（石油与天然气工程专业论文）鄂托克旗地区盒lt8gt段储层预测技术研究.pdf

中文摘要 论文题目： 专业： 硕士生： 指导教师： 指导教师： 鄂托克旗地区盒8 段储层预测技术研究 石 周 赵 郭 摘要 鄂托克旗地区储层条件良好，勘探前景广阔，但主要目的层盒。段存在厚度薄、横 向变化大、非均质性强，有效储层预测难度大等突出问题，叠后预测技术难以解决该区 的储层预测问题。通常砂岩储层含气后，纵波速度明显下降，密度也同时降低，而横波 速度变化不大，相对于单纯纵波阻抗，横波阻抗、纵波阻抗、密度、a v o 等属性的联合 可提高有效储层预测精度。首次在该区利用叠前储层描述技术进行储层预测。通过大量 的试验和应用实例，建立了岩石物理参数分析的基本流程；优选了该区的储层敏感因子； 研究对比各种横波拟合方法，并选择x u & w h i t e 岩石物理模型法拟合横波速度以解决该 区横波资料缺乏的问题；建立了叠前反演质量控制、参数优选的流程；成功利用吸收衰 减规律进行了烃类检测。 关键词鄂托克前旗岩石物理模拟敏感因子a v o 叠前反演烃类检测 论文类型：应用基础 英文摘要 s u b j e c t ： s p e c i a l i t y ： n a m e ： i n s t r u c t o r ： i n s t r u c t o r ： a s t u d yo nh e 8r e s e r v o i rp r e d i c t i o ni ne t u o k e q ie r d o sb a s i n n a t u r eg a sa n do i le n g i n e e r i n g a b s t r a c t w i t hg o o dr e s e r v o i rp r o p e r t y , e t u o k e q ia r e ai sf o r e s e e nab r i l l i a n tp r o s p e c t b u t , h e 8 f o r m a t i o n , t h em a i np a yz o n e ，i sc h a r a c t e r i z e db yt h i nb e d 、c o m p l e xh o r i z o n t a lv a r i a t i o na n d a e o l o t r o p i s mw h i c hr e s u l t i n d i f f i c u l t y i ne f f e c t i v er e s e r v o i rp r e d i c t i o n a n dp w a v e i m p e d a n c ec a n n o ts o l v et h ep r o b l e m g e n e r a l l y , s a n d s t o n er e s e r v o i rw i t hg a s i t sp w a v e v e l o c i t ya n dd e n s i t ys h o wd i s t i n c td e c r e a s e ；w h i l et h es - w a v ev e l o c i t yd o e s n tc h a n g em u c h c o m p a r e dw i t hs i n g l ep i c o m b i n a t i o no fs i 、p i 、d e n s i t y 、a v oa n d t h eo t h e ra t t r i b u t et oh i g h p r e c i s i o ni ne f f e c t i v er e s e r v o i rp r e d i c t i o n i t st h ef l r s tt i m et op u tt h et e c h n i q u eo fp r e s t a c k p r e d i c t i o ni n t o u s ei nt h i sa r e a t h r o u g hg r e a td e a lo ft e s t sa n da p p l i a n c e ，t h ea u t h o r e s t a b l i s h e st h ep r i n c i p l ep r o c e d u r ef o rl i t h o p h y s i c a lp a r a m e t e r sa n a l y s i s ，c h o o s et h es e n s i t i v e f a c t o r s ，a n a l y s e sa n dc o m p a r e sd i f f e r e n tm o d e l i n gm e t h o d so fs - w a v e ，a n da p p l i e st h e x u & w h i t em o d e lf o rs - w a v em o d e l i n gt oo b t a i ns - w a v