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西峰油田地球化学录井应用研究 邵东波( 地质工程) 指导教师：金强( 教授) 摘要 地化录井是以岩芯或岩屑为分析对象，可以定量检测储集层的油气 含量，是发现、评价油气层的有效手段。西峰油田地球化学录井应用 研究从分析鄂尔多斯盆地西峰油f f l 的地质条件出发，分析西峰油田的 储层沉积相、物性及含油性，结合储层和油层的性质及热蒸发图谱特征， 确定油水层识别标志。研究建立了西峰油田储集层流体性质地化录井参 数识别方法和解释图版，将定量荧光分析资料与地化录井参数相结合， 建立了地化亮点m 与定量荧光相当含油量c 解释图版，提出西峰油田储 层产能预测方法，总结出加入钻井液添加剂时真假油气显示的地化录井 参数识别方法，建立了利用地化录井参数计算储集层孔隙度、含油饱和 度、岩石密度的方法并建立了地化计算孔隙度、含油饱和度判识储层流 体性质的解释图版，刷新了长庆油田现场录井技术不能获得储集层岩石 物性参数的历史，改变了西峰油田现场油气层识别的传统方法，使油气 层评价技术由定性向定量化方向迈出了一大步。其技术创新点在于将地 化录井与定量荧光分析资料相结合，建立了地化亮点m 与定量荧光相当 含油量c 解释图版；提出了利用“产能因子”进行储层产能预测的方法。 为了验证解释图版和解释方法的准确性，用西峰油田2 0 0 5 2 0 0 6 年所 钻探的2 5 口探井进行验证，解释符合率达7 5 。 关键词：地化录并，西峰油田，储层，油水层 1 1 t h e a p l i c a t i o ns t u d yo fg e o c h e m i s t r y m u d l o g g i n gt e c h n o l o g y i nx i f e n go i i f i l d s h a od o n g - b o ( g e o l o g i c a le n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rj i nq i a n g a b s t r a c t b ym e a n so f a n a l y s i n gc o r eo rc u t t i n g s ，g e o c h e m i s t r ym u d l o g g i n gc a l l q u a n t i t a t i v e l ye x a m i n e st h eq u a n t i t yo fo i la n dg a si nt h er e s e r v o i r , a n di ti s t h ee f f e c t i v em e a n so fe v a l u a t i n go i ll a y e ra n dg a sl a y e e ( ( t h ea p p l i c a t i o n s t u d yo fg e o c h e m i s t r ym u d l o g g i n gt e c h n o l o g yi nx i f e n go i l f i l d ) ) a n a l y s e s t h eg e g l o g yc o n d i t i o n ，s e d i m e n t a r yf a c i e s ，r e s e r v o i r ，p h y s i c a lp r o p e r t y , o i l c h a r a c t e r ，a s s o c i a t i n gt h ec h a r a c t e ro fr e s e r v o ra n do i ll a y e ra n ds h a p eo f e v a p o r a t i n gp a t t e r n ，d e f i n e s o i l w a t e r a r e a f i r s t ，t h e a r t i c l es e t u p i n t e r p r e t i n gm e a n sa n dc h a r to fg e o c h e m i s t r yw e l ll o g i n gt e c h n o l o g yo f x i f e n go i lf i e l d ，t h e n ，u n i t e sr a t i o nf l u o r e s c e n td a t ea n dg e o c h e m i s t r y m u d l o g g i n gd a t e ，s e tu pi n t e r p r e t i n gc h a r to fg e o c h e m i s t r yb r i g h ts p o tm a n de q u i v a l e n c eo i lc o n t e n t i n t r o d u c e st h em e a n so ff o r e c a s to u t c o mi n x i f e n go i lf i e l d w ec a l i b r a t et h ed a t