（地质资源与工程专业论文）滩海地区油藏评价与水平井地质参数优化.pdf

中文摘要 滩海地区是当前我国石油勘探和开发的热点区域。由于其地理位置的特殊性，与 陆上油田相比从油气的勘探到开发均具有不同之处，具有“高投入、高风险、高科技” 的特点。因此在油田投入开发之前进行准确、精细的油藏评价对于降低开发风险、提 高开发效益具有重要意义。由于滩海地区探井、评价井少，井距大，以地震资料为主 体，可供认识油藏的直接地质资料有限，用于认识油藏地质特征、建立地质模犁的技 术面l 临着一些问题和难度，需要采取一些特殊的技术与对策。另外，滩海油田多采用 大斜度井、水平井方式开采，因此，水平井的地质参数优化分析是油气藏开发成功与 否的关键。 针对滩海地区油藏评价阶段的特点和要求，结合大港埕海油田张东开发区，形成 了一套滩海地区油藏评价的技术方法，提出适用于潍海地区油藏评价阶段的层序地层 格架约束、地质概念模型指导、地震数据驱动的油藏评价一体化研究方法；将多种现 代油藏描述技术综合性、配套性地应用到大港埕海油田张尔开发区的油藏评价中，对 该地区的油藏地质特征取得了突破性认识，提山在构造油藏背景上由于岩性、成岩相 和断裂体系的复杂性导致油气分布不均一性的观点，对这种不均一性油藏进行了科学 评价；采用三维地震构造解释一随机模拟地震反演一地质建模一数值模拟等一体化技 术，将三维地震构造解释结果和地震反演数据体作为地质建模格架模犁和属性模掣的 输入，发挥地震资料在横向分辨率方面的优势，解决滩海地区油藏评价阶段井距大、 井问储层预测难度大的问题，建立了研究区精细、准确的三维定量油藏地质模硝。提 出适用于水平井开发的断块筛选和水平井地质参数优化分析方法流程。针对张东开发 区的油藏地质特点，筛选出张海5 断块沙二下油藏进行水平井地质参数优化分析，水 平井长度为6 0 0 m 、方位为北东方向、水平段距项2 5 处，张东开发区张海5 断块沙 二下油藏开发效果最好。 通过油藏数值模拟检验及生产应用效果分析表明，对该地区的地质认识和建立的 地质模犁是可靠的，为张尔开发区下一步开发方案的设计提供了重要的技术支撑，也 为类似地区的油藏评价提供借鉴与经验。 关键词：滩海地区油藏评价水平井地质参数优化大港埠海油田 t r a n s v e r s er e s o l u t i o n a d v a l l t a g e o fs e i s m i cd a t at or e s o l v et h ep m b l e mo fl a 唱e w e l l s p a c i n g ，t h ed i m c u l 够i ni n t e r - w e l lr e s e r v o i rp r e d i c t i o n t h em e t h o dw o r k f l o wo f c h o o s i n gt h ef a u l tb l o c ka d 印t e dt od e v e l o p m e n tu s i n gt h eh o r i z o n t a lw e l la n dt h eg e o l o g y p a r a m e t e ro p t i m i z a t j 册o f t h eb o z o n t a lw d lw a s 垂v e n b a s e d 伽t h er e s e r v o i re v a 】u a t i o n i n z i l a n g d o n gd e v e l o p m e mz o n e ，t h ef a u l tb l o c kz h a n 曲a i 5w 嬲c h o s et oa n a l y z em e h o r i z o n t a lw e l l g e o l o g yp a m m e t e ro p t i m i z a t i o n t h ep r o d u c t i o ne f f b c ti s b e s ti ft h e h o r i z o n t a is e g m e n tl e n 昏hi s6 0 0 m ，t h ed i r e c t i o ni sn o r t h e a s ta n dt h ed i s t a n c et ot h et o pi s t w o f i f u l s t h ec h e c k o u t b yr e s e r v o i r n u m e r i c a ls i m u l a t i o na n da n a l y s i so fp r o d u c t i o n a p p “c a t i o ne 仔b c ts h o w ，t h eg e 0 1 0 9 yc o g n i t i o na n dt h eg e o