（石油与天然气工程专业论文）陕231井区试采评价及开发潜力分析.pdf

中文摘要 专业：石油与天然气工程 硕士生：晏宁平( 签名)璺壹主 指导教师：李天太( 签名) 二毫；至：冬 张振文( 签名) 纨握0 摘要 乌审旗气田陕2 3 1 井区构造位置在伊陕斜坡的北部。为了认清该井区有利产区，提 高开发井布井成功率和进一步科学开发，需提高对气田的沉积环境与储层特征的认识， 评价该井区储层的生产潜力。 本文首先根据岩芯、测井和区域地质资料研究了陕2 3 1 井区的构造特征和地层特征， 描述了各小层段岩性特征及标志层特征，分析了储层岩石类型及沉积环境。其次，根据 岩芯化验分析资料进行了储层物性的研究，确定了储层分类标准并进行了初步的分类及 评价，圈定了有利区范围。最后，结合陕2 3 1 井区的试采资料和生产资料分析评价了该 区块目前的开发动态，并进行了储量计算。这为下一步气田的开发提供了理论依据。 关键词：陕2 3 1 井区，储层特征，有利区，试采分析 论文类型：应用基础 英文摘要 s u b j e c t ：a n a l y s i so np r o d u c t i o nt e s ta n dd e v e l o pp o t e n t i a la b o u t s h a n2 3 1w e l lf i e l d s p e c i a l t y ：p e t r o l e u ma n dn a t u r a lg a s e n ，g i n e e r i n g n a m e ：y a n n i n g p i n g ( s i g n a t u r e ) ! 趔! ! b 尸叶 i n s t r u c t o r ：l it i a n t a i ( s i g n a t u m ) 兰! z ! 参岔冬 z h a n gz h e n w e n ( s i g n a t i i ) 互始塑纽夕m a b s t r a c t t h es t r u c t u r a ll o c a t i o no fs h a n2 31w e l lf i e l di nw u s h e n q ig a sf i e l di sa tt h en o r t ho f y i s h a ns l o p e f o rt h es a k eo fg e t t i n gac l e a ru n d e r s t a n d i n go ft h es i t u a t i o na b o u tt h ep a y a b l e a r e aa n dr a i s i n gt h es u c c e s sr a t eo f w e l ls p a c i n g ，w eh a v et ok n o wm o r ea b o u tt h ed e p o s i t i o n a l e n v i r o n m e n ta n dr e s e r v o i rc h a r a c t e r i z a t i o n ，a n de v a l u a t ep r o d u c t i v ep o t e n t i a l i t i e so ft h e r e s e r v o i r b a s e do nt h ec o r e ，l o g g i n ga n dg e o l o g i ci n f o r m a t i o n ，t h es t r u c t u r a la t t i t u d ea n df o r m a t i o n c h a r a c t e r i s t i c sa l er e s e a r c h e d ，t h e nt h el i t h o l o g i ca n dk e yb e dc h a r a c t e r i s t i c sa r ed e p i c t e d ， a n dt h er o c kt y p ea n dd e p o s i t i o n a le n v i r o n m e n ta r ea n a l y s e d t h er e s e r v o i rq u a l i t ya r e r e s e a r c h e dt h r o u 【g ha n a l y z i n gt h ed a t ao fc o r et e s t i n g t h