ei no r d e rt oa v e r tt h ed i s t u r b a n c eo f t i m ea n do t h e rm a t e r i a l t h ea r t i c l ea l s of i n do u tt h em e a n so fc a l c u l a t i n g p o r o s i t ya n d o i ls a t u r a t i o na n dd e n s i t yo fr e s e r v o i l t h e n e s t a b l i s ht h e i n t e r p r e t i n g c h a r to fp o r o s i t ya n do i ls a t u r a t i o no f g e o c h e m i s t r y m u d i o g g i n g t h ea r t i c l ec h a n g et h eh i s t o r yt h a tp h y s i c a lp r o p e r t yc a n n o tb e g o ta tw e l ls i t e ，c h a n g et h et r a d i t i o n a li t e r p r e t i n gm e a n so fx i f e n go i l f i e l d t h e t e c h n i q u e i n n o v a t i o ni st h a tt h ea r t i c l eu n i t e g e o c h e m i s t r y m u d l o g g i n gd a t aa n dr a t i o nf l u o r e s c e n td a t e ，s e tu pi n t e r p r e t i n gc h a r to f g e o c h e m i s t r yb r i g h ts p o tm a n de q u i v a l e n c eo i lc o n t e n t ，i n t r o d u c et h em e a n s 1 1 1 o fc a l c u l a tt h eo u t p u t u s i n gd e l i v e r a b i l i t yd i v i s o r i no r d e rt ov m f yt h e i n t e r p r e t t i n gm a h o da n di n t e r p r e t t i n gc h a r t ，w ei n t e r p r e t t e d3 8 l a y e r so f2 5 e x p l o r a t i o nw e l lo f x i f e n g o i lf i e l d ，t h ec o i n c i d e n c er a t ea t t a i nt o7 5 k e yw o r d s ：g e o c h e m i s t r ym u d l o g g i n g ，x i f e n g o i l f i l d ，r e s e r v o i r r e s e r v o i r ，o i l w a t e rb e l t 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中 国石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工 作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表 示了谢意。 签名：兰惨浪司年岁月2 一日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅；学 校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手 段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名：翌! 筮邀。7 年岁月汐日 导师签名： ：釜鱼劾。7 年 j - - 月幻日 中国石油大学( 华东) f 警硕十学位论文 第1 章前言 第l 章前言 1 1 研究的目的和意义 录井是一项随钻井技术的进步而不断改进并完善的综合性很强的技 术。随着钻井技术的进步，油藏种类的增加，给现场快速准确评价油水 层带来了很大困难，也为录井综合解释评价技术人员提出了新的要求。 随着勘探形势的变化，地质条件复杂的探并越来越多，特殊岩性及 隐蔽油气藏所占的比例越来越高，虽然常规录井在这些方面较其它勘探 手段具有一定的优势，但在油气层的及时发现评价方面存在着一定的困 难。 近年来钻井技术发展较快、钻井工艺发生了较大变化，定向井及深 探井增多，欠平衡钻进及高压喷射等技术的应用越来越广泛，这些复杂 的地质及钻井条件给油气层的识别、综合评价增加了难度。 如p d c 钻头的广泛使用，导致利用钻时参数实时判断储层的准确 率降低，使得岩屑更加细碎，代表性较差，增加了岩屑录井、岩石热解 录井、荧光录井的难度，使岩性归位、地层对比更加困难。