砂礫巖體精細(xì)劃分與對比新探索

方正偉，張立強(qiáng)

（1.中國石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營 257000；2.中國石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266580）

砂礫巖體精細(xì)劃分與對比新探索

方正偉1，張立強(qiáng)2

（1.中國石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營 257000；2.中國石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266580）

通過深入研究東營凹陷北帶鹽22塊砂礫巖體，探索出一套利用常規(guī)測井資料可操作的基于沉積動力分析的對比方法。對比巖心及成像測井刻畫的沉積剖面與常規(guī)測井曲線發(fā)現(xiàn)：在測井曲線整體平直的背景上，有2種巖相厚度發(fā)育較薄，測井響應(yīng)明顯：代表最大沉積動力的塊狀巨礫巖相具有高GR、低AC、低CNL的特征，是基準(zhǔn)面下降到極低點(diǎn)的沉積響應(yīng)；代表相對較小沉積動力的平行層理砂巖或砂泥互層相具有（中）高GR、高AC、高CNL的特征，是基準(zhǔn)面上升到極高點(diǎn)的沉積響應(yīng)。以常規(guī)測井易識別的巖相“段”代替不易識別的“面”在單井上劃分沉積旋回（或基準(zhǔn)面旋回）；利用高分辨率層序地層學(xué)原理實(shí)現(xiàn)側(cè)向?qū)Ρ龋⒏呔鹊葧r層序地層格架。

砂礫巖體；成像測井；沉積旋回；層序地層

0　引言

東營凹陷北部陡坡帶緊鄰控凹斷層——陳南斷層，發(fā)育有較大規(guī)模的多種沉積類型疊置的砂礫巖體。目前，砂礫巖體已成為勝利油田重要的增儲類型［1-2］。該區(qū)砂礫巖體具有厚度大、三維空間內(nèi)相變復(fù)雜等特點(diǎn)，加上多期斷層活動及埋藏深，成巖強(qiáng)度大，導(dǎo)致地震及測井響應(yīng)的分辨率下降，增加了解釋的不確定性［3-4］。雖然在該區(qū)已發(fā)現(xiàn)多個砂礫巖體油藏，但垂向、平面分布不均勻，缺少疊合連片，對該區(qū)砂礫巖體的地質(zhì)認(rèn)識仍需進(jìn)一步研究［5-6］。

目前，制約東營北帶深層砂礫巖油氣藏勘探開發(fā)的關(guān)鍵問題是如何準(zhǔn)確劃分厚層砂礫巖體內(nèi)幕，包括內(nèi)部界面識別、旋回劃分與連井層序地層對比。東營凹陷北帶鹽22塊高質(zhì)量的成像測井及巖心資料，為研究砂礫巖體的沉積特征、層序地層劃分及對比提供了有力支撐。本文利用巖心、成像測井、常規(guī)測井等資料，在識別層序界面及沉積旋回的基礎(chǔ)上，劃分單井及對比連井沉積層序，試圖建立砂礫巖體劃分對比新方法。

1　區(qū)域地質(zhì)背景

東營凹陷位于渤海灣盆地濟(jì)陽坳陷的東南部，是一個中、新生代陸相斷陷盆地，凹陷內(nèi)部劃分為北部陡坡帶、中央隆起帶、南部緩坡帶等次級構(gòu)造單元，總面積約為5 700 km2［5］。

鹽家地區(qū)位于東營凹陷陡坡帶，北鄰陳家莊凸起，南鄰民豐洼陷。近年來，該區(qū)礫巖體勘探取得了巨大突破，發(fā)現(xiàn)了鹽家油田。該油田處于鹽16和鹽18古沖溝前端，在沙四上亞段沉積期沉積了巨厚的砂礫巖，沉積類型主要為近岸水下扇，與湖相烴源巖接觸，是重要的油氣儲集體。鹽22塊位于鹽16古沖溝前端（見圖1）。

圖1　工區(qū)位置

2　成像測井巖相識別及沉積相刻畫

巖相識別是旋回界面識別及劃分的基礎(chǔ)，成像測井（FMI）分辨率高，圖像清晰，是識別巖相的有效手段［7］。通過對鹽22塊巖心與FMI資料的對比、標(biāo)定，識別出以下8種巖相。