ec l a s c i f i c a t i o nc r i t e r i ao fr e s e r v o i r i sd e f i n e d ，t h e nt h ee l e m e n t a lc l a s s i f i c a t i o n 、a p p r e c i a t i o na n dr a n g eo fp r o f i t a b i l i t yw e r e m a d e a s s o c i a t ew i t ht h ep r o d u c i n gt e s td a t a ，t h ed e v e l o p m e n tp e r f o r m a n c ew a se v a l u a t e r a t e d ， a n dt h ec a l c u l a t i o no fr e s e r v e sh a v eb e e nd o n e i tp r o v i d e st h et h e o r e t i cr e f e r e n c ef o rt h e d e v e l o p m e n t k e y w o r d s ：s h a n2 3 1w e l lf i e l d ，r e s e r v o i r c h a r a c t e r i s t i c s ，r a n g eo fp r o f i t a b i l i t y ， a n a l y s e o np r o d u c i n gt e s t t h e s i s ：a p p l i c a t i o n ss t u d y 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。 申淆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：曼壹幸 日期：塑z ! 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。 论文作者签名：出 导师签名：始 日期：生1 2 ：! ? 。3 日期：户7 ，雎罗 注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出( 含解密年限等) 。 第一章绪论 第一章绪论 1 1 研究目的及意义 天然气是世界能源构成中的一个重要组成部分。由于天然气在保护大气环境等方面 的作用，天然气的勘探开发和利用得到世界各国的高度重视。据世界权威机构预测，到 2 0 1 5 年世界天然气产量将超过原油，在总能源构成中将达到2 9 3 0 ，超过煤炭和原油， 成为世界第一大能源，从世界能源构成来说，本世纪将成为“天然气世纪”。 鄂尔多斯盆地是我国中西部勘探开发油气最为重要的区域之一，也是我国近代石油 工业的发源地l “。近年来，鄂尔多斯盆地已成为长庆油田开发油气的主要地区和将来勘 探油气重点靶区，更是研究的热点与焦点地区【2 ) 【3 】。长庆油田乌审旗气田陕2 3 1 井区储 层表现为低渗透和低产量的特征。经勘查发现陕2 3 l 井区上古气藏主要以盒8 为主力气 层，该层已有多年的试采动态资料，根据区块地层生产能力和试采生产的经济条件，盒 8 层采用间歇生产方式进行试采；陕2 3 1 井区下古近年发现了马五l + 2 储层和马五4 储层， 而马五l + 2 储层主要在井区南部和北部以及邻近井区的东部都有分布，马五4 储层仅在井 区的中部有分布，井区下古的储层分布复杂，其勘探和开发程度还处于勘探开发早期阶 段。由于上述原因存在使得陕2 3 l 井区的低渗气藏开发具有较大难度。 深化对陕2 3 l 井区储层的地质认识，研究井区内储层特别是盒8 与马五4 储层的有利沉 积相带与有利发育区分布，开展储层综合评价研究，计算有利区储量，结合井区的试采 资料分析和评价，研究分析井区的开发潜力，可为井位优选、扩大开发规模提供科学依 据，同时也可为完善气田开发方案编制、规划及相关科研工作奠定基础，从而达到科学、 合理、高效开发气田的目的。 1 2 国内外发展及现状 储集层是形成油气藏的基本要素之一【4 】，也是测井资料进行地层评价的基本对象。 在过去几十年中，针对勘探阶段和早期开发阶段的储层研究，特别是针对背斜等构造圈 闭油气藏的储层研究，主要关注其分类、分布以及物质组成和储集性能，对其识别和描 述方法也是定性的、推断性的1 5 】【“。