若储层同时 为低孔低渗储层，气测和测井资料也不易发现油气显示，往往为一个探 区该类油气层的及时发现和评价带来隐患。 为了进一步提高录井工作水平，必须有更好的录井设备仪器来为录 并工作服务。同时迫切需要改进录井技术，开发录井新方法，使录井资 料解释由定性向半定量、定量化发展，以便正确地运用各种地质信息， 准确评价储集层，精确描述油气藏。地化录并就是在此基础上开发的一 项新的录井技术。 1 2 地化录井技术的优势 地化录井是以岩芯或岩屑为分析对象，可以定量检测储集层的油气 含量，是发现、评价油气层的有效手段。它与常规的现场地质录井、气 测录井同步进行，可获取定量评价油气资源的可靠基础数据。目前，岩 石热解录井技术包括热解地化录井、热蒸发烃色谱录井等内容。这些检 测分析方法都是成熟的油气显示检测评价技术，它与常规的现场地质录 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第t 章前言 井、气测录井同步进行，获取定量评价油气资源的可靠基础数据。 自1 9 9 8 年d h 9 1 0 型岩石热解地化录井仪投入使用以来，现场岩石 热解录并设备得到了很好的发展。国内出现了多种型号的岩石热解分析 仪器，原来鲁南化工仪器厂的d h 一9 1 0 型岩石热解地化录井仪，升级到 d h 一9 8 0 型岩石热解地化录井仪；海城市石油化工仪器厂开发了y q 系列 油气显示评价仪，并开发出了y q z f - i i 型油气组分综合评价仪，用于储 集层原油热蒸发烃色谱指纹图的分析。设备的完善为评价技术的提高打 下了基础，使地化录井技术在具备发现油气层、评价储集层性质、评价 油质、预测产能以及对生油岩进行评价等能力的基础上，功能又有新的 发展，可以用于水淹层的识别和评价，为油田开发做工作。从而拓展了 录井技术的应用范围【2 】。 1 2 1 热解地化录并的功能及优势 ( 1 ) 热解地化录井油气储集层评价 热解地化录井在量化评价油气储集层方面具有良好的表现。可以定 量判断储层性质( 油层、油水同层、水层、干层) ，实践证明，使用热解 地化录井含油饱和度评价储层性质有较高的符合率。可以定量评价储层 原油性质( 天然气、凝析油、轻质油、中质油、重质油、稠油) 。使用热 解地化录井含油饱和度可以定量判定储层的含油级别。热解地化录井可 以对储集层的产能进行预测，基本原理是采用达西定律，将井筒中储集 层的产液面积和储层与井筒间的压差进行稳定化考虑之后，影响产能的 因素是储层含油饱和度、原油粘度、有效含油厚度。热解地化法预测的 产能与试油结论相比有可能存在差距，但对衡量储集层是否有产能，参 考意义很大。采用热解地化分析技术，还可以对储集层进行油气地质储 量评价”。 排除钻井液污染的影响热解地化录井分析评价结果不受钻井液中混 油及钻进液油气侵的影响；在钻井液密度过高，抑制了气测录井显示时， 不影响使用热解地化录井方法发现评价油气层。 钻井液混油或井筒发生油气侵时所造成的影响，对气测录井的影响 是很严重的。气侵造成气测基值升高，居高不下，这种情况会掩蔽源于 中国7 i 油大学( 华东) j 稃硕士学位论文第1 章前言 地层的真正的油气显示，无法确定显示的幅度，最终导致无法使用气测 资料对储集层进行准确评价。 另外一种情况，当外钻井液密度过大时，抑制地层流体进入井筒， 气测录井数据会偏低，对储层无法进行合理评价。而热解地化录井方法 则不受钻进液密度变化影响。另一方面，热解地化录井方法在检测评价 不同油质的油气层时，也很有优势。凝析油气藏、轻质油乃至中质油在 气测录井显示良好，但在气测组分特征上无大的区别，而重质油、稠油 层气测显示不佳。使用地化录井方法可以轻松发现显示、判别油质，评 价储层性质。 ( 2 ) 水淹层评价 油气开发区水淹层评价是特殊的储集层评价技术。在评价油气储集 层的开发程度方面，通过定量检测，可以评价开发层位剩余油含量、估 算驱油效率、评价油层水洗程度。 在油田注水开发过程中，由于水的驱动作用，随着原油的被采出， 油层的含油饱和度降低。由于原油组分中烃类和胶质、沥青质在流动性 方面的差异，导致开发区储集层中烃类、胶质、沥青质相对含量发生变 化，从而引起地化参数s o 、s l 、s 2 、 的变化可以作为识别水淹层的标志， 层的目的，进而评价水淹状况。 s 1 s 2 、s j s t 等发生变化。这些参数 判断水淹层的存在，达到识别水淹 从原始含油饱和度与剩余油饱和度的关系，就可以判断水淹层的状 况、剩余油的分布和采出程度等方面的问题。 实验证明，使用三峰法和使用五峰法的对水淹层评价结论是一致的。 这方面的工作，在中原油田某油区的水淹层评价研究中已经初步取得进 展，进一步的深化研究可以完善热解地化方法评价水淹层的技术”。 1 2 2 热蒸发烃色谱录井的功能及优势 热蒸发烃色谱分析得出的是原油的组分特征，把握了储集层中原油 的组分特征，就可以较准确的定位储集层。目前热蒸发烃色谱较成熟的 现场用途包括判断储集层性质、判断原油的性质、鉴别真假油气显示、 对注水驱油以及水淹状况分析解释等。其它的用途诸如确定各单层油的 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 产状、对焦油垫的特征及位置研究测定等，也有较好的开发前景】。 