烏南油田下油砂山組沉積模式及物源分析

1、烏南油田下油砂山組沉積模式及物源分析    摘要：綜合運(yùn)用地震、地質(zhì)、測(cè)井、錄井等多種資料，利用儲(chǔ)層預(yù)測(cè)、波阻抗反演、裂縫建模處理和解釋等技術(shù)，以RSI、FRACA為平臺(tái)，建立了大民屯凹陷沈625井區(qū)古潛山巖性及裂縫分布模型，進(jìn)一步落實(shí)了研究區(qū)古潛山巖性分布特征及裂縫發(fā)育狀況。在此基礎(chǔ)上采用EAA能量吸收法對(duì)古潛山含油性進(jìn)行了預(yù)測(cè)，指出沈625斷塊和沈229斷鼻構(gòu)造區(qū)為當(dāng)前最有利探區(qū)，為下步工作指明了方向。 關(guān)鍵詞：古潛山；巖性；裂縫；儲(chǔ)層預(yù)測(cè)；波阻抗；裂縫建模；含油性；沈625井區(qū)；大民屯凹陷 中圖分類號(hào)：TE122.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 前言 沈625

2、井區(qū)位于遼河盆地大民屯凹陷前進(jìn)斷裂構(gòu)造帶北段與靜安堡構(gòu)造帶的交匯處，北西以斷層為界，向北與三臺(tái)子洼陷相鄰，主要目的層為元古界古潛山。井區(qū)鉆探工作始于1985年，20012002年相繼完鉆沈625井和沈229井，生油巖最大埋深約為6 500 m，據(jù)鉆遇古潛山的101口探井分析，當(dāng)埋深小于5 000 m時(shí)，裂縫儲(chǔ)層發(fā)育均可能形成含油圈閉。由于大民屯凹陷早期與晚期斷裂均發(fā)育，斷裂系統(tǒng)與構(gòu)造形態(tài)十分復(fù)雜，地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加之油層埋藏深度大，古潛山地震資料品質(zhì)較差，裂縫型儲(chǔ)層為目前儲(chǔ)層研究的難點(diǎn)，地層和裂縫分布規(guī)律認(rèn)識(shí)難度大。為了進(jìn)一步落實(shí)該區(qū)古潛山巖性分布特征、裂縫發(fā)育狀況及儲(chǔ)層含油程度，利用已有的巖心

3、、錄井和測(cè)井資料，進(jìn)行單井測(cè)井曲線巖性綜合解釋，對(duì)比了各種巖性的電性特征，根據(jù)不同巖性的敏感電性參數(shù)對(duì)古潛山巖性進(jìn)行了標(biāo)定和預(yù)測(cè)。結(jié)合斷層分析，利用巖心和測(cè)井資料對(duì)儲(chǔ)層裂縫進(jìn)行了描述，并以此為約束條件，應(yīng)用裂縫建模軟件對(duì)研究區(qū)裂縫發(fā)育區(qū)和裂縫發(fā)育方向進(jìn)行了預(yù)測(cè)，進(jìn)而預(yù)測(cè)了有利含油區(qū)域，并提出了相應(yīng)的開(kāi)發(fā)部署建議，為古潛山裂縫性油藏勘探開(kāi)發(fā)提供指導(dǎo)。 1巖性預(yù)測(cè) 測(cè)井綜合解釋表明，沈625井區(qū)古潛山不同巖性其密度差異明顯，因此，將波阻抗作為第一變量進(jìn)行精細(xì)波阻抗反演。在多種地震屬性提取的基礎(chǔ)上，建立與已鉆井巖性的映射關(guān)系，進(jìn)而完成研究區(qū)古潛山內(nèi)幕巖性預(yù)測(cè)。 1.1測(cè)井曲線敏感性分析 根據(jù)現(xiàn)有資料