l o g ym o d e lo ft h i sz o n ei s c r e d i b l e t h i sp r o v i d e st h ei m p o r t a n tt c c h n o l o g ys u p p o r tf o rt h ef o l l o w i n gd e v e l o p m c t s c h e m ed e s i g 盯o fz h a n g d o n gd e v e l o p m e n tz o n e i ta 】s op r o v i d e s1 1 1 er e l 研e n c ef o rt h e a n a l o g i c a lz o n e k e yw o r d s ：0 仃s h o r ez o n e ，r e s e r v o i re v a l u a t i o n ，h o r i z o n t a lw e l l ，g e o l o g yp a r 锄e t e r o p t i m i z a t i o n ，c h e n 曲a io i l f i e l di nd a g a n g 羹蠹墓翼 l 至主j 蚕萎耋羹霎耋喜? 喜i 荸茎；薹i ；耋；? 三宇i 量i 王= 搴；_ 毒| ；妻耋| 暑辜萋差羹l 蔓 季董章霉；! ! 垂耄蔓肚孽；三主! i i i 萋壬； 萋；毒；毒手；耋主要襄薹；芝 i 宝l 薹耄睾薹童i 馨墨茜写；壹至j 三三；蔫i 三= ；三i 萎；萋耋暮i ；童j 萋；霎囊耋誊；? ；莹薹j 兰? 至；一妻蔓暑i i 妻奏! 薹i 引萋i 囊l 毒要专盎! 囊薹垂斟羹簧三i ；亭萼至重誊薹茔| i 毒耋嚣茎薹享三薹；季垂i 乏i 誊罄妻i 至妻 美孽囊i 至互j i i ；至毫；窒；喜墨i 霪；李誊；摹j 芝彳目熏搴妻孽；! ：差i ? 誊妥善；茎童菱享：薹蠢喜蓍菱二 ；垂姜皱薹；童；篷芋i j 妻i 童l 兰童j 墓毒i ；薹主鼍喜一车妻疆? 三i 主i 置专i 薹耋重薹霎蔓：i 车；垂手善兰萎摹j 三；i 霉嗜i 声主善圭薹耋；毫；： 妻i 霉囊j 望二薹g 妻昱l ；毫要! 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国内外研究现状 1 2 1 油藏评价阶段油藏地质学的研究任务及内容 现代油藏地质学是研究油藏非均质及其对油气开采的控制作用的科学。它是石油 地质学的后续学科，始于油藏评价，止于油藏枯竭阶段，是一门油气藏静态研究与动 态研究一体化相结合的地质学分支。 油藏地质学的任务是研究油藏各方面的地质特征，形成机理及在开发过程中对油 气采出的控制作用与变化规律，并最终建立不同精度的油藏模型，为油藏数值模拟、 第1 章引言 具有管理方式向多学科协同的集约化方向发展、描述软件向集成化方向发展、描述过 程向可视化方向发展、研究向系统化、理论化、精细化和预测化方向发展、应用新技 术、新方法的节奏迅速加快等特点。从油藏描述技术和研究领域的具体发展来看，主 要有三大趋势：宏观研究规模更大，向理论化和系统化方向发展，而微观研究更加深 入和精细；从定性向定量和预测方向发展；从单学科向多学科协同综合方向发展【7 4 j 。 实际上，油藏本身就是一个极为复杂的地质体，必须从各种角度、用大量的参数 和相当高的精确度去认识它的特性，多学科、多专业综合开展研究是油藏表征的发展 趋势。随着计算机技术的不断发展及各种石油应用软件的出现，油藏评价一体化研究 在国外已应用成熟们。传统的油藏研究是时序性的、单线程的。目前国内绝大多数 实际研究中，静态描述与油田产能特征之间的关系被定义为对地质模型精度的一种检 测，而很少用动态信息去优化模型本身。国外的鲁卡考森蒂诺【法】称其为动态资料的 一种“滞后性控制”【2 0 1 。一体化研究过程中，各专业之间的联系是实时的，新钻井资 料及时地应用到模型的建立过程中。真正的一体化地质模型，是一种既适应于静态也 适应于动态条件的预测模型，这种模型具有较高水平的一致性。 而我国在引进国外油藏描述思想的基础上，迅速吸收和消化国外现代油藏描述的 理论、方法和技术，并针对中国陆相油藏特点发展了一系列实用、有效和先进的油藏 描述技术和方法，特别是发展了适用不同开发阶段的油藏描述技术2 m 朝，如陆相储层 的精细沉积微相研究技术、微构造研究技术、储层综合预测技术、地质建模技术、薄 互层解释技术等。 油藏描述面临着许多难题，总体来看有两大方面，一是如何针对油藏特点和所处 的开发阶段采用有针对性的描述技术和方法：二是如何发展和完善各种油藏描述技术 以适应现代油藏描述的需要。例如，目前对裂缝的预测和裂缝三维定量模型的建立还 没有一套行之有效的方法，还不能有效地指导油田的勘探开发。地震处理技术及地震 解释的分辨率尚不能满足精细建模的需要，特别是储层参数解释、四级以下断裂解释、 岩性细分、油气水准确判别等方面离实际要求差距较大。 