ed a t u m a n dt h ep r o c e d u r ef o rq c a n dp a r a m e t e ro p t i m i z a t i o no fp r e s t a c ki n v e r s i o n , i ss e tu p s u c c e e d e di nd e t e c t i n g h y d r o c a r b o nw i t ht h et h e o r yo f s e i s m i cw a v ea b s o r p t i o na n da t t e n u a t i o n k e y w o r d s ：e t u o k e q il i t h o p h y s i c a lm o d e l i n g s e n s i t i v ef a c t o ra v op r e s t a c k i n v e r s i o n h y d r o c a r b o nd e t e c t i o n t h e s i s ：f u n d a m e n ts t u d y 一1 1 1 学位论文创新性声明 本人声明所呈交的学位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中所罗列的内容以外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安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做 了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名 日期：婴：垡：兰! 学位论文使用授权的说明 本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、 公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接 相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。 论文作 导师 日期：型：! ! ： 日期： 第一章概况 1 1 研究区位置 第一章概况 本文所述鄂托克旗地区位于鄂尔多斯盆地西北部，在地理位置上位于鄂托克旗一带， 研究区范围东侧紧邻苏里格气田区，西部紧临铁克苏庙胜利井气田，南达鄂托克前旗， 北抵巴音乌素。构造位置位于伊盟隆起、伊陕斜坡、天环坳陷三大构造单元的交汇处( 图 1 - n 。 1 2 区域构造特征 鄂尔多斯盆地北以河套 地堑系北缘断裂为界紧邻阴 山褶皱带，南以渭河地堑南 界断裂为界与秦岭造山带相 接，东侧以离石断裂与吕梁 山隆起带相邻，西缘分别以 桌子山东麓断裂和青铜峡一 固原断裂为界，北边隔银川 地堑与贺兰山褶皱带相望， 南边和六盘山弧形构造带相 依，是夹持于周边活动带之 间的稳定克拉通沉积盆地“3 。 鄂尔多斯盆地现今独特 的构造位置造就了盆地本部 及周缘独特的地质面貌，也 决定了其形成、发展、演化 必然与周边活动带息息相关。 图1 - 1 研究区位置图 阴山褶皱带，位于华北地台北缘，紧邻鄂尔多斯盆地，是一个在燕山旋回时期，受西 伯利亚板块以及滨太平洋构造域的影响，产生了强烈而频繁的构造运动形成的陆内造山 带。主要出露以上集宁群、乌拉山群和色尔腾山群为代表的结晶基底岩系，沉积盖层特征 与华北地台的同期沉积基本类似，岩浆活动频繁，发育华力西晚期、印支期、燕山花岗岩 及喜马拉雅期玄武岩。 河套地堑系，位于鄂尔多斯盆地北缘，是新生代形成的由若干断陷组成的大型地堑系。 西安石油大学硕士学位论文 基底主要为太古界乌拉山群及下元古界阿拉善群，其上的沉积岩系主要为自垩系、第三系 及第四系，总厚3 0 0 0 1 7 5 0 0 m ，其中新生界厚2 5 0 0 1 4 0 0 0 m 。 南部的秦岭造山带，是夹持于华北地块和扬子地块之间的地壳强烈变动的活动构造 带，是经历加里东期陆陆碰撞造山，印支期俯冲碰撞造山及燕山一喜马拉雅期陆内造山的， 在不同她质历史阶段经历不同构造体制发展演化的复合型大陆碰撞造山带，现今仍处于隆 升状态。它的形成、发展和演化对鄂尔多斯盆地南部具有显著的影响。 渭河地堑，南缘紧邻秦岭造山带，近东西走向，向东与汾河地堑相连，构成汾渭地堑 系，整体成向东南突出的弧形。其最深处可达6 0 0 0 7 0 0 0 m ，主要为第三系和第四系所 充填。 东部的吕梁隆起，位于鄂尔多斯盆地东侧的吕梁隆起形成于燕山中期运动，从北到南 依次发育一系列呈雁行排列的复背斜、复向斜构造，复背斜核部均出露太古界，翼部则为 下古生界，复向斜核部出露侏罗系或石炭一二叠系。 贺兰山褶皱带，位于盆地西缘，南侧即为六盘山弧形构造带，它是一个在侏罗纪末的 燕山中期运动中大规模抬升的，现今呈现为一个主要由中生界和部分古生界组成的复向斜 构造。 银川地堑，是由北东- h b h l 东向断裂控制的地堑。西接贺兰褶皱带，东连鄂尔多斯盆 地西缘断褶带，地堑走向与贺兰山褶皱带方向一致，长约1 7 0 k m ，宽约3 0 5 0 k m ，面积 约6 8 0 0 k m 2 。