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大情字井油田北部葡萄花、黑帝庙油层分布规律研究

大情字井油田北部葡萄花、黑帝庙油层分布规律研究

针对大情字井油田北部黑帝庙油层、葡萄花油层区域构造-沉积背景及成藏特点,以层序地层学、沉积学、储层地质学、岩石物理学、测井地质学及地震解释等理论为指导,应用岩心、测井、分析化验等资料,结合试油、试采等生产动态信息,对区内黑帝庙、葡萄花油层分

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    大情字井油田北部葡萄花、黑帝庙油层分布规律研究
    1 引言
    1.1立项背景与意义
    大情字井油田北部地区位于吉林省松原市乾安县境内乾安油田老区外围,包括乾174-黑69井区,研究面积为420km2,南部为大情字井油田。区域构造位于松辽盆地南部中央坳陷区长岭凹陷东北部,东南为乾安构造,西北为大安-红岗阶地。
    本次研究的目的层位为白垩系嫩江组黑帝庙油层和姚家组葡萄花油层。嫩江组嫩三段-嫩五段黑帝庙油层岩性以灰色、灰黑色泥岩、灰色粉砂岩、泥质粉砂岩为主。姚一段葡萄花油层岩性主要为灰绿、棕红、紫红色泥岩与绿灰、灰白色砂岩互层,呈正韵律层。姚一段地层厚度50m-70m,按照沉积的旋回性,可划分为三个砂组。
    白垩系泉头组沉积时期-嫩江组沉积末期,松辽盆地进入大型坳陷沉积阶段,期间经历了两次大的湖平面扩张-兴盛-衰退演变史。在湖盆演化过程中,本区主要受西南保康和西部通榆水系控制,发育以河流-三角洲为主的沉积体系。
    研究区在构造上整体表现为北东高、南西低格局,自下而上各地震反射层构造特征(T2-T04)具有较好的继承性;区内次级断层发育,多为北西-南东方向。由于该区构造形成时间早,断裂比较发育,是油气运移的良好通道。来自西南物源的三角洲前缘砂体具有纵向上叠加连片,横向变化快的特征,在单倾斜坡背景下形成构造、断块、低幅构造、构造-岩性、断层-岩性、岩性等多种类型的复杂油气藏。
    目的层岩性以粉砂岩为主、其次为细砂岩;储层岩石类型以长石质岩屑砂岩、岩屑质长石砂岩为主;岩石颗粒磨圆呈次棱角状,分选中等,岩石胶结物为泥、灰质胶结类型,胶结方式主要为孔隙式胶结。储层物性总体上以中低孔、低渗特低渗为主。储层孔隙度一般为11%~25%,平均15%;渗透率一般为1×10-3μm2~10×10-3μm2。
    目前,研究区总体上勘探开发程度不高,开发工作中尚存在储层展布规律、油水层识别、成藏规律与油气分布预测等问题。亟须针对乾174-黑69井区黑帝庙、葡萄花潜力油层,通过砂体及沉积规律研究、油水层识别与含油性评价等技术攻关,落实评价潜力,优选部署目标,为油田增储上产服务。
    1.2主要研究内容
    大情字井油田北部葡萄花、黑帝庙油层分布规律研究》主要包括以下几个方面研究内容,即通过全区地层划分与对比,建立起小层级别的精细等时地层格架;总结出研究区沉积体系的分布模式和沉积演化规律。
    针对大情字井油田北部黑帝庙油层、葡萄花油层区域构造-沉积背景及成藏特点,以层序地层学、沉积学、储层地质学、岩石物理学、测井地质学及地震解释等理论为指导,应用岩心、测井、分析化验等资料,结合试油、试采等生产动态信息,对区内黑帝庙、葡萄花油层分布规律进行系统研究。
    根据合同要求,研究内容包括如下:
    (1)地层划分与对比
    结合已有分层成果,对该区探井、评价井、生产井进行精细小层划分。进行高精度层序地层精细划分对比,包括单井沉积旋回划分、区域对比,建立标准剖面和骨架网,建立等时对比关系,实现全区分砂组分小层的地层统层。