因此，今后油藏描述需要攻克的技术难题还很多，目前来看主要有：层次晃面分 析、结构单元和流动单元空间结构研究技术、地质建模技术、地质知识库建立和应用 技术、动静结合的三维油藏模型精细预测技术、剩余油评价技术、裂缝识别和预测技 术、薄互层检测和解释技术、流动单元空间结构研究技术、微构造和微地质界面研究 4 第l 章引言 技术、储层物性动态变化空间分布规律研究技术、适应不同类型储层的地质统计学预 测方法和软件、多功能综合性一体化三维油藏描述软件、开发阶段地震勘探技术和解 释方法、四维地震技术、烃类直接探测方法、其它井间定量预测技术和检测方法等。 总之，未来油藏描述必然向微观化、定量化、预测化和系统化方向发展。其显著 特点是多学科、多专业综合和一体化，各种数学理论和方法的大量引入，计算机技术 的大量应用，各种新技术和新方法的纷纷涌现，以发展早期油藏描述和精细油藏描述 为重点带动整个油藏描述技术的向前发展。 1 2 3 滩海地区油藏评价技术研究现状 滩海地区早期的油藏评价具有“少量井资料、以地震数据为主体”的特点，研究 方法和开发方式不同于陆上油田。从文献调研情况来看，针对滩海地区油藏评价阶段 未形成系统的全面的油藏描述技术。胜利油田在多年的滩海油田开发中形成了一套适 合胜利滩海油田高效开发的配套技术【2 3 1 。其中一项是早期油藏描述技术的应用，针对 滩海地区探井资料较少的状况，应用了测井约束地震反演技术和随机建模技术进行精 细储层空间展布描述，从而指导开发井位设计。王西文等( 2 0 0 6 ) 提出井震联合储集层 预测及评价技术思路，分为4 个层次：进行基于层序地层学分析的小层对比、构造解 释；基于地震属性提取，定性识别岩性油气藏；基于地震波阻抗反演和少井拟测井参 数反演，静态定量评价岩性油气藏；基于多井拟测井参数反演，动态定量评价岩性油 气藏。整个研究过程既分层次又统一，可使岩性油气藏的储集层预测及评价精度不断 提耐2 4 1 。将层序地层学理论与现代地震解释技术，特别是与各种地震储层预测技术紧 密结合，是滩海地区油藏评价的重要研究方向。 ( 1 ) 层序地层学 从八十年代初期地震地层学引进后，层序地层学便迅速在国内得到发展和应用。 v a i l 的经典层序地层学，g a l l w a y 的成因层序地层学，c r o s s 的高分辨率层序地层学等 几种不同的层序地层学理论也分别在国内得到了发展和继承【2 5 3 ”。 层序地层学原理及其在实际应用中的有效性已被大多数地质学家所接受。理论 上，层序地层学特别重视海平面升降周期对地层层序形成的重要影响：实践上，层序 地层学通过年代地层格架的建立，可对地层分布模式做出更为合理的解释和对同时代 成因地层内的沉积体系域进行划分，为含油气盆地的层序分析和盆地规模的储层预测 第1 章引言 井少，井距超过l o o o 米，有的油田仅有几口井。在这种情况下若用传统的建模方法 或仅使用单一的技术方法来建立模型，不能真实地反映地下地质情况，因此也不可能 对井间作出准确、合理地预测。在这样一些地区如何进行地质建模，如何提高油藏模 型的精度，减少其不确定性，使模型建得更科学、更合理，成为当前油藏描述及油藏 建模重要的、也是主要的研究课题之一。 综合利用地质、测井和地震资料的定量储层地质模拟技术是现代油藏描述研究的 热点。该方法的特点是整合最可信的资料，提供最可能的实现途径，将储层地震反演 技术和定量储层地质模拟技术紧密地结合在一起5 “船】。在储层建模过程中如何充分应 用地震数据是目前面临的主要挑战之一。地震资料具有其它资料难于比拟的井间横向 信息，但其不足是垂向分辨率低与多解性强。为此，在继续提高垂向分辨率的努力下， 约束地震资料的多解性就成为提高储层预测与建模精度的关键。其一应加强地震正演 模拟，进一步研究不同类型储层定量模式的地震响应：其二应进一步发展相控储层预 测方法，以提高储层预测的精度；其三应进一步研究整合地震属性特别是多属性的储 层建模算法。另外，由于地震资料为时间域信息，因此，加强速度场研究，提高时深 转换精度也是应用地震资料进行精细地质建模的关键5 9 1 。 1 ：2 4 水平井地质参数优化分析研究现状 滩海油田的开发多采用大斜度井、水平井，其地质参数的分析是决定油藏开发成 败的基础和关键【6 0 1 。水平井是指含有井段井斜超过8 5 0 的井，水平井段长度一般在 3 0 0 1 5 0 0 m 。水平井的敏感性地质参数主要是指水平井水平段方位、水平段长度、水 平段的垂向位置。水平井开发技术在国内外都己由研究探索阶段发展到成熟应用阶段 ”，已引起国内外油田开发工作者的极大关注。许多学者对此进行了大量研究，并取 得了一些成果【6 2 棚】。 1 2 4 1 适于水平井开发的油藏筛选 水平井钻井技术发展很快，从利用一口水平井钻开一个油层到多个油层，从一个 方向的水平井到反向双水平井及分支水平井。