西翼相对较陡，断层发育，由贺兰山基底断裂向凹陷下掉；东坡灵武以东有 一组断层与鄂尔多斯盆地相衔接。自北而南有4 5 个深凹，断凹之间有断块隆起。银川 地堑是在新生代张应力作用下，在银川古复背斜的基础上发育起来的。地表钻井资料表明 基底主要为古生界，永宁以南可能有下白垩统沉积。 六盘山弧形构造带，位于盆地西缘。构造位置上，该弧形构造带恰好位于鄂尔多斯地 块与秦岭一祁连褶皱带的结合部位，所以它也是全区构造运动最频繁，活动最强烈的地区 之一，为一以叠瓦状向北东逆冲的一系列大型弧形逆冲断裂为主组成的逆冲构造带，主要 卷入地层为下白垩统。 在以上构造单元的围裹下，鄂尔多斯盆地近似矩形展布，与周边褶皱、造山、构造活 动非常强烈或周缘地堑强烈断陷相比，它主要以断裂和局部构造不甚发育，以整体升降为 特色，形成了较为稳定的克拉通盆地，并且孕育了以岩性、地层及岩性一地层复合油气藏 为主的大型含油气盆地。 在盆地现今构造面貌的基础上，结合重力、磁力资料，将鄂尔多斯盆地内部的构造单 元划分为伊盟隆起、渭北隆起、晋西挠褶带、伊陕斜坡、天环坳陷和西缘逆冲带六大构造 单元。 在盆地的六大构造单元中，伊盟隆起、渭北隆起、晋西挠褶带、西缘逆冲带的演化与 周缘造山带紧密相关，构造复杂，天环向斜、伊陕斜坡受盆地周缘构造活动影响较小，构 造相对简单。 第一章概况 伊盟隆起伊盟隆起北以黄河断裂为界，与河套弧形地堑系相邻；西以桌子山东 麓断裂与西缘逆冲带相接；东以离石断裂为界，与吕梁隆起带相接；南与伊陕斜坡、天环 坳陷和晋西挠褶带呈逐渐过渡关系。根据重磁场的特征，南界约在乌达一鄂托克旗一准格 尔旗一线。该带之北的伊盟隆起，重磁力异常带密集，走向近东西向，并呈现向南突出的 弧形。结晶基底主要为太古界和中上元古界什那干群，根据地震勘探资料，什那干群与上 覆的寒武系高角度不整合，呈楔形分布于寒武系和太古界之间。 图卜2 鄂尔多斯盆地西北部石炭系顶面( t o ) 构造图 中晚元古代以来，该区基本上处于隆起状态。各时代的地层在本区变薄或缺失，盖层 总厚度1 0 0 0 3 0 0 0 m ，隆起北部缺失下古生界，上石炭统太原组直接覆盖在结晶基底之上。 前寒武系变质岩埋藏浅，在隆起北部变质岩已出露地表。 伊盟隆起出露的前寒武系变质岩、石炭系、二叠系、侏罗系及白垩系，从隆起东北部 向西南部逐渐由老变新，东北部地表主要分布三叠系和侏罗系，西南部基本被白垩系覆盖。 本区地震标志层t 9 反射层构造( 图1 - 2 ) 所反映的区域构造面貌为东北高，向西南倾斜 的平缓斜坡，平均倾角不到1 。在区域性斜坡上所发现的十几个局部构造为短轴背斜或 穹窿背斜，亦有少量鼻状构造，面积l o 5 0 k m 2 ，幅度5 0 l o o m 。以新召一伊6 井一线为 界，可以分为南北两区，北区隆起、坳陷发育，南部构造简单，构造线方向由北部的北西 向逐步过渡到南北向。 伊陕斜坡伊陕斜坡北接伊盟隆起、南接渭北隆起，西接天环蚴陷，东接晋西挠 褶带，为这四个构造单元所围绕的西倾大单斜，平均倾角不到1 度。区域构造线总体呈南 北走向，在南部的渭北隆起附近转变为北东走向，北部伊盟隆起附近转变为北西走向。构 西安石油大学硕士学位论文 造面貌总体表现为东高西低，南部南高北低，北部北高南低。 在西倾单斜的背景上发育陡坡与缓坡，奥陶系顶面和三叠系项面陡缓带发育程度存在 明显的差异。奥陶系顶面构造比较简单，基本上为东陡西缓，南陡北缓。东部陡坡带发育 于榆林一子洲一洛川一线以东，佳县以北地区坡降为7 m k m ，佳县以南地区坡降为 2 8 m k m ；西部缓坡带发育于榆林一子洲一洛川一线以西，在紧邻天环坳陷的地区略有变 陡的趋势，北部的鄂托克前旗一靖边地区坡降为4 5 m k m ，南部的合水一洛川地区坡降为 6 6 m & m 。三叠系顶面的构造面貌与奥陶系顶面总的趋势是一致的，仍然表现为东陡西缓、 南陡北缓的趋势，但陡、缓坡带的发育程度远远比奥陶系顶面复杂，特别是在延安一华池 以北地区，表现出了三陡两缓，而在该线以南表现出两缓夹一陡。北部的坡降自西向东依 次为5 2 m k m - * 7 o m k m 一4 8 m k m - - 5 8 m k m - - 5 o m k m ，中部的坡降自西向东依次为 2 o m k m - - , - 8 9 m k m - - 6 4 m k m 一8 3 m k r a 一5 o r e k i n ，南部的坡降自西向东依次为3 9 m k m 1 0 o m k m 一8 7 m k m 。南部东面出现地形较缓的主要原因可能是由于自垩纪末期遭受 剥蚀比较严重，地表直接出露三叠系地层造成的。另外，在西倾单斜的背景上还发育一系 列背向斜，背向斜主要发育在盆地南部和北部地区，中部地区几乎不发育。北部背向斜基 本上呈现东西走向到北东一南西走向，南部背向斜向内收敛，向外发散。 天环向斜天环向斜北起乌加庙，南至泾川以南，南北长近5 5 0 k m ，东西宽约6 0 6 5 k m ，西与西缘逆冲褶皱带相邻，东接伊陕斜坡。该区基底埋藏最深，盖层保存最完整。 天环向斜近南北向延伸，西翼由北向南被桌子山东麓断层、铁克苏庙断层、摆宴井断 层及沙井子断层、平凉一龙门逆冲断层所切割。北部向斜面貌保存比较完整，明显的分为 轴部、西翼和东翼；南部向斜由于断层的切割，已经很难分辨其轴部和西翼。