成因地層格架下的地質(zhì)模型研究
——以長慶油田虎狼峁地區(qū)長6-1(1)小層為例

謝銳杰，王迎曉，楊志鵬，馬玉亮

油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室(長江大學(xué))，湖北 武漢

成因地層格架下的地質(zhì)模型研究
——以長慶油田虎狼峁地區(qū)長6-1(1)小層為例

謝銳杰，王迎曉，楊志鵬，馬玉亮

油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室(長江大學(xué))，湖北 武漢

以鉆、測井等資料為基礎(chǔ)，運用成因地層學(xué)和高分辨層序地層學(xué)原理，對長慶油田虎狼峁地區(qū)長6油層組進(jìn)行層序分析,共劃分為5個中期旋回,建立了研究區(qū)的等時地層格架。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行單砂體的刻畫，總結(jié)出單砂體的疊置方式為拼合型、迷宮型和孤立型等3種類型。對長6-1(1)小層進(jìn)行地質(zhì)建模，從建模結(jié)果來看，水下分流河道微相的物性好，孔隙度主要在12%～14%之間；河口壩的物性較好，孔隙度主要在11%～14%之間；其他微相物性較差，孔隙度在5%～10%之間。

成因地層，砂體疊置關(guān)系，地質(zhì)模型，長6-1(1)小層，虎狼峁地區(qū)

Received: Oct. 10th, 2015; accepted: Jan. 17th, 2016; published: Mar. 15th, 2016

Copyright ? 2016 by authors, Yangtze University and Hans Publishers Inc.

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Subzone, Hulangmao Area

1. 引言

長慶油田虎狼峁地區(qū)位于陜北斜坡中部，陜西省靖邊與志丹縣境內(nèi)，以靖安油田為主，東跨楊米澗和安塞油田杏河區(qū)，西跨吳旗油田東半?yún)^(qū)。從區(qū)域結(jié)構(gòu)來看，研究區(qū)是一個平緩的西傾單斜，地層傾角不到1°，坡度6～8 (°)/km，內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，局部顯示形成低幅的鼻狀隆起。主要生油層為長6油層組，屬于典型的低滲透巖性油氣藏。筆者以長慶油田虎狼峁地區(qū)長6-1(1)小層為例進(jìn)行了地質(zhì)建模研究。

2. 高分辨層序地層格架的建立

通過運用地質(zhì)、測井和地震等各種相關(guān)資料，識別出虎狼峁地區(qū)長6油層組不同級別的基準(zhǔn)面旋回。首先利用各類巖心資料及其沉積構(gòu)造和沉積旋回，分析沉積微相的組合特征來劃分出短期基準(zhǔn)面旋回；然后再通過測井曲線的疊加樣式和短期旋回的特征來劃分中期基準(zhǔn)面旋回。在陸相地層中，層序的邊界為最大湖泛面，因此選擇了研究區(qū)易于識別的最大湖泛面作為層序邊界，并根據(jù)高分辨層序地層學(xué)原理，將虎狼峁地區(qū)長6油層組劃分為5個中期基準(zhǔn)面旋回，完成了研究區(qū)長6油層組等時地層對比格架的建立(圖1)。

3. 高分辨層序格架下的單砂體刻畫

一般通過“旋回對比，分級控制，不同相帶區(qū)別對待”[1]的單砂層對比方法，來確定井間砂體的連通關(guān)系。有了正確的井間砂體對比關(guān)系，才能更準(zhǔn)確地確定單井鉆遇油砂體情況及油層連通率，從而為合理部署井網(wǎng)密度、提高采收率提供地質(zhì)依據(jù)。

Figure 1. Sequence stratigraphic classification and the single well facies analysis of Liu 124-22 well圖1. 柳124-22井層序地層劃分及單井相分析圖

單砂層是指在自身內(nèi)部垂向上和平面上連續(xù)，但與其上、下砂體間被不滲透泥巖等夾層分隔的砂體[2] [3]。其中存在一些單砂層中的一部分與鄰層砂體相連接，在其間沒有隔夾層，而內(nèi)部流體基本上作為一個獨立的系統(tǒng)，從而構(gòu)成獨立的油藏。單砂層的劃分主要有2種方法。

1) 單砂層垂向?qū)哟蝿澐?。在層序劃分與對比的基礎(chǔ)上建立單砂層的垂向?qū)哟蝿澐?，按照同一時間單元中測井曲線特征來識別出不同期次的砂體，從而在垂向上進(jìn)一步劃分出單一期次的河道砂體。