但将此技术应用到油田开发，还有许多 技术难题需要解决，并不是所有的油田钻水平井都可以获得良好的经济效益。 目前关于水平井开采油藏的适应性筛选方面，专题论述的文章非常少，仅有俞启 泰简要地从油藏类型及参数范围、投入产出经济分析的角度论述了非热采砂岩油藏水 第1 章引言 平井适应性的筛选方法，万仁溥类似地阐述了水平井适应性筛选的思路、原则和方法。 从这些方法的技术指标来看，主要针对陆上油藏而提出，对于海上油藏，水平井适应 性筛选的一些重要指标，例如水平井的产量指标等还未涉及到。 水平井优化设计涉及诸如地质及油藏工程( 例如水平井在油藏中的位置及水平井 段的长度等) 方面的问题，目前相关文献甚少，但与水平井优化设计有关的内容，例 如水平井临界产量和见水时间，已有文献进行研究。目前，有关水平井的文献多是立 足于采油工程或钻井工程的角度。 根据滩海油田的特点，利用水平井开采可以减小海上平台的数目，降低开发成本， 提高开发效益。在进行水平井适用性筛选时，要考虑到很多的因素。这些因素包括 储层深度和储层厚度、储层驱油机理、孔隙度、绝对渗透率、水平渗透率和垂直渗透 率的比值、地层压力( 原始地层压力、目前地层压力) 、储层岩性、原始油气饱和度、 油气水高压物性性质( 密度、粘度、凝固点等) 、储层温度、储层内垂向限制条件( 夹层) 、 储层含油面积、水平井之间的井距、原始油气储层、剩余油气储量、套管和井眼尺寸 大小、预期的水平井完井和钻井工艺、油气价格。针对不同的情况，各种因素应具体 地分析。水平井筛选的标准、参数范围仅限于目前对水平井的认识和水平并的技术发 展水平。随着水平井应用范围的扩大和基础理论的提高，水平井筛选标准、参数界限 会进一步明确、定量化。 油藏深度：深度通常在5 0 0 。5 0 0 0 m 油藏都属于候选之列，国外一般认为浅油层 ( 深度小于l o o o m ) 打水平井不合算，技术难度大、曲率小，相应的钻井花费大，而采 用垂直井则技术容易且花费小。但实际上，把水平井深度的下限定为l o o o m ，将会漏 掉一些打水平井可以取得高效益的油藏，根据我国非稠油油藏埋深一般深于5 0 0 m ， 及钻中半径水平井一般要求的垂深，深度下限设定为5 0 0 m 。 油层厚度：根据国外的经验，水平井开采的油层厚度小于3 m ，不适合钻水平井， 主要是由于水平井井身轨迹的准确定向困难且成本高，特别是对于存在底水和气顶的 薄油层情况。国外井身轨迹最大控制能力为左右摆动3 m ，上下摆动o 1 2 m 。随着水 平井钻井技术的发展，缩小油层厚度的下界是完全可能的，但是需要做工艺和经济方 面的评价。根据我国的经验，水平井开采的油层的厚度应大于6 m ，主要有以下几个 原因：井身轨迹的要求；我国小于6 m 的薄油层多属于河流相沉积，横向变化大，容 易尖灭；在有气顶、底水油藏中，水平井偏离油水或油气界面的垂向距离至少4 m 。 第l 章引言 各向异性比：油藏的各向异性比是指k k ，的比值。根据美国经验，当油藏参数 蚝，k ， 1 0 0 m ，而加拿大的经验，当油藏参数办蚝k ， 5 0 m ，则水平井生产不 理想。为了扩大水平井适用的油藏范围，取较大的油藏参数厅蚝k 1 0 0 m 。该参 数小于1 0 0 m ，其目的在于，一是为了限制k ，不能太低，二是油藏不能太大，只有这 样的油藏水平井的产量才会有效益。 泄油面积：如果泄油面积太小，水平井的水平段k 度就不会太长，那么油藏就不 能给水平井提供充足的能量，所以水平井不适合含油面积小的“土豆状”砂体。 1 2 4 2 水平井优化设计的地质因素分析 油藏评价及地质模型研究是水平井筛选的一项基础工作，它对水平井的部署和产 量预测提供了地质基础。水平井地质设计对水平井的开发效果起着至关重要的作用， 主要从三个方面论述水平井的地质参数设计优化。 ( 1 ) 水平段长度优化的地质因素分析 ，水平段长度直接影响水平井的泄油面积、控制可采储量等。要使水平段对其控制 储量有较高的动用能力及采收率，应重点考虑的地质因素咿舯1 有：油层厚度h ；油藏 所控制的经济合理的地质储量n ；油藏渗透率k ，孔隙度西：油藏原油性质，如粘度、 密度等：单井或全油藏的产能需求。 随着水平段长度的增加，它与油藏的接触面积相应增加，但同时井内流动的摩擦 阻力也增加，前者有利于增加井产量，后者却相反。也就是说水平段的长度并不是越 长越好，设计水平段长度时必须使得这两个影响因素达到一定的平衡。一般按以下原 则确定水平井段的最优长度，即最优水平段长度是当井筒内摩擦损失显著减少水平井 产能时的长度，将显著摩擦损失点定义为摩擦损失减少了2 0 的产能，即产能误差为 2 0 ( 关德，2 0 0 2 ) 。 ( 2 ) 水平段方位优化的地质因素分析 水平段方位对水平井开发效果也有很大影响，在确定水平段方位之前，应研究清 楚以下地质问题：油藏砂体延伸方向：渗透率的各向异性程度；如果油藏中有高渗透 率带，高渗透率带发育状况及走向；如果油藏中有裂缝，裂缝的发育状况及走向；如 果油藏有边水，边水的侵入方向；油藏现有水平最大主应力方向：油藏含油面积形态 与已有井网的关系。 