4、和各井所鉆遇古潛山巖性不同特征，重點(diǎn)對(duì)區(qū)內(nèi)的4口探井(沈625、沈223、沈229及沈224井)進(jìn)行了單井巖性綜合解釋。研究表明，密度參數(shù)為識(shí)別本區(qū)古潛山巖性的最敏感參數(shù)，其中，石英巖密度一般為2.522.62g/cm3，碳酸鹽巖密度通常大于2.66g/cm3，花崗片麻巖密度一般為2.582.67 gcm3。除密度參數(shù)外，聲波時(shí)差、中子和伽馬參數(shù)也是較好的識(shí)別參數(shù)，而電阻率等參數(shù)的識(shí)別效果則較差。 1.2敏感參數(shù)模擬驗(yàn)證 利用RSI儲(chǔ)層預(yù)測(cè)軟件能夠?qū)τ捎趲r性、流體變化而產(chǎn)生的電性變化規(guī)律進(jìn)行模擬驗(yàn)證。本次研究選擇沈616井3 3203 420 m為模擬實(shí)驗(yàn)井段。模擬過(guò)程的第一步為加載和計(jì)算原始

5、巖性測(cè)井曲線，首先直接將模擬井段聲波時(shí)差曲線轉(zhuǎn)化為縱波速度曲線，然后加載密度和縱波速度曲線，再利用Petro Solutions軟件的橫波預(yù)測(cè)工具計(jì)算橫波測(cè)井曲線，從而得出原始巖性的各條測(cè)井曲線；第二步為將原始巖性(灰?guī)r)中的方解石完全替換為白云石，從而得出白云巖的各種電測(cè)曲線；第三步為將替換后的白云石全部替換為石英，從而得出石英巖的各種電測(cè)曲線。模擬結(jié)果表明，利用密度參數(shù)可以很好地區(qū)分灰?guī)r、白云巖和石英巖。另外，聲波時(shí)差、中子和伽馬也可以作為較好的地震識(shí)別參數(shù)。 1.3波阻抗反演分析 首先進(jìn)行研究區(qū)井震標(biāo)定，確定古潛山頂面及內(nèi)幕地層地震響應(yīng)特征，沙四段至元古界古潛山合成地震記錄與井旁地震道對(duì)

6、應(yīng)關(guān)系較好，沈625井元古界古潛山高速石英巖與房身泡組底低速泥巖形成1套強(qiáng)振幅、低頻、中等連續(xù)的反射同相軸。 在建立初始波阻抗模型基礎(chǔ)上，采用多井約束稀疏脈沖反演，從地震道中抽取反射系數(shù)，與子波褶積生成合成地震記錄道，利用合成地震記錄與原始地震道的殘差修改反射系數(shù)，得到新的反射系數(shù)序列，再做合成記錄，如此迭代，最終得到能夠最接近原始地震道的反射序列，然后再求得相對(duì)波阻抗。最后與各井絕對(duì)波阻抗曲線擬合的阻抗趨勢(shì)(低頻背景)相加，即可得到絕對(duì)波阻抗。該反演方法主要是利用各套地層波阻抗差異進(jìn)行地層對(duì)比，并根據(jù)儲(chǔ)層橫向變化引起的波阻抗差來(lái)識(shí)別波阻抗特征突出的儲(chǔ)層。 沈625、沈229、沈224及沈22

7、3井原始測(cè)井曲線、低頻模型、反演結(jié)果對(duì)比顯示，各井原始測(cè)井曲線、低頻模型、反演結(jié)果吻合均較好，反映波阻抗反演結(jié)果可靠性較強(qiáng)。波阻抗反演剖面顯示井波阻抗與井旁反演道波阻抗吻合也較好，進(jìn)一步驗(yàn)證了波阻抗反演結(jié)果的可靠性。因此，波阻抗是研究區(qū)進(jìn)行儲(chǔ)層巖性識(shí)別的較好屬性，可根據(jù)其對(duì)古潛山巖性進(jìn)行識(shí)別和分類。 1.4巖性標(biāo)定與古潛山巖性預(yù)測(cè) 首先從分類屬性體中提取各井地震屬性道，然后利用合成地震記錄時(shí)深關(guān)系將各井地震屬性道進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換，再利用測(cè)井分析軟件將地震屬性道與敏感測(cè)井參數(shù)(密度、聲波時(shí)差)進(jìn)行交匯分析，得出巖性標(biāo)定方案，最后將標(biāo)定方案輸入分類屬性體，即可得到地震屬性體的巖性分類結(jié)果。圖1為研究區(qū)

