库车拗陷迪那气田古近系苏维依组储层精细划分对比研究

2015-03-28张学伟杨俊生袁静吴永平郑广全

地质与资源 2015年3期

张学伟，杨俊生，袁静，吴永平，郑广全

1.中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东青岛266580；2.胜利油田鲁明油气勘探开发有限公司，山东东营257000；3.中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院，新疆库尔勒841000

张学伟1，2，杨俊生1，袁静1，吴永平3，郑广全3

对迪那气田苏维依组采用“标准层对比，旋回对比，分级控制”的地层对比方法，开展储层精细划分对比研究工作.研究区苏维依组下伏和顶部的2个区域一级标准层以及内部4个二级标准层是划分气层组和砂层组的关键；3个三级旋回、5个四级旋回以及19个五级旋回的沉积特征是进行砂层组和小层划分对比的依据.根据以上标准层和旋回特征将迪那气田古近系苏维依气层组划分为5个砂层组和19个小层.

迪那气田；苏维依组；标准层；沉积旋回；小层对比；新疆

0 前言

迪那气田是塔里木油田公司最为重要的天然气产区之一，是中国目前发现的储量规模最大的凝析气田［1］.该气田的储层为新近系吉迪克组、古近系库姆格列木群和苏维依组，其中苏维依组为最主要储层.自2005年投入开发以来，迪那气田苏维依组地层划分一直沿用勘探阶段的三分方案，并没有建立完善的包括气层组、砂层组、小层等油气开发单元的地层对比方案.严德天等［2］、刘景彦等［3］、刘辰生等［4］分别对库车前陆盆地、库车拗陷和塔里木盆地古近系进行层序地层学研究，并将古近系苏维依组划分出2个三级层序；邵龙义等［5］在塔里木盆地古近系层序地层的研究中，将库车拗陷古近系苏维依组划分为1个三级层序；石媛媛等［6］曾对塔里木盆地库东-轮台地区苏维依组沉积储层特征进行过研究，仅将苏维依组划分出4个砂层组；颜文豪等［7］曾对迪那2气田地质特征及储层进行过研究，其中古近系苏维依组地层划分仍是沿用勘探阶段的三分方案.综合来看，前人的研究多集中在整个库车拗陷和塔里木盆地，而针对迪那气田的研究则相对较少，因此，有必要建立适用于迪那气田古近系苏维依组的地层精细划分对比方案.

笔者应用“标准层对比，旋回对比，分级控制”地层对比方法，首次对迪那气田古近系苏维依组开展地层精细化分对比工作，利用横向上分布稳定的区域一级标准层划分二级旋回（相当于气层组），在二级旋回的控制下，利用二级标准层划分和对比三级旋回、四级旋回（相当于砂层组），然后在四级旋回对比的控制下，利用五级、六级沉积旋回及岩性变化特征细分小层.在储层精细化分和对比的过程中，纵向上按照沉积旋回的级次，由大到小逐级对比，将苏维依组按照气层组、砂层组、小层的对比顺序逐级细分，以期建立起迪那气田苏维依组小层划分对比方案，为后续沉积微相划分、储层非均质性研究及合理开展剩余油气等工作奠定基础.

1 区域地质背景

迪那气田位于塔里木盆地库车拗陷秋里塔格构造带东部，该构造带是库车前陆盆地中部的一个弧形构造带，呈近东西向展布.其中部褶皱冲断隆起较高，向东逐渐倾伏，分割了拜城、阳霞凹陷（图1）［7-8］.自中生代以来，库车拗陷的古地理格局为北山南盆，北高南低的古地形决定了迪那地区古流向主要为由北向南.古近系沉积时期库车拗陷气候干旱炎热，北部发育多个冲积扇-扇三角洲沉积体系.自北部物源区向南部的沉积区，依次为冲积扇、扇三角洲平原、扇三角洲前缘和滨浅湖沉积［9］（图2）.

迪那气田苏维依组主要为扇三角洲前缘沉积.该套沉积自上而下细分为3个岩性段：苏一段上部以褐色粉砂岩、细砂岩为主，夹薄层泥岩、粉砂质泥岩，下部发育两套厚层状杂色砾岩、砂砾岩、含砾砂岩；苏二段中上部以高电阻率低自然伽马砾岩、含砾砂岩发育为特征，下部泥岩较发育，底部为分布稳定的褐色泥岩、粉砂质泥岩；苏三段电性上自然伽马呈槽状，特征明显，以砂岩集中发育为特征，岩性以褐色粉砂岩、细砂岩为主，夹薄层褐色粉砂质泥岩（图3）.