    (2)储层及沉积规律研究
    1)开展沉积微相研究工作
    根据岩心描述,确定葡萄花油层、黑帝庙油层沉积微相类型;根据岩心分析所建立的沉积微相模式建立岩-电对应关系,确定典型的不同微相测井相模式;编制沉积微相平面图和剖面图。
    2)在精细分层的等时地层格架内,开展研究区单井储层划分,开展葡萄花油层、黑帝庙油层储层分布规律研究,编制目的层储层平面分布图。
    3)有效储层研究,根据井资料确定有效储层标准,明确有效储层分布规律。
    (3)油水层识别
    结合相应的岩石物理研究成果,在测井响应主控因素分析基础上,针对岩石骨架及储层微观孔隙系统特征,建立定性及定量评价方法,形成一套针对该区目的层有效的定性及定量油水层识别方法。针对储层测井二次解释工作,开展油水层评价工作。
    (4)低阻油层分析
    开展低阻油层成因分析与低阻油层识别,结合岩心、测井、试油及化验分析资料,开展四性关系研究,明确低阻油层的成因。
    (5)成藏主控因素分析
    开展油藏主控因素分析,综合构造、储层、油层研究成果,开展密井网区成藏特征解析,明确黑帝庙油层、葡萄花油层的油藏发育主要控制因素。
    (6)有利区预测
    整合黑帝庙油层、葡萄花油层的构造、储层、油层研究成果,开展油藏分布规律研究,针对有利目标区开展评价部署工作。
    1.3关键技术及路线
    (1)关键技术
    1)高分辨率层序地层划分与对比技术
    在区域地质背景分析的基础上,综合应用岩心、测井、分析化验等资料,开展沉积层序旋回分析,以高分辨率层序地层学理论为指导,遵循“旋回对比、分级控制、相控约束、骨架闭合”的原则,采取井-震结合的方法,结合已有分层成果,完成研究区黑帝庙油层、葡萄花油层的地层划分与对比工作,建立精细等时地层格架。
    首先,以区内典型取心井为标准井,充分尊重原划分方案,确定黑帝庙油层、葡萄花油层地层划分方案;其次,在井震标定的基础上,垂向上应用测井曲线的组合特征和沉积旋回控制,横向上利用地震剖面上稳定的反射标志层进行控制,完成油组和砂层组划分与对比。
    再次,在标志层拉平的情况下,按照浅水三角洲沉积的纵向演化序列,划分沉积旋回,在砂组控制的情况下主要运用等高程对比、近等厚对比、河道下切对比、叠置砂体细分对比、侧向相变对比等模式进行小层级别的地层划分与对比。
    最后,优选骨架剖面井进行精细划分对比,然后依据骨架井的划分对比结果外推进行全区井的划分与对比,最后达到全区井地层划分与对比的三维闭合。
    地层划分与对比工作中,主要遵循以下原则:
    ①以层序地层学理论为基础,按照“旋回对比、分级控制、相控约束、骨架闭合”的原则,结合区域性标志层,进行各砂层组划分与对比。
    ②以区内取心井为标准井,充分尊重原划分方案,确定黑帝庙、葡萄花油层各层组分层界限。
    ③将区内较大规模的洪泛面,即发育较纯的较厚泥岩段作为标志层,控制砂层组界限。
    ④井震结合,先进行砂层组界线的划分与统层,再进行各小层的划分,对比顺序为:油层组→砂岩组→小层。
    ⑤建立贯穿整个研究区的纵向与横向大剖面,确保整个研究区的统一划分对比与闭合,确保分层数据库的客观准确。
    2)沉积微相综合研究技术
    以岩心观察入手,确定岩心的沉积相、亚相、微相,应用岩心相标定测井相,建立岩-电对应关系,进而利用测井相开展全井段沉积相以及全工区的沉积条件研究;结合地震预测成果,通过开发区块砂岩的精细解剖,进一步明确河道砂体的展布方向和河道宽度与厚度等特征,最终刻画研究区储集砂岩分布图及沉积微相展布图,明确研究区沉积体系分布模式、沉积演化规律及对优质砂体分布的控制。
