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测井高分辨率层序地层对比在苏里格气田S井区盒8段中的应用

2010-01-12符伟兵

物探化探计算技术 2010年2期
关键词:基准面沉积相里格

符伟兵,杨 斌,李 强,陈 伟

(油气藏地质及开发工程国家重点实验室 成都理工大学,四川成都 610059)

0 前言

苏里格气田(见图1)位于鄂尔多斯盆地西北侧的苏里格庙地区,是目前中国发现的一个世界级大气田。苏里格气田二叠系气藏属非均质性极强,连续性较差,低孔低渗,低丰度,低产且大面积分布的河流-三角洲砂岩岩性气藏,有效储层厚度小,砂体叠置模式复杂,由沉积环境导致形成的单砂体,在层段上的分布变化很大[1~4],这对该气田的勘探开发提出了极大的挑战。为进一步弄清各小层砂体的空间分布规律,准确预测盒8段主产气层段砂体分布和高效开发气藏,基于苏里格气田S井区的区域地质、沉积相、测井、钻井、岩心资料,采用测井相分析技术和高分辨率层序地层学原理[5、6],对研究区内三十六口单井,盒8段进行测井相识别和高分辨率层序划分,并建立了区内五条高分辨率层序地层对比格架。本研究加深了对S井区砂体展布规律的认识,为合理高效地开发S井区天然气资源提供了地质依据。

图1 苏里格气田构造区域位置(据何顺利等)Fig.1 Regional tectonic location of Sulige gas field(By HE Shun-li,et al)

1 测井相研究

在含油气盆地的钻井地质研究中,非取心段的钻井测井剖面为沉积相和层序地层分析的主要对象,因而建立和分析不同沉积相和层序类型的测井相模型至关重要。以电测曲线的幅度、形态、接触关系和组合特征,作为判别非取心段地层的岩性,岩性组合,以及沉积相和层序特征的主要依据。但这种判别必须建立在取心段的岩~电转换关系基础上,由此所确定的测井曲线变化规律和测井相模型,可非常准确地反映出地层岩性、粒度变化、接触关系及垂向沉积层序等特征。

1.1 岩~电转换关系

据已有测井资料的岩~电转换对比关系分析,在研究区内上古生界地层中,以自然伽玛曲线和视电阻率曲线的测井相分析结果,与取心井段的地层岩性,岩性组合和沉积相序列的分析结果拟合性最好,其中,以自然伽玛曲线的形状和幅值大小与地层岩性有更好的对应关系,可对具有不同岩性组合的沉积相类型分析提供更为准确的信息。因而选取以自然伽玛曲线为主,以视电阻率曲线为辅的测井相与取心段的沉积相分析结果拟合关系,建立不同沉积相类型和层序级别的测井相岩~电转换关系,用以指导非取心井段测井曲线的岩性和沉积相解释。图2是经对部份钻井取心段详细的岩性和沉积相特征观察描述后,再与测井相进行比较分析后所建立的岩~电转换关系。经检验,模型中的岩性和沉积相与电性和测井相特征的符合率达90%以上。

1.2 典型测井相类型

众多钻井的测井相岩~电转换关系分析结果,证实了自然伽玛能较好地反映泥质含量和碎屑粒度变化的沉积序列和演化特征,再结合视电阻率、自然电位和密度的综合分析,佐证以自然伽玛曲线为主,视电阻率和自然电位为辅的测井相岩~电转换关系,对非取心井段测井曲线的岩性和沉积相解释符合率可高达90%以上,完全能满足生产和科研的需要。常见的曲线类型描述如下[7]:

(1)平滑箱状曲线反映由含砾粗砂岩和中~粗粒砂岩组成的,具有多韵律叠置的辫状河心滩沉积特征,内部结构较均匀。

(2)齿化箱形曲线与平滑箱状曲线非常相似,反映由中~粗粒砂岩或中~细粒砂岩组成的多韵律叠置辫状河心滩和河道充填沉积特征,内部结构不均匀,可能发育有多个泥岩夹层。

(3)钟形曲线。反映了由中~粗粒砂岩至中~细砂岩组成的,由粗变细的曲流河边滩或辫状河心滩砂体的沉积特征。如由多个冲刷面、叠置的边滩或心滩,与薄泥岩夹层组合在一起,因每个叠置砂体的粒级及含泥量的韵律性变化,可使钟形曲线多次叠加而呈宏观的圣诞树形。

(4)漏斗形曲线。岩性主要为反韵律的薄层砂岩、粉砂岩、泥岩互层,砂岩主要发育于上部,反映突发性的洪水流溢岸沉积,如决口扇和决口河道,多个决口扇的连续发育可形成叠置漏斗状曲线。