2 地层精细划分对比方案

古近系库姆格列木群顶部发育一套厚约30 m的泥岩，自然伽马曲线上呈高幅齿状，主要为滨-浅湖相沉积，与苏维依组底部砂岩、砂砾岩突变接触，该套泥岩在全区分布稳定，为一级标准层（见图4标准层Ⅰ）；新近系吉迪克组底部发育一套厚约10 m的杂色中砾岩、细砾岩，在自然伽马曲线上呈低值齿化箱状，主要为泥石流沉积，与下伏苏维依组顶部砂泥岩呈平行不整合接触，该不整合界面也可作为一级标准层（见图4标准层Ⅵ）.苏维依气层组（EⅠ）由这2个一级标准层所限定.根据内部的二级标准层及沉积旋回特征将苏维依气层组划分为5个砂层组，自上而下依次命名为EⅠ1、EⅠ2……EⅠ5，其中EⅠ1和EⅠ2砂层组相当于苏一段，EⅠ3和EⅠ4砂层组相当于苏二段，EⅠ5砂层组相当于苏三段.各砂层组进一步划分为2～6个小层不等，共计19个小层（图4）.

3 砂层组划分和对比

图1 库车前陆盆地构造单元划分及迪那气田位置Fig.1 The tectonic units of Kuqa foreland basin and the position of Dina gasfield

图2 迪那地区古近系沉积背景图（据塔里木油田资料）Fig.2 Palaeogene sedimentary setting of Dina gasfield（From the Tarim Oilfield）

图3 迪那气田苏维依组综合柱状图（据塔里木油田资料）Fig.3 Comprehensive column of Suweiyi Formation in Dina gasfield（From the Tarim Oilfield）

图4 迪那气田苏维依组地层划分对比图（迪那201井）Fig.4 Stratigraphic division and correlation for Suweiyi Formation in Dina gasfield（DN201 well）

砂层组的划分与对比主要以二级标准层及三级和四级沉积旋回为依据.一般来说，识别出的标准层越多，地层对比就相对越容易、越准确［10-11］.二级标准层是局部范围内可用的对比标志，也称辅助标准层［12］.苏维依组内部识别出4个二级标准层.其中标准层Ⅱ位于苏维依组EⅠ4砂组底部，即EⅠ45小层，相当于苏二段底部泥岩，该标准层厚7～20 m，岩性以泥岩、粉砂质泥岩为主，研究区中钻遇率达70%，电性特征表现为指状高自然伽马、齿状低电阻率，主要为扇三角洲前缘水下分流间湾沉积；标准层Ⅲ位于苏维依组EⅠ4砂层组顶部，即EⅠ41小层，该标准层厚度5～15 m，岩性以泥岩及粉砂质泥岩为主，在研究区中钻遇率达80%以上，电性特征表现为漏斗型自然伽马、齿状低电阻率，自然伽马曲线幅度上大下小，反映了水动力条件和物源供给逐渐增强的过程，沉积物粒度下细上粗，呈典型的反韵律结构（图4），主要为滨-浅湖相沉积；标准层Ⅳ位于苏维依组EⅠ3砂层组顶部，即EⅠ31小层，该泥岩标准层厚度为5～10 m，在迪那地区钻遇率达80%，电性表现为齿化高自然伽马、齿化箱型低电阻率，为扇三角洲前缘沉积；标准层Ⅴ位于苏维依组EⅠ2砂层组顶部，即EⅠ21小层，该标准层厚度为9～18 m，以底部发育粉砂岩或细砂岩等砂质沉积为特征，向上逐渐过渡为泥岩，呈典型正韵律结构，在迪那地区钻遇率达80%以上，电性特征多表现为指状和箱型自然伽马、齿状低电阻率（图5）.三级旋回代表湖盆水域的扩张与收缩，不同三级旋回之间地层是连续的，常有湖侵层分隔［12］.迪那气田苏维依组由3个三级旋回构成，自下而上依次命名为SC1、SC2和SC3.SC1由标准层Ⅰ和标准层Ⅲ这两套湖侵层所分隔，为扇三角洲前缘-滨浅湖沉积；SC2为一套扇三角洲前缘沉积，其上发生相变，为SC3底部扇三角洲平原沉积（图4）.四级旋回是沉积条件变化所形成的沉积层，它与砂层组大体相当［12-141］，其顶部或底部发育较稳定的二级标准层［15］.

