现,是一定面积将内地震反射单元所呈现出的沉积环境(如海相或陆相)形态,即:产生其反射的沉积物的岩性组合、层理和沉积特征[1][2]。

  最初分析地震相的方法(相面法)是一种结合二维地震剖面的构造形态和地震反射特征的研究方法。然而,这种方法依赖于地震解释人员对沉积相等资料的宏观解释,存在多解性[3],随着高精度地震采集技术的日益发展和仪器设备的更新换代,能够采集到人工难以分析且更加准确详细的地震资料信息。因此,迫使人们将地震相的分析工作从宏观定性的描述转为定量的研究,后又发展为运用识别统计模式和模糊聚类的方法以及神经网络识别的方法对地震相实现划分[4],它们均在不同程度上改进和完善了地震相的分析方法。

  1970年起,鄂尔多斯盆地中生界的油气勘探范围开始进一步扩张,在吴旗、马岭、红井子、城华等油田中发现油气显示,表明该盆地主要的油气储集体系分布在中生界三叠系延长组三角洲砂体及侏罗系延安组古地貌河道砂体中。由于勘探水平有限,对盆地中的黄土地貌以及岩性特征的研究还处在初级阶段,自1976年以后,钻井勘探和相关地质研究才开始作为石油勘探的基本依据,结合地震勘探技术进行研究,然而有限的勘探水平使盆地中的黄土地貌以及岩性特征的研究还处于初级阶段。在石油地震勘探停顿近20年后,才随着地震勘探技术的逐渐完善而逐渐发展起来,使鄂尔多斯盆地中生界油气的增储上产成为了再次开展石油地震勘探的主要目的。自1996年至今,长庆油田单位在盆地南部中生界的黄土塬支沟开展的高分辨率地震勘探工作中,已获取了较大面积的地震剖面[5]。通过对该区进行沉积构造的精细解释、地震地层学的详细研究,预测储层横向的时空展布,最终完成了钻探井位的部署,并且预测出良好的油气储量成果。

  1.2.2测井相研究现状

  在1979年,斯伦贝谢公司及测井分析家塞拉(O.Serra)首次提出了“测井相”这一说法,旨在通过测井资料(即数据集)来解释和评价沉积相。塞拉认为,测井相是一种地层特征的表现,也是区别该地层与其它地层的测井响应特征集[6]。测井相分析则是一种通过各种定性的测井响应特征和定量的测井参数来描述地层沉积相的方法[7]。

  分析测井相的早期方法以定性研究为主,描述、分析和总结测井曲线的形态、幅度、接触关系等特征,以此为铺垫对沉积相及其沉积环境做出解释,然而其结果往往不够精细客观。在宏观定性方面,常常选择自然伽马(GR)、自然电位(SP)、视电阻率等测井曲线来分析测井相[8];在测井相定量识别方面,采用常规测井相要素进行建模并识别沉积相的思路,优选井曲线建立测井微相模型,并应用其特征要素识别测井微相(马世忠等,2000;刘红岐,2006)。计算机技术的日益发展使测井相识别从人工半智能逐渐向智能化转变(魏莲等,2001),使用自组织神经网络的方法(卢松等2009)分析各沉积微相及相关测井曲线响应的特征,从而建立解释模型及测井参数特征的标尺。2012年吴灿灿等提出基于BP神经网络技术的新方法,建立各沉积相模型,再提取和分类未知的测井曲线特征,最终达到划分沉积相的目的。

  1.2.3沉积相研究现状

  1669年地质学家斯丹诺(Steno,丹麦)最先提出“相”就是在一定地质时期内,某一部分的地表所呈现出来的全貌[9]。后Gressly(1838)、Selly(1972)等也相继提出了“相”的概念。目前,沉积体系被总结为两个部分,包括沉积环境和在沉积过程中产生的沉积物,另外还发现沉积相如果在平面上成因不同且不相邻发育,那么在纵向上也就会产生间断不再依次叠覆盖在一起[10],这就表明沉积相无论在横向上还是垂向上都是符合沃尔索相率的。

  沉积相(即沉积体系)对我国油气资源的分布起到主导作用。我国的沉积学理论始终在中、新生代含油气盆地的勘探和古生代以前矿产资源的勘探起着指导作用,而矿产资源的分布也同时受控于沉积体系的影响,通过沉积体系的研究能够辅助油气及矿产资源的勘探开发,并且改进和完善沉积学理念(于兴河等,2009;朱筱敏等,2005)。目前,地质学者在研究盆地内的沉积体系时则从多个方面入手,例如:结合野外地质观察资料来分析室内实验数据得出合理结论,层序地层学理论等时对比、含油气系统分析和测井沉积学等,通过使用生产资料与理论相结合的方法和手段完善沉积体系的研究[11]。

