志丹雙河油田走馬梁地區(qū)長(zhǎng)6地層劃分與對(duì)比

陶 華，王建民*

(1.西安石油大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院；2.陜西省油氣成藏地質(zhì)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710065)

地層的劃分與對(duì)比分析是我國(guó)油氣區(qū)域地質(zhì)科學(xué)研究中重要的一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)工作，通過地層的劃分與對(duì)比可以使我們具體的認(rèn)識(shí)研究區(qū)地層的區(qū)域性特征，了解目的地層的分異情況，從而對(duì)更深入的地質(zhì)研究工作打下基礎(chǔ)。例如，可充分利用走馬梁地層劃分與對(duì)比的成果，繪制研究區(qū)地層的頂面構(gòu)造圖、研究主要目的層砂體剖面與平面的展布特征、地層長(zhǎng)6沉積期所發(fā)育的沉積微相的類型以及特征，從而對(duì)研究區(qū)油藏集中富集的影響因素關(guān)系做出合理化的分析[1-2]，本文充分利用166口直井以及278口斜井測(cè)井資料對(duì)志丹雙河油田西部走馬梁長(zhǎng)6地層進(jìn)行劃分與對(duì)比。

1 地質(zhì)背景

鄂爾多斯盆地是在晚三疊世延長(zhǎng)組沉積期形成的一個(gè)大型內(nèi)陸坳陷湖盆，湖泊的盆北翼發(fā)育一個(gè)較寬緩的淺水斜坡臺(tái)地，形態(tài)是一個(gè)微向西部一側(cè)傾斜的大型方形的單斜構(gòu)造。盆地內(nèi)部地層沒有一些較為復(fù)雜突出的大型構(gòu)造，地層展布也比較平緩，地層的內(nèi)部?jī)A角一般不足1°，但盆地內(nèi)部可見發(fā)育的有許多微型的鼻狀隆起構(gòu)造，這些微型構(gòu)造也是油氣聚集研究的重要一方面，本文主要研究區(qū)域走馬梁地區(qū)位于盆地內(nèi)的斜坡帶上[3]。

長(zhǎng)6下部延長(zhǎng)組長(zhǎng)7地層發(fā)育沉積的時(shí)期正好對(duì)應(yīng)的是鄂爾多斯盆地內(nèi)陸湖泊發(fā)育最為盛大的時(shí)期，其基準(zhǔn)面高度上升率達(dá)到最大平均值，而后基準(zhǔn)面高度開始下降，在長(zhǎng)7地層沉積時(shí)湖盆范圍最大，這一階段還形成了具有重要代表性的區(qū)域標(biāo)志層—張家灘頁(yè)巖。長(zhǎng)6沉積時(shí)期，坳陷湖盆的發(fā)育開始轉(zhuǎn)入衰減階段，周邊流域河流引水作用逐漸增強(qiáng)，河流攜帶物源匯入湖盆，形成一系列較大型的三角洲沉積，三角洲大規(guī)模在湖盆周圍沉積發(fā)育得益于北部淺水臺(tái)地以及中部斜坡帶組成的良好地形條件[3-4]，志丹三角洲就是其中在此背景下形成的一個(gè)展布范圍寬闊的大型沉積相帶，長(zhǎng)6地層沉積之前是湖盆產(chǎn)生到發(fā)展到鼎盛的階段，主要沉積類型為水進(jìn)型沉積，長(zhǎng)6沉積時(shí)期開始直到長(zhǎng)1地層發(fā)育結(jié)束為湖盆萎縮以至消亡的發(fā)展過程，主要為水退型沉積，研究區(qū)目的層長(zhǎng)6地層沉積主要為水退型沉積且長(zhǎng)6地層形成的時(shí)期恰好是湖盆三角洲前緣沉積發(fā)育的高峰期[5-6]。

2 地層劃分與對(duì)比

2.1 地層劃分與對(duì)比的依據(jù)

巖心和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)資料是現(xiàn)在進(jìn)行中國(guó)地層劃分與對(duì)比的主要資料，這些對(duì)比資料所反映的地層巖石記錄的相似性就是進(jìn)行地層結(jié)構(gòu)劃分時(shí)的重要依據(jù)，對(duì)于走馬梁地區(qū)的對(duì)比研究依據(jù)主要應(yīng)用到了三類：典型標(biāo)志層、沉積旋回和巖性組合，其中標(biāo)志層在地層剖面上具有明顯的巖性、電性組合特征、分布廣泛并且具有等時(shí)性，可判斷地層的界線；沉積旋回可反映湖盆基準(zhǔn)面的變化；巖性組合是在不同沉積環(huán)境下由于水動(dòng)力條件發(fā)生改變而形成的，具有較好的橫向穩(wěn)定性，比單一巖性在地層界限劃分上更加具有指示意義[7]。