第l 章引言 测模型。在油藏评价的基础上，筛选出有利区块，利用数值模拟技术进行水平井的地 质参数优化分析。研究中综合利用地质、地球物理、岩石物理、油藏工程等多种信息， 将层序地层学、三维构造精细解释、地震属性分析、随机模拟地震反演、基于地震数 据体的地质建模、数值模拟等技术相结合，最大程度地整合井资料和地震信息。具体 的技术路线如图1 1 所示。 1 5 主要工作量及研究成果 1 5 1 主要工作量 ( 1 ) 详细观察与描述8 口井的岩心，拍摄岩心照片l o o 余张。重点补充薄片样品 3 5 块，铸体薄片1 5 块，拍摄镜下观察照片2 0 0 余张。 ( 2 ) 收集研究区1 9 口的测井、录井资料及各项分析化验、试油试采资料，并进 行了系统的整理。其中收集的分析化验资料涉及常规物性、高压物性、薄片分析、 x - 衍射分析、扫描电镜、全岩分析、相对渗透率、压汞分析等多项资料。 ( 3 ) 从地层、构造、沉积、储层等方面进行了油藏地质基础研究，绘制了层序地 层剖面6 张，沉积微相平面图1 3 张，储层特征分析表约1 5 张。 ( 4 ) 地震储集层预测研究，包括地震属性分析、储集层特征重构、地震反演，并 将地震反演结果结合地质情况进行了分析。 ( 5 ) 在构造特征和油藏特征分析的基础上，分析油气分布的不均一性，利用三维 地震构造解释和地震反演数据体作为地质建模格架模型和属性模型的输入，建立三维 定量地质模型。 ( 6 ) 在油藏评价的基础上，进行适用于水平井开发区块的地质特征分析，通过数 值模拟技术，进行了水平井水平段长度、方位、垂向位置优化分析。 ( 7 ) 论文选题和撰写过程中查阅相关中文文献5 0 0 余篇，外文文献约5 0 篇，直 接引用1 5 0 余篇。 ( 8 ) 整个论文工作投入时间约两年( 2 0 0 5 年6 月一2 0 0 7 年4 月) 。 1 5 ，2 主要研究成果 通过整个论文工作的开展，取得的主要研究成果有： 1 建立了研究区高分辨率层序地层格架。张东开发区古近系构造层序内可识别 出3 个三级层序( 长期基准面旋回) ，层序i 相当于沙河街组沙三段地层，沙二段为层 第l 章引言 油地质储量为2 5 2 0 1 l0 4 t ，天然气总地质储量为2 6 4 1 0 8 m 3 ，凝析油储量为 9 5 6 4 1 0 4 t 。张海5 断块沙二下油组占储量份额最大，为8 9 5 1 7 l0 4 t 。 6 针对滩海地区油藏评价阶段的特点和要求，结合大港埕海油田张东开发区， 形成了一套滩海地区油藏评价的技术方法，提出适用于滩海地区油藏评价阶段的层序 地层格架约束、地质概念模型指导、地震数据驱动的油藏评价一体化研究方法。 7 采用三维地震构造解释一随机模拟地震反演一地质建模一数值模拟一体化技 术，利用三维地震构造解释和地震反演数据体进行约束建立格架模犁和属性模型，发 挥地震资料在横向分辨率方面的优势，解决滩海地区油藏评价阶段井距大、井间储层 预测难度大的问题，建立了研究区精细、准确的三维定量油藏地质模霆! ! 。 8 针对张东开发区的油藏地质特点，筛选出张海5 断块沙二下油藏进行水平井 的地质参数优化分析，水平井长度为6 0 0 m 、方位为北东方向、水平段距项2 5 处， 张东开发区张海5 断块沙二下油藏开发效果最好。 第2 章研究区地质概况及急需研究的问题 图2 2 大港埕海油田张东开发区构造位置剖面图 2 1 1 古近系地层发育特征 黄骅坳陷沙三段由粗细粗完整构造旋回层序组成，而张东地区仅保留了两套正 旋回层序组，具下粗上细特点【7 1 。7 2 】。岩石类型为岩屑长石砂岩，以岩浆岩岩屑含量高 为特点，最高可达1 9 3 。孢粉化石为小亨氏栎粉小榆粉亚组合，藻类以渤海藻、 副渤海藻为特征化石。张东地区沙三段地层直接覆盖在前第三系之上，其间地层缺失， 不整合面上下出现截然不同的变化。 沙二段岩性为灰色泥岩、含砾砂岩、细砂岩，砂岩岩石类型主要为岩屑长石砂岩， 张东以岩浆岩岩屑含量高为特点。沙一段为湖盆扩张期，构造活动较弱，南部埕宁物 源供给贫乏。因此，沙一段以深灰、灰色泥岩为主，问夹粉砂岩条带，底部发育钙质 砂岩、内碎屑灰岩、白云岩互层。 沙二段孢粉化石组合为麻黄粉属一芸香粉属栎粉属亚组合，其麻黄粉属含量在沙 河街组含量最高，栎粉属含量较沙三段降低，尤其是小栎粉属基本消失。沙一段为栎 粉属楝粉属亚组合，栎粉属含量较高，麻黄粉属急剧减少。 东营组总体为反旋回特征，早中期由于物源供给贫乏，以大段灰色泥岩沉积为主， 局部夹薄层粉砂岩或细砂岩；后期湖水退缩，物源供给充分，形成三角洲沉积体，岩 性呈灰色砂泥互层状。东营早中期孢粉化石组合为波形榆粉云杉粉属铁杉粉距组 合，榆粉属含量高于栎粉属；晚期为胡桃科椴粉属亚组合，胡桃粉属含量占优势， 椴粉属占一定数量且连续出现，榆粉含量高于栎粉属。 