1）巨礫巖：顆粒直徑可以大于井徑，成像圖上顯示為亮色斑塊狀，邊緣清楚（見圖2a）。

2）雜基支撐礫巖：礫石呈漂浮狀，充填物為粗雜基（細(xì)雜基）。由于填隙物成分復(fù)雜、泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)增高，圖像顏色變化很大，能清楚地看到一些亮色的礫石塊懸浮于較細(xì)的顆粒之中，有時具疊覆沖刷構(gòu)造（見圖2b）。

3）顆粒支撐礫巖：圖像上以亮色顯示的顆粒以及以暗色顯示的礫間充填物等斑狀模式，具正遞變層理及眾多的沖刷面等（見圖2c）。

4）礫狀砂巖：圖像呈亮斑狀，亮斑狀礫石體積分?jǐn)?shù)為25%～50%（見圖2d）。

5）含礫砂巖：圖像呈塊狀，可見體積分?jǐn)?shù)為5%～25%大小不等的礫石呈亮斑狀漂浮于稍暗色背景之上（見圖2e）。

6）砂巖：含礫小于5%。圖像呈塊狀或亮色條紋，亮度中等，介于亮度較高的致密巖性和顏色較暗的泥巖中間，因含較多灰質(zhì)成分，亮度增強(qiáng)（見圖2f，2g）。

7）砂泥巖互層：圖像上灰質(zhì)砂巖或粉砂巖顯示為亮色和淺色條紋相間，泥質(zhì)粉砂巖呈暗色夾于其中（見圖2h）。

8）泥巖、頁巖：以水平層理為主，圖像呈正弦波形的極薄紋層特征（見圖2i）。

圖2　FMI圖像與巖相對應(yīng)模式（部分巖心對應(yīng)著藍(lán)色矩形框內(nèi)的FMI響應(yīng)）

在巖相識別的基礎(chǔ)上，利用FMI資料所反映的垂向上的巖相變化（見圖3），總結(jié)了研究區(qū)近岸水下扇沉積亞相、微相沉積及相序特征。

1）扇根亞相：由塊狀雜基支撐的礫巖、碎屑支撐的礫巖層組成，其內(nèi)夾薄層或深湖相泥巖層，可以進(jìn)一步劃分為主溝道微相和主溝道側(cè)緣微相。扇根以高密度濁流沉積為特色，溝道側(cè)緣沉積物較細(xì)，主要為平行層理砂巖或砂泥互層，厚度較薄，夾雜于粗碎屑沉積之間。

2）扇中亞相：扇中為辮狀水道區(qū)，是扇的主體，砂質(zhì)高密度濁流在扇中最為發(fā)育，沉積以礫質(zhì)砂巖為主?？杉?xì)分為辮狀溝道、辮狀溝道間、辮狀溝道前緣和深切水道微相。辮狀溝道前緣以漫流沉積形成的平行、波狀層理砂巖或砂泥互層。

圖3　近岸水下扇各微相FMI圖像特征（藍(lán)色矩形框內(nèi)的圖像與部分微相對應(yīng)）

3）扇端亞相：以深灰色泥巖夾中薄層砂巖沉積如主，砂層可見平行層理、水流沙紋層理，以低密度濁流沉積序列為主［5，8-9］。

3　基于沉積動力分析的旋回識別及劃分

3.1厚層砂礫巖體劃分方法

國內(nèi)外學(xué)者已嘗試應(yīng)用多種手段來進(jìn)行厚層砂礫巖體旋回劃分，包括應(yīng)用成像測井資料，通過數(shù)學(xué)方法處理地震數(shù)據(jù)（如時頻分析）或測井?dāng)?shù)據(jù)（如測井曲線小波分析）來識別巖性、沉積界面及旋回，應(yīng)用自然伽馬能譜測井和高分辨率層序地層學(xué)原理等［1，7，10-16］，但仍然存在地質(zhì)解釋時依據(jù)不充分、規(guī)律性不明顯、缺少與常規(guī)測井緊密結(jié)合等問題。在利用常規(guī)測井曲線劃分砂礫巖體時，應(yīng)轉(zhuǎn)變思路，由識別 “段”代替識別“面”，即識別具有旋回或?qū)有蚪缑嬉饬x且測井響應(yīng)明顯的薄層巖層段，如同層序地層劃分中識別凝縮段，找到了凝縮段就找到了旋回由上升到下降的界面。