根据这一特 点将天环向斜分为南、北两部分，其分界线大致位于定边一苦深l 井一线。 向斜内不同层位都发育着一些小型褶皱和断层。褶皱比较轻微、幅度小，有时形成一 些向着向斜轴倾伏的鼻状构造。断层以断距不大( 一般小于l o o m ) 、延伸不长的正断层 为主，仅有少量的逆冲断层。这些逆冲断层和褶皱的走向大致平行于南北向逆冲带，且愈 靠近向斜西翼，局部构造愈发育；局部构造的数量向东变少，强度向东逐渐变弱，显示了 它们与南北向逆冲带的成生关系。地震、遥感都显示天环向斜北段局部构造较发育，其南 段则鲜见。这是由于本区北部的逆冲带滑脱推覆显著所致，而南部多为高角度逆冲断层， 右行剪切显著，故其前缘多产生一些平缓的剪切构造。 晋西挠褶带晋西挠褶带东部以离石大断裂为界，与吕梁隆起带相邻，西部大体以 黄河为界，与伊陕斜坡逐渐过渡，南与汾渭地堑边界断裂为界，与汾渭地堑相邻，北与伊 盟隆起呈过渡关系。该区出露的地层有前寒武系变质岩系、古生界和中生界，东部出露地 层老，向西逐渐变新。地面褶皱甚为发育，故称为晋西挠褶带。 该区地下构造根据钻井、地面地质和地震勘探编制的奥陶系项面构造图来看，可以明 显分为三段，即北部单斜带、中部宽缓褶皱带、南部紧闭褶皱带。北部单斜带以海则庙以 北的北东一南西向断裂为界，区域构造线总体呈北西一南东向，坡度较陡，坡降为1 l m 第一章概况 k m 。中部宽缓背斜带位于海则庙北断裂和招贤水一吴堡断裂之间，褶皱构造发育。近 几年，伴随着勘探程度的提高，地震上进一步在该区落实了武家庄、新民镇两个构造圈闭， 该背斜构造具有继承性发育的特征。以t 9 构造为例，武家庄长轴背斜圈闭面积9 9 9 k i n 2 ， 隆起幅度6 0 m ，长轴延伸方向s n ，长短轴之比为1 7 ，高点埋深1 9 5 0 m 。新民镇穹隆背 斜圈闭面积较大，达1 3 2 9 k m 2 ，隆起幅度6 0 m ，略长轴延伸方向n e ，长短轴之比接近l ， 高点埋深1 9 8 0 m 。 南部紧闭褶皱带位于招贤水一吴堡断裂以南，东翼比较陡峭，西翼则比较宽缓，形成 了一个石楼一大宁长轴紧闭背斜，其幅度最大可达6 0 0 m 。该背斜呈弧形，石楼以北走向 为近南北向，石楼以南走向为南南西。背斜南北延伸长约1 2 0 k i n ，宽约1 0 k i n 。 西缘逆冲带西缘逆冲带系指青铜峡一固原断裂和贺兰山西麓断裂之东的大型断裂 带，北部始于内蒙古磴口，南到陕西陇县一带，南北长6 0 0 k i n 。 西缘逆冲构造带断裂复杂，既有大型西倾东冲的逆掩断裂，又有倾角较陡的东倾冲断 层；既有南北向的，也有东西向的；不同部位，逆冲特征不同。根据以往研究，将冲断带 内部进一步划分为四大部分：即以西倾主干断裂为主组成的推覆体系，其内逆冲系( 主要 是外来岩体) 相互叠置，有的地区可以有三层相叠，地层以逆冲推覆为主，是逆冲带的主 体；以原地岩体隆起为特征的前缘三角地带，其东西两翼断层的倾向相反；与推覆体系主 干断裂倾向相反，以倾角较陡的断层组成的后冲带、后冲带中地层重叠规模比较小，以冲 断为主；推覆体之下的原地岩体，其内断层较少、构造形态较为简单。据此将西缘逆冲构 造带分为4 段，从北向南分别称作桌子山段、贺兰山一横山堡段、马家滩段和沙井子一平 凉段。 桌子山段：以西倾逆冲断裂为主，自西向东由4 个逆冲席组成，各逆冲席前端地层老， 为隆起区，地表出露太古界；后端地层新，为坳陷区，后端为石炭系和二叠系且其内煤层 非常发育。此段东部由于资料较少，前缘三角带和后冲带的平面展布情况尚不清楚 贺兰山一横山堡段：包括贺兰山、银川地堑、横山堡地区，推覆体系由小松山逆冲席 和贺兰山逆冲席组成，银川地堑是新生代以来沿着原逆掩断层反转断落的。盆地内部横山 堡地区，为前缘三角带和后冲带，三角带宽度小，西接银川地堑。后冲带规模大，由三条 主干东倾逆断层和十余条次级冲断层组成，各断块内隆起构造比较发育。该段是后冲带最 为发育的地区 马家滩段：推覆体西起罗山，由4 个逆冲席组成，具有典型的逆冲推覆特征，地震剖 面揭示，t 9 反射层总向可以叠置三次。在前缘三角带中，宽度较小约4 k m 左右，其内断 裂仍很发育。后冲带宽度不大，约1 0 k i n ，断裂规模较之推覆体系内要小的多，垂直断距 约1 6 0 2 4 0 m 沙井子一平凉段：主断裂西倾，反向断裂发育，推覆体系宽度较小，约4 0 k i n ， 前缘三角带和后冲带不很发育，甚至缺失。由于该带地表复杂，地震勘探程度低，构造特 征不很明显。 西安石油大学硕士学位论文 鄂尔多斯盆地周缘构造活动强烈，断裂发育，内部构造稳定，断裂稀少。盖层断裂的 发育方向、强度与基底断裂密切相关。 基底断裂 基底断裂不仅是基底构造的表现形式，而且对盖层断裂的发育也具有重要的影响。鄂 尔多斯盆地周缘基底断裂大多出露地表，具有多期活动性；而内部基底断裂埋藏深度大， 后期活动性小，主要通过重、磁资料来加以解释。按其延伸方向可分为近东西向、北东向、 北西向和南北向四组。 ( 一) 近东西向断裂 该组断裂在磁场上显示明显，主要发育期为太古代，主要控制了早太古代的沉积及火 山活动，多数在后期活动微弱，甚至停止活动，具平移性质。在鄂尔多斯盆地四周太古界 露头区，也普遍存在东西向的构造形迹，特别是北部的集宁群出露区及南部的中条山老地 层出露区。