1 9 第3 章油藏评价的地质基础研究 析，张东地区古近系可识别出四个层序界面s b l 、s b 2 、s b 3 、s b “图3 1 、图3 2 ) ， 其中s b 卜s b 2 、s b 4 为不整合面。 s b 是新生界与中生界的分界面，即m 加强，是黄骅坳陷歧口凹陷滩海区第三系 一个大的区域性不整合面。歧口凹陷第三纪最先接受沙河街组沙三段沉积，沙三段地 层直接覆盖在前第三系之上，不整合面上下地层出现比较明显的变化。地震剖面界面 之下有明显的削蚀现象，界面之上有超覆存在。从岩性特征上看，不整合面之下发育 紫红色泥岩、砂岩；不整合面之上发育灰色砂泥互层剖面( 图3 3 ) 。 图3 1f - l 井，张海1 5 井s w - n e 向地震层序地层剖面 图3 2 张海1 5 井一张海1 7 井一张海9 井n w s e 向地震层序地层剖面 s b 2 是沙三段和沙二段之阃的局部不整合。黄骅坳陷沙三段是一个粗细粗的旋 回层序。研究区位于埕宁隆起向岐口凹陷过渡的埕北断阶带，沙三段顶部在该地区遭 第3 章油藏请价酌碗磕墓? i i i 群甜 ! 二i ! ；。；届割痈唾律哳项潞 舔制套氍；霸襄；警；垡磁碉幢型0 ；曝两露濯埋喀西蛰袒每囊墓动崔誊般配辫 鲤珧曰蚋影动胡猸和刊濯缕鹇礓描，渤晰嘣饭陵捅睬茸徭孀筮遗篓揭翟铲节j 南崔嗽 馒壤；苇需墨唇重牙磐；。酗剖：珲碉逊灞渥硐灌噤潜溏焉：酯一妻滩錾弱黑i i 雾静弛蠹 碧鹈；礅一翮莆芝引剽型蓉曼矗戮l l 两粥汨茧串肇：m 鲁引张露薹国磁霎l 葡犁： 逮z 湛莹一掣如建l 灞喹噶嘎i 嘣话诵涵獾。i l 弧鼹錾酬靼l 蠡二二；j 蛩业i 萎酬咎 f 蓍鬟笺童嵴。；晶辚箨毵譬j 蠢赋鬯埠罐车 i 拶孝簿川擎；盛掣譬雕j 髅蟛贮是篓矧痞孵i 灞道坦峨理：i 瓶錾樊霪凄； 曼；墓甜罄掣苷等带萋暮蔬萎囊肃主功积狮荟翟主愚 荔霉垂垂 羹霉 凄璧妻喜l 篷 荔餐 孽墓誉壹囊萋喜l 馨囊委 甬霹 第3 章油藏评价的地质基础研究 3 1 1 - 3 单井层序划分 单井层序划分研究是对单井的垂向沉积充填序列及相互叠置关系的研究，是建立 研究区层序充填序列的基础。 图3 - 9 张参1 井沙河街组单井层序划分图 第3 章油藏评价的地质基础研究 图3 - 9 为张参l 井沙河街组单井层序划分图。层序i 为沙三段地层，由低位体 系域和湖侵体系域组成，顶部遭受剥蚀，缺失高位体系域。砂体主要集中在沙三段的 底部的低位体系域，为扇三角洲前缘河口坝和席状砂沉积。整个沙三段是一个非对称 的基准面上升的半旋回。沙三段顶部为层序i 的最大湖泛面，发育厚层深湖相泥岩。 沙二段为砂泥互层的岩性剖面，为层序的低位体系域，是一个基准面上升的半旋回。 沙一下亚段为层序i i 的湖侵体系域，其顶部为层序i i 的最大湖泛面，可识别出发育油 页岩的密集段。 3 1 1 4 连井层序地层格架 在地震层序地层格架的控制下，在关键井层序划分的基础上，建立连井层序地 层格架。图3 - 1 0 为张东开发区张海2 井张海7 井层序i 连井层序地层格架，层序i 相当于沙三段地层，由低位体系域和湖侵体系域组成，储集体主要集中在凹槽部位的 张海5 0 3 和张海1 5 井区，形成岩性油气藏。 图3 l o 张东开发区张海2 井- 张海7 井连井层序i 层序地层格架 3 1 1 5 层序演化特征 黄骅坳陷始新世末隆升遭受剥蚀，其后出现了大范围的沉降活动，进入坳陷扩展 期，沙河街组地层逐层超覆在不同时代地层之上。自沙三段早期沉积开始，坳陷内各 次级凹陷水域逐渐连通，沙三段沉积末期局部地区出现短暂的沉积间断，之后从沙二 第3 肇油藏盯价的地质璀础研究 段开始到沙一段沉积时，沉积水域又逐步扩展达最大范围1 7 。 张东开发区沙河街组可识别出两个三级层序( 表3 2 ) 。层序i ( s q l ) 相当于沙三段 地层，下边界是m z e s 3 区域不整合面，上边界为沙三段与沙二段的不整合面。黄骅 坳陷沙三段由粗一细一粗完整旋同层序组成。研究区位于埕宁隆起向岐口凹陷过渡的埕 北断阶带，沙三段项部在该地区遭受剥蚀，仅保留了两套止旋网层序组，具下粗上细 特点。从构造演化上看，沙河街组为张尔构造发育的兴盛时期，为强烈沉陷与坳陷扩 张期。沙三期初，断层活动强烈，湖盆内高差大，坡度陡，凸起风化剥蚀强烈，提供 了丰富的物源，研究区发育低位体系域的扇三角洲沉积体系。中期湖泊扩张，湖水变 深，沉积范围扩大，张东地区绝大多数弗沙三段顶部为一分布稳定的泥脖子段，相当 于湖侵体系域中的密集段，这也是井震标定的一个标准层。密集段上下发育有三角洲、 扇三角洲前缘等储集体，形成有利的生、储、盖组合。层序i 缺失高水位体系域，形 成张东地区沙三段顶部的不整合。 沙二段沉积相当于层序i i ( s q 2 ) 的低位体系域。沙一二段沉积期，该地区气温升高， 气候干燥，属热带、亚热带气候。