  鄂尔多斯盆地在三叠纪T3时期湖盆的演化过程可以归纳为以下3个阶段:

  T3y1-T3y2段(下部)为湖盆的产生和扩张阶段;T3y3段(中部)为湖盆扩张到最大面积的阶段;T3y4-T3y5段(上部)为湖盆逐步缩小直到消失的阶段[20]。就本文所研究的地区与目的层而言,长8沉积期盆地已经完成了最初的填充过程,同时开始湖盆整体沉积下降过程,湖泊的水域面积也得到了增加,相对而言,西北部地区下降速度较快,沉积相从陆地相向湖泊相转变,认为该时期沉积相类型为三角洲前缘亚相[12]。到了长6沉积时期,盆地底部由下沉慢慢转为上升,湖盆面积缩小,西北部下降速度小于沉积速度,湖泊附近的三角洲沉积体系逐渐向盆地中心扩张,盆地整体开始接受沉积,认为该时期研究区物源主要来自于西北及正北方向,沉积类型为三角洲前缘亚相。

  1.2.4GF地区延长组中下组合沉积相研究现状

  相对于露头区沉积相的研究而言,研究地下沉积相的方法会更加复杂和繁琐。如果想要了解到所研究目标层段的沉积相标志,就必须观察野外采集回来的岩石数据,然而,由于探井的全井取芯数量较少,想要直观的研究沉积相就成了一项难题。测井相分析则对这一研究做出了补充,通过测井相研究得到的全井曲线对沉积相识别和划分,可以得到粗略的解释成果,但仍具有较强的不确定性,所以除了选择测井与地质资料相结合的方法外,还应该从别的方法手段入手,选择一种新的能够提升沉积相解释精度的方法。

  在GF地区,前人的研究主要集中于地质大层,即延长组的长8、长6、长4+5、长3等,侧重于运用测井和地质理论研究,成果相对宏观。针对具有生产和研究意义的层段,如延长组中下组合的长82、长81、长63、长62、长61,特别是结合地震资料开展研究相对较少涉及。

  GF地区纵向目标层段多,包含延长组长10-长2和侏罗系延安组延10-延4+5,横向局部富集,油水系统极为复杂,钻探成功率相对较低,多层系钻探成功率仅为26.7%。

  主力产油层为延长组的长9、长8、长6、长4+5以及延安组的延10、延9、延8,在平面上长8、长6、长4+5油层东部呈大面积展布,连片性较好;而侏罗系油藏主要位于研究区古地貌高地及斜坡附近,不同于延长组油藏,呈现出高丰度、小面积的特点。在西缘断褶带,同时发育断鼻油藏,在延8、延9及长10段均有发现(feng19井),因此,该地区油藏类型多样,分布区带广。

  通过对满覆盖面积内单井测井解释结论统计、静态资料和试油效果统计分析,三维研究区内油藏具有以下四个特点:

  (1)含油的层系较多,勘探潜力大;(2)钻探成功井单层的试油平均值达11.67t/d以上,油藏的丰度较高;(3)多个层系钻探成功率低,仅为26.7%;(4)存在获得高产工业油流的勘探潜能。

  由此可见,该区域纵向目标层系多,横向局部富集,油水系统极为复杂,钻探成功率相对较低,目前的地震地质研究成果对该区的构造分布、储层展布及含油性研究还未满足精细勘探的资料基础。

  1.3主要研究内容

  1.3.1地震相研究

  在地震资料解释的技术中,地震相分析技术成为了一个至关重要的方法。利用地震剖面反射同相轴的几何外形、内部反射结构(平行、S型斜交等)、振幅及频率相位等反射特征,帮助确定物源方向,划分沉积微相,预测有利相带。区内有很多地震剖面上都呈现出多个时期延长组长8到长6层系地震的前积表征,根据前人研究所得的地震反射特征来分析长8和长6油层组的湖盆形态,运用地质建模与模型正演等手段创立的地震解释模式,对延长组中下组合砂体的物源方向以及三角洲沉积相带做出初步了解与认识。

  1.3.2测井相研究

  测井相分析的基本原理就是从一组测井响应中归纳总结出测井曲线形态、幅度、光滑度以及形态组合等方面的特征,然后利用测井相资料划分地层,通过对岩芯资料进行分析和整理从而刻画测井相,将各个测井相与地质相对应起来,最后实现通过测井资料刻画和解释沉积相的目的[13](O.Serra,1986)。