热蒸发烃色谱录井评价储集层性质根据热蒸发烃色谱分析谱图形 态、未分辨化合物含量、碳数范围等特征可以定性描述储层性质，判断 油质的轻重中稠。 油层的组份曲线特征明显，它们都具有含油特征，碳数分布范围窄， 为n c l 3 n c 3 2 左右。主峰碳n c l 弘1 l c 2 3 ，正构烷烃组分齐全，呈规则 梳状结构。由于水的含水量量相对较低，氧化和菌解作用弱，形成的未 分辨化合物的含量低，基线较平直。 识别油水f 司层油水混相共存，含油饱和度大于残余油饱和度，含水 饱和度大于束缚水饱和度，这类储层样品其组份曲线具有与纯油层相似 的特征。它们也都具有含油特征，碳数分布范围宽，为n c l 4 - - n c 3 2 左 右，主峰碳n c 2 1 n c 2 3 ，正构烷烃组份齐全，呈舰则梳状结构。与纯油 层组份流出曲线不同的是，这类储层由于水的含量高，水动力强，水与 油的接触关系密切，而导致原油的菌解和氧化作用越强烈，形成的未分 辩化合物含量高，基线具明显的穹窿状”1 含油水层是指具含油产状，但含油饱和度低，多在残余油饱和度范 畴，这类储层多数具有较好的孔渗物性，所含原油既可以是凝析油、轻 质原油、中质油或重质油。主峰碳以及碳数分布范围因油质不同而异， 其组份谱图特征相当明显，主峰碳明显，正构烷烃组份不全，分布呈不 规则梳状或马鞍形。基线下的未分辩化合物含量商低不等。 识别气层依据甲烷的含量，可分为湿气和干气。干气由于甲烷气的 易挥发性，还含有一定量的乙烷、丙烷和丁烷，这类气体多与凝析油相 伴生，这类储层样品其气相色谱流出曲线具有碳数范围窄，基线较平真。 储集层原油性质化分为：天然气、凝析油、轻质原油，中质原油和 重质原油( 稠油) ，这些的，实际上，它们之间均以过渡状态存在，无明 显的界限。要想勘探、开发和利用好这些油气资源，必须清楚它们的化 学组成、物理性质、地下储存状态和开发过程中的相态变化。根据它们 各自的特征谱图很容易鉴别各种油气藏的详细情况。 天然气干气藏是以甲烷为主的气态烃，甲烷含量度般在9 0 以上， 4 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 有少量的c 2 以上的组份。湿气藏含有一定量的c 2 一c5 组份，甲烷含 量偏低。 凝析油是轻质油藏和凝析气藏中产出的油，正构烷烃碳数分布窄， 主要分布在n c l n c 2 0 ，主峰碳n c 6 一n c 8 ，c 2 1 c 2 2 + 值很大瞎1 。 轻质原油组份峰谱主要特征是轻质烃类丰富，正构烷烃碳数主要分 布在n c l 一n c 2 8 ，主峰碳n c 9 一n c l 2 ，c 2 1 c 2 2 + 1 5 。 中质原油组份峰谱主要特征是族组份中饱和烃含量丰富，正构烷烃 碳数主要分布在n c l n c 3 2 ，主峰碳n c l 5 - n c 2 5 ，c 2 1 一c 2 2 + e l 轻质 原油水。 重质原油异构烃和和环烷烃含量丰富，胶质、沥青质含量较高，链 烷烃含量度特别少。重质原油份峰谱主要特征是正构烷烃碳数主要分布 在n c l 0 一n c 3 3 ，主峰碳碳数高，c 2 1 c 2 2 + 值小，谱图基线隆起嘴1 。 应用热解色谱检测所得到的储集层正烷烃峰谱特征、储层烃类碳数 范围、主峰碳数、z c 2 1 一c 2 2 + 等参数，捕捉水淹层的油气组分特征。 热解色谱技术在解决水淹层的解释和评价技术方面的理论与实践的 依据是：水驱油过程中，储油层好像是个具有天然层析作用的“巨大的 色谱柱”，油气组份在其中运动时，组份轻、分子小、粘度低、结构简 单的化合物“跑”在前边，反之结构复杂的化合物“走”在后边。前进 的动力是加压注水”。 由于密度低、粘度小的原油组份流动性好，被首先采出，造成粘度、 密度较高的组分相对富集。随着开发程度的增加，导致采出原油的密度 和粘度逐渐升高。油层注水开发后，随着油田注水采油过程的进行，对 油样进行热解色谱分析，就可以看到热蒸发烃的轻组份峰值逐渐变小， 谱图的色谱曲线丰度降低，碳数范围变窄，主峰碳数后移等规律现象。 捕捉储集层原油热蒸发烃谱图中的这些特征，可以达到识别水淹层的目 的。 在注水采油时，从理论上讲，对热解总值相同的储集层，物性好的 部位驱油效果好，水淹程度大：物性差的部位，水淹程度相对较低。通 过油田生产实践也说明了这一点。这些问题均可以从热蒸烃的含量，组 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 份特征曲线、峰形、丰度等变化中反映出来。对开发区单井储集层进行 系统的分析，就可以确定水淹层中剩余油富集带。 1 3 研究思路和主要认识 1 3 1 研究思路 ( 1 ) 收集自2 0 0 4 年以来在西峰油田进行地化录井的1 0 3 口井地质资 料，包括地质录井、电测、岩心分析、地化录井、定量荧光分析和试油 资料，通过对地化分析图谱和录井参数s o 、s 1 、s z 、t m a x 等数据进行统 计分析，研究西蜂油田油层、油水层、含油水层、水层、干层的地化特 征，建立多个地化储层评价解释图版，从中优选出p g s 1 等图版应用于 录井现场，并在2 0 0 5 2 0 0 6 年完成的西8 2 等2 5 口井上进行了效果验证， 效果较理想。 ( 2 ) 通过对地化录井参数与试油产量的相关性分析，建立利用地化资 料进行储集层产能预测的图版和经验公式。 ( 3 ) 为求取地化录井岩屑、岩心校正系数和烃类损失与放置时间关系 曲线，进行样品分析，每块样品按放置1 小时、4 小时、1 2 小时、2 4 小 时、4 8 小时进行5 次分析，确定放置时间对样品分析值的影响。为了总 结钻井液添加剂对油气显示的影响，收集西峰油田常用钻井液添加剂如 铅油、柴油、机油、纯碱等地化分析谱图和分析数据，总结不同钻井液 污染条件下的地化分析谱图特征，建立了真假油气显示识别方法。 ( 4 ) 建立利用地化资料计算储层孔隙度、含油饱和度和岩石密度的方 法，为现场快速获取储层物性参数、准确评价储集层提供简便快捷的方 法。 1 3 2 取得的主要认识 ( 1 ) 建立了西峰油田储集层流体性质地化录井参数识别方法和解释图 版； ( 2 ) 将定量荧光分析资料与地化录井参数相结合，研究建立了地化亮 点m 与定量荧光相当含油量c 解释图版； ( 3 ) 提出西峰油田储层产能预测方法； ( 4 ) 研究了加入钻并液添加剂时真假油气显示的她化录井参数识别方 6 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 法： ( 5 ) 分析适应西峰油田利用地化录井参数计算储集层孔隙度、含油饱 和度、岩石密度的方法，建立了适应西峰油田的地化计算孔隙度、含油 饱和度判识储层流体性质的解释图版。 1 4 技术创新点 将地化录井与定量荧光分析资料相结合，建立了地化亮点m 与定 量荧光相当含油量c 解释图版：提出了利用“产能因子”进行储层产能 预测的方法。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章研究区地质概况 第2 章研究区地质概况 2 1 西峰油田概况 西峰油田是指位于鄂尔多斯盆地本部的庆阳地区7 县1 市，北起庆 阳，南到宁县。西邻镇原，东抵合水、华池，面积约4 5 0 0 k m 2 ，该区石 油勘探经历了几上几下的反复曲折历程。 西峰油田自七十年代开始勘探、钻井1 7 口井，未取得大的突破， 直到近几年，为稳定和发展陇东，长庆油田分公司针对陇东地区长6 8 油藏开展了一系列工作，通过盆地模拟、含油气系统评价、地震储层预 测等综合地质研究，认为该区为辩状河三角洲沉积体系，长8 1 发育四条 西南东北向展布的砂体带，并存在相对高渗区块，同时，又处于湖盆生 油中心，具丰富的油气资源，具备形成大型岩性油藏的有利地质条件哼】。 在2 0 0 0 年有利勘探目标评价的基础上，从2 0 0 1 年起对该区长8 油 层展开钻探工作，当年完钻7 口井，6 口井获工业油流，平均试油产量 1 5 o t d ，单并最高3 4 6 8 砌，探明石油地质储量2 4 4 6 x1 0 4 t 。 2 0 0 3 年该区完钻5 0 口油探井，其中4 5 口获工业油流，发现了5 个 含油区块，即白马、板桥、董志、仕社、固城川。2 0 0 4 2 0 0 6 年进入大 规模开发阶段，长8 油层厚度为l o 1 5 米，渗透率一般o 5 8 3 ，4 9 1 0 。 1 2 ，平均2 0 1 1 0 刁叫1 2 ，单井平均试油产量1 9 7 3 t d ，最高为5 1 2 6 们。 目前该区探明石油资源量约5 亿吨，探明储量6 1 3 2 1 0 4 t ，控制储量 1 3 4 0 7 1 0 4 t ，显示了丰富的资源潜力和良好的勘探前景。 2 2 区域构造背景 鄂尔多斯盆地是一个面积约2 5 1 0 4 k n l 2 、南北走向的矩形内陆凹陷 盆地，吉生代时是华北地台西部的主要组成部分，中生代时受到印支运 动的影响，导致华北地台解体和西缘冲断带的左旋走滑作用，致使鄂尔 多斯盆地在挤压和剪切作用下发生弯曲凹陷，并于晚三叠系开始演化为 大型内陆湖泊盆地。 盆地内中生代的沉积厚度数千米，其中三叠系延长组沉积厚度 1 3 0 0 m 左右，以河流相与湖泊相沉积的碎屑岩、泥质岩为主“。 中国石油大学( 华东) - 程硕十学位论文第2 章研究区地质概况 根据盆地现今的构造形态以及翁地的演化，习惯上将鄂尔多斯盆地 划分为六个一级构造单元( 图2 1 ) 图2 - i鄂尔多斯盆地构造图 蝰 油田位于鄂尔多斯盆地二级构造单元伊陕斜坡的南端。该区位于伊陕斜 坡中部，构造比较简单，从总体上看，整体里向西倾斜的单斜构造，坡 度较缓，每公里下降5 l o r e ，虽然没有大的构造起伏，但在西倾单斜的 背景上发育着5 个与区域倾向一致的鼻状构造，鼻轴长5 0 6 0 k m ，宽3 西 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章研究区地质概况 5 k m ，隆起高度8 l o m ，这些鼻状构造的存在区域上控制了砂体的分布 状态，长8 油层基本上分布在海拔7 7 0 m 以上哼1 。 2 3 地层发育特征 该区地层自上而下依次为第四系；白垩系环海组、华池组、洛河组； 侏罗系安定组、直罗组、延安组；三迭系延长组。现将含油各组岩性特 征、分层依据及接触关系等分述如下( 表2 1 ) 表2 1 西峰地区中生界地层层序及岩性组合特征 地层 厚度( m )岩性组合特征 资源 界系统组情况 新第 生四3 0 4 5 0 表层黄土 界系 罗汉 上部为红色泥岩、砂质泥岩，含植物化石，具 o 3 0 0 洞组交错层理；中f 部红色长石砂岩。 