在地層精細(xì)劃分與地層對(duì)比分析過程中，遵循“先尋找區(qū)域標(biāo)志層，再尋找輔助標(biāo)志層，先對(duì)大段，再對(duì)小段，旋回控制，參考厚度，多井對(duì)比，全區(qū)閉合”的對(duì)比原則[8]。

2.2 地層劃分與對(duì)比的準(zhǔn)備

在進(jìn)行長(zhǎng)6地層小層的劃分和對(duì)比之前，先了解了研究區(qū)相關(guān)的地質(zhì)背景資料，即了解前人在該區(qū)的構(gòu)造解釋結(jié)論、沉積相分析的情況以及地層劃分和對(duì)比的成果等內(nèi)容。之后對(duì)目的研究區(qū)的井資料進(jìn)行整合，直井均采用測(cè)井曲線資料、斜井中大部分井的曲線資料含有校直綜合曲線數(shù)據(jù)可直接使用，而斜井中沒有校直的測(cè)井曲線資料還需搭配測(cè)斜數(shù)據(jù)，以此提高劃分的精確性。針對(duì)走馬梁地區(qū)的研究，采集了166口直井的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)資料、181口斜井的校直測(cè)井曲線資料和97口斜井的測(cè)井曲線數(shù)據(jù)以及其測(cè)斜數(shù)據(jù)，測(cè)井?dāng)?shù)量較多，對(duì)研究區(qū)平面上研究有更好地把控作用。

在地層測(cè)井曲線類型上的選擇，主要選了四條曲線，分別是自然伽馬曲線、自然電位曲線、電阻率曲線和聲波時(shí)差曲線，其中自然伽馬曲線的高低值能較好地反映某一特定深度段地層的天然泥質(zhì)礦物含量和巖性，也可以較好地反映沉積旋回的特征。自然電位曲線能夠較好地反映某一深度地層的滲透性，當(dāng)某一深度段出現(xiàn)正異常或負(fù)異常，可表示滲透性發(fā)生變化，也可較好地反映沉積旋回的特征[9]。電阻率曲線可較好地反映標(biāo)志層的特性，一般情況下泥巖電阻率較低、聲波時(shí)差曲線可較好地反映某一深度的地層孔隙度，一般情況下泥巖的聲波時(shí)差較大，可用于判斷小層界線和標(biāo)志層。

2.3 研究區(qū)地層特征

2.3.1 標(biāo)志層特征

走馬梁地區(qū)三疊系上統(tǒng)延長(zhǎng)組地層中，長(zhǎng)1地層因受到剝蝕而不發(fā)育，長(zhǎng)2地層受到不同程度的剝蝕沉積不完全，其余地層發(fā)育完整，如長(zhǎng)6目的層段在全區(qū)發(fā)育完整，沒有出現(xiàn)斷層和沉積不整合剝蝕的現(xiàn)象。在對(duì)走馬梁地區(qū)長(zhǎng)6地層的劃分上，K2，K3，K4和長(zhǎng)4+5高阻泥巖段可作為區(qū)域性標(biāo)志層，為地層劃分提供依據(jù)[10]。這四個(gè)標(biāo)志層的巖性大部分為灰黑色的泥、頁(yè)巖，局部可變?yōu)榘瞪鄮r，頁(yè)巖或含砂質(zhì)的泥巖[11-12]。

1)K2標(biāo)志層

K2標(biāo)志層是位于長(zhǎng)7頂部的灰黑色泥巖，可看作長(zhǎng)7與長(zhǎng)6地層的分界線，用于劃分長(zhǎng)6地層的底界，在研究區(qū)分布較為穩(wěn)定，全區(qū)大部分的井均鉆遇K2標(biāo)志層。測(cè)井曲線參數(shù)特征主要表現(xiàn)為高自然電位，負(fù)異常不明顯、明顯高的自然伽馬曲線，可見多個(gè)自然伽馬指狀高值，高值可達(dá)230～260 API、高聲波時(shí)差，高值可達(dá)300～330 μs/m、中-高電阻率值(圖1A)，K2標(biāo)志層測(cè)井曲線特征明顯，易于識(shí)別。

2)K3標(biāo)志層

K3標(biāo)志層是分布在長(zhǎng)62底部的一層薄的深灰泥巖、砂泥巖，可作為長(zhǎng)62和長(zhǎng)63的自然分界(圖1B)，測(cè)井曲線參數(shù)特征表現(xiàn)為高自然伽馬，曲線呈現(xiàn)1～2個(gè)高峰，峰值達(dá)140～150 API、高聲波時(shí)差，高值可達(dá)270～280 μs/m，該標(biāo)志層處于相鄰兩個(gè)反旋回之間，其曲線特征較相鄰地層特征明顯，易于識(shí)別。

