孤南151块精细构造研究

孟凡利, 彭丽娟

(1.中国石化胜利油田分公司 石油开发中心,山东 东营 257000; 2.中国石油大学胜利学院 基础科学学院，山东 东营 257091)

孤南151块精细构造研究

孟凡利1, 彭丽娟2

(1.中国石化胜利油田分公司 石油开发中心,山东 东营 257000; 2.中国石油大学胜利学院 基础科学学院，山东 东营 257091)

孤南151断块受北部孤南大断层及伴生次级断层影响,断裂系统复杂,含油层系较多,储层横向变化快且分布不稳定。针对该断块层系划分笼统,单元开发效果不理想的现状,以层序地层学与测井地质学等理论为指导,结合钻测录资料,采取“旋回-厚度法”对该断块主力含油层系开展精细地层划分对比,对重点井测井资料进行重新处理和解释,建立孤南151断块解释模型、精细地层格架,进行精细构造研究,结果表明沙河街组和中生界的断裂系统发育,控制油气成藏的主要是孤南断层及其分支断层,为进一步研究区块剩余油分布提供了合理的地质支持。

孤南151块;断裂系统;层序地层学;旋回-厚度法

1 区域概况

孤南151块位于孤南油田西部,构造上位于孤南断层下降盘,为孤南断层及其伴生的北西向断层夹持的断块或断鼻构造油藏,由于受孤南大断层长期活动影响,不同时期的油藏特征有所区别,东营组油藏为断鼻构造,沙一段和沙二段为断块油藏,且被多条次级断层切割,形成多个小断块,主要包括孤南151断块、孤南2-40断块和孤南2-41断块,构造较为复杂[1](图1)。

该块主要发育四套含油层系,自下而上分别为中生界(Mz)、沙河街组(Es)、东营组(Ed)、馆陶组(Ng)馆下段,油层埋藏深度一般为1 750～3 200 m。截至2014年12月孤南151块已探明含油面积6.42 km2,石油地质储量809.27×104t。

目前主要采用三套层系开发(Ng、Ed—Es、Mz),单元开发效果不理想,油水井对应较差,注采系统混乱,层系划分笼统,影响了开发水平的进一步提高,中生界累计产油5.02×104t,但对其构造及储层展布情况均未落实,也未上报储量。为了有效动用区块储量,进一步提高区块的采收率,有必要开展综合地质规律研究,并在此基础上分析论证剩余油分布进而制定综合开发调整方案。

图1 孤南151块构造位置

2 地层对比

孤南151块主要含油层系是馆陶组、东一段、东三段、沙一段、沙二段和中生界,油层埋深一般在1 750～3 200 m,纵向上含油小层较多且分布不均,厚度较薄,储量较分散。

地层对比划分工作是一切油藏地质研究的基础工作,针对研究区地层呈多层序沉积特征,地层划分的精细与否、对比的准确高低是油藏地质研究的关键[2]。

2.1 对比方法及难点

地层对比主要遵循“按照沉积旋回,从大到小,逐级对比,逐级控制对比精度”的原则进行[3-5]。主要按照前人提出的“旋回-厚度法”进行精细地层对比。对比标志依据行业“同时性”、“稳定性”、“特殊性”、“综合性”的原则;以通常测井组合曲线为对比资料;以砂层组、段、小层为对比单元,进行统层对比。

孤南151块断裂发育,多口井钻遇到1～3条断层,主要目的层沙二段地层钻遇厚度差别较大,砂岩在纵向、横向变化较大,增加了本次地层对比的难度。结合联井地震资料剖面的分析,孤南151块沙二段地层沉积厚度变化不大,只是因为大多数井钻遇断层,造成沙二段地层断缺,厚度变化较大,因此,在对比过程中,在标志层的控制下采用沉积旋回对比法及地层厚度相当法进行对比。