由其孢粉组合( 麻黄粉属一唇形三沟粉属亚组合， 据郝治纯等) 也可以推测出沙二期的这种古气候类型1 8 3 l 。根据郝治纯、张元春及中国 地质大学( 北京) 等对歧口凹陷颗行藻、藻类以及介形虫和腹足类化石研究表明，该区 沙二段沉积时期以陆相淡水生物化行组合为特征，可知沙二期歧口凹陷为一淡水闭流 湖盆。而沙三、沙一、东一、二、三时期则发育了盐性或半咸水的地方性生物化石种 属，这可能与海水的入侵有一定的联系。闭流湖盆的湖平面不受盆地基底整体构造沉 降的控制，所以，尽管沙二期边界断层仍持续活动，但这种构造活动并不控制层序( 即 地层) 的发育，控制地层发育的主要因素是气候的变化。由于气候层序一般在干旱条 件下形成，所以沉积厚度较薄。实际上张东地区沙一：段与其它层序相比也是较薄的一 个沉积层序。张东地区沙二二段发育三角洲沉积体系，从钻井、录井资料分析来看，张 东地区张海5 井区沙二段为一复合韵律沉积，粒序由细变粗再细，反映了水体由深变 浅再变深的过程。张海5 井区沙二下油组沉积时期，三角洲相向盆地中央推进，岩性 以砂岩为主，夹泥岩层；沙二上油组沉积时期，张尔地区显示山湖平面略有升高，发 育砂泥互层沉积，波浪改造作用增强，与上覆地层呈整合接触。因湖平面不断升高， 沙二上油组沉积物超覆退积。 沙一下亚段沉积地层相当于层序i i ( s q 2 ) 的湖侵体系域，发育油页岩、泥灰岩和 第3 啦油减汁价的地质肚础研究 白云岩等碳酸盐岩互层沉积，是井震标定的标准层。沙二二段沉积末期，孢粉组合为栋 粉属舣束松粉。云杉粉属组合(据郝治纯等)，由此可以看出该期气候由干旱变得温暖 潮湿。古生物研究表明，歧口凹陷沙一段沉积时期发育了，盐性和半咸水的地方性生 物化石种属，这说明受到海侵的影响，由沙一：期的闭流湖泊演化为敞流舱怙鲁。 戥窖氚搿谢凇蚕器掣引譬潜峰：亭幽窘蕊掣誊善呈景霪确雨 k 强； 翦鞠舢祀i 勺i ! 鳓池口铲隹；旧最逸碎骥弼援漤沥鹱墉藿启嚷姆衡一獗镬溏灞。罚鹭 “。甄一割引棘羔削毹剖垫蓉雹翔吵掣判生缈筮驯彭奎镂其界面鬻属苠域性不。瞍 氩蓟代表重要艘；礤黔测婴表爹到裂嘲。 ! i ! i o 堕剥刊玉彰到目的层段是古近系沙河街组沙三段、沙二段和沙一下亚段。黄骅坳 陷歧口凹陷滩海地区古近系有两个大的区域不整合面1 7 9 l ，即m z e s 3 和e d ，n g ，这两 个区域性不整合面形成了一个二级层序( 构造层序) 的底、顼界面。依据v a i l 的层序地 层学理论，利用地震、测井、录井、岩心等资料综合分析，在这个二级层序的内部可 识别3 个三级层序，分别用层序i ( s q l ) 、层序i i ( s q 2 ) 、层序i i i ( s q 3 ) 表示。层序i 相 当于沙河街组沙三段，层序i i 的低位体系域为沙二段地层，沙一下哑段地层相当于层 序i i 的湖侵体系域。 3 1 1 1层序界面和湖泛面的识别 陆相地层中影响和控制层序发育的因素比较多m 8 2 】，地层发育时间短。地震剖面 解释是层序识别的重要手段。地震剖面上除大级别的层序边界( 二级层序边界) 和部分 三级层序边界外，其它层序只能通过井资料识别出密集段，然后利用密集段和层序边 界的配置关系，划分出层序边界。 ( 1 ) 层序界面 层序界面的识别是层序地层分析的关键技术之一，不整合面的存在是划分层序的 直接标志。从地震、测井、录井、岩心、微体化石与孢粉分析资料( 表3 一1 ) 等综合分、录井、岩心、微体化石与孢粉分析资料( 表3 一1 ) 等综合分 x 第3 章油藏评价的地质基础研究 是一个非对称的基准面下降旋回的结构，内部可识别出三个短期旋回。图3 1 2 是张 海5 井s q 2 的低位体系域( 沙二段) 的短期基准面旋回分析图。沙二段可识别出两个中 期旋回( m s c 4 、m s c 5 ) 、七个短期旋回，两个中期旋回分别对应于沙二段的上、下油 组。m s c 4 是非对称的基准面下降半旋回的结构，表明三角洲不断向湖的推进。m s c 5 是非对称的基准面上升旋回的结构，表明这一时期湖水略有变深。图3 1 3 是张海1 5 井s q 2 的湖侵体系域( 沙一下亚段) 的短期基准面旋回分析图。整个沙一下亚段是一个 中期旋回( m s c 6 ) ，可识别出三个短期旋回。 图3 1 l 张海5 0 3 井s q l ( 沙三段) 短期基准面旋回分析图 3 1 2 2 连井高分辨率层序地层格架 图3 1 4 是张东开发区张参l 井张海7 井层序i i 的低位体系域( 沙二段) 高分辨率 层序地层对比剖面。沙二段是层序i i 的低位体系域，是厚度相对较薄的层序，层序充 填序列主要受到气候的控制。剖面上可识别出两个中期旋回，分别对应于沙二上、下 两个油组，7 个短期旋回分别对应于7 个小层。 