孟凡利, 彭麗娟

(1.中國(guó)石化勝利油田分公司 石油開(kāi)發(fā)中心,山東 東營(yíng) 257000; 2.中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院 基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院，山東 東營(yíng) 257091)

孤南151塊精細(xì)構(gòu)造研究

孟凡利1, 彭麗娟2

(1.中國(guó)石化勝利油田分公司 石油開(kāi)發(fā)中心,山東 東營(yíng) 257000; 2.中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院 基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院，山東 東營(yíng) 257091)

孤南151斷塊受北部孤南大斷層及伴生次級(jí)斷層影響,斷裂系統(tǒng)復(fù)雜,含油層系較多,儲(chǔ)層橫向變化快且分布不穩(wěn)定。針對(duì)該斷塊層系劃分籠統(tǒng),單元開(kāi)發(fā)效果不理想的現(xiàn)狀,以層序地層學(xué)與測(cè)井地質(zhì)學(xué)等理論為指導(dǎo),結(jié)合鉆測(cè)錄資料,采取“旋回-厚度法”對(duì)該斷塊主力含油層系開(kāi)展精細(xì)地層劃分對(duì)比,對(duì)重點(diǎn)井測(cè)井資料進(jìn)行重新處理和解釋,建立孤南151斷塊解釋模型、精細(xì)地層格架,進(jìn)行精細(xì)構(gòu)造研究,結(jié)果表明沙河街組和中生界的斷裂系統(tǒng)發(fā)育,控制油氣成藏的主要是孤南斷層及其分支斷層,為進(jìn)一步研究區(qū)塊剩余油分布提供了合理的地質(zhì)支持。

孤南151塊;斷裂系統(tǒng);層序地層學(xué);旋回-厚度法

1 區(qū)域概況

孤南151塊位于孤南油田西部,構(gòu)造上位于孤南斷層下降盤,為孤南斷層及其伴生的北西向斷層夾持的斷塊或斷鼻構(gòu)造油藏,由于受孤南大斷層長(zhǎng)期活動(dòng)影響,不同時(shí)期的油藏特征有所區(qū)別,東營(yíng)組油藏為斷鼻構(gòu)造,沙一段和沙二段為斷塊油藏,且被多條次級(jí)斷層切割,形成多個(gè)小斷塊,主要包括孤南151斷塊、孤南2-40斷塊和孤南2-41斷塊,構(gòu)造較為復(fù)雜[1](圖1)。

該塊主要發(fā)育四套含油層系,自下而上分別為中生界(Mz)、沙河街組(Es)、東營(yíng)組(Ed)、館陶組(Ng)館下段,油層埋藏深度一般為1 750～3 200 m。截至2014年12月孤南151塊已探明含油面積6.42 km2,石油地質(zhì)儲(chǔ)量809.27×104t。

目前主要采用三套層系開(kāi)發(fā)(Ng、Ed—Es、Mz),單元開(kāi)發(fā)效果不理想,油水井對(duì)應(yīng)較差,注采系統(tǒng)混亂,層系劃分籠統(tǒng),影響了開(kāi)發(fā)水平的進(jìn)一步提高,中生界累計(jì)產(chǎn)油5.02×104t,但對(duì)其構(gòu)造及儲(chǔ)層展布情況均未落實(shí),也未上報(bào)儲(chǔ)量。為了有效動(dòng)用區(qū)塊儲(chǔ)量,進(jìn)一步提高區(qū)塊的采收率,有必要開(kāi)展綜合地質(zhì)規(guī)律研究,并在此基礎(chǔ)上分析論證剩余油分布進(jìn)而制定綜合開(kāi)發(fā)調(diào)整方案。

圖1 孤南151塊構(gòu)造位置

2 地層對(duì)比

孤南151塊主要含油層系是館陶組、東一段、東三段、沙一段、沙二段和中生界,油層埋深一般在1 750～3 200 m,縱向上含油小層較多且分布不均,厚度較薄,儲(chǔ)量較分散。

地層對(duì)比劃分工作是一切油藏地質(zhì)研究的基礎(chǔ)工作,針對(duì)研究區(qū)地層呈多層序沉積特征,地層劃分的精細(xì)與否、對(duì)比的準(zhǔn)確高低是油藏地質(zhì)研究的關(guān)鍵[2]。

2.1 對(duì)比方法及難點(diǎn)