2.2 对比标志层的确定

经过反复对比,明确该区目的层段有6套岩性组合,由此将这6套岩性组合作为对比标志和辅助标志层来控制对比精度,其中标志层3个、辅助标志层3个。

2.2.1 标志层

根据对比结果,该块标准层分别为馆陶组底部泥岩、东营组底部泥岩和沙一段底部灰岩。

馆陶组底部泥岩是研究区馆陶组与东营组的分界标志,主要岩性表现为泥岩、夹薄层砂岩,厚度一般为13～24 m。深侧向电导率(LLD)曲线总体呈小锯齿状箱形;声波(AC)比上下围岩值高;自然伽马(GR)值从上到下呈指状逐渐增大;自然电位(SP)曲线相比上下围岩起伏较小,基本为一条平滑的直线;电导率曲线总体呈箱型,起伏不大。东营组底部泥岩是东营组与沙一段的分界标志,岩性为较纯的泥岩,厚度达到上百米,直接覆盖在沙一段泥岩上部。底部深侧向电导率曲线总体呈箱形,电导率值逐渐降低,为低—中等;LLD曲线呈箱形,电阻率值较高;AC值与周围地层无明显变化,密度比上部泥岩稍高;GR值与上下岩层值差别不大;SP曲线基本为一条平滑的直线。沙一段底部灰岩为沙一段与沙二段的分界标志,岩性为灰褐色泥灰岩及深灰色生物灰岩,电导率(COND)曲线呈低阻,到底部逐渐增加,LLD曲线由高阻逐渐减小;AC声波曲线、GR曲线均呈锯齿状,声波值增加,GR值变化不大,SP曲线起伏不大。

2.2.2 辅助标志层

三个辅助标准层为东二段底部泥岩、沙二段3砂层组底部泥岩和中生界顶部砂砾岩。

东二段底部泥岩为东二段与东三段的分界面,岩性为纯泥岩,COND曲线表现为由高值突然变低,向下逐渐增高,呈尖刀状;沙二段3砂层组底部泥岩为3砂组与4砂组的分界面,岩性为纯泥岩,电导率曲线呈尖刀状,由低变高,GR值明显高于上下部围岩;中生界顶部砂砾岩是中生界与上覆地层的分界标志,为不整合面。岩性为凝灰质砂岩、砾岩,测井曲线表现为突变,COND曲线由高值变为低值, GR值变为低值,SP曲线呈箱形。

2.3 对比剖面及层序建立

为了全面反映研究区域在标准层控制下目的层的地层厚度、储层厚度及其电性特征的展布情况,以地层层序学、石油地质学为理论基础,借助地震资料、钻、测、录资料,再建立单井测井电性特征模板,结合地质构造、沉积微相等多个因素,以各个标准层和对比剖面为约束,借助自然电位、声波、感应电阻率曲线的岩性特征,逐步建立目的层的各小层对比标准层序。

2.4 与原来小层划分的对比

本次对比划分差别较大的是本块的主力层系沙二段。

原来对比方法是:把整个沙二段地层作为一套砂层组,进行小层划分,细分了15个小层。

本次对比方法是:根据沙二段沉积旋回和岩性组合特征,采用“旋回-厚度法”将地层划分为6个砂层组,每个砂层组再进行小层细分(图2)。

2.5 小层划分对比结果

在以上标准层、标志层和对比剖面的控制下,利用自然伽玛、微电极、声波、感应等曲线,由点到线、由线及面,点、线、面相结合的对比方法进行全区细分对比。

孤南151块从下到上,将沙二段划分为6个砂层组、东营组分为3个砂层组、馆陶组划分为10个砂层组。在砂层组划分的基础上,对含油砂层组进一步细分小层,各目的层的小层划分为52个。其中馆陶组9砂组1小层、东一段的5、6、8、10等4个小层、东三段的1、2、4、5等4个小层、沙一段、沙二段的1、2、3砂组的13个小层、中生界顶部砂砾岩是本区的主要含油砂体,共24个小层。

图2 孤南154-1井沙二段小层划分对比

3 精细油藏描述

在地层划分对比研究的基础上,综合运用各种方法和技术手段开展目的层段的精细构造解释,刻画出断裂的分布特征,搞清楚地层格架的空间分布[6]。根据合成记录标定结果,馆下段10砂层组顶、东一段顶、东三段顶、沙一段底、中生界顶在三维地震资料上横向连续性较好,可连续追踪,通过三维地震资料解释及时深转换,对上述5个层位的深度域构造进行精细解释。

3.1 合成记录及层位标定

从频谱分析结果可知,频带范围在10～60 Hz,主频在20 Hz左右,频带较窄,高频成分缺失,不利于地震储层预测。但剖面信噪比较高,波组特征较明显,较适合于构造解释。在井震标定过程中,以沙一底(Es1底)和中生界Mz反射层作标准参考层,选择目的层附近提取子波进行井震标定。

