孤岛油田南区馆1+2砂层组细分对比标志特征

乐大发,陈清华,张福利

(1.中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司孤岛采油厂,山东东营257231; 2.中国石油大学地球资源与信息学院,山东青岛266555;3.中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司物探研究院,山东东营257022)

0 引言

随着油藏进入高含水期,孤岛油田的开发方向也逐渐由均质、中高渗透油藏向非均质、低或特低渗透油藏转变,对储层的划分与对比工作提出了更高的要求。同时,孤岛油田馆陶组地层属于河流相沉积,此类储层砂体变化复杂,通常缺少标志层、标准层,难以大面积追踪,储层细分对比难度非常大[1-9]。上述问题都直接影响着小层划分对比的准确程度。在前人研究的基础上,通过探讨研究区测井资料及岩性资料,发现一些可以小范围内准确划分对比的标志,这些标志为全区的划分与对比提供了重要信息。通过分析对比标志的特征,总结出4种类型的对比标志,并通过对比标志的综合运用,建立了一个相当于标志层的标志联合体系。

1 研究区概况

孤岛油田位于山东省东营市,构造上隶属渤海湾盆地济阳坳陷沾化凹陷,为发育在孤岛凸起之上的以新近系馆陶组地层为主要储油层系的大型披覆背斜油田,石油储量大,产量高,是世界著名油田之一,分为南区、西区、中区和东区。该油田馆陶组分为馆下段和馆上段,其中馆上段又分为馆1+2砂层组和馆3砂层组—馆6砂层组。馆下段为辫状河沉积,馆3砂层组—馆6砂层组为曲流河沉积,馆1+2砂层组为高弯曲流河沉积,其上明化镇组为高弯曲流河沉积。研究区为孤岛油田南区的部分区域(图1)。

图1 孤岛油田区域位置Fig.1 Location of Gudao Oilfield

目前,孤岛油田南区馆1+2砂层组是孤岛油田油气增产稳产的主力层系之一,其储层细分对比是重要的基础工作[1-5]。就孤岛油田南区馆1+2砂层组储层细分对比工作而言,前人做了许多有益工作,但仍存在许多尚未解决的问题[6,10-19]。在这些尚未解决的问题中,一个关键问题是在缺少标志层、标准层的情况下如何实现对馆1+2砂层组顶界的精细划分与对比。因为其下的河流相储层划分与对比所使用的许多方法,如等高程、等厚切片、下切对比、叠加砂体划分等,都是以此地层的顶界为基准的[20-23]。

2 宏观标志

2.1 电性特征

研究区明化镇组主要为浅棕色砂质泥岩、泥岩夹砂岩透镜体,整体以“弓形”电阻为特征;该组近底部常出现厚层砂岩,自然电位曲线呈“箱形”或“钟形”,此砂岩底部常伴有“钙质尖”出现[1]。馆陶组馆下段为块状砂岩、砾质砂岩、砾岩夹薄层泥岩,电阻率值较高,自然电位曲线呈大型“箱形”负异常;馆上段馆3砂层组—馆6砂层组为砂岩、粉砂岩夹泥岩或与泥岩互层,以笔架状电阻为特征,馆1+2砂层组为泥岩夹细砂岩、粉砂岩,以较平直的自然电位曲线(基线)上出现指状响应为特征[1]。上述特征可以作为精细划分对比研究区馆1+2砂层组顶界的重要参考。

2.2 地震反射特征

由于岩性特征不同,研究区明化镇组和馆陶组的地震反射特征不同,并存在能够宏观反映明化镇组与馆陶组地层分界的地震反射层[6]。该特点也可以作为精细划分对比研究区馆1+2砂层组顶界的重要参考。

3 细分对比标志

对于缺少标志层和标准层的储层细分对比工作,寻找分布范围相对较广、特征相对较明显的对比标志则成为关键问题。综合利用地质、测井与地震等资料,通过反复比较与研究,总结出研究区明化镇组和馆陶组4类8个对比标志。对比标志确定的基本原则是至少15口井同时存在。

3.1 泥岩类标志

在明化镇组近底部发育厚层砂岩的井区,该厚层砂岩的上、下泥岩均表现出高感应尖峰的对比标志(图2a)。在参与划分对比的230口井中,有116口井发育该厚层砂岩之下的泥岩感应尖峰标志,占总井数的50.4%(图3a);有83口井发育该厚层砂岩之下的泥岩感应尖峰标志,占总井数的36%。

图2 四种类型标志电性特征Fig.2 Logging Response Characteristics in Four Types of the Markers

在馆陶组上部发育一泥岩高感应尖峰标志,该泥岩北部厚度大,向南减薄。有34口井发育该泥岩尖峰标志,占总数的14.8%。

3.2 砂岩类标志

馆陶组下部发育两个相邻的低阻砂岩标志,测井相应特征为低电阻率,自然电位曲线呈“箱形”或小型的“钟形”,感应曲线的可对比性很强(图2b)。有120口井发育该低阻砂岩标志,占总数的56%,其分布范围如图3b。