3)K4標(biāo)志層

K4標(biāo)志層主要發(fā)育在長(zhǎng)4+5底部，可將其視為長(zhǎng)4+5與長(zhǎng)6的地層界線標(biāo)志(圖1C)，測(cè)井曲線表現(xiàn)為明顯的高自然伽馬曲線，高值可達(dá)160～190 API、自然電位曲線靠近泥巖基線、中-高聲波時(shí)差和較低的電阻率值，巖性特征大多表現(xiàn)為灰色薄層泥質(zhì)粉砂巖或深色薄層泥巖。

4)長(zhǎng)4+5細(xì)脖子段

該高阻泥巖段主要發(fā)育在長(zhǎng)4+5上部或幾乎完全占據(jù)整個(gè)長(zhǎng)4+5地層(圖1D)，具有較顯著的測(cè)井曲線特征，如聲波時(shí)差曲線呈現(xiàn)明顯的叢式高值，高值可達(dá)270～300 μs/m、自然伽馬曲線變化急劇，見指狀高值，高值可達(dá)170～200 API、自然電位負(fù)異常呈現(xiàn)指狀曲線或齒狀曲線、電阻率曲線見指狀高值，高值可達(dá)80 Ω·m以上。

A.雙569井K2標(biāo)志層電性特征；B.雙569井K3標(biāo)志層電性特征；C.雙558井K4標(biāo)志層電性特征；D.雙429井長(zhǎng)4+5細(xì)脖子段電性特征

2.3.2 旋回與巖性組合特征

沉積旋回和巖性特征是地層劃分過程中又一重要的依據(jù)，結(jié)合標(biāo)志層可對(duì)地層進(jìn)一步細(xì)致地劃分。

延長(zhǎng)組地層劃分標(biāo)準(zhǔn)中將長(zhǎng)6劃分為4個(gè)小層，結(jié)合對(duì)比原則，走馬梁地區(qū)長(zhǎng)6地層也劃分為4個(gè)小層，其中長(zhǎng)64發(fā)育1～2個(gè)反旋回，整體多見發(fā)育1～2套砂巖，泥質(zhì)含量相對(duì)較高，該小層測(cè)井曲線上表現(xiàn)中-高自然電位其異常幅度較小、下部自然伽馬低值，上部自然伽馬中-高值、聲波時(shí)差幅度普遍較低，電阻率值較低的特征(圖2)；長(zhǎng)63一般發(fā)育2個(gè)反旋回，整體主要發(fā)育1～3套砂巖，可見鈣質(zhì)夾層發(fā)育，測(cè)井曲線上主要表現(xiàn)為自然電位負(fù)異常較明顯，可見出現(xiàn)漏斗型自然電位曲線、自然伽馬中-低值、聲波時(shí)差低值和電阻率低值的特征，含油性較差(圖2)；長(zhǎng)62發(fā)育2～3個(gè)反旋回，主要發(fā)育2～4套砂層，可見泥巖隔層以及薄泥巖夾層，測(cè)井曲線上表現(xiàn)為自然電位曲線負(fù)異常，呈現(xiàn)漏斗型或齒型、自然伽馬中-低值、聲波時(shí)差中-低值、電阻率中-低值的特征(圖2)；長(zhǎng)61發(fā)育2～3個(gè)反旋回，多見發(fā)育2～4套砂層，大塊砂體較為發(fā)育，砂體之間發(fā)育泥巖隔層，含油性較好，測(cè)井曲線上表現(xiàn)為自然電位明顯箱型及漏斗型負(fù)異常、低自然伽馬值、中-低聲波時(shí)差及低電阻率的特征(圖2)。

圖2 雙6611井長(zhǎng)6巖性劃分柱狀圖

2.4 劃分與對(duì)比結(jié)果

2.4.1 頂面構(gòu)造展布特征

根據(jù)標(biāo)志層、沉積旋回與巖性組合特征，對(duì)走馬梁地區(qū)444口井的地層進(jìn)行劃分與對(duì)比分析，研究區(qū)長(zhǎng)6地層整體厚度大約在130～145 m之間，長(zhǎng)64地層厚度約15～25 m，長(zhǎng)63地層厚度約33～45 m，長(zhǎng)62地層厚度約30～40 m，長(zhǎng)61地層厚度約35～45 m，東西向的連井剖面上，地層頂面構(gòu)造分布整體呈現(xiàn)西低東高的特點(diǎn)，而南北方向的連井剖面上地層頂面構(gòu)造分布較為平坦。