白 志环河 垩丹 2 0 6 0 0长石砂岩夹泥岩及火山碎屑岩。 系统 华池组 洛河 上部红色泥岩、砂岩及泥岩互层；中下部紫红 3 0 0 4 5 0 宜君组色砂质砾岩，与下覆地层呈假整合接触。 安定组 4 0 5 5 紫红色泥岩、砂质泥岩。粉砂岩及砂岩，底部 中 为灰黄色泥灰岩，泥灰岩可作区域标志层。 中 统 浅灰色中细砂岩与杂色泥岩呈不等厚互层，底 生 侏 直罗组1 2 5 3 0 0 界 部为厚层砂岩，可做标志层。 罗 浅灰色中细砂岩与黑色泥岩、碳质泥岩呈不等 系延安组1 5 0 2 7 5 下厚互层，煤线可做为划分小层的标志。 统 紫红、灰绿色泥岩，大段灰白色砂砾岩，局部 富县组0 1 6 0 缺失。 三灰色、灰绿色长石砂岩及黑色泥岩、碳质泥岩、主力 叠 上 延长组1 4 0 0 左右砂质页岩、页岩阜不等厚互层，长7 底张家潍油层 统 系页岩是本区重要的区域标志层。组 侏罗系中统直罗组：厚度约2 0 0 o m 。为厚层灰白色中砂岩夹薄层灰 0 中国石油大学( 华东) _ i 二程硕七学位论文第2 章研究区地质概况 绿色泥岩。 与下伏延安组呈假整合接触。 侏罗系下统延安组：厚度约1 5 00 m ，为灰色细中砂岩、泥质砂岩 与黑色泥岩及煤呈不等厚互层。底部厚层砂岩含油。 分层依据：进入本组泥岩颜色变为黑色，有煤层出现。 与下伏延长组呈假整合接触。 三迭系上统延长组：厚度约1 0 0 0 m ，为黑色泥岩、砂质泥岩、碳质 泥岩与灰色细砂岩、粉砂岩、泥质砂岩呈不等厚互层。 下部长6 长8 段普遍延长组按照含油特点可分为l o 个油层组( 长 l 长1 0 1 ，油层组之间或油层组内部分布着厚度小、电性特征明显的凝 灰岩或碳质泥岩标志层( k 1 k 1 0 ) 。西峰地区地层对比主要标志层为长 7 3 下部的高电阻、高伽玛的页岩及长8 i 顶部的低阻凝灰岩( 图2 2 ) ，在全 区分布稳定，特征明显。根据岩性特征、沉积旋回、电性组合特征对长 6 8 油层进一步细分，分为8 个小层( 表2 2 ) 。其中长7 2 、8 l 、8 2 是该 区的主力含油层。 长8 2 油层：长8 2 油层的岩性主要为黑色泥岩、页岩、灰黑色粉砂质 泥岩、灰色细砂岩与粉砂岩的互层组成，厚度4 0 5 0 m 。砂岩总体上呈 向上变细的正粒序，局部出现向上变粗的反粒序。长8 2 可进一步细分为 上下两个分别由砂岩向上变为泥岩的韵律，砂岩主要位于底部和中部。 在白马与董志地区两个韵律均较发育，但砂层薄、层数多，一般单砂层 厚度为3 6 m ，砂岩物性差，多以致密层出现，板桥区多发育块状砂体， 砂层厚度较大，一般在8 1 5 m 左右，砂层层数少，物性相对较好，常 在块状砂岩的中部或下部有好的储层。 长8 】油层：长8 l 油层与下伏的长8 z 油层平行整合接触( 厚度3 0 一 3 8 叫，岩性主要为黑色泥岩、页岩、灰黑色粉砂质泥岩及灰黑色细粉 砂岩、细砂岩组成，表现为上部以泥岩为主，下部以砂岩为主的二元结 构，砂层总体表现为由粗到细的正韵律性，局部为反韵律。砂层厚度在 西部的白马与董志区较厚( 一般5 2 5 m ) ，物性相对较好，是长8 1 含油的 主要地区，而在桥板区砂层变薄、物性变差，多以致密层出现。而在桥 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章研究区地质概况 板区砂层变薄、物性变差、层数增多，多以致密层出现。 表2 - 2 西峰地区延长组小层划分表 地质时代 标志 系绩段油层组 厚度( 米)岩性描述 层 暗色泥岩粉细砂岩不等 第五段长l o 2 4 0 厚互层，夹炭质泥岩及煤 k 9 线 长21 2 5 一j 4 5 灰绿色浅灰色细砂岩夹 k 8 ，k 第四段暗色泥岩 7 长31 0 0浅灰细砂岩夹暗色泥岩k 6 长4 + 58 0 1 0 0暗色泥岩灰色粉细砂岩k 5 长6 13 5 - 4 5灰色细砂岩夹暗色泥岩k 4 长6 23 5 - 4 5 褐灰色块状细砂岩夹暗 长6色泥岩 k 3 长6 33 5 - 4 0 灰色泥岩与浅灰色粉细 第三段 砂岩互层，夹薄层凝灰岩 k 2 延深灰色粉细砂岩夹暗色 三 长 长7 l 3 0 - 4 0 叠 统 泥岩，炭质泥岩 深灰色粉细砂岩与暗色 系 长7长7 23 0 - 4 0 泥岩。炭质泥岩互层 暗色泥岩油页岩夹薄层 长7 33 0 4 0k l 粉细砂岩及凝灰岩 长8 13 0 ，4 5灰色粉砂岩夹暗色泥岩 长8 长8 23 0 4 5 灰色块状细砂岩夹暗色 第二段泥岩 暗色泥岩页岩夹浅灰色 长9 9 0 1 2 0 粉细砂岩 灰色厚层块状中砂岩夹 第一段长1 0 2 8 0 暗色泥岩底部粗砂岩 纸坊组 灰紫色泥岩，砂质泥岩与 t l + 2 c紫红色中砂岩互层 长7 2 油层：长7 2 油层是在长7 3 大面积分布的黑色页岩沉积的基础 2 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章研究区地质概况 上发展起来的，以黑色泥岩、页岩、粉砂质泥岩与灰色细粉砂岩、细 砂岩互层组成，厚度3 5 - 4 0 m ，砂岩表现为下粗上细的正韵律，单砂层厚 度3 l o m ，由西到东砂层厚度增加，层数减少。油层渗透率较差，单井 平均小于0 2 9 1 0 3um 2 ，长7 2 是主要的含油层。 