2) 利用夾層劃分單砂層。夾層是指在砂巖層內(nèi)所分布的相對低滲透層和非滲透層，該分布是不穩(wěn)定的，不能有效阻止或控制流體的運動[4]。事實上，在滲流特征一致的連通砂層中的夾層即為單砂層內(nèi)部夾層，厚度較薄，一般只有幾十厘米，延伸較小，其穩(wěn)定性差。研究區(qū)內(nèi)識別出的夾層主要為泥質(zhì)夾層，巖性為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖及部分泥質(zhì)粉砂巖，產(chǎn)生該類夾層的主要因素是減弱的水動力及由于沉積作用而形成的細(xì)粒懸浮質(zhì)物質(zhì)。一般情況下，在多期河道砂體沉積作用中，從一期河道沉積結(jié)束過渡到下期河道沉積開始，會形成短暫的細(xì)粒物質(zhì)沉積，一般認(rèn)為該類夾層即為泥質(zhì)夾層。研究區(qū)內(nèi)，泥質(zhì)夾層較薄，測井曲線表現(xiàn)為自然電位曲線靠近泥巖基線，自然伽馬曲線明顯升高，微電極電阻率曲線幅度差減小，深、淺側(cè)向電阻率曲線明顯減小，個別泥質(zhì)夾層的自然電位曲線差異不明顯。雖然在橫向上泥質(zhì)夾層分布不太穩(wěn)定，但它仍是2期河道沉積邊界的重要識別標(biāo)志。

通過對研究區(qū)部分井的單砂層進(jìn)行分析，總結(jié)出單砂層間的疊置方式大致有3種：拼合型、迷宮型、孤立型[5]。

3.1. 拼合型該種類型單砂體連井剖面垂直于物源方向，長6-1(2)小層和長6-3(1)小層繼承性較好，單砂體間的疊置關(guān)系主要呈線-線接觸，即拼合型，屬于較典型的三角洲前緣亞相沉積。研究區(qū)沉積作用活躍，各井間同一層位的單期河道的砂體在厚度上變化較大，說明井間存在不同的單砂體邊界。砂體拼合作用明顯，呈線-線接觸，層內(nèi)非均質(zhì)性明顯增強。以水下分流河道、河口壩等沉積為主。在縱向上，長 6-1(2)小層的2期河道砂體沉積有明顯的疊加關(guān)系，即垂向上會出現(xiàn)部分疊加式接觸，在測井曲線上一般表現(xiàn)出

2種形式：一種是有泥質(zhì)夾層或非滲透性夾層的存在，且夾層厚度較大，一般大于0.2 m，測井響應(yīng)較為明顯；另一種則無明顯非滲透性夾層，上、下2期單砂體大多連通性較好，測井響應(yīng)相對不明顯，但仍呈疊加式特征(圖2)。

3.2. 迷宮型

該種類型單砂體連井剖面為平行物源方向，整體上砂體連通性較好。其中長6-2(1)小層主要呈線-點、點-點接觸的對接式模式，形成似“迷宮”狀儲層，主要發(fā)育水下分流河道和分流間灣沉積微相，表現(xiàn)為2期河道砂體向井間方向厚度逐漸變小，連接處2口井的砂體測井曲線特征有明顯差異(圖3)。

3.3. 孤立型

該種類型單砂體連井剖面為垂直物源方向，由于是多物源供給，接觸關(guān)系為孤立式。長 6-1(1)小層及長6-2(2)小層繼承性較差，主要為孤立分布；長6-1(1)小層以分流間灣為主，長6-2(2)小層以分流間灣與水下天然堤為主(圖4)。

儲層砂體的連通性與砂體的疊置方式有關(guān)，因此砂體疊置方式的研究對于深入認(rèn)識儲層結(jié)構(gòu)和儲層地質(zhì)模型具有重要意義。

4. 地質(zhì)模型的建立

4.1. 相模型的建立

沉積相對儲層物性有一定的決定性作用，不同的沉積微相在其物性參數(shù)的分布與空間相關(guān)性是不一致的，該次地質(zhì)建模采用相控建模技術(shù)來建立儲層參數(shù)分布模型，即先建立沉積微相模型，再以此為基礎(chǔ)進(jìn)行地質(zhì)建模[6]-[8]。

該次沉積微相建模是在對虎狼峁地區(qū)長6油層組沉積微相進(jìn)行了大量研究工作的基礎(chǔ)上完成的，直接依據(jù)沉積微相平面分布圖，將相邊界線導(dǎo)入 Petrel軟件中，然后對不同微相的儲層特征參數(shù)進(jìn)行變差函數(shù)分析，得到各微相儲層參數(shù)的分布規(guī)律，最后利用序貫高斯模擬方法進(jìn)行模擬(圖5、圖6)。

Figure 2. Connected graph of single sand layer of Liu 125-12 well-Liu 132-27 well圖2. 柳125-12井～柳132-27井單砂層連通圖