3.2基于沉積動力分析的旋回識別及劃分方法

巖相是組成沉積相及層序的基礎(chǔ)，與沉積相及層序具有成因聯(lián)系，尋找合適的巖相“段”來劃分沉積旋回具有科學(xué)性。在圖2的8種巖相中，由于泥巖、頁巖相在厚層砂礫巖段不易保存，a—h，沉積動力逐漸減小。塊狀巨礫巖是扇根主溝道的沉積巖相，代表著最大的沉積動力，而平行層理砂巖或砂泥互層在厚層砂礫巖段是主溝道側(cè)緣沉積巖相，代表著較小的沉積動力；二者代表了厚層砂礫巖段沉積動力的極值。通過FMI刻畫的沉積剖面與常規(guī)測井精細(xì)比對發(fā)現(xiàn)，GR，AC，CNL幅度變化較其他曲線明顯，塊狀巨礫巖具有高GR（受含高含鉀礫石影響）、低AC、低CNL特征，平行層理砂巖或砂泥巖互層具有（中）高GR（受泥質(zhì)影響）、高AC、高CNL特征（見圖4）。二者厚度發(fā)育較薄，成對出現(xiàn)，且具有沉積學(xué)和層序地層學(xué)意義?？梢砸浴岸巍贝懊妗眲澐謮K狀巨礫巖—塊狀粗到細(xì)礫巖、砂礫巖、礫狀砂巖—平行層理砂巖或砂泥互層—塊狀粗到細(xì)礫巖、砂礫巖、礫狀砂巖—巨礫巖的沉積旋回，代表沉積動力由大變小再變大，也對應(yīng)了基準(zhǔn)面的升高—降低的旋回（見圖5）。

圖4　鹽22-22井巖相的測井響應(yīng)特征

圖5　鹽22-22井厚層砂礫巖段旋回特征

4　實(shí)例應(yīng)用

4.1常規(guī)測井曲線劃分單井旋回

在明確旋回界面測井響應(yīng)特征的基礎(chǔ)上，為了凸顯界面及旋回的測井響應(yīng)，利用AC·CNL值放大厚層砂礫巖中的平行層理砂巖或砂泥巖的測井響應(yīng)，用GR/（AC·CNL）值放大厚層砂礫巖中巨礫巖的測井響應(yīng)。

為了使旋回更加清晰，對AC·CNL，GR/（AC·CNL）進(jìn)行滑動平均處理。根據(jù)AC·CNL和GR/（AC·CNL）識別極大值，兩者分別代表平行層理砂巖或砂泥巖相和巨礫巖相，然后將它們組合，旋回為GR/（AC·CNL）極大值到AC·CNL極大值再到GR/（AC·CNL）極大值，最終在單井上實(shí)現(xiàn)旋回的劃分。將鹽22-22井厚層砂礫巖段（3 510～3 730 m）劃分為8個沉積旋回（頂?shù)撞煌暾?，厚度一?0～20 m，為超短期旋回（見圖6）。

圖6　鹽22-22井3 510～3 730 m井段旋回劃分

4.2連井層序地層對比

在厚層砂礫巖段，利用AC·CNL，GR/（AC·CNL）劃分旋回。而在厚層砂礫巖段之上，由于常規(guī)測井曲線幅度差異明顯，能較好滿足旋回刻畫，選取SP和CNL（AC也可作為選擇對象，但它的跳躍性比CNL稍大）作為基本曲線進(jìn)行垂向旋回劃分與連井對比。

在短期旋回橫向?qū)Ρ葧r，以容易識別的基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)外推，實(shí)現(xiàn)整個區(qū)塊地層劃分與對比，建立高分辨率等時地層格架（見圖7）。在平行古沖溝（南北方向）方向上（見圖8a），考慮相變因素為主；在垂直古沖溝（東西方向）方向上（見圖8b），考慮地層厚度及沉積相變化，并利用高分辨率層序地層學(xué)原理，進(jìn)行連井地層對比［11，17］。對超短期旋回進(jìn)行組合，以短期旋回為基礎(chǔ)，進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，統(tǒng)一基準(zhǔn)面變化。

圖7　鹽22塊連井層序地層對比剖面位置

圖8　鹽22塊連井層序地層對比剖面

地層對比剖面與地震資料層序解釋剖面相比，二者所劃分的中期旋回界面一致，說明了基于沉積動力分析的旋回識別及層序劃分方法在鹽22區(qū)塊得到了可靠的應(yīng)用。