    储层及沉积相平面图的刻画意义重大,为井位部署、油藏认识、落实储量奠定坚实的基础。
    3)油水层识别技术
    结合岩心分析、录井、试油、实验、油藏等方面的信息,形成一套定性与定量相结合、测井与地质、油藏相结合的油水层解释方法。
    测井资料与储层相关的各类划分标准建立中,储层“四性”关系分析是研究的基础。它在储层流体性质的识别中起到关键作用,对提高储层参数解释模型的精确度也至关重要。储层“四性”关系是指岩性、物性、含油性、电性之间的相互关系和内在规律。
    岩性是“四性”关系研究的基础,物性是反映储层储集和渗流能力的重要特征,含油性是“四性”关系研究的关键,而电性则是研究的核心,电性可反映出前三者的表征。
    通过对关键井岩心、试油和测井资料等的分析,研究储层测井响应特征与储层的岩性、物性和含油性的关系,为进一步建立葡萄花油层、黑帝庙油层油水层识别标准奠定基础。
    在储层“四性”特征和关系研究的基础上,根据试油层电性特征和Sw、Rt、POR、Rwa等参数及Rt-POR交会图版等,综合识别油水层。整合测井曲线、岩心物性分析和试油等资料,用孔隙度、饱和度和电阻率等参数建立目的层段测井油气水识别图版等;以饱和度图版法为主,多电性参数交汇法为补充,综合分析储层岩石物理特征和沉积、构造及成藏背景,建立研究区油水识别标准。
    4)低阻油层识别技术
    针对研究区低阻油层成因分析拟采用的技术方法是在研究区构造、沉积、砂体分布等油藏地质研究基础上,从解剖有试油成果的重点井和特征油藏入手,分析葡萄花油层、黑帝庙油层复杂流体特征的成因,结合前人研究成果,重点分析岩性、储集体粘土矿物、地层水电阻率、储层孔隙结构、低幅度构造等因素对储层流体特征及测井响应的影响,通过对比分析,归纳总结出研究区低阻油层、高阻水层等特殊解释砂体的形成机理。
    从低阻油层形成机理出发,以低阻油层成因研究为基础,运用统计学原理,综合识别低阻油层,提高研究区油水层识别精度。
    5)油藏综合评价方法技术
    首先对研究区成藏条件进行综合分析,从生、储、盖、圈、运、保六个方面出发,明确研究区成藏要素。在此基础上,对密井网区开展典型油藏精细解剖,明确区内发育的主要油藏类型及成藏要素之间的相互匹配关系。
    综合构造、沉积储层、油层等的认识,对潜在的油气成藏的影响因素进行分析,明确成藏主控因素。建立适合研究区的油气成藏模式。
    结合油气水分布特征、成藏控制因素分析成果,以成藏模式为指导,总结研究区成藏规律开展油藏综合评价。分析存在类似成藏条件的远景目标区,重点研究岩性、断层-岩性油气藏,提出下一步有利目标区。
    (2)技术路线
    针对研究区需重点解决的问题,本项目以层序地层学、沉积学、储层地质学、测井地质学、油气成藏等理论为指导,以确定油层分布规律为主线,综合应用岩心、测井、地震、分析测试等资料,在统一的油藏地质思路下进行地质与地球物理综合一体化研究。
    技术路线将以建立精细等时地层格架为基础,采用井震结合方法,开展储层分布规律与沉积微相研究。同时通过储层四性关系等研究,建立油水层识别标准,揭示油水层展布规律,明确低阻油层成因和有效储层分布。
    综合构造、储层、油层特征等,开展油藏分布规律研究,明确油藏主控因素及油藏类型,落实有利区面积及规模,完成评价部署,技术路线图(图1-1)。

    图1-1 “大情字井油田北部黑帝庙、葡萄花油层分布规律”技术路线图
    1.4完成工作量及主要研究成果
    按项目设计、合同要求和年度研究计划,课题组于2014年10月开始全面进入项目研究工作,前期进行科技调研、咨询、收集和整理相关基础资料,包括研究区构造、地层、测井和钻井资料、前人相关研究资料等的收集和整理。