该组断裂体系在平面上分布较广，在北部、中部及南部地区都有分布。北部的 伊盟隆起区及南部的渭北隆起区，该组断裂体系后期具有活动的迹象，而中部地区除西部 贺兰山地区外后期基本上没有活动。 北部的河套地堑南界断裂在地貌及各种地球物理资料上都有反映，长2 5 0 k m 以上， 倾角4 5 8 0 。，断距由东向西分别从1 0 0 0 m 减为2 0 0 m ，第三纪以来具有左行平移性质。 位于盆地南侧的麟游一潼关断裂，在风翔一三原间出露地表，系有多条叠瓦状的南倾逆断 层组成，倾角5 5 7 0 。，主要活动时间为加里东期。 ( 二) 北东向断裂 该组断裂除了北部的乌兰格尔地区外，主要分布于盆地中南部地区，特别是定边一 榆林一大同东南与汾西一蒲城断裂西北的狭长地区。从磁场特征分析，北东向磁场干扰了 东西向磁场并且叠加于其上，因而其活动时间应晚于东西向断裂。从地震剖面及重磁力资 料分析，该组断裂应发育于太古代一早元古代，大部分是陆内裂谷的产物。在五台一滹沱 期，早太古代的基底被拉开，形成了狭长的北东向台内裂谷，沉积了很厚的五台群和滹沱 群，而且岩浆活动频繁，从酸性、基性到超基性都有，北东向大断裂都是这一时期的产物。 该组断裂体系在盆地内部自北向南大致可以分为三组，其地史活动性也存在明显的 差异。盆地北部断开了第四系，表明近期还在活动。盆地中部主要由定边一吴旗、靖边一 大同、富县一离石三条断裂组成。前二者分别为控制滹沱群沉积的昂苏庙一环县和富县一 泾川坳拉谷的边界断裂，主要形成于早元古代早期，后期活动性微弱。靖边一大同断裂则 为早元古代早期五台运动时南北地块的一个对接带，属于岩石圈断裂。该断裂西北为走向 东西的下太古界分布区，东南则为走向北东的下元古界分布区，是一条基底时代和岩性的 分界线。该断裂在大同附近出露地表，在太古界中出现清楚的北东向韧性剪切带。重力线 在断层处有扭曲现象，大地电测深在断裂处有壳内低阻层下陷现象。但在盆地内地震勘探 均未在盖层和滹沱群内发现有断裂显示，说明在早元古代后，断裂未发生过明显活动。盆 第一章概况 地南部渭北隆起区，该组断裂具有多期活动性。加里东期向北逆冲，燕山期发生进一步的 改造，第三纪发生构造反转，使逆冲断层改变为正断层。 ( - - ) 北西向断裂 主要分布于西南部祁连山地区，青铜峡一固原断裂地表明显，规模巨大，是华北地 槽与秦祁海槽的分界线，形成于早古生代时期，主要活动于中生代，其特点是以压性的逆 冲推覆为主，加之剪切平移。 ( 四) 南北向断裂 该组断裂在区域上主要分为东、西两部分，它们的形成时间可能都是中晚元古代， 为贺兰拗拉谷和晋陕坳拉谷的边界断层。西部断裂体系主要包括西缘断褶带北部主体断 裂，这些断层现今多为西倾逆断层，中元古代一早古生代时期为贺兰坳拉槽的东界正断层， 燕山运动中发生逆转。另外，银川地堑边界断裂新生代在燕山逆断裂的基础上再次发生逆 转，现今主要表现为一系列正断层。东部断裂体系主要指南北向展布的离石大断裂，是鄂 尔多斯盆地东部的边界断裂。该断裂北起托克托东，经偏关、离石，南延交于汾渭地堑北 界断裂，延伸长达5 0 0 k i n ，在偏关以南磁异常可以辨别，表现最清楚的是兴县一临县以南 地段，可能由于该段早元古代岩浆沿比较发育且变质程度较高所致，向南磁异常特征显示 略差。在地表也有断续出露，离石以北表现为一系列呈雁行排列的逆冲断层，断面西倾、 倾角6 0 8 0 。，离石以南为锯齿状断裂，以东倾为主，局部有西倾，可以见到糜棱岩化 带。断裂规模大、活动时间长，从中晚元古代到现今都有活动，断裂两侧有超基性到碱性 的多期岩浆活动。 盖层断裂 盖层断裂发育程度与基底断裂密切相关，对于盆地基底断裂展布及活动性前已述及。 盆地内部基底断裂虽然发育，但形成时间早，后期几乎处于停滞状态或活动性微弱，因而 盖层断裂相对不发育，延伸距离短、断距小，常发育于同一层系内部或仅断开相邻层系( 图 1 - 4 - 2 ) 。盆地周边地区基底断裂不仅发育，且具有多期活动性，因而断裂构造复杂，平面 延伸距离远、断距大。根据断裂的平面展布、活动强度，主要划分为五个区域，即盆地西 缘、盆地北部、盆地南部、盆地东部和盆地内部，盆地西缘断裂体系特征在前节构造单元 特征中已加以阐述。 ( 一) 盆地西缘 本区经历了多期构造变动，尤其是加里东运动和燕山运动使构造变动加剧，导致断裂 十分发育，形成了以北西向、北东向和近南北向断裂发育的线性构造格局。北西向断裂体 系以青铜峡一固原断裂为代表，主要发育于西缘南段，南北向的断裂体系主要发育西缘北 段，调节性的东西向断层主要发育于中段。区内断裂总体具有以下特征： l 、受秦岭一祁连褶皱带和六盘山弧形构造带由西向东挤压的影响，本区断裂以西倾 东冲断层为主。断裂走向以近南北向和北东向为主，近于平行展布，控制了区内的以逆冲 西安石油大学硕士学位论文 推覆为特征的基本构造格局。 2 、一级断裂虽然均为逆冲断裂，但逆冲的规模存在差异。从南到北，呈现强一弱一 强一弱的特点。一级断裂的上盘存在次级的反冲断层，但反冲断层的规模较小，没有形成 大范围的前缘三角带。 3 、发育近东西向的调节断裂，调节断裂对南北向的一级断裂起到一定的改造作用， 其形成与南北向逆冲推覆构造带在不同区段逆冲推覆特征的差异密切相关，是分隔不同次 一级构造单元的界限。 ( 二) 盆地南部 本区断裂构造尤为发育，性质有逆有正，错综复杂。主干断裂的平面展布特征反映了 两组优势断裂，即以甸邑一淳化为界，其东的北东向断裂和其西的北西向断裂。这两组优 势断裂的分布范围，正是鄂尔多斯盆地自中生代以来，东西部不同应力场的主要影响地区。 本区西部，印支期、燕山期和喜马拉雅期都为北东向的挤压力，北西向断裂应是该应力场 的产物，由于中生代以来，西部应力场的方向和性质没有显著的变化，所以北西向断裂面 貌简单清晰；本区东部，中生代以来的应力场复杂多变，其压应力轴方向在印支期为近南 北向，燕山期转变为北西向，而喜马拉雅期又转变为北东向，多变的应力场造成了复杂的 断裂系统，但从北东向断裂占优势来看，东部地区燕山期和喜马拉雅期的应力场强于印支 期。而从全区来看，北东向断裂的规模、数量和范围都大于北西向断裂，东部应力场应强 于西部。 ( 三) 盆地北部 北部的乌兰格尔隆起两侧基底断裂发育，受基底断裂多期活动性的影响，盖层中发育 大量的局部小断层。这种断层延伸不远，断距小，一般断距在3 0 5 0 m ，这些局部断层发 现比较多的是在石炭系一第三系地层中，说明这一段时间由于受到北部西伯利亚板块与华 北板块碰撞的影响，早期发育的基底断裂重新多期活动，从而在沉积盖层中形成了纵向上 不连续发育的小断层，其可能是多期应力的产物。这些局部小断层的发育方向以东西向、 北东向和南西向三组为主。 ( 四) 盆地东部 东部盖层断裂体系除离石断裂附近受离石断裂活动的影响，产生南北向的断裂体系 外，基本上都以北东一南西向展布为主，可见该区断裂的发育主要受东部滨太平洋构造域 的影响，这些断裂主要形成于燕山运动期。这些小断裂的发育方向与东部大华北盆地的断 裂发育方向基本一致。 ( 五) 盆地内部 盆地内部，由于地表露头主要为白垩系的砂砾岩、泥岩和第四系黄土等，地表断裂很 难识别，断裂主要通过地震资料来加以识别。目前，根据现有的地震资料分析认为，盆地 内部断裂虽然延伸长度小、断距小，但局部断裂仍是十分发育的，特别是盆地西南部地区。 第一章概况 另外在天环向斜、苏里格、乌审召等地区也先后发现了一系列小断层。盆地内部断裂的主 体发育方向为北东向，多为燕山活动期的产物”。 基底断裂与盖层断裂 基底断裂活动带一般都为应力释放带，后期盖层断裂的产生或多或少的都受到基底断 裂活动的影响。纵观鄂尔多斯盆地周缘地区，基底断裂附近的盖层断裂展布方向都明显受 到基底断裂展布方向的控制，方向性与其基本一致。对于盆地内部基底断裂后期活动性虽 然微弱，但盖层断裂仅仅是在平面延伸长度和纵向切割深度上较周缘地区变小，断裂的主 体方位完全与基底断裂的展布方向一致。如盆地西南部地区基底断裂的主体展布方位为北 西一南东向，从该区石炭系项面构造图和三叠系顶面构造图断裂的展布方向来看，主体方 位仍是北西一南东向。苏里格庙地区的基底断裂主要呈现弧形展布，西部主要为北西向， 东部为北东向，通过该区石炭系顶面构造图断裂的解释成果来看，西部7 条断裂的展布方 向都为北西向，东部8 条断裂的展布方向都为北东向。从而进一步说明了基底断裂活动对 于盖层断裂的方向性具有重要的控制作用。 1 3 区域沉积特征 鄂尔多斯盆地沉积盖层较为齐全( 仅志留系、泥盆系缺失) ，平均沉积岩厚度5 0 0 0 m 。 其中，中上元古界以海相、陆相的裂谷沉积为特征，厚度2 0 0 3 0 0 0 m ；下古生界以海相 碳酸盐岩为主，厚度4 0 0 1 6 0 0 m ；上古生界以沼泽、三角洲、河流相为主，厚度6 0 0 1 7 0 0 m ， 中生界主要以内陆河流、湖泊沼泽相沉积为主，地层厚5 0 0 3 0 0 0 m ；新生界在盆地内部 较薄，一般厚度大约为3 0 0 m 。 中上元古界沉积特征 由长城系、蓟县系和震旦系地层组成。长城系中、下部属陆相，岩性为浅紫红色、灰 白色石英岩夹杂色板岩，一般厚约1 5 0 m ；上部可出现海泛层，岩性为灰色、灰黑色粉砂 质板岩、硅质板岩及灰色含燧石条带的云质灰岩与石英砂岩，一般厚约1 5 0 m ，在盆地的 天深1 井及庆深l 井中都钻遇该地层。蓟县系主要岩性为灰色、棕红色白云岩、颗粒白云 岩、藻白云岩、叠层石白云岩及泥质白云岩，含燧石团块并夹少量砂岩、页岩，在盆地的 庆深1 井中钻遇该地层，厚度3 1 0 5 m ，层位偏下，上部地层缺失。长城系和蓟县系发育 于该区的大陆裂谷之中，其沉积层序为典型的裂谷充填层序，与下伏地层呈假整合接触。 区内的震旦系是一套山麓冰川沉积物，零星出露于盆地四周，名为罗圈组或正目观组，与 下伏长城系和蓟县系呈假整合接触。 下古生界沉积特征 由寒 武系、奥 陶系地层 组成。除 盆地西部 和南部边 缘外，早 古生代地 层的沉积 特点与华 北类似， 缺失中晚 奥陶世， 志留系、 泥盆系沉 积，从寒 武纪到早 奥陶世均 以稳定的 地台型碳 酸盐岩沉 积为主， 古生物群 亦与华北 相同。但 在盆地西 缘和南 缘，因濒 临秦祁海 槽而具过 西安石油大学硕士学位论文 表1 - 1 鄂尔多斯盆地地层划分表( 据王鸿桢，1 9 8 5 ；汤锡元，1 9 9 2 ) 渡型的沉积特征，其特点是地层发育全、沉积厚度大、有大量的碎屑岩和火山凝灰岩出现， 并在早奥陶世开始出现华南型古生物群分子，这些特征均指示着秦祁海槽对盆地西缘和南 缘的影响。 