8、古潛山不整合面下30ms巖性預(yù)測(cè)。由圖可以看出，沈625沈169沈616古潛山低斷塊巖性主要為石英巖和碳酸鹽巖；沈229井區(qū)以石英巖為主，碳酸鹽巖為輔；沈223井區(qū)以碳酸鹽巖為主，石英巖為輔；沈224井區(qū)主要為花崗片麻巖。 2裂縫預(yù)測(cè) 由于裂縫形成的復(fù)雜性和裂縫分布的多級(jí)性，加之現(xiàn)有技術(shù)和資料對(duì)裂縫識(shí)別能力的局限性，使裂縫研究成為石油地質(zhì)研究的難點(diǎn)之一。相干性三維地震屬性分析和最大相似性傾角地震屬性分析技術(shù)能夠較為準(zhǔn)確地反映斷層和大規(guī)模裂縫的空間形態(tài)，本次工作即采用以上2種技術(shù)，以RSI的Attrib 3D和具有較強(qiáng)的刻畫(huà)細(xì)小斷裂和裂縫的空間展布規(guī)律能力的Fraea為平臺(tái)建立研究區(qū)裂縫分布模型

9、。 2.1 裂縫基質(zhì)模型的建立和數(shù)據(jù)分析 裂縫發(fā)育必基于一定的基質(zhì)地質(zhì)模型，由于研究區(qū)僅有古潛山頂面構(gòu)造解釋成果，因此，通過(guò)Fraea軟件采用單層基質(zhì)模型，以古潛山面向下延拓20 m對(duì)裂縫進(jìn)行描述。而研究缺乏相應(yīng)的裂縫單井統(tǒng)計(jì)結(jié)果和應(yīng)力場(chǎng)分析結(jié)果，因此，只能通過(guò)Fraea軟件對(duì)古潛山頂面進(jìn)行斷層數(shù)據(jù)分析和構(gòu)造曲率分析。  斷層分析主要是對(duì)區(qū)內(nèi)所解釋的斷層進(jìn)行方位分組，同時(shí)統(tǒng)計(jì)其他裂縫建模所需的參數(shù)。圖2為研究區(qū)古潛山頂面斷層分布。由圖2可以看出，所解釋斷層可以分為3個(gè)方位組，分別為NEE向、NE向和NW向。構(gòu)造曲率分析是裂縫建 模的一項(xiàng)重要工作，由于研究區(qū)裂縫發(fā)育與地層褶曲變形程度存

10、在密切關(guān)系，采用古潛山頂面構(gòu)造圖作為構(gòu)造曲率分析基礎(chǔ)圖件。 2.2裂縫建模結(jié)果分析 以古潛山頂面斷層分組方位圖和古潛山頂面曲率分析圖為基礎(chǔ)，采用大尺度裂縫(裂縫延伸長(zhǎng)度大于100 m)和微裂縫進(jìn)行裂縫描述，從而完成研究區(qū)裂縫建模。圖3為各組裂縫與斷層疊合關(guān)系圖。由圖3可以看出，研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育了NNE、NE和NW 3組大尺度裂縫，其發(fā)育部位和方位與區(qū)域構(gòu)造樣式存在明顯關(guān)系，在很大程度上受控于區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的形成和演化。 (1)NEE向裂縫。NEE向裂縫是研究區(qū)內(nèi)發(fā)育程度最高的一組裂縫，發(fā)育密度最大的2個(gè)區(qū)域均位于研究區(qū)外圍，分別為沈184井西南側(cè)的高古潛山帶和安106井南側(cè)的靜安堡古潛山帶。區(qū)內(nèi)以