    在研究院各位领导和工程师的帮助与指导下,经过本课题组部分成员长驻油田现场10个多月扎实的基础工作,加之课题组部分人员10个多月在校内的日夜奋战,项目的各项研究进展顺利,圆满完成了课题的全部研究任务。
    至2015年9月,课题组完成了报告的编写,以及项目成果最终汇报的准备。完成实物工作量及提交的成果(表1-1)。
    表1-1 “大情字井油田北部葡萄花、黑帝庙油层分布规律研究”主要成果表
    内容  研究工作量 
    精细地层划分与对比 建立单井地层划分方案  650口井 
    建立对比骨架剖面  19条 
    地层划分对比结果数据表 1套
    地层厚度平面分布图 9张 2张(黑帝庙) 7张(葡萄花)
    储层及沉积规律研究  岩心观察描述 23口井 8口(黑帝庙) 18口(葡萄花)
     单井相图 23张 8口(黑帝庙) 18口(葡萄花)
     沉积微相剖面图 8张 4张(黑帝庙) 4张(葡萄花)
    砂岩厚度平面图 8张 2张(黑帝庙) 6张(葡萄花)
    砂地比平面图 5张 2张(黑帝庙) 3张(葡萄花)
    沉积相平面图 8张 2张(黑帝庙) 6张(葡萄花)
    油水层
    识别
    砂体综合解释成果数据表 1套
    储层有效厚度成果数据表 1套
    测井二次解释模型 2套 1套(黑帝庙) 1套(葡萄花)
    流体识别图版 2套 1套(黑帝庙) 1套(葡萄花)
    孔隙度分布等值线图 5 2张(黑帝庙) 3张(葡萄花)
    渗透率分布等值线图 5 2张(黑帝庙) 3张(葡萄花)
    有效储层等值线图 5 2张(黑帝庙) 3张(葡萄花)
    成藏规律及有利区预测 油藏剖面图 30张 10张(黑帝庙) 20张(葡萄花)
    含油饱和度等值线图 5 2张(黑帝庙) 3张(葡萄花)
    有效厚度等值线图 5 2张(黑帝庙) 3张(葡萄花)
    有利区平面分布图 2 1张(黑帝庙) 1张(葡萄花)
    成藏模式图 1张
    井位部署图 2张

    目  录
    1 引言 1
    1.1立项背景与意义 1
    1.2主要研究内容 2
    1.3关键技术及路线 3
    1.4完成工作量及主要研究成果 6
    2 区域地质背景及勘探开发概况 8
    2.1构造背景及沉积盆地演化 8
    2.2区域地层发育特征 13
    2.3研究区地质概况 19
    2.4勘探开发历程 20
    3 精细地层划分与对比 21
    3.1研究区地层层序 21
    3.2地层划分对比原则 21
    3.3地层划分对比方法 23
    3.4地层划分对比结果 26
    4 沉积相分析 30
    4.1古物源分析 30
    4.2沉积相标志 32
    4.3单井相分析 43
    4.4剖面相分析 52
    4.5重点区块砂体精细刻画 54
    4.6沉积相平面展布规律 61
    5 油水层识别 65
    5.1测井资料预处理 65
    5.2四性关系研究 75
    5.3测井二次解释模型 83
    5.4有效储层划分标准 89
    5.5油水层识别标准 95
    5.6低阻油层成因分析 99
    5.7计算机测井数字处理 105
    6 储层参数分布特征研究 109
    6.1储层物性及有效储层分布特征 109
    6.2储层含油性分布特征 115
    6.3有效厚度分布特征 117
    7 成藏作用研究 119
    7.1成藏条件分析 119