下寒武统馒头组岩性主要为磷块岩、碳酸盐岩及砂页岩。下寒武统毛庄组及中寒武统 第一章概况 徐庄组，为一套紫红色泥质岩夹少量的骨屑灰岩及鲕粒灰岩。中寒武统张夏组，为一套灰 色、深灰色厚层至块状的鲕粒石灰岩和泥粉晶石灰岩。上寒武统三山组，沉积物主要为竹 叶状白云岩、白云岩及含泥质白云岩。早古生代地层与下伏地层多呈假整合接触。 下奥陶统冶里组一亮甲山组，沉积了一套浅棕红、紫红、浅灰、灰、深灰色泥质、含 泥质粉细晶白云岩、细中晶白云岩。亮甲山组地层不含泥质，质纯色深， 普遍含燧石团块和条带。下奥陶统马家沟组、峰峰组，地层分布广泛。马家沟组1 段，岩性为泥质白云岩、云质砂岩、粉晶白云岩、盐岩与石膏；马家沟组2 段以泥晶灰岩 为主；马家沟组3 段主要岩性为泥质云岩、盐岩与石膏；马家沟组4 段岩性主要为石灰岩； 马家沟组5 段岩性主要为泥质云岩、盐岩与石膏：马家沟组6 段主要为灰色块状泥晶灰岩， 在盆地东部称峰峰组，在盆地西部与克里摩里组相当。中奥陶统平凉组下部与桌子山地区 的乌拉力克组、拉什伸组相对比，岩性为灰黑色页岩、泥岩、泥灰岩夹火山角砾岩；上部 可与桌子山地区的蛇山组、公乌素组相对比，岩性为深灰色、绿灰色粉砂质泥岩、细粉砂 岩、泥灰岩及颗粒石灰岩夹火山角砾岩。上奥陶统背锅山组，仅在西南缘及北部的局部地 区有沉积，其岩性比较单一，为灰、浅灰色厚层一块状泥晶石灰岩。 上古生界沉积特征 由石炭系和二叠系地层组成。下二叠统及其以下地层为暗色含煤碎屑岩建造，以上地 层为红色碎屑岩建造。全区地层分异不大，仅石炭系存在祁连和华北两种沉积类型。前者 称为羊虎沟组，其特点是沉积早、发育全、厚度大( 1 6 7 1 4 0 0 r e ) ，泻湖相发育；后者称 为本溪组，其特点是沉积晚、厚度小( 5 7 2 0 0 m ) ，潮坪相发育为特征，两者大致分界于 乌海一定边一庆深2 井一线。二叠系为海陆过渡相与内陆河湖相间互沉积，其组内各组之 间以整合接触为主。 石炭系羊虎沟组岩性为黑色泥岩、页岩与砂岩互层，间夹泥粉晶白云岩、灰质白云岩 及煤线。本溪组底部为黄褐色铁质结核透镜体及灰白色铝土岩，上部为深灰色砂质泥岩、 泥岩夹煤线，向东出现含骨屑粉晶灰岩。二叠系下统太原组，盆地西部岩性为灰白色块状 石英砂岩、黑色页岩、粘土岩夹薄层灰质白云岩、生物碎屑灰岩及煤层，总厚5 0 3 0 0 m 。 盆地东部，岩性自下而上为灰白色石英砂岩( 晋祠砂岩) ，含菱铁矿粉细砂岩、黑色泥岩、 石灰岩( 毛儿沟灰岩、斜道灰岩、东大窑灰岩及煤层) 。二叠系下统山西组岩性为灰色泥 岩、灰白色砂岩与煤层。二叠系中统石盒子组岩性下部为灰色泥岩、砂岩，上部为杂色泥 岩及棕红色砂岩。二叠系上统石千峰组为紫红色砂、泥岩互层。 中生界沉积特征 由三叠系、侏罗系和白垩系地层组成。该时期的沉积岩性主要为内陆河湖相碎屑岩， 在侏罗系安定组和白垩系环河一华池组内见火山凝灰岩。沉积的主要特征是纵向上红黑分 明，黑色地层主要分布于晚三叠世延长组和早侏罗世延安组( 煤层和煤线发育) ，红色地 层主要集中于中上侏罗统。平面上存在补偿和非补偿两种沉积类型。补偿性沉积分布于盆 地西缘安口窑、石沟驿、汝箕沟一带，特点是砂岩、砾岩发育，沉积厚度大；非补偿性沉 西安石油大学硕士学位论文 积分布于补偿沉积以东，特点是沉积厚度薄，岩性较细。 三叠系下统刘家沟组为紫红色砂岩、砾状砂岩和灰色石英砂岩；和尚沟组为桔红色、 棕红色砂岩与砂质泥岩，上部含泥灰岩条带。三叠系中统纸坊组为紫红色、棕红色块状砂 岩，铜川组变为灰绿色、深灰色砂、泥岩互层。三叠系上统延长组上部为泥岩夹粉细砂岩、 碳质页岩及煤层，中部以厚层、块状砂岩为主夹砂质泥岩、碳质页岩，下部为肉红色块状 长石砂岩夹紫红色泥岩。 侏罗系下统富县组、延安组为深灰、灰黑色泥岩与灰色砂岩互层夹多层煤。侏罗系中 统直罗组为灰绿、紫红色泥岩与浅灰色砂岩互层，上部泥岩为主，底部为砂砾岩。侏罗系 上统芬芳河组仅分布于盆地西部的千阳、南贺兰山至石嘴山一带，它为一套山麓洪积相沉 积，几乎全为棕红色砾岩，厚度大且横向变化亦大。在千阳芬芳河组厚度达1 1 7 3 m ，向北 至银洞子沟和甜水堡等地区地层厚度都在百米左右。 下白垩统宜君组、洛河组由下而上为紫红色、棕红色砾岩、厚层砂岩；华池组变为棕 红色河流相砂、泥岩互层；环河组变为杂色、紫灰色、黄绿色砂、泥岩互层。罗汉洞组一 泾川组下部为棕红色、棕紫色风成砂岩，向上变为灰绿色、灰色、蓝灰色及杂色砂、泥岩 沉积。 新生界沉积特征 鄂尔多斯盆地自白垩纪后期隆起之后，除盆地西部及西北缘有渐新统超覆之外，盆地 广大地区仅有新第三系沉积。渐新统为杂色砂泥岩夹石膏层，厚2 0 3 6 0 m 。新第三系为 一套红土层，厚2 8 m 。第四系地层在盆地内部基本上以北纬3 8 。为界，北部是砂砾层， 南部是黄土，厚7 0 3 0 0 m 。与下伏地层的接触关系均为不整合。该区新生界地层主要发 育于周围断陷盆地之中，在渭河断陷盆地内厚度可达7 0 0 0 m 左右，在河套断陷盆地内厚 度近于9 0 0 0 m ，在银川断陷盆地中厚度为5 0 0 0 m 左右。 1 4 盒8 段储层特征 鄂尔多斯盆地经历了加里东、海西、印支、燕山和喜山5 大构造旋回，同时也经历了 多个沉积旋回，每个旋回早期多发育储集层，中期多发育生油岩系，形成多生油岩系、多 图1 - 3 研究区储层沉积模式图 1 2 - 第一章概况 套生储盖组合及多套含气层系。 