图2 - 2 长7 标志层 2 4 沉积相及其油层砂体展布特征 西峰地区晚三叠系延长组是一套以湖泊沉积为主的陆源碎屑岩 系，沉积厚度约1 3 0 0 m ，它的底部与中三叠系的纸房组呈假整合关系， 顶部受到不同程度的侵蚀，与侏罗系下统呈假整合接触。西峰地区位于 陇东地区的中部，西峰古高地，由于侏罗系河道的切割作用，延长统顶 部侵蚀明显，大部分侵蚀至长4 + 5 、长3 ，与侏罗系地层接触们。 西峰油田延长组长6 长8 期为湖泊沉积，发育湖泊、三角洲相、 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章研究区地质概况 浊积相沉积，具备了生、储、盖的组合特征，是很好的油气富集区。长 6 8 时期是延长组湖盆最发育的时期，湖贫面积大、水体深，而西峰油 田位于湖盆的中部，主要的沉积体系包括湖泊、湖成三角洲两大沉积体 系，可分为6 个皿相、l o 个微相。其中的浊积岩亚相在这个时期的沉积 作用是很重要的，它与三角洲体系有着密切的成因联系，出现在三角洲 前的半深湖与深湖中1 加 1 6 j 。 综合研究表明，该区长8 砂体有三条东北西南向的，一条为桐川 镇原，砂体厚度5 3 0 m ，砂体宽度l o l s k m ；条为庆阳西峰肖 金，砂体厚度2 2 5 m ，宽度1 2 1 6k m ；一条为板桥合水宁县，砂 体厚度1 0 2 5 m ，砂体宽度1 6 2 4 米，该区长8 油层分布面积大，含油 丰富，砂体厚度大，展布范围广，油层纵向是多层叠合而成的，纵连通 性相对较差，横向连通，根据西峰油田已完钻井的岩心观察，电测曲线 分析及对沉积相的解释，结合相序的变化，划分出各油层沉积相带。 2 4 i 长8 油层组特征 三角洲前缘亚相是长8 油层组的主要沉积相，发育水下分流河道、 河口坝、决1 ：3 扇、前缘席状砂等微相眄1 。 ( 1 ) 长8 2 油层 长8 2 油层是在浅湖环境中沉积的，以三角洲沉积体系中的前缘亚相 为主，水下分流河道与残留河口坝是其主要沉积微相。在平面上由西南 向东北有四条水下分流河道流经本区，主要有两条：一条是经西6 0 西 4 4 西1 9 庆1 7 井；另一支经西3 2 宁4 井又分为两支，一支经庄1 3 井剖2 3 井，一支经剖4 3 固1 井。该区砂层厚6 2 5 m ，砂体宽度6 1 2 k i n ，长约3 5 4 5 k m ，在水下河道砂体中河道砂与残留河口坝的叠加 砂体占有主要位置，并发育3 个大型水下决口扇，2 个河口坝，在河口 坝的前端分布着前缘席状砂。天然堤相残留河口坝边缘，分布于河道两 侧砂体的外围发育分流间湾沉积。 ( 2 ) 长8 i 油层 长8 ，时期的沉积与长8 2 一致，是在浅潮环境中环境沉积的，以三角 洲沉积体系中的前缘亚相沉积为主，发育水下分流河道、河口坝、天然 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章研究区地质概况 堤及前缘席状砂沉积微相，水下河道主要是河道砂体及水下分流与河口 坝砂的迭加体构成。该区有四条河道，中部两条河道是主要的河道，一 条河道由西6 0 西2 4 西7 4 西1 7 西4 0 井，宽度8 1 5 k m ，长度约 5 0 6 0 k m ；另一条由西3 2 、宁4 井到庄1 6 井，河道砂体宽6 8 k m ，砂 层厚度5 2 5 m 。河口坝位于庄1 3 、1 6 、西2 6 及固城川区，厚度5 2 0 m ： 在河口坝的前端分布着前缘席状砂；天然堤相位于河道两侧厚度3 1 0 m ；砂体周边发育分流间湾沉积，分流河道砂体是主要的含油砂体。 2 4 2 长7 油层组特征 长8 沉积后区域上整体发生了一次快速的沉降作用，使长7 迅速的 进入半深湖与深湖环境，在多次地震等作用下，引发了大范围的浊流沉 积。 ( 1 ) 长7 3 油层 长7 ，是在大范围的油页岩、泥岩环境中发育块状浊积岩与薄层浊积 岩复合体。根据其在平面上的展布与垂向结构，可分为浊积水道沉积与 远缘叶状沉积。在西1 7 西3 0 井宁6 井一线的西南方向，主要发育 四条浊积水道沉积，宽度5 k m 1 2 k m ，厚度5 l o m ，在水道的主题部 位以块状浊积为主，边部以薄层浊积为主。四条水道以南部两条水道最 为发育，其河道宽度大、沉积厚度大。东北不发育浊积叶状体，主体部 位以块状浊积体为主，边部以薄层浊积体为主，宽度l o 1 8 k m ，中部厚 度1 0 2 0 m ，由多个叶状连片构成浊积叶状体发育区。 ( 2 ) 长7 2 油层 长7 2 油层是长7 层主要的含油层，与长7 3 一样发育浊积水道与浊积 叶状体沉积，由于湖盆的上升，浊积水道与浊积叶状体的分界向北东推 移至西4 7 庄1 3 固5 井一线。在浊积水道发育区，主要发育四条水道， 厚度l o 2 0 m ，宽5 1 6 k m ，主体部位以块状浊积体为主，边部主要发 育薄层浊积体。中部的西4 5 西1 9 西4 0 井浊积水道砂体最为发育。 在东北部发育由庄3 、剖2 2 、固9 井三个井区为沉积中心连片的浊积叶 状体；砂体的中部发育块状浊积体，边部发育薄层浊积体，中部砂层厚 度15 3 0 m ，宽约l o 3 0 k m 。