(5)平滑曲线。反映较连续的炭质泥岩段沉积,但由于炭屑和有机质含量较高,其视电阻率值明显高于普通的泥岩。

图2 S1井3390 m~3414 m取心段岩~电转换关系Fig.2 The core-electricity converted relation of the 3390-3414 meter coring section of well S1

(6)尖刺状指形曲线是决口扇和决口河道的典型曲线特征,而以箱状和钟形曲线为背景的尖刺状指形曲线,往往与砂体中有钙质胶结层有关。

除上述常见的几种曲线类型外,还有很多由低伽玛值曲线组合而成的多种形态的复杂曲线类型。在本研究区内,以伽玛曲线为代表的部份典型测井相类型如图3所示。

2 基准面旋回界面识别及划分

利用测井资料识别和划分基准面旋回,是基于测井曲线地层解释模型来完成的。只有在总结测井曲线岩电关系的基础上,才能进行测井曲线的基准面旋回界面识别。由于本研究区目的层段是以陆源碎屑沉积为主的陆相砂泥岩剖面,其自然电位、自然伽玛、电阻率测井组合序列都能较清楚地反映地层的岩相组成和旋回性特征,特别是自然伽玛曲线与沉积物的粒度中值和泥质含量密切相关,是进行岩性解释的常选曲线,所以作者在本次研究中选择了该曲线组合进行基准面旋回的划分和对比。在单井高分辨层序划分时,应从二个方面进行:①根据由测井曲线解释出的岩性和沉积微相剖面,结合岩电关系所确定的测井响应特征,直接利用相内沉积物粒度变化来确定短期基准面旋回;②根据短期基准面旋回叠置而成的地层叠加样式,来确定中长期基准面旋回[8]。单井基准面旋回的识别及划分,为高分辨率层序地层对比格架的建立奠定了基础。根据层序划分结果,研究区盒8段共识别出了二个长期(LSC1、LSC2)旋回,四个中期(MSC1~MSC4)旋回;十一个短期(SSC1~SSC11)旋回。其中,中期基准面旋回所控制的时间段相对较长,能较好地对应于地层划分方案中的相应层段(见图4)。

图3 典型测井相类型Fig.3 Typical electrofacies types

图4为研究区内S10井沉积相和高分辨率层序地层综合柱状图,此井是一口取心井,由层序划分结果表明,此井缺失SSC5小层。按照郑荣才等[9]划分的短期旋回结构层序类型模式对比,S10井主要发育上升半旋回厚度大于下降半旋回的不完全对称型(C1型,如图4中SSC2、SSC4等),仅保存上升半旋回的向上“变深”非对称型结构(A型,如图4中SSC1和SSC3)[9、10]的中期、短期旋回结构类型,且从盒8下到盒8上(SSC1~SSC11)层序类型由从A型向C型转化的趋势,由此反映出下石盒子组沉积时自下而上物源供给逐步稳定,水体能量逐渐减弱的过程,这也与盒8段自下而上,由辫状河向曲流河转变的特征相符。

3 高分辨率层序地层对比格架的建立

在单井沉积相划分和高分辨层序地层分析基础上,运用旋回对比法则(CrossA T)[11],以长期旋回层序的层序界面和洪泛面为优选时间地层等时对比位置,以最具等时对比意义的中期旋回层序为等时地层对比单元,建立了S井区下石盒子组盒8段高分辨率层序地层等时对比格架。

图5(见下页)为研究区南北向的一条多井对比剖面,这为地层格架中的储盖组合分析和有利储层相带进行区域预测、评价奠定了基础。

4 结论

以Cross高分辨率层序地层学理论及其技术方法为指导,采用多级旋回层序划分方案,结合测井相分析技术,对鄂尔多斯盆地苏里格气田S井区下石盒子组盒8段进行了高分辨率层序地层学及测井相研究。

图4 S10井沉积相和高分辨率层序地层综合柱状图Fig.4 The comprehensive column of sedimentary facies and high-resolution sequence ofwell S10

(1)将盒8段地层划分为二个长期、四个中期和十一个短期基准面旋回层序。

(2)研究区主要发育A型和C1型中、短期旋回结构层序类型,且从盒8下到盒8上(SSC1~SSC11)层序类型有从A型向C型转化的趋势。

(3)应用高分辨率层序地层学的理论和技术,在等时地层对比格架内,开展沉积微相及砂体分布的研究,能够加深对砂体纵、横向展布规律的认识,为合理制订下步滚动勘探开发方案提供地质依据。

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