  测井资料能够实现解释沉积微相的目标,其原因在于:测井资料中岩性的差异可以反映和表征出形态各异的沉积微相,即基于SP、GR、AC、以及电阻率测井系列等特征来识别和解释沉积微相;另外,沉积物的物性变化是伴随着其所在环境变化而变化的,形成一种可以在测井曲线上反映出来的沉积旋回[14]。其中,广泛的采用SP和GR曲线来研究碎屑岩。

  1.3.3沉积相研究

  在了解研究区区域基本情况的基础上,结合野外露头资料,观察和描述并岩芯,选择该区的取芯井研究测井相和沉积相的特征,将沉积相进行类比划分并判断沉积相各层位类型的分布。通过对沉积相特征和沉积类型,岩相组合、沉积构造、粒度分析等资料以及测井相的特征来整理分析,从而断定各种测井响应与之对应的沉积微相。对未取芯井的资料进行类比与分析,在不同方向上建立连井剖面,以反演岩性剖面作为判断依据,以沉积相微相的特征为基础,对各个层位的沉积微相进行准确识别,同时应用地震属性判断沉积微相的相边界和形态,最终得出沉积相的平面展布形态。

  1.3.4储层展布研究

  本文通过“地震模式指导——定性-半定量-定量”的储层厚度解释思路,进行井震标定、宏观砂厚展布、属性提取和融合及砂体定量预测等多方面的研究,对GF地区长8和长6储层的特征进行分析。首先,井震标定总结建立不同储层结构地震响应模式;然后,由波形特征归类对砂岩厚度展布作宏观定性预测;之后,提取常规数据体有关振幅、频率及相位属性,优选能够反映储层厚度变化的一种或几种敏感属性,并与已知井进行对比分析,确定出适合GF地区储层预测的某种属性或几种属性的融合,进而采用属性可视化解释技术,完成储层半定量预测。

  1.3.5含油砂体预测

  在岩石地球物理特征分析基础上,优选能够识别储层的敏感属性,并进行相关弹性参数的叠前反演;对反演体进行完钻井标定,提取目标层储层参数,平面成图,对砂体做出定量预测。同时为了预测砂体的物性,通过叠前统计学反演当中的高斯协模拟,利用云变换判断得出储层的物性。

  1.3.6有利区带预测

  综上所述,对三叠系延长组进行综合研究,需要建立在研究区生、储、盖、聚、圈、保等条件综合分析的基础上来评价研究区延长组的主要目的层:

  (1)沉积相带:处于三角洲前缘相分流河道沉积有利区;(2)砂岩厚度:砂岩较厚(15~25m);(3)生油条件:生油条件好,研究区或邻区都有工业油流井或油气显示;(4)构造位置:与上述三者相结合,兼顾构造特征,尽量处于构造高部位;(5)物性及含油性:物性及含油性较好的区域。

  1.4研究方法及技术路线

  地震与地质相结合,从单井相划分出发,对研究区沉积微相进行研究,通过井震标定,总结建立不同储层结构地震响应模式,从而实现沉积相带的空间刻画;同时结合现有勘探效果,依据波形特征宏观定性预测砂岩厚度展布,然后提取常规数据体有关振幅、频率及相位属性,优选能够反映储层厚度变化的一种或几种敏感属性,并与已知井进行对比分析,确定出适合GF地区储层预测的某种属性或几种属性融合,进而采用属性可视化解释技术,完成储层半定量预测;最终明确延长组中下组合主要控藏因素、沉积相带分布与油藏的空间配置的关联,由已知推未知,实现有利区的划分(图1-1)


  1.5完成的主要工作量及成果

  (1)完成GF地区三叠系延长组TT6、TT7、TT7x、TT8等层的层位解释工作;(1)对研究区延长组长82、长81、长63、长62提取地震属性(振幅、频率、相位等)共16张图;(3)综合井上统计的储层结构、厚度等数据与所地震属性图相结合,绘制延长组长82、长81、长63、长62三维地震相控属性融合效果图共4幅;(4)落实了主要目的层沉积微相及砂体平面展布,编制了长82、长81、长63、长62主要目的层沉积微相及砂岩厚度分布图各6幅;(5)综合评价长8、长6和长4+5岩性圈闭有利区30个,面积68.8km2。

  1.6创新点

  (1)在研究区首次结合三维地震数据描述沉积微相形态;