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章研究区地质概况 ( 3 ) 长7 i 油层 长7 1 的沉积基本上继承了长7 2 3 的特点，只是在沉积区有一次小范 围的水面上升，浊积水道与浊积叶状体的分界线又恢复到西1 7 井西 3 0 井宁6 井一线。西南部主要发育三条浊积水道沉积，中部的西4 4 西4 0 井浊积水道与西6 6 井西5 4 井浊积水道，宽约6 l o k r n ，厚度5 2 0 m 。南部的宁6 井浊积水道厚度l o 2 0 r n ，宽约1 8 k m ，左右，较长7 3 ， 7 2 规模明显增大。浊积叶状体与长7 2 - 3 不同的是，南部水道形成的叶状 体与北部及中部水道形成的叶状体分离，南部叶状体的规模增大，宽约 3 0 4 0 k m ，厚度大于3 0 m ，北部时状规模小，宽约l o 2 0 k m ，厚度1 5 2 0 m 。 总体看来长7 是延长组湖面上升最高，水体最深的时期，也是浊积 岩最为发育的时期，浊积岩分布面积大，厚度大，其中块状浊积岩是油 气聚集相对有利的微相带”。 2 4 3 长6 油层组特征 长6 油层组基本上继承了长7 油层组的沉积特点，发育浊流沉积体。 但随着湖盆的上升浊积体的规模减小，且在本区的西南部出现了河口坝 沉积区“。 ( 1 ) 长6 3 油层 长6 3 油层保持了长7 的特点，发育浊积水道与浊积叶状沉积，不同 的是浊积水道的规模明显变小，一般宽3 8 k m ，厚度5 o m 。在浊积叶 状体发育区，出现了与水道走向基本一致的宽带状砂体，厚度1 5 2 5 m ， 宽度6 2 0 k r n ，并有经又一次的诱发，迸一步向前推进的趋势。在砂体 的主体部位同样发育块状浊积岩，边部发育薄层浊积岩。 ( 2 ) 长6 2 油层 由于湖盆的上升，长6 2 油层组在本区西南不出现了三角洲河口坝沉 积区，中心部位的沉积厚度3 5 m ，中部的浊积水道沉积区有三条规模较 小的浊积水道，宽4 6 k m 、厚度5 l o m 。东部的浊积叶状体较为发育， 有三个叶状体连片分布并超过本区，厚度15 3 5 m 。 ( 3 ) 长6 1 油层 中国石油大学( 华东) 工程硕七学位论文第2 章研究区地质概况 长6 1 油层由于湖盆继续抬生并导致沉积物供应减小，沉积规模减小， 三角洲沉积向湖心推进。在西部出现了水下分流河道与三角洲河口坝沉 积。有三条水下分流河道，并形成三个河口坝沉积。中部有三条浊积水 道，两条来自西部河口坝，一条来自西北部位。东部由三个连片分布的 浊积叶状体，规模小，走向西北呈带状展步，厚度l o 1 2 5 m 。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章仪器工作原理和技术特点 第3 章仪器工作原理和技术特点 3 1 仪器工作原理 地化录井技术包括岩石热解分析技术、残余碳分析技术和热蒸发烃 色谱分析技术三个方面。 3 1 1 岩石热解分析原理 岩石热解分析的原理是：在特制的热解炉中对生油岩或储油岩样品 进行程序升温，使岩石样品中的烃类和干酪根在不同温度下挥发和裂解， 通过载气( 氮气或氢气) 携带进入氢火焰离子化检测器检测，将其浓度变 化转化为相应的电流信号，经微机进行运算处理，记录各温度区间的组 份含量和裂解烃峰顶温度t m a x ，得出岩石热解地化分析参数，并以谱图 的形式提供给用户 13 。 热解分析能提供分析样品的气态烃s o 、液态烃s 1 、裂解烃s 2 、t m a x 等参数及分析谱图，这些参数的取得能有效地对储集层流体性质进行评 价。 岩石热解录井对储集层岩石样品进行分析时，地化分析仪器通常采 用的温控区间和对应参数见表3 1n 刀。 表3 1 岩石热解地化录井温控区间和对应参数袁 烃类相态气态烃液态烃裂解烃残余烃备注 参数名称s o s ts 2 s - & 为岩石 碳数范围c 1 c 7c s c 3 3c ”以上 热解后的 残余碳量 温度区间 2 0 9 0 9 0 3 0 0 3 0 0 6 0 0 6 0 0 所相当的 烃含量 时问范围 0 3 m i n3 6 m i n6 1 3 m i n7 r a i n 3 1 ，2 残余碳分析原理 残余碳分析仪是油气显示评价仪的配套产品，用于测定经过油气显 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章仪器工作原理和技术特点 示评价仪检测后的样品中所含残余碳量，从而计算出样品中的总有机碳 含量。据此，对烃源岩的有机质丰度、有机质类型以及储集岩的残余油 含量进行评价。仪器工作原理是：将样品在6 0 0 c 高温下氧化燃烧7 分 钟，使样品中的剩余有机碳转化为二氧化碳及少量一氧化碳，一氧化碳 经过c u o 阱催化后也转化为二氧化碳被捕集阱收集，捕集阱在2 6 0 c 高 温状态将全部释放已吸附的二氧化碳，由热导池检测，经微处理器处理 后打印输出分析结果n 7 1 。 残余碳分析提供的参数有： s 4 ：残余烃，为储集层岩石热解后的残余碳量所相当的烃含量。单 位 n q 【g g r c ：残余碳含量r e = s d l 0 ，单位m g g s t ：含油气总量s t = s o + s l + s 2 + 1 0 r c 0 9 ，单位m g g t o c ：总有机碳含量t o c = p c + r c ，p c = 0 0 8