三级旋回SC1呈正旋回特征，它由2个粒度向上变细的四级旋回组成，分别相当于EⅠ4砂层组和EⅠ5砂层组.位于EⅠ4砂层组底部的EⅠ45小层为划分EⅠ4、EⅠ5砂层组的二级标准层（标准层Ⅱ）.EⅠ5砂层组以砂岩集中发育为特征，厚度15～30 m，主要由泥质粉砂岩、粉砂岩和细砂岩组成，向上泥质含量增多，自然伽马曲线多呈槽状，特征明显，主要为扇三角洲前缘沉积.EⅠ4砂层组以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩为主，夹褐色中-细砂岩、粉砂岩，自然伽马曲线多呈指状和齿状，电阻率曲线呈齿状（图5），主要为扇三角洲前缘-滨浅湖沉积.

三级旋回SC2呈反旋回特征，由1个粒度向上变粗的四级旋回组成，相当于EⅠ3砂层组.位于EⅠ4砂层组顶部的EⅠ41小层为划分EⅠ3、EⅠ4砂层组的二级标准层（标准层Ⅲ）.EⅠ3砂层组以砾岩和含砾砂岩发育为特征，厚度40～60 m，自然伽马曲线多呈箱形，电阻率曲线呈指状尖峰，主要为扇三角洲前缘沉积.

三级旋回SC3呈正旋回特征，它由1个粒度向上变粗的四级旋回和1个粒度向上变细的四级旋回组成，分别相当于EⅠ1砂层组和EⅠ2砂层组.位于EⅠ3砂层组顶部的EⅠ31小层为划分EⅠ2、EⅠ3砂层组的二级标准层（标准层Ⅳ）.EⅠ2砂层组厚度30～50 m，上部由粉砂岩、泥质粉砂和泥岩组成，为扇三角洲前缘沉积；下部发育两套厚层状杂色砾岩、含砾砂岩、砂砾岩，相当于苏一段底部砾岩层，电性特征呈箱形低自然伽马和箱形高电阻率，区域对比性好，为扇三角洲平原沉积.位于EⅠ2砂层组顶部的EⅠ21小层为划分EⅠ1、EⅠ2砂层组的二级标准层（标准层Ⅴ）.标准层Ⅴ之上的EⅠ1砂层组岩性以红褐色、褐色粉—细砂岩、粉砂岩为主，厚度30～55 m，自然伽马曲线呈齿化箱形，电阻率曲线多为低幅齿状，主要为扇三角洲前缘沉积（图5）.

图5 迪那气田苏维依组砂层组划分对比图Fig.5 Division and correlation for sand groups of Suweiyi Formation in Dina gasfield

4 小层划分和对比

在利用三级、四级旋回特征划分砂层组的基础上，在四级旋回控制下，利用砂层组内部五级旋回及六级旋回特征对小层单元进行划分和对比.五级旋回是同一环境下形成的微相单元，如扇三角洲前缘单一水下分流河道沉积（正韵律）或单一河口砂坝沉积（反韵律），它相当于开发地质研究中的小层［12-14］.迪那气田苏维依组小层沉积类型可划分为2种，即粒度向上变细正旋回和粒度向上变粗反旋回.在砂层组对比的基础上，以单井岩心和测井资料中识别出的五级旋回甚至六级旋回为对比依据，通过井间的反复对比，确定小层顶底界限，最终在5个砂层组中划分出19个小层（图4）.

4.1 小层沉积旋回类型

研究区苏维依组小层沉积类型以正旋回型为主，也见少量反旋回型.小层中常见单个或多个水道化砾岩-含砾不等粒砂岩-粉砂岩组成的正粒序，顶、底多见冲刷面（图6A-1）.扇三角洲前缘水下分流河道、天然堤、河道间等沉积亦可组成的正粒序结构，顶、底为弱冲刷面或间断面（图6A-2，图6A-3）.研究区也见以扇三角洲前缘河口坝、水下分流河道间和远砂坝沉积为反韵律特征的五级旋回.扇三角洲前缘河口坝-河道间-前缘席状砂沉积组合纵向上呈反粒序结构（图6B-1），河道间-远砂坝沉积亦可组成粒度向上变粗的五级旋回（图6B-2）.在远离河口的扇三角洲前缘河口坝、远砂坝和席状砂沉积区，常见水下分流河道间-远砂坝-河口坝的纵向叠加（图6B-3），粒度自下而上加粗，呈反韵律特征.