    7.2油藏类型 122
    7.3重点区块油藏特征解剖 125
    7.3成藏主控因素分析 129
    7.4成藏模式 133
    8 有利区预测及井位部署 134
    8.1有利区预测 134
    8.2井位部署 135
    成果与认识 140
    参考文献 142
    致谢 149

    成果与认识
    (1)本次研究以“分级控制、旋回对比、骨架闭合”原则为指导,完成全区650口井的地层划分与对比,将姚一段葡萄花油层划分3个砂组,其中Ⅱ砂组划分为3个小层;黑帝庙油层完成嫩四段HⅠ6砂组和嫩三段HⅡ1砂组划分与对比。
    (2)全区地层厚度发育较为稳定,受沉积环境及物源供给影响,葡萄花油层地层厚度自南西向北东方向逐渐减薄,平均厚度为65.5m;黑帝庙油层地层厚度自北东向南西方向逐渐减薄,HⅠ6砂组平均厚度为35m,HⅡ1砂组平均厚度为25m。
    (3)葡萄花油层发育干旱炎热气候下的退积型浅水三角洲沉积,来自西南方向物源的砂体垂向具继承性发展,伴随湖平面变化,自下而上,主要发育三角洲前缘-三角洲平原-三角洲前缘沉积,包括(水下)分流河道、天然堤、水下漫溢砂、河口坝-远砂坝等微相类型。
    (4)通过密井网区解剖,自西南向北东方向,由500m-700m的多期叠置深切河道(黑53井区、黑69井区)向400m-500m的分汊-汇聚型河道(乾151井区、乾157井区)、150m-250m的分汊-孤立型河道(乾北地区)演化,平面形态由似网状-枝状变化,河道规模及宽厚比逐步减小。
    (5)葡萄花主力层Ⅱ砂组3小层主要发育5条主干河道,内部可识别出水道、边滩、汊口滩及并口滩四类成因砂体。储层物性分布特征表现为主干河道物性优于次级分汊河道,主干河道当中边滩及水道成因砂体物性优于汊口滩及并口滩砂体,全区总体表现为自南向北物性逐渐变差,有效厚度逐渐减薄。
    (6)黑帝庙油层发育温暖潮湿气候下的进积型浅水三角洲前缘沉积,包括水下分支河道、河道侧缘、席状砂、河口坝-远砂坝等微相。自北东向南西方向,河道规模减小,河道侧缘及席状砂连片发育。HⅡ1砂组河道规模500m-700m,HⅠ6砂组河道规模300m-600m,储层物性主要受河道带影响,河道内部及相邻侧缘砂体物性较好。
    (7)完成全区深侧向电阻率,深感应电阻率,2.5米电阻率、声波时差曲线标准化,在储层四性关系研究基础上,分油组建立孔隙度、渗透率及含油饱和度测井二次解释模型,综合建立定性-定量的有效储层及油水层识别标准,完成全区油水层精细解释工作。通过低阻油层成因分析,认为研究区低阻油层主要由泥质含量较高、岩性粒度细、粘土矿物附加导电等因素造成。
    (8)通过葡萄花油层成藏特征研究,研究区主要发育岩性油藏及构造-岩性复合油藏,北部陡坡带主要发育岩性油藏,南部缓坡带主要发育构造-岩性油藏和岩性油藏,砂体展布大致与构造线斜交,有利储层发育是前提条件,与反向断层、构造背景合理匹配是关键因素。主干河道当中水道及边滩优质成因砂体是成藏有利区。
    (9)通过黑帝庙油层成藏特征研究,研究区主要发育断层-岩性油藏,河道末端发育少量岩性油藏;油源较丰富条件下,砂体类型、物性、封闭条件耦合控制成藏,河道、河道侧缘与同向断层相互匹配和河道末端与单斜构造相互匹配区域是成藏有利区。
    (10)结合构造、沉积相、储层及油水发育特征,葡萄花油层井控含油圈闭40个;黑帝庙油层井控含油圈闭16个。综合成藏研究认识,部署评价井位7口其中葡萄花油层,设计评价井位6口;黑帝庙油层,设计评价井位1口。
     
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