第3 章油藏评价的地质基础研究 图3 1 2 张海5 井s q 低位体系域( 沙二段) 短期基准面旋回分析图 图3 1 3 张海1 5 井s q 湖侵体系域( 沙一下亚段) 短期基准面旋回分析图 第3 章油藏评价的地质基础研究 匝旧器丑捉圣簧世嗵哥豢求恒铱h瓣涨采一抵畿凶越躲婚涨=-c匝 第3 章油藏评价的地质摹础研究 3 2 1 构造特征 ( 1 ) 张东构造是继承性发育的大型背斜构造。 张东构造位于张北断层上升盘，是在前第三系基岩潜山背景上长期继承性发育的 大型背斜构造，被东西走向的张东断层分割为南、北两个断鼻圈闭，断鼻内部发育一 组北东东走向、东西走向次级断层，将南、北两断鼻进一步分割成多个断鼻或断块圈 闭( 图3 - 1 5 ) ，其中张东断层下降盘以断鼻为主，上升盘从北向南表现为垒、阶、堑、 阶的构造格局( 图3 1 6 ) 。 图3 - 1 5 大港埕海油田张东开发区沙二段底面构造图 图3 1 6 大港埕海油田张东开发区张2 7 x l 井张海1 9 井南北向地震剖面 篓l 匝疆侨啦嚣蓦薪壅萋囊霎 餮矍砸蘸 纠磊量羹 薹妻 嚣嚣 黜融 璧疑 勖4 萋毪埝 誉鬲俐膨 蠹馨删 薹 鞠 釜 黑 瓣懒蒸藩罐糕一 寸 孺蓁 |； 萄 i 塞霎 l i牟 车 吐 凹 层 囊羹薹霪茎霎 匿羹 i 霎 蓁； ； 第3 章油藏评价的地质基础研究 为1 0 0 m 左右、断穿层位在沙河街组以上；其它断层为四、五级断层，断距小、延伸 短( 图3 - 1 8 ) 。 图3 1 8 大港埕海油田张东开发区沙二段断裂系统展布图 3 2 2 断裂系统及构造形态分析 研究区紧邻歧口生油凹陷，区域构造位置有利，油气资源充沛，是大港油田滩海 区增储上产的重点领域。张北断层和张东断层是该区的两条主要断裂，具有规模大、 活动期长、断距大的特点，控制张东地区的构造和沉积，也是该区主要油源断层。 张东区块位于张北断层上升盘，是在前第三系基岩潜山背景上长期继承性发育的 大型背斜构造，沙二段顶面圈闭总面积约4 0 k n l 2 ，圈闭幅度2 0 0 4 5 0 m 。该背斜被东 西走向的张东断层分割为南、北两个断鼻圈闭，断鼻内部发育一组北东东走向、东西 走向次级断层，将南、北两断鼻迸一步分割成多个断鼻或断块圈闭( 表3 4 ) ，其中张 东断层下降盘以断鼻为主，上升盘以断块圈闭为主。 第3 章油藏评价的地质基础研究 东西两个高点，中间以浅鞍相隔( 图3 2 2 ) 。高点的上倾部位均受岩性控制，东高点埋 深3 1 5 0 m ，西高点埋深3 1 1 0 m ，圈闭面积6 5 k n l z 。 3 3 沉积特征与沉积相 受断裂陡缓、物源供给、物源区与湖盆的距离、水体深浅等综合控制，张东地区 沙河街组不同演化阶段发育了不同的沉积相类型。任何一项资料分析沉积相都存在多 解性问题，应综合岩心、测井、地震等多种资料分析。其中岩心、测井、录井资料为 确定沉积相的依据，地震相、地震波形分类和地震岩性预测结果作为确定各种沉积相 分布范围的依据【9 2 删。本次研究过程中，将区域地质背景与研究区具体地质条件相结 合，分析物源方向，将传统的沉积学方法与提取的地震信息相结合，采用“点”( 单 井) 、“线( 剖面) ”、“面( 平面) ”的技术思路，在单井岩心观察、录井资料、测井 相分析的基础上，根据地震属性和地震反演剖面综合分析研究区的沉积相发育特点， 为有利勘探目标的评价提供基础。沉积相研究流程如图3 - 2 3 所示。 岩心分析 层序地层格架 录井岩褶分析ii 精细构造解释 测井相分析li 地震反演削面ij 地震属性分析 单井丰甘分析 ii 剖而相分析 il平而相分析 沉秘体系与相模式 有利相带预测 图3 - 2 3 沉积相研究流程图 3 3 1 物源方向分析 张东开发区位于埕宁隆起向歧口凹陷过渡的埕北斜坡区，属盆缘体系，沉积物源 主要来自埕宁隆起。埕宁隆起东部主要出露中生界和石炭二叠系碎屑岩地层，西部 主要出露奥陶系灰岩地层，造成埕北断阶区物源具有东西分区的特点( 图3 2 4 、图 3 2 5 ) 。从整个埕北断阶区的岩石矿物学特征来看，东部砂体岩石成分具有高长石、 高岩浆岩块、低石英、低沉积岩块：西部则有高石英、高沉积岩岩块、低长石、低岩 第3 章油藏评价的地质蓐础研嚣 铤割剡毹；釉睁龟刁量f 衣稚削氰良每漓缮壤漫冶，灞撵谴箭，婴萋l i ，囊葭l 。 鬻孬l ，i 。强漏 。爹堙；暨鲁铲i 物缉；缘钎囊颦一盔嚣爨翅臻鹱繇弱婪囊日礓强越 曼强髓彰貔靶撼! 毪；。霉；噬盘浠棼鹄螟蟛鼷 第3 章油藏评价的地质基础研究 3 3 2 沉积特征 3 3 2 1 沙三段沉积特征 ( 1 ) 岩性特征 沙三段相当于层序i 地层，沉积以水进正旋回层序。钻井揭示，粗碎屑岩多分布 于剖面的下部，上部为大段深水暗色泥岩，反映较深的湖水环境。沙三段下部储层岩 性为砂砾岩( 图3 - 2 6 a ) 、细砾岩、含砾不等粒砂岩( 图3 2 6 b ) 、细砂岩；砂砾岩砾石粒 径2 3 0 叫，一般4 6 眦，砾石成分约占3 0 ；含砾不等粒砂岩砾石粒径1 7 0 衄， 一般3 _ 4 衄，砾石成分占1 5 2 0 ；以石英砾为主，次为长石砾，少量燧石砾；排 列