通過繪制頂面構(gòu)造等值線平面圖，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)長(zhǎng)6以及各小層頂面高程整體在平面，橫向上呈現(xiàn)西低東高的趨勢(shì)，是一個(gè)東高西低的單斜構(gòu)造，坡降速度大于9 m/km，研究區(qū)南部等值線較密，坡降較大，地形較陡；而北部等值線較疏，坡降較小。地層橫向頂面高程的變化幅度相對(duì)縱向頂面高程變化的幅度較大，符合鄂爾多斯盆地的整體構(gòu)造大的背景。在長(zhǎng)6地層頂面構(gòu)造等值線圖中還可觀察到許多低幅度發(fā)育鼻狀構(gòu)造，這些地方將是未來研究油氣聚集情況的重要層位[13]。

2.4.2 厚度展布特征

利用優(yōu)勢(shì)相編圖的方法，繪制出走馬梁地區(qū)長(zhǎng)6沉積相平面的展布圖?？梢娧芯繀^(qū)長(zhǎng)6地層沉積的背景是三角洲相中的三角洲前緣亞相，三角洲前緣主要發(fā)育分流河道，河口壩，遠(yuǎn)砂壩和分流間灣等微相[14-15]，古河流流水自東北方向匯入研究區(qū)，由南部流出研究區(qū)。分流河道微相平面上呈現(xiàn)東北至西南向網(wǎng)狀分布，發(fā)育面積較大且分布范圍較寬，反映研究區(qū)長(zhǎng)6地層沉積環(huán)境水動(dòng)力較強(qiáng)，物源方向主要來自東北部(圖3)。研究區(qū)中長(zhǎng)61、長(zhǎng)62、長(zhǎng)63、長(zhǎng)64地層厚度展布情況如圖4～圖7所示。其中長(zhǎng)61地層厚度均大于35 m，從東北方向沿著西南方向的地層較厚，大部分沉積厚度在38 m以上，由地層發(fā)育沉積相背景可知，主要物源方向也是從東北向開始運(yùn)移入研究區(qū)，故長(zhǎng)61地層厚度的平面展布與物源來向形成較好的呼應(yīng)關(guān)系，即物源方向地層沉積厚度較大；長(zhǎng)62地層厚度幾乎也都大于35 m，研究區(qū)中部與西南方向的地層較厚，大于38 m，沿物源方向地層沉積較厚，其他部位地層相對(duì)較??；長(zhǎng)63地層厚度均大于30 m，研究區(qū)大部分長(zhǎng)63地層厚度約30～35 m，長(zhǎng)63時(shí)期沿物源方向的地層厚度相對(duì)其他地方厚一些的特征較不明顯，可能是由于河流作用力減弱，受到湖流的作用力影響，使得較大區(qū)域的沉積厚度發(fā)生變化；長(zhǎng)64地層厚度均大于17 m，最大厚度約25 m，研究區(qū)東北方向自西南方向地層較厚，說明河流的主控能力有所增強(qiáng)，顯示物源方向地層沉積較厚的特征。

圖4 長(zhǎng)61地層厚度平面展布圖

圖5 長(zhǎng)62地層厚度平面展布圖

圖6 長(zhǎng)63地層厚度平面展布圖

圖7 長(zhǎng)64地層厚度平面展布圖

3 結(jié)論

通過對(duì)研究區(qū)所發(fā)育的標(biāo)志層特征，結(jié)合長(zhǎng)6地層各小層沉積旋回與巖性組合的特征，將走馬梁地區(qū)長(zhǎng)6地層劃分為長(zhǎng)61、長(zhǎng)62、長(zhǎng)63、長(zhǎng)64小層以供后續(xù)進(jìn)一步的分析研究。劃分結(jié)果顯示，各小層厚度之間存在差異，但整體連續(xù)分布，未出現(xiàn)地層間斷的現(xiàn)象。通過對(duì)地層對(duì)比剖面和頂面構(gòu)造等值線圖的綜合分析，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)6地層及各小層海拔在研究區(qū)東西向，整體呈現(xiàn)東高西低的分布趨勢(shì)，而在南北向的分布則相對(duì)平緩。通過對(duì)地層厚度平面展布圖的分析發(fā)現(xiàn)，物源方向長(zhǎng)6各小層地層呈現(xiàn)沉積厚度較大的特征。正確的地層劃分與對(duì)比可為今后研究長(zhǎng)6各小層砂體平面展布、沉積微相和油氣分布規(guī)律等工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。