Figure 3. Connected graph of single sand layer of Liu 121-26 well-Liu 132-15 well圖3. 柳121-26井～柳132-15井單砂體連通圖

Figure 4. Connected graph of single sand layer of Liu 138-8 well-Liu 140-21 well圖4. 柳138-8井～柳140-21井單砂體連通圖

Figure 5. Chang6-1(1) sublayer of sedimentary microfacies圖5. 研究區(qū)長6-1(1)小層沉積微相平面圖

Figure 6. Chang6-1(1) subzone of sedimentary microfacies model is established圖6. 研究區(qū)長6-1(1)小層沉積微相模型建立

4.2. 儲層屬性模型的建立

首先經(jīng)過資料標(biāo)準(zhǔn)化與環(huán)境校正后，進(jìn)行儲層解釋模型的建立；然后采用正演法，即利用巖心資料直接刻度測井解釋，利用地質(zhì)多元統(tǒng)計方法建立儲層參數(shù)與測井信息間的最佳轉(zhuǎn)換關(guān)系；在電測解釋的基礎(chǔ)上，對孔滲飽曲線進(jìn)行井粗化，將連續(xù)數(shù)據(jù)變?yōu)殡x散數(shù)據(jù)網(wǎng)格；最后采用序貫高斯模擬法[9]，在沉積微相模型的約束下計算孔隙度、滲透率模型(圖7、圖8)。

根據(jù)研究區(qū)長6-1(1)小層的具體建模結(jié)果可以看出，長6-1(1)小層泥質(zhì)含量較高，物源方向為北部和東部，主要發(fā)育分流間灣、河口壩、水下分流河道等微相；長 6-1(1)小層呈多條水下河道發(fā)育并向西部匯集；研究區(qū)中北部發(fā)育水下分流河道微相，其物性好，孔隙度主要在12%～14%之間，滲透率在7～15 mD之間；研究區(qū)西部發(fā)育河口壩，物性較好，孔隙度分布在11%～14%之間；其他微相物性較差，孔隙度在5%～10%之間。

5. 結(jié)論

1) 運用成因地層和高分辨層序地層的原理和方法，將研究區(qū)劃分為5個中期旋回，建立了研究區(qū)等時地層格架。

2) 在等時地層格架下對單砂層進(jìn)行雕刻，總結(jié)出單砂層的疊置方式為拼合型、迷宮型和孤立型等3種類型。

3) 建立了研究區(qū)長6-1(1)小層的地質(zhì)模型，水下分流河道微相物性較高，孔隙度主要在12%～14%之間；河口壩的物性較好，孔隙度主要在11%～14%之間；其他微相物性較差，孔隙度在5%～10%之間。

Figure 7. Porosity model of Chang6-1(1) sublayer圖7. 研究區(qū)長6-1(1)小層孔隙度模型

Figure 8. Permeability model of Chang6-1(1) sublayer圖8. 研究區(qū)長6-1(1)小層滲透率模型

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Research on the Geological Model of Genetic Stratigraphic Framework—By Taking Chang6-1(1) Subzone in Hulangmao Area of Changqing Oilfield for Example

Ruijie Xie, Yingxiao Wang, Zhipeng Yang, Yuliang Ma
Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas Resources (Yangtze University), Ministry of Education, Wuhan Hubei

Based on well drilling and logging data, by using the genetic stratigraphy and high resolution sequence stratigraphic theory, the sequences stratigraphy of Chang6 Reservoir in Hulangmao Area of Changqing Oilfield was analyzed, five mid-cycles were divided, isochronous stratigraphic framework was established in the study area, and single sandbody was depicted on the basis of the study. Superimposed, labyrinth and isolated types of sandbodies were summed up. Geological modeling was carried out for Chang6-1(1) subzone. Seeing from the simulation result, the property of underwater distributary channel microfacies is higher, and its porosity is ranged mainly between 12% and 14%; the property of estuarine bar is better, and its porosity is between 11% and 14%; the property of other microfacies is poor, and its porosity is between 5% and 10%.

Genetic Stratigraphy, Sandbody Superimposed Relationship, Geological Model, Chang6-1(1)

謝銳杰(1965-)，男，教授，博導(dǎo)，現(xiàn)主要從事層序地層學(xué)與沉積相研究。

2015年10月10日；錄用日期：2016年1月17日；發(fā)布日期：2016年3月15日

自然科學(xué)基金項目(41472098)；國家科技重大專項(2011ZX05030-003-004，2011ZX05030-003-001)。

文章引用： 謝銳杰, 王迎曉, 楊志鵬, 馬玉亮. 成因地層格架下的地質(zhì)模型研究[J]. 石油天然氣學(xué)報, 2016, 38(1): 16-23. http://dx.doi.org/10.12677/jogt.2016.381003