地層對(duì)比主要遵循“按照沉積旋回,從大到小,逐級(jí)對(duì)比,逐級(jí)控制對(duì)比精度”的原則進(jìn)行[3-5]。主要按照前人提出的“旋回-厚度法”進(jìn)行精細(xì)地層對(duì)比。對(duì)比標(biāo)志依據(jù)行業(yè)“同時(shí)性”、“穩(wěn)定性”、“特殊性”、“綜合性”的原則;以通常測(cè)井組合曲線為對(duì)比資料;以砂層組、段、小層為對(duì)比單元,進(jìn)行統(tǒng)層對(duì)比。

孤南151塊斷裂發(fā)育,多口井鉆遇到1～3條斷層,主要目的層沙二段地層鉆遇厚度差別較大,砂巖在縱向、橫向變化較大,增加了本次地層對(duì)比的難度。結(jié)合聯(lián)井地震資料剖面的分析,孤南151塊沙二段地層沉積厚度變化不大,只是因?yàn)榇蠖鄶?shù)井鉆遇斷層,造成沙二段地層斷缺,厚度變化較大,因此,在對(duì)比過(guò)程中,在標(biāo)志層的控制下采用沉積旋回對(duì)比法及地層厚度相當(dāng)法進(jìn)行對(duì)比。

2.2 對(duì)比標(biāo)志層的確定

經(jīng)過(guò)反復(fù)對(duì)比,明確該區(qū)目的層段有6套巖性組合,由此將這6套巖性組合作為對(duì)比標(biāo)志和輔助標(biāo)志層來(lái)控制對(duì)比精度,其中標(biāo)志層3個(gè)、輔助標(biāo)志層3個(gè)。

2.2.1 標(biāo)志層

根據(jù)對(duì)比結(jié)果,該塊標(biāo)準(zhǔn)層分別為館陶組底部泥巖、東營(yíng)組底部泥巖和沙一段底部灰?guī)r。

館陶組底部泥巖是研究區(qū)館陶組與東營(yíng)組的分界標(biāo)志,主要巖性表現(xiàn)為泥巖、夾薄層砂巖,厚度一般為13～24 m。深側(cè)向電導(dǎo)率(LLD)曲線總體呈小鋸齒狀箱形;聲波(AC)比上下圍巖值高;自然伽馬(GR)值從上到下呈指狀逐漸增大;自然電位(SP)曲線相比上下圍巖起伏較小,基本為一條平滑的直線;電導(dǎo)率曲線總體呈箱型,起伏不大。東營(yíng)組底部泥巖是東營(yíng)組與沙一段的分界標(biāo)志,巖性為較純的泥巖,厚度達(dá)到上百米,直接覆蓋在沙一段泥巖上部。底部深側(cè)向電導(dǎo)率曲線總體呈箱形,電導(dǎo)率值逐漸降低,為低—中等;LLD曲線呈箱形,電阻率值較高;AC值與周圍地層無(wú)明顯變化,密度比上部泥巖稍高;GR值與上下巖層值差別不大;SP曲線基本為一條平滑的直線。沙一段底部灰?guī)r為沙一段與沙二段的分界標(biāo)志,巖性為灰褐色泥灰?guī)r及深灰色生物灰?guī)r,電導(dǎo)率(COND)曲線呈低阻,到底部逐漸增加,LLD曲線由高阻逐漸減小;AC聲波曲線、GR曲線均呈鋸齒狀,聲波值增加,GR值變化不大,SP曲線起伏不大。

2.2.2 輔助標(biāo)志層

三個(gè)輔助標(biāo)準(zhǔn)層為東二段底部泥巖、沙二段3砂層組底部泥巖和中生界頂部砂礫巖。

東二段底部泥巖為東二段與東三段的分界面,巖性為純泥巖,COND曲線表現(xiàn)為由高值突然變低,向下逐漸增高,呈尖刀狀;沙二段3砂層組底部泥巖為3砂組與4砂組的分界面,巖性為純泥巖,電導(dǎo)率曲線呈尖刀狀,由低變高,GR值明顯高于上下部圍巖;中生界頂部砂礫巖是中生界與上覆地層的分界標(biāo)志,為不整合面。巖性為凝灰質(zhì)砂巖、礫巖,測(cè)井曲線表現(xiàn)為突變,COND曲線由高值變?yōu)榈椭? GR值變?yōu)榈椭?SP曲線呈箱形。