11、沈625井的北側(cè)和東北側(cè)NEE向裂縫發(fā)育程度最高，其次為沈229井東側(cè)鼻狀構(gòu)造區(qū)，沈169沈616井?dāng)鄩K區(qū)NEE向裂縫發(fā)育程度相對(duì)較低，沈223、沈136和沈224井基本無(wú)NEE向裂縫發(fā)育。另外，NEE向裂縫的發(fā)育對(duì)于沈625塊、沈169低古潛山背斜和沈229鼻狀構(gòu)造對(duì)油氣運(yùn)移和富集極為有利。 (2)NE向裂縫描述。NE向裂縫主要集中發(fā)育于研究區(qū)西北側(cè)和東南側(cè)的兩大高古潛山帶。區(qū)內(nèi)有2個(gè)NE向裂縫的相對(duì)高密度區(qū)，一是研究區(qū)北緣的沈225井區(qū)附近，另一個(gè)是介于沈223和沈625井之間呈NW向展布地區(qū)。沈224井區(qū)有微弱的裂縫發(fā)育，其他井區(qū)基本無(wú)裂縫發(fā)育。 (3)NW向裂縫描述。NW向裂縫在區(qū)內(nèi)分

12、布較稀少且長(zhǎng)度較短，其最大裂縫密度發(fā)育區(qū)位于沈223井區(qū)附近，其次為沈136至沈616井區(qū)附近，沈229井區(qū)有十分微弱的NW裂縫發(fā)育，其他井區(qū)均無(wú)NW向裂縫發(fā)育。 3含油性預(yù)測(cè) 裂縫性油藏油氣預(yù)測(cè)目前尚缺乏成熟技術(shù)，采用EAA能量吸收法對(duì)沈625井區(qū)古潛山含油氣性進(jìn)行預(yù)測(cè)。 3.1屬性研究 作為地震響應(yīng)屬性之一，能量吸收影響因素眾多，巖石組成、孔隙度、滲透率、裂縫與微裂隙發(fā)育程度、巖石所含流體性質(zhì)等均會(huì)對(duì)其造成影響。EAA采用了一種降低均勻能量衰減、突出能量異常吸收的算法，以此評(píng)價(jià)儲(chǔ)層含油氣性，當(dāng)?shù)貙雍蜌夂笏苄孕再|(zhì)與圍巖存在明顯差異，表現(xiàn)為高吸收異常。沈625井沈169井沈616井連井線吸收

13、系數(shù)處理結(jié)果表明，古潛山不整合面下060ms內(nèi)625井區(qū)存在明顯的吸收異常，古潛山不整合面下60ms以下吸收異常零星分布。 3.2能量吸收與含油性關(guān)系 通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)沈625、沈229、沈616、沈619、沈223、安106及安89井能量吸收因子與油氣關(guān)系的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)能量吸收異常和含油氣性之間存在較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，吸收因子越高，含油氣可能性越大。但能量吸收異常與油氣富存關(guān)系并不嚴(yán)格對(duì)應(yīng)能量吸收因子分布范圍與油氣富存關(guān)系存在重疊分布現(xiàn)象。通過(guò)分析，基本確定能量吸收因子與儲(chǔ)層含油性存在以下定量關(guān)系：能量吸收因子大于150，儲(chǔ)層具有較高產(chǎn)能；能量吸收因子為75150，儲(chǔ)層產(chǎn)能中等；能量吸收因子為3075，

14、儲(chǔ)層產(chǎn)能較低；能量吸收因子小于30，儲(chǔ)層產(chǎn)能較差。 3.3含油氣性平面預(yù)測(cè) 在上述7口井能量吸收因子與油氣富存關(guān)系分析的基礎(chǔ)上，對(duì)全區(qū)油氣的可能富存進(jìn)行了橫向預(yù)測(cè)。由于油氣主要富存于古潛山不整合面以下060 ms以內(nèi)，所以，對(duì)古潛山不整合以下060 ms和60120 ms分別進(jìn)行含油氣性平面預(yù)測(cè)。油氣集中分布于沈229區(qū)塊、沈625區(qū)塊及沈625沈616低古潛山。沈229塊以西雖然也存在能量吸收因子異常區(qū)，但綜合分析認(rèn)為可能為油氣區(qū)，也可能為受資料邊界影響，預(yù)測(cè)結(jié)果可靠性較差。 4結(jié)論 (1)通過(guò)測(cè)井曲線敏感性分析和敏感參數(shù)模擬驗(yàn)證，確定密度為反映沈625井區(qū)古潛山巖性變化的最敏感參數(shù)，結(jié)合波