  (2)采用叠前弹性参数反演技术与地震属性检测的方法预测含油性。

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  第二章 区域地质背景
  2.1 构造背景
  2.2 区域沉积演化
  2.3 延长组中下组合地层特征

  第三章 沉积相分析
  3.1 单井相分析
  3.2 连井剖面研究
  3.3 地震的沉积相分析
  3.3.1 砂体结构定模式
  3.3.2 井震结合定微相
  3.3.3 属性融合定展布
  3.4 地震反演定厚度

  3.5 沉积相展布
  3.5.1 长 82 油层组沉积相展布特征
  3.5.2 长 81 油层组沉积相展布特征
  3.5.3 长 63 油层组沉积相展布特征
  3.5.4 长 62 油层组沉积相展布特征

  第四章 储层展布研究
  4.1 储层物性预测
  4.1.1 物性预测主要方法
  4.1.2 岩石类型
  4.1.3 岩石碎屑组分特征

  4.1.4 填充物
  4.1.5 岩石结构特征
  4.1.6 储层物性特征
  4.1.7 孔隙类型及大小
  4.1.8 孔隙结构特征
  4.1.9 储层分类及评价

  4.2 延长组中下组合砂体展布
  4.2.1 长 82 油层组砂岩展布
  4.2.2 长 81 油层组砂岩展布
  4.2.3 长 63 油层组砂岩展布
  4.2.4 长 62 油层组砂岩展布
  4.3 砂体连通性分析

  第五章 储层含油性预测
  5.1 直接检测——叠前反演技术
  5.2 间接检测——地震属性含油性检测
  5.3 延长组中下组合含油性分析
  5.3.1 长 82 砂岩含油性分析
  5.3.2 长 81 砂岩含油性分析
  5.3.3 长 63 砂岩含油性分析
  5.3.4 长 62 砂岩含油性分析

  第六章 GF 地区延长组中下组合有利区预测
  6.1 目标层勘探现状分析
  6.2 有利区预测
  6.2.1 长 82 层有利区预测
  6.2.2 长 81 层有利区预测
  6.2.3 长 63 层有利区预测
  6.2.4 长 62 层有利区预测
  6.3 应用效果

结论

  本文在总结前人研究成果和研究区地质资料的基础上,综合利用岩心、录井和测井资料,并结合三维地震资料对GF地区延长组长8和长6地层进行小层划分和对比,精细刻画沉积相与砂体展布,研究储层特征,最后根据油藏特征对研究区目的层进行了有利区目标优选。具体结论如下:

  (1)测井曲线可以从形态、幅度等方面解决全井取芯数量少的问题,通过不同沉积特征与测井曲线的对应关系粗略解释出沉积相,但人工解释成果存在多解性和不确定性,因此提出将地震的手段运用于其中,从而实现了提高沉积相解释精度的目的。

  (2)研究区延长组长6、长8储层主要发育三角洲前缘沉积,沉积微相分为水下分流河道、分流河道间湾、河口坝、前缘席状砂或远砂坝等五种类型,其中最主要的沉积类型为水下分流河道及分流河道间湾。

  (3)处于三角洲前缘沉积相的砂体,砂体具有颗粒大、分选好的特点,说明储层具备了良好的物性前提;另外,延长组沉积具有继承性,研究区延长组碎屑仅存在含量和粒度的差异。

  (4)研究区目的层物源主要来自研究区北部及西北部地区,在平行物源方向上,砂体连通性较好;但在垂直的方向上,由于砂体受到分流河道间湾泥的破坏,连通性较差。

  (5)单一地震属性提取成果无法代表整个研究区地震属性特征,通过多种属性融合技术则可有效提高砂体展布与完钻井吻合度。

  (6)在解释层位及断层的约束下,对合适的阻抗曲线进行外推可得到每个数据体的低频模型;地震数据缺失低频信息,需要利用测井、地震叠加速度补充,因此,利用测井及地震速度信息综合建立低频模型,反演后可得到更准确的绝对波阻抗值。

  (7)鄂尔多斯盆地延长组多发育岩性、构造-岩性油藏,油气资源的富集受沉积体系影响较大,盆地内发育湖泊沉积相、陆相沉积相、河流沉积相等,不同沉积体系纵向演化及平面展布形成多套较为完整的生储盖组合。

  (8)长8、长6层段均为GF地区延长组主力油层组,含油性较好,有效砂岩厚度>6m,综合评价有利区Ⅰ类共29个,Ⅱ类共8个,面积共72.1km2,三角洲前缘水下分流河道沉积,砂厚均>15m,有效砂厚均>4m,含油气预测好。

  致谢
  参考文献

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