2.3 對(duì)比剖面及層序建立

為了全面反映研究區(qū)域在標(biāo)準(zhǔn)層控制下目的層的地層厚度、儲(chǔ)層厚度及其電性特征的展布情況,以地層層序?qū)W、石油地質(zhì)學(xué)為理論基礎(chǔ),借助地震資料、鉆、測(cè)、錄資料,再建立單井測(cè)井電性特征模板,結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造、沉積微相等多個(gè)因素,以各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層和對(duì)比剖面為約束,借助自然電位、聲波、感應(yīng)電阻率曲線的巖性特征,逐步建立目的層的各小層對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)層序。

2.4 與原來(lái)小層劃分的對(duì)比

本次對(duì)比劃分差別較大的是本塊的主力層系沙二段。

原來(lái)對(duì)比方法是:把整個(gè)沙二段地層作為一套砂層組,進(jìn)行小層劃分,細(xì)分了15個(gè)小層。

本次對(duì)比方法是:根據(jù)沙二段沉積旋回和巖性組合特征,采用“旋回-厚度法”將地層劃分為6個(gè)砂層組,每個(gè)砂層組再進(jìn)行小層細(xì)分(圖2)。

2.5 小層劃分對(duì)比結(jié)果

在以上標(biāo)準(zhǔn)層、標(biāo)志層和對(duì)比剖面的控制下,利用自然伽瑪、微電極、聲波、感應(yīng)等曲線,由點(diǎn)到線、由線及面,點(diǎn)、線、面相結(jié)合的對(duì)比方法進(jìn)行全區(qū)細(xì)分對(duì)比。

孤南151塊從下到上,將沙二段劃分為6個(gè)砂層組、東營(yíng)組分為3個(gè)砂層組、館陶組劃分為10個(gè)砂層組。在砂層組劃分的基礎(chǔ)上,對(duì)含油砂層組進(jìn)一步細(xì)分小層,各目的層的小層劃分為52個(gè)。其中館陶組9砂組1小層、東一段的5、6、8、10等4個(gè)小層、東三段的1、2、4、5等4個(gè)小層、沙一段、沙二段的1、2、3砂組的13個(gè)小層、中生界頂部砂礫巖是本區(qū)的主要含油砂體,共24個(gè)小層。

圖2 孤南154-1井沙二段小層劃分對(duì)比

3 精細(xì)油藏描述

在地層劃分對(duì)比研究的基礎(chǔ)上,綜合運(yùn)用各種方法和技術(shù)手段開(kāi)展目的層段的精細(xì)構(gòu)造解釋,刻畫出斷裂的分布特征,搞清楚地層格架的空間分布[6]。根據(jù)合成記錄標(biāo)定結(jié)果,館下段10砂層組頂、東一段頂、東三段頂、沙一段底、中生界頂在三維地震資料上橫向連續(xù)性較好,可連續(xù)追蹤,通過(guò)三維地震資料解釋及時(shí)深轉(zhuǎn)換,對(duì)上述5個(gè)層位的深度域構(gòu)造進(jìn)行精細(xì)解釋。

3.1 合成記錄及層位標(biāo)定

從頻譜分析結(jié)果可知,頻帶范圍在10～60 Hz,主頻在20 Hz左右,頻帶較窄,高頻成分缺失,不利于地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。但剖面信噪比較高,波組特征較明顯,較適合于構(gòu)造解釋。在井震標(biāo)定過(guò)程中,以沙一底(Es1底)和中生界Mz反射層作標(biāo)準(zhǔn)參考層,選擇目的層附近提取子波進(jìn)行井震標(biāo)定。

合成記錄制作和井震標(biāo)定的基礎(chǔ)是子波提取。首先根據(jù)頻譜分析結(jié)果,選取主頻為20 Hz的Ricker子波進(jìn)行初次標(biāo)定,主要是將深度域的地質(zhì)分層位標(biāo)定在時(shí)間域的地震剖面上。之后在目的層附近從井旁道提取子波,進(jìn)行二次精細(xì)標(biāo)定。主要層系Ed1頂為館陶組底部附近的一套中等強(qiáng)度的波峰反射,橫向連續(xù)性較好,可連續(xù)追蹤(圖3)。

圖3 孤南151-5井地震剖面(剖面位置見(jiàn)圖1)