4.2 小层沉积特征

利用单井岩心、测井资料识别出的五级旋回甚至六级旋回，对小层级别的地层单元进行划分.以EⅠ35小层为例说明利用五级旋回划分小层的过程.图7为迪那202井苏维依组EⅠ35小层岩心相序列及其沉积相解释，该井第5次取心井段4953.3～4962.4 m，岩心中获取了一个完整的正旋回.该小层下部单元由6个向上变细的六级旋回构成，底部为块状杂基支撑砾岩，向上渐变为中-粗砂岩或细砂岩，其中砾岩见砾石的定向排列，砂岩中发育斜层理；上部单元由2个向上变细的六级旋回构成，由红褐色中砂岩、细砂岩、粉砂岩，向上渐变为泥质粉砂岩，顶部含泥砾，砂岩具块状构造（图7）.EⅠ35小层下部由6个六级旋回构成的粗粒沉积与上部由2个六级旋回构成的细粒沉积一起组成一个完整的向上变细的五级旋回，该旋回为扇三角洲平原分流河道沉积.该分流河道顶部的粉砂岩与其上的杂基支撑砾岩呈突变冲刷接触，代表了一个分流河道沉积旋回的结束与另一个分流河道沉积旋回的开始.此岩性突变面是EⅠ35小层与其上部EⅠ34小层的分界面.

图6 迪那气田苏维依组小层沉积序列典型类型图Fig.6 Typical types of sublayer sedimentary sequence of Suweiyi Formation in Dina gasfield

图7 迪那202井苏维依组EⅠ35小层岩心相序列图Fig.7 Core sequence of EⅠ35sublayer of Suweiyi Formation of DN202 well

在单井划分小层的基础上，还需利用井间对比来提高小层划分对比的准确性.以EⅠ2砂层组为例说明砂层组内小层划分过程.EⅠ2砂层组底部为砾岩、含砾砂岩，向上逐渐过渡为粉砂岩、泥质粉砂岩和泥岩，整体呈向上变细的四级旋回，沉积环境由扇三角洲平原过渡为扇三角洲前缘.该砂层组由3个向上变细的五级旋回构成，每个五级旋回相当于一个小层，并且3个小层自下而上分别与扇三角洲平原分流河道、前缘席状砂、前缘水下分流河道沉积微相对应.横向上自DN3井至DN11井有泥岩含量增多、砂岩含量降低的特点（图8），显示出沉积环境由扇三角洲前缘向滨浅湖的过渡.

4.3 小层划分方案的应用

本文所及小层划分方案在迪那气田苏维依组储层细分对比中取得了很好的效果，有效识别了过井断层，解决了迪那地区过井断层识别难等问题，同时该划分方案提高了对该区苏维依组砂体展布的认识和优质储层分布的预测，使得该区地质储量计算更为精确，也为迪那气田合理开发技术政策的制定奠定了基础.

5 结论

（1）迪那气田古近系苏维依组储层由2个一级标准层所界定，分别为库姆格列木群顶部厚层泥岩和苏维依组顶部的平行不整合界面.苏维依组内部识别出4个岩性以泥岩为主、电性特征突出、平面分布较稳定的二级标准层.

（2）在标准层识别的基础上，利用苏维依组内部3个三级旋回和5个四级旋回的沉积特征划分对比砂层组，并在砂层组对比的基础上利用五级旋回细分小层.

（3）采用“标准层对比，旋回对比，分级控制”的地层对比方法对迪那气田古近系苏维依组储层进行精细划分，根据上述标准层及沉积旋回特征，纵向上将苏维依组储层共划分了1个气层组，5个砂层组和19个小层.

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FINE DIVISION AND CORRELATION OF THE PALEOGENE SUWEIYI FORMATION RESERVOIR IN DINA GASFIELD,KUQA DEPRESSION

ZHANG Xue-wei1,2,YANG Jun-sheng1,YUAN Jing1,WU Yong-ping3,ZHENG Guang-quan3

1.College of Geosciences and Technology,China University of Petroleum,Qingdao 266580,Shandong Province,China; 2.Luming Exploration and Development Co.Ltd.,shengli Oilfield,Dongying 257000,Shandong Province China; 3.Research Institute of Exploration and Development,Tarim Oilfield Company of PetroChina,Korla 841000,Xinjiang,China

The stratigraphic correlation methods,which include marker bed correlation,cycle correlation and hierarchical control,are adopted to carry out fine division and correlation of the reservoir of Suweiyi Formation in Dina gasfield.Two primary marker beds at the top of and underlying the Suweiyi Formation and four internal secondary marker beds are key to divide gas layer group and sand group,while the sedimentary characteristics of three third-order cycles,five fourth-order cycles and 19 fifth-order cycles are the basis to divide sand group and sublayer.The Suweiyi Formation of Paleogene can be divided into 5 sand groups and 19 sublayers based on the characteristics of marker beds and sedimentary cycles above.

Dina gasfield;Suweiyi Formation;marker bed;sedimentary cycle;sublayer correlation;Xinjiang