图3 馆1+2砂层组发育的4种类型标志分布范围Fig.3 Distribution of Four Types of the Markers Developed in Guan 1+2 Sand Member

馆陶组中部发育韵律性厚层砂岩标志,部分井中该厚层砂岩自然电位曲线表现出明显的韵律性,感应、电阻率等曲线的可对比性也很强。有70口井发育该韵律性厚层砂岩标志,占总井数的30.4%。

3.3 “钙质尖”类标志

“钙质尖”即钙质夹层,是陆相储层重要夹层之一,是钙质胶结的致密砂岩、砾岩,在电性特征上具有高电阻、高微电阻、低声波时差、低自然电位值特征。地层真电阻率、冲洗带电阻率、0.5 m梯度视电阻率的极高值甚至比油层电阻率值还高,表现为正方向凸起的“高尖峰”状。声波时差明显低值,表现负方向凸起的“尖峰”。自然电位负异常,负方向凸出。一般碳酸盐含量越高,上述特征越明显,故又称“钙质尖”。

普遍认为在酸性水作用下,黏土杂基向自生高岭土转化,长石、岩屑和碳酸盐矿物等不稳定组分发生溶解和蚀变作用,为碳酸盐胶结作用的发生和钙质夹层的形成提供Ca2+、Mg2+和-HCO-3等离子,从而形成“钙质尖”;简而言之,首先发生层内黏土杂基高岭石化和不稳定组分及邻近碳酸盐层的溶解、蚀变作用,进而形成钙质胶结和钙质夹层[24-28]。

“钙质尖”主要分布在具有下粗上细的正韵律特征的砂体(如河道砂体)底部,或具有下细上粗的反韵律特征的砂体(如河口坝砂)顶部。这是由于这些部位砂体储层物性最好,砂体粒度粗,泥质含量低,原生孔隙比较发育,孔隙水易于流动。因此酸性地表水通过风化壳或断层以及酸性地层水等进入砂体内部后可以产生流动,进而形成钙质胶结或钙质夹层。由于孔隙水的流动是在同一期河道底部进行的,所以“钙质尖”的形成具有等时性,可以作为非常好的等时对比标志[24]。

研究区内发现的“钙质尖”主要特征是层薄、电阻率高,感应曲线特征表现为高电阻率尖峰。根据这些特征共有两处“钙质尖”分布被发现。

(1)明化镇组近底部之厚层砂岩的中下部(图2c)。全区有27口井发育该标志,占总井数的11.7%。

(2)馆陶组上部薄层砂岩(图2c)。全区有19口井发育此标志,占总井数的8.3%。通过统计发育“钙质尖”标志井的数目,在研究区划出了“钙质尖”平面分布范围(图3c),其平面分布形态基本上反映了同一期河流作用的整体形态。

3.4 砂泥组合类标志

馆陶组内部发育有可对比性很强的砂泥组合类标志,感应曲线的可对比性很强(图2d)。N17-5井的1 094～1 116 m井段与B76-29井的1 088～1 100 m井段的感应曲线具有明显可对比性。有22口井发育该砂泥组合类标志,占总井数的9.6%(图3d)。

4 标志使用

研究区总结出的4类8个对比标志,这些标志的平面发育范围大小悬殊;但是,把这些标志的平面范围叠加在一起,可以覆盖整个研究区。这是综合应用对比标志、实现全区划分对比的重要基础。图3表明,只存在一个对比标志的平面分布范围是不能覆盖全区的,但大部分区域都具有3个及3个以上的对比标志可供同时使用,从而在剖面对比中实现对层位的控制。

根据发育对比标志数量的密度分布,可以更好地选择对比剖面,让对比剖面尽可能通过对比标志高密度区,使用尽可能多的标志控制对比关系和结果。

遵循上述工作方法与步骤,本研究首次实现了孤岛油田南区馆1+2砂层组顶界的精细划分对比。实践表明,孤岛油田南区馆1+2砂层组顶面构造能非常合理地反映构造对油气分布的控制规律(图4)。

5 结语

(1)对于河流相沉积,缺少全区分布的标准层、标志层的储层细分对比工作,应当认真总结可能存在的对比标志,综合应用对比标志可以很好地解决储层细分对比问题。

图4 孤岛油田南区馆1+2砂层组顶面构造Fig.4 Structural Contour Map of the T op Boundary of G uan 1+2 Sand Member in the South Block of Gudao Oilfield

(2)共总结出4类8个对比标志:泥岩类标志;砂岩类标志;砂泥组合类标志;“钙质尖”类标志。其中,泥岩类标志有3个标志,砂岩类标志有2个,砂泥组合类标志有1个,“钙质尖”类标志有2个,共8个对比标志。

(3)通过综合应用标志,绘制了各个标志在研究区域内的分布范围。统计研究区标志的叠加数量,分析标志发育的有利区域,对于研究区的储层划分与对比工作有重要的指导意义。

(4)首次实现了孤岛油田南区馆1+2砂层组顶界的划分对比,并完成了该区馆1+2砂层组的储层细分对比工作。

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