3.2 層位與斷層解釋

首先把地震解釋的時(shí)間域?qū)游煌ㄟ^(guò)東營(yíng)速度轉(zhuǎn)換到深度域,然后與分層數(shù)據(jù)對(duì)比,計(jì)算誤差,再把誤差進(jìn)行網(wǎng)格,通過(guò)控制誤差的范圍使誤差不被放大,最后把誤差與深度域數(shù)據(jù)相加,得到最終的結(jié)果,繪制成構(gòu)造圖。

斷裂的解釋主要利用地震剖面和屬性技術(shù)進(jìn)行識(shí)別。通常相干、傾角等常規(guī)地震屬性能夠較好地指示斷裂及大尺度裂縫的分布特征。尤其是傾角屬性對(duì)小斷層的反映較相干屬性更靈敏[7]。通過(guò)反復(fù)試驗(yàn),認(rèn)為瞬時(shí)傾角屬性能夠較好地刻畫出研究區(qū)的斷裂分布特征。根據(jù)相干和傾角分析結(jié)果,結(jié)合地震剖面特征,縱橫閉合解釋了約23條斷層,并進(jìn)行了合理的斷層平面組合。

3.3 斷裂系統(tǒng)

本文研究區(qū)斷層皆為正斷層,主要發(fā)育有孤南大斷層及其下降盤發(fā)育的兩條次一級(jí)斷層和一系列的次次級(jí)小斷層。孤南大斷層從西南向東北貫穿整個(gè)研究區(qū),為控制含油氣構(gòu)造帶的三級(jí)斷層,從館陶組之上一直斷至基底,最大斷距超過(guò)1 000 m。兩個(gè)分支斷層及一些小斷層與孤南大斷層斜交,其余小斷層則主要以兩個(gè)分支斷層為主干呈發(fā)散狀分布。

該區(qū)主要發(fā)育有孤南大斷層及其下降盤發(fā)育的多條北東向、北西向的次次級(jí)小斷層。根據(jù)斷層延伸長(zhǎng)度及斷距,本區(qū)塊內(nèi)部主要發(fā)育8條斷層,其中孤南斷層、F1斷層控制本塊油氣成藏(圖4)。

圖4 孤南151塊沙二段頂面斷裂系統(tǒng)

3.4 構(gòu)造形態(tài)

從Ng至Mz,地層在構(gòu)造上具有一定的繼承性,在斷層下降盤,構(gòu)造整體上都是北高南低、西高東低,并且都是越靠近大斷層地層傾角越陡,向南逐漸變緩,越靠近大斷層斷裂越復(fù)雜。地層從上到下,孤南大斷層斷距逐漸加大,地層傾角也逐漸變陡。

沙一段底構(gòu)造與Ed3頂構(gòu)造繼承性較好,構(gòu)造形態(tài)基本一致,只是斷層在平面的位置有稍微的變化。孤南151塊內(nèi)部受多條次級(jí)斷層的切割,將本塊分割成孤南151斷塊、孤南151-3斷塊、孤南2-40斷塊等6個(gè)斷塊。中生界構(gòu)造受孤南斷層和F1斷層控制,F2斷層則不發(fā)育。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育3個(gè)圈閉,孤南151斷塊、孤南2斷塊以及孤南2-461井區(qū)鼻狀構(gòu)造。

4 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)測(cè)井資料進(jìn)行重新處理和解釋,對(duì)孤南151塊進(jìn)行精細(xì)地質(zhì)研究,應(yīng)用“旋回-厚度法”進(jìn)行精細(xì)地層劃分對(duì)比,建立了精細(xì)地層格架;對(duì)該塊構(gòu)造、儲(chǔ)層特征有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。在斷層發(fā)育密集區(qū)域附近、構(gòu)造相對(duì)較高的部位以及部分無(wú)井控制區(qū)域存在剩余油相對(duì)富集區(qū),部分區(qū)域具有進(jìn)一步挖潛的潛力。經(jīng)過(guò)對(duì)孤南151塊精細(xì)油藏描述,為下一步三維地質(zhì)建模、數(shù)值模擬、剩余油研究以及對(duì)該塊的開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)調(diào)整,進(jìn)一步提高老區(qū)塊采收率具有重要指導(dǎo)意義。

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[責(zé)任編輯] 董大偉

2015-06-15

孟凡利(1979—),男，安徽蕭縣人，中國(guó)石化勝利油田分公司石油開(kāi)發(fā)中心工程師，主要從事油氣開(kāi)發(fā)與采油管理研究。

10.3969/j.issn.1673-5935.2015.03.003

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