15、阻抗反演分析確定了古潛山巖性標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)，完成了古潛山巖性預(yù)測(cè)。 (2)通過(guò)建立裂縫基質(zhì)模型，完成了沈625井區(qū)古潛山裂縫模型，將研究區(qū)裂縫分為3組，分別為NEE向、NE向和NW向，其中，NEE向裂縫發(fā)育程度最高，其最大優(yōu)勢(shì)發(fā)育部位為沈625井的北部和東部，其次為沈229井東部。 (3)發(fā)現(xiàn)并落實(shí)了沈625斷塊、沈229斷鼻、沈224斷鼻和沈169斷塊4個(gè)圈閉，圈閉巖性分別以石英巖、碳酸鹽巖、花崗巖和碳酸鹽巖為主。其中，沈625斷塊區(qū)和沈229斷鼻構(gòu)造區(qū)NEE向大尺度裂縫發(fā)育密度較高，油氣富集，為區(qū)內(nèi)最有利油氣預(yù)測(cè)區(qū)；沈169斷塊NEE向和NW向中等裂縫較發(fā)育，油氣較為富集，也是較好的目標(biāo)構(gòu)造區(qū)，

16、并在油田開(kāi)發(fā)調(diào)整和部署實(shí)踐中取得了良好的效果。 摘要：利用巖心、薄片、粒度及測(cè)井解釋等資料，對(duì)烏南油田新近系下油砂山組沉積模式進(jìn)行研究，同時(shí)結(jié)合重礦物、砂巖百分含量資料進(jìn)行物源分析。確定烏南油田下油砂山組主要發(fā)育洪水一漫湖相、淺水湖泊型三角洲相及風(fēng)暴巖沉積相，并總結(jié)了其沉積相模式。通過(guò)對(duì)各沉積相、亞相及微相的研究，結(jié)合物源方向和特征分析砂體微相演化特點(diǎn)及分布規(guī)律，對(duì)砂體預(yù)測(cè)和儲(chǔ)量計(jì)算具有指導(dǎo)意義。 關(guān)鍵詞：洪水漫湖相；淺水湖泊型三角洲；風(fēng)暴巖相；沉積模式；物源分析；下油砂山組；烏南油田 中圖分類號(hào)：TE121.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 引言 烏南構(gòu)造為柴達(dá)木盆地西部坳陷區(qū)昆北斷階亞區(qū)烏南一綠草灘斷鼻

17、帶上的一個(gè)三級(jí)構(gòu)造，整體為由南東向北西向傾沒(méi)的鼻狀背斜。烏南油田位于扎哈斷陷、切克里克斷陷東端和英雄嶺茫崖凹陷南端，其中茫崖凹陷在第三紀(jì)時(shí)期為柴達(dá)木盆地主體沉積區(qū)。 烏南油田第三系沉積主要受昆侖山前扇三角洲沉積體系和尕斯湖泊體系所控制，下油砂山組沉積于南南西低、北東東高的古構(gòu)造背景之上。漸新世晚期一中新世早期，尕斯斷陷形成較大規(guī)模的穩(wěn)定內(nèi)陸湖區(qū)，上新世下油砂山組(N12)以后，湖水逐漸向北、向東遷移，研究區(qū)以濱湖相沉積為主。下油砂山組為亞熱帶干旱條件下，內(nèi)陸湖盆的濱淺湖相沉積形成的一套砂、泥巖薄互層的沉積組合。對(duì)下油砂山組的沉積模式及物源方向進(jìn)行分析和研究，將有助于落實(shí)研究區(qū)沉積特征、沉積模式

18、及物源方向，有利于進(jìn)一步指導(dǎo)今后的勘探開(kāi)發(fā)。  1沉積相類型及沉積相模式研究 研究已證實(shí)，烏南油田N12沉積期湖盆水體較淺，為淺水湖泊環(huán)境，其中，一、二油層組沉積時(shí)期，湖平面主要受季節(jié)性洪水作用影響，洪水期的高水位面和枯水期的低水位面橫向上相距較遠(yuǎn)；三、四、五油層組沉積時(shí)期，湖水較淺，濱淺湖環(huán)境較為開(kāi)闊。 1.1洪水漫湖沉積 洪水一漫湖相為湖盆發(fā)育期，平坦古地形及干旱半干旱氣候條件下的沉積相類型，與季節(jié)性近源、短源、陣發(fā)性洪水重力流注入及隨之而來(lái)的正常沉積作用有關(guān)，該沉積類型不同于正常沉積分異作用的濱淺湖沉積，而與海洋環(huán)境的潮坪沉積類似。該沉積相主要包括洪水期的漫湖亞相、溝道亞相和正