5　與傳統(tǒng)正演劃分方法的對比

基于沉積動力分析的旋回識別及地層層序（利用成像測井標(biāo)定及電測曲線的有效組合）來劃分砂礫巖體層系（反演）與傳統(tǒng)地震測井標(biāo)定的層序劃分（正演）相比：前者劃分的精度較高，能劃分超短期旋回，對于沉積期次極為復(fù)雜的砂礫巖體內(nèi)幕劃分具有較大的優(yōu)勢，但它主要依靠巖心及測井資料，在勘探早期僅能劃分單井高精度旋回，在獲得一定程度的測井資料（油藏評價階段-開發(fā)階段）后，才能展開連井層序劃分，建立全區(qū)層序格架，它適用于砂礫巖發(fā)育區(qū)局部精細(xì)層序地層對比；后者受地震分辨率的影響，很難將劃分精度向短期、超短期旋回接近，無法應(yīng)用于砂礫巖體內(nèi)幕的劃分，但能夠利用地震反射終止關(guān)系及少量的測井資料展開區(qū)域?qū)有虻貙觿澐謱Ρ?，適用于區(qū)域等時地層格架的建立。

6　結(jié)束語

針對砂礫巖體巖電關(guān)系復(fù)雜、劃分對比困難的特點(diǎn)，利用FMI資料刻畫沉積剖面，并與常規(guī)測井資料進(jìn)行精細(xì)對比，發(fā)現(xiàn)代表最大沉積動力的扇根主溝道沉積巨礫巖相和代表較小沉積動力的溝道測緣沉積平行層理砂巖或砂泥互層相的常規(guī)測井響應(yīng)突出，容易識別，且發(fā)育厚度薄，分別是基準(zhǔn)面由下降轉(zhuǎn)為上升和由上升轉(zhuǎn)為下降時的沉積響應(yīng)，具有沉積學(xué)及層序地層學(xué)意義。以識別“段”代替識別“面”，利用巨礫巖段和平行層理砂巖或砂泥互層段能夠在單井上劃分厚層砂礫巖內(nèi)幕沉積旋回或基準(zhǔn)面旋回；在連井剖面上利用高分辨率層序地層學(xué)原理，考慮相變及地層厚度變化，實(shí)現(xiàn)了砂礫巖短期旋回的精細(xì)對比。以上方法在油藏評價—開發(fā)階段建立砂礫巖發(fā)育區(qū)局部高精度層序地層格架，具有較強(qiáng)的適用性。

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（編輯石愛萍）

New approach to fine division and comparison of glutenite

Fang Zhengwei1，Zhang Liqiang2
（1.Geological Research Institute，Shengli Oilfield Company，SINOPEC，Dongying 257000，China；2.School of Geosciences，China University of Petroleum，Qingdao 266580，China）

By deeply researching the glutenite in Yan 22 Area of Northern Zone，Dongying Depression，this paper explores a set of methods to fine division and correlation of glutenite based on sedimentary dynamic analysis and using conventional logging curve. Comparing with conventional logging responses and sedimentary section depicted by core and imaging logging，it is showed that two kinds of lithofacies have thin thickness and distinctive logging response in the flat background of conventional logging.The massive boulderstone lithofacies representing the largest deposition power have logging responses of high GR，low AC and CNL.They are the sedimentary responses of base level descending to very low point.The parallel bedding sandstone and sand-shale interbed lithofacies representing a relatively small deposition power have logging responses of mid-high GR，high AC and CNL.They are the sedimentary responses ofbase levelrising to very high point.The section easily identified by conventional logging is used to replace the section not easily identified to divide sedimentary cycles（base level cycle）on single well；using high-resolution sequence stratigraphy theory，the lateralcomparison ofthick glutenite is carried out and high resolution chronostratigraphic sequence framework is established.

glutenite；FMI；sedimentary cycle；sequence stratigraphy

國家油氣重大專項課題“盆地深層油氣運(yùn)聚成藏過程量化分析與技術(shù)方法”（2011ZX05008-004）

TE122.2

A

10.6056/dkyqt201503010

2014-11-16；改回日期：2015-03-13。

方正偉，男，1986年生，助理工程師，2011年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，現(xiàn)從事油氣儲層綜合評價工作。E-mail：slgfzw@163.com。

引用格式：方正偉，張立強(qiáng).砂礫巖體精細(xì)劃分與對比新探索［J］.斷塊油氣田，2015，22（3）：314-319. Fang Zhengwei，Zhang Liqiang.New approach to fine division and comparison of glutenite［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2015，22（3）：314-319.