合成记录制作和井震标定的基础是子波提取。首先根据频谱分析结果,选取主频为20 Hz的Ricker子波进行初次标定,主要是将深度域的地质分层位标定在时间域的地震剖面上。之后在目的层附近从井旁道提取子波,进行二次精细标定。主要层系Ed1顶为馆陶组底部附近的一套中等强度的波峰反射,横向连续性较好,可连续追踪(图3)。

图3 孤南151-5井地震剖面(剖面位置见图1)

3.2 层位与断层解释

首先把地震解释的时间域层位通过东营速度转换到深度域,然后与分层数据对比,计算误差,再把误差进行网格,通过控制误差的范围使误差不被放大,最后把误差与深度域数据相加,得到最终的结果,绘制成构造图。

断裂的解释主要利用地震剖面和属性技术进行识别。通常相干、倾角等常规地震属性能够较好地指示断裂及大尺度裂缝的分布特征。尤其是倾角属性对小断层的反映较相干属性更灵敏[7]。通过反复试验,认为瞬时倾角属性能够较好地刻画出研究区的断裂分布特征。根据相干和倾角分析结果,结合地震剖面特征,纵横闭合解释了约23条断层,并进行了合理的断层平面组合。

3.3 断裂系统

本文研究区断层皆为正断层,主要发育有孤南大断层及其下降盘发育的两条次一级断层和一系列的次次级小断层。孤南大断层从西南向东北贯穿整个研究区,为控制含油气构造带的三级断层,从馆陶组之上一直断至基底,最大断距超过1 000 m。两个分支断层及一些小断层与孤南大断层斜交,其余小断层则主要以两个分支断层为主干呈发散状分布。

该区主要发育有孤南大断层及其下降盘发育的多条北东向、北西向的次次级小断层。根据断层延伸长度及断距,本区块内部主要发育8条断层,其中孤南断层、F1断层控制本块油气成藏(图4)。

图4 孤南151块沙二段顶面断裂系统

3.4 构造形态

从Ng至Mz,地层在构造上具有一定的继承性,在断层下降盘,构造整体上都是北高南低、西高东低,并且都是越靠近大断层地层倾角越陡,向南逐渐变缓,越靠近大断层断裂越复杂。地层从上到下,孤南大断层断距逐渐加大,地层倾角也逐渐变陡。

沙一段底构造与Ed3顶构造继承性较好,构造形态基本一致,只是断层在平面的位置有稍微的变化。孤南151块内部受多条次级断层的切割,将本块分割成孤南151断块、孤南151-3断块、孤南2-40断块等6个断块。中生界构造受孤南断层和F1断层控制,F2断层则不发育。区内主要发育3个圈闭,孤南151断块、孤南2断块以及孤南2-461井区鼻状构造。

4 结 论

通过对测井资料进行重新处理和解释,对孤南151块进行精细地质研究,应用“旋回-厚度法”进行精细地层划分对比,建立了精细地层格架;对该块构造、储层特征有了进一步的认识。在断层发育密集区域附近、构造相对较高的部位以及部分无井控制区域存在剩余油相对富集区,部分区域具有进一步挖潜的潜力。经过对孤南151块精细油藏描述,为下一步三维地质建模、数值模拟、剩余油研究以及对该块的开发动态调整,进一步提高老区块采收率具有重要指导意义。

[1] 肖武.断块油藏剩余油分布的地质研究方法探讨[J].油气地质与采收率,2004,11(1):21- 23.

[2] 王光付,战春光,刘显太,等.精细地层对比技术在油藏挖潜中的应用[J].石油勘探与开发,2000,27(6):56-57.

[3] 曾文冲.油气藏储集层测井评价技术[M].北京:石油工业出版社,1991:3-26.

[4] 雍世和,张超谟.测井数据处理与综合解释[M].东营:石油大学出版社,1996:35- 68.

[5] 孙晖,刘丽.孤南131断块油藏高含水后期剩余油挖潜[J].西安石油学院学报,2003,18(3):77- 81.

[6] 孙焕泉,王端平,张善文.胜利油区勘探开发论文集[M].北京:地质出版社,2001:155-334.

[7] 曾大乾,焦方正,徐恩信.油藏描述新技术[M].东营:石油大学出版社,1999:33-36.

[责任编辑] 董大伟

2015-06-15

孟凡利(1979—),男，安徽萧县人，中国石化胜利油田分公司石油开发中心工程师，主要从事油气开发与采油管理研究。

10.3969/j.issn.1673-5935.2015.03.003

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1673-5935(2015)03- 0007- 04