19、常沉積條件下的灘砂亞相。 洪水漫湖相沉積巖性主要為紫紅色、灰色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖組合，巖性變化較單一。沉積粒序略顯正韻律，韻律間有時(shí)略顯沖刷。沉積構(gòu)造主要為塊狀，僅見(jiàn)少量波狀、平緩斜波狀和平緩槽狀交錯(cuò)層理，隱見(jiàn)小型爬升層理，顯示微弱的水動(dòng)力條件。常見(jiàn)紅色、褐色粉、細(xì)砂巖中含有“漂浮”狀的泥礫及砂屑。發(fā)育大量的生物擾動(dòng)構(gòu)造和生物淺穴遺跡，極強(qiáng)的生物擾動(dòng)甚至造成部分層理構(gòu)造不明顯。自然電位曲線呈小型波狀、指狀，自然伽馬曲線起伏較大。 漫湖亞相主要發(fā)育3種沉積微相：泥坪，高水位面(洪水水位)低能帶沉積紫紅色泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖；砂坪，高能帶(枯水期)沉積粉砂巖夾紅色泥巖；砂泥坪混合坪，

20、砂泥比例約為1：1。 溝道亞相主要包括洪水重力流水道和風(fēng)暴流水道2種微相類型，沉積巖性主要為灰色、灰褐色、雜色粉砂巖、細(xì)砂巖，含有少量的含礫砂巖，并夾雜有序或無(wú)序的似竹葉狀礫屑巖。研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育洪水水道微相沉積。 灘砂亞相主要為正常氣候、低水位面條件下經(jīng)湖浪改造的洪積沉積物。研究區(qū)內(nèi)灘砂類型主要為漫湖灘砂，由砂坪進(jìn)一步改造形成，巖性主要為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖及粉一細(xì)砂巖，分選性和磨圓度為差一中等，粒度概率曲線以兩段式和三段式為主，跳躍總體多于懸浮總體，構(gòu)造以小型槽狀、平緩波狀、透鏡狀及斜坡?tīng)顚永頌橹?，生物擾動(dòng)極強(qiáng)。 (1)重力流和牽引流成因的層理類型和變形構(gòu)造。洪水一漫湖相沉積物中同時(shí)發(fā)育重力

21、流成因和牽引流成因的層理類型及變形構(gòu)造。巖心觀察中發(fā)現(xiàn)的沖刷一充填構(gòu)造(圖1 B)、包卷層理、塊狀層理、遞變層理(圖1 C)及重荷構(gòu)造等均為與淺水重力流有關(guān)的沉積構(gòu)造類型，粒度概率曲線主要為一段式或上拱弧形，主要在洪水水道沉積中發(fā)育。與牽引流相關(guān)的沉積在垂向上具有一定的韻律性，主要有小型交錯(cuò)層理、波狀層理(圖1A)、楔狀交錯(cuò)層理(圖1 D)及透鏡狀層理(圖1 E)等，粒度概率曲線主要有兩段式、兩段過(guò)渡式和三段式，反映漫湖亞相中的砂坪、砂泥混合坪和泥坪頻繁交替的沉積特征。 (2)少量植物碎屑和豐富的生物擾動(dòng)構(gòu)造。洪水一漫湖沉積形成于干旱、半干旱氣候條件下地形平坦的淺水湖泊環(huán)境，此種氣候及地理?xiàng)l件一般不利于植被生長(zhǎng)，而有利于生物活動(dòng)，因此，研究區(qū)下油砂山一、二油層組地層中少見(jiàn)植物碎屑，而生物成因構(gòu)造非常豐富。生物遺跡化石大小不等、形態(tài)各異，但以傾斜或彎曲狀的生物潛穴及斑