在这种背景下，鄂托克旗地区在奥陶系马家沟组、中石炭统本溪组、上石炭统太原组、 下二叠统石盒子组、山西组发育多套含气组合，其中以上古生界下石盒子组盒8 段为主， 主力储层岩性为石英砂岩，属辫状河沉积( 图1 - 3 ) 。 本区下石盒子组盒8 段储层主要特征为： 1 ) 单个辫状河道砂体宽度：1 0 0 5 0 0 m ，砂层厚度：3 5 m ； 2 ) 单个曲流河道砂体宽度：1 0 0 5 0 0 m ；砂层厚度：5 1 0 m ： 3 ) 复合辫状河道砂体宽度：5 0 0 3 0 0 0 m 砂层厚度：1 5 - 2 5 m ； 4 ) 有效储层厚度小、横向变化大，呈孤立岛状或小范围连片状。岩性一般为中一粗粒 岩屑石英砂岩，基本上为3 5 m 的薄层叠置成有效的砂层组。 1 5 储层地球物理特征 通过对鄂托克旗地区已知井的钻井、测井资料统计分析，该区储层地球物理基本特征 为( 表1 1 ) ：盒8 段陆相碎屑岩沉积地层中砂岩速度为4 5 5 0 - - 4 8 9 0 m s ，密度为2 5 5 2 6 8 e d e m 3 ，波阻抗值为1 1 6 0 2 1 3 1 0 5 m s g c m 3 ；砂质泥岩速度为4 1 3 0 _ _ 4 7 9 0 m s ，密 度为2 5 4 - - 2 7 c m 3 ，波阻抗为1 0 4 9 0 - - 1 2 9 3 3m s g e r a 3 泥岩速度为4 0 0 0 - - 4 6 0 0 m s ， 密度为2 4 - _ 2 7 3 9 c m 3 ，波阻抗为9 6 0 0 一1 2 5 1 2 m s g e r a 3 。由此可见，砂岩与含气砂岩 波阻抗存在叠置，纵波阻抗难以区分，但自然伽玛对于岩性有较好的区分度。 表1 2储层物性统计表 参数含气砂岩干砂岩砂质泥岩泥岩 密度 2 1 3 8 2 5 72 5 5 2 6 82 5 4 - 2 72 4 - 2 7 3 ( g c m 3 ) 纵波速度 3 9 2 0 - 4 6 4 04 5 5 0 4 8 9 04 1 3 0 4 7 9 04 0 0 0 - 4 6 0 0 ( m s ) 纵波阻抗 9 3 3 0 11 9 2 51 1 6 0 2 1 3 1 0 51 0 4 9 0 1 2 9 3 39 6 0 0 1 2 5 1 2 ( m s + g c m 3 ) 自然伽玛 3 0 8 54 5 1 0 01 0 0 1 4 0 1 4 0 1 9 0 ( a p i ) 1 6 研究目标及研究思路 1 6 1 研究目标 ( 1 ) 预测盒8 储层厚度和含气分布范围； 一1 3 西安石油大学硕士学位论文 ( 2 ) 建立一套适用于鄂托克旗复杂储层的预测技术和烃类检测技术系列。 i l i 主河道带侵翱l l 曲性、含气性磺测i l 计 审 图圈囤圉圉 图 分 _ i 一丁 l 主黼带轴ni 一 v i 蠕盒评价 i 井位优盐 i 1 6 2 研究思路 图1 - 4 储层预测研究流程图 针对研究区地震地质特点，借鉴以往在苏里格气田勘探开发的地震处理、解释经验。 先从叠前道集资料入手，认真作好叠前道集的真振幅保持、信噪分离处理、叠前属性处理。 本区储层预测分为主河道带预测、储层厚度预测，物性、及含气性预测三个步骤( 图1 - 4 ) ， 以a v o 分析、叠前多属性研究，叠前反演技术为主导，与波形特征分析、稀疏脉冲反演， 属性融合、油气检测等技术互相依托，相互印证，层层深入，最后作综合评价，提供建议 井位。 第二章叠后反演 2 1 叠后反演分类 第二章叠后反演 随着地震勘探技术的飞速发展，同时受益于计算机软硬件技术的极速进步，从八十 年代末到九十年代中，地震反演方法的研究有了长足进展，在解释工作站上研制了许多反 演模块，国内外主要采用的反演软件有： a ) 道积分( 相对波阻抗) ： b ) gl o g递推法波阻抗反演 c ) v e l o g递推法波阻抗反演，可分辨2 0 米厚的砂层 d ) p i v t递推法波阻抗反演 e ) s e i s l o g递推法波阻抗反演 f ) d e l o g ( 最大似然法波阻抗反演) 递推法波阻抗反演 用最大似然反褶积技术求取反射系数序列，然后用递推法获得用方波形式表示的相对 和绝对声阻抗剖面，绝对层速度剖面，其分辨率比一般递推法波阻抗反演要高一些，能识 别8 米厚的砂层。 g ) s l i m ( 地震岩性模拟) ：基于模型，地震数据约束的波阻抗反演，可分辨5 米厚 的砂层。但处理过程复杂，很费机时，不便于面积反演处理。 h ) b c i ( 宽带约束反演) ：基于模型的波阻抗反演是一种提高视分辨率较好的方法，可 拓宽频带，分辨6 米厚的砂层。 i ) 广义波阻抗反演：基于模型的波阻抗反演 j ) p a r m ( 岩性波阻抗反演) ：基于模型的波阻抗反演在井的约束下进行地震波动力学 储层参数反演，可分辨4 - 6 米厚的砂层 从九十年代中期到现在，发展的新软件的反演模块： a ) s t r a t a 地震反演( 递归反演) ：基于模型的波阻抗反演( 用神经网络法约束)