随着易于寻找的构造型油气藏的减少和油气资源勘 探趋于岩性、地层等隐蔽油气藏方向以及面对深层气、深盆气、低熟一未熟油气等新领 域，再加上地表条件趋于恶劣、地下情况更加复杂和投资成本大幅度增加等因素，现今 的储层研究领域面临许多新问题，例如：盆地演化充填过程中沉积体系的行为和储集体 的构型；高温度、高演化、深埋条件下( 地温1 5 0 2 0 0 ，有机质镜质体反射率1 5 4 和埋深3 5 0 0 米以下) 的致密储层油气藏特征及储集潜力；低渗透储集体中优质储层的 形成条件和高产机理：成岩演化 7 j i g 对储层的破造和优化过程；储层评价，特别是测井 储层评价的方法技术等 9 - 1 3 1 。这些新问坏、改题属于油气地质理论前沿问题和勘查产业 西安石油大学硕士学位论文 界十分关注的问题，国内油气储层地质学界目前对低孔低渗储层的储层评价问题尤为关 注【1 4 。 随着油气田勘探开发工作的不断深入，越来越多的低渗透油气田将投入开发。而低 孔低渗油气藏开发，尤其是特低渗油气藏开发是一个世界难题，需要综合地震、地质， 钻井，录井、测井、试油试采及室内试验等多种分析资料，描述油气储层特征，准确地 把握油气藏特点，减少开发风险，获取最大的经济效益【l ”。低孔低渗油气藏储层的孔隙 结构和表面物理性质极为复杂，其渗流机理、油水运动规律及开采工艺等方面与中高渗 透油田不同，加上油气藏类型复杂特殊，给油田开发工作提出了一些急待解决的技术难 题。低渗透油气田开发的发展趋势是对有效储层分布进行预测。在储层地质学、开发地 质学、地震地层学基本原理和方法的指导下，综合运用测井、地震、钻井资料，结合油 田动态生产资料开展有效储层研究、裂缝研究及低孔低渗储层的电测识别标准研究，研 究特低渗有效储层评价方法，形成一套对有效储层进行研究和预测的技术，并建立测井 下限标准图版，找出有利的开发区域【l ”。总之，现代储层研究已从注重现实结果上升到 了追溯其形成过程、阐明产出规律、较准确预测、指明位置等直接指导勘探实践【1 9 】【2 0 1 。 试采是勘探与开发相衔接的重要环节。对试采资料的解释分析可以判断地层的渗透 性、连通情况、边界以及油层产能等，为油气田开发提供依据。对于低渗透气藏，地层 能量不足或为了在系统压力以上生产时，可采用间歇定流压试采方法进行生产，即给定 个最高压力和一个最低压力，当流压达到给定最高压力时，就开始生产，压力下降；当 流压达到给定最低压力时，停止产气进行地层压力恢复，压力升高。随着生产时间的增 长，恢复时间也越来越长，日产量也随着时间增长逐渐下降。气井的间歇生产也可以采 用间歇定产生产的方式进行生产，这种生产方式下的井底流压，不是一条连续下降曲线， 而是随着抽油和恢复时间的变化，呈锯齿状变化的曲线，但压力变化趋势是下降的。蒋 凯军，马华丽等人在2 0 0 5 年到2 0 0 6 年发表了关于油气井以间歇定流压试采方法【2 l 娃行 生产和以间歇定产生产的方式【2 2 1 进行生产的产能评价方法。认为这两种方法的评价结果 比一般的试采评价方法更接近油田的真实产能。通过对油气藏的试采数据及开发动态数 据分析，结合储层和储量的综合评价，可以很好的认识油气藏的生产能力及开发潜力， 指导油气田的科学开发。 1 3 论文研究内容 1 ) 根据岩芯、测井和区域地质资料研究陕2 3 l 井区的构造特征和底层特征。 2 ) 进行岩石类型及储层沉积环境分析。 3 ) 根据岩芯化验分析资料进行储层的孔隙结构和物性特征研究，在此基础上进行储 层分类及初步评价。 4 ) 根据试采资料和生产资料对气井生产动态进行初步分析，并估算陕2 3 1 井区的单 井控制储量。 2 第章区域地质概况 第二章区域地质概况 2 1 研究区地理位置 鄂尔多斯盆地是个矩形构造盆地，跨越陕、甘、宁、蒙、晋五省区，面积约3 2 0 0 0 0 平方千米。据现今构造形态划分为六个一级构造单元，由西往东依次分布有西缘逆冲带、 天环向斜、伊陕斜坡、晋西挠褶带，以及北部的伊盟隆起和南缘的渭北隆起。研究区位 于伊陕斜坡北部，距伊盟隆起较近，局部构造和断层极不发育，区域构造形态为一倾角 不足1 0 。的西倾单斜，在此背景上发育某些小幅度鼻隆带，具体位置在乌审旗以南范围， 北到陕2 3 4 井，南到陕1 7 9 井，西至陕2 3 3 井，东达乌2 3 9 井( 图2 1 ) 。 图2 - 1 陕2 3 1 井区井位图 2 2 构造特征 乌审旗气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北端，区域构造形态为一宽缓的西倾单斜， 坡降3 m k m i o m k m ，在宽缓的单斜上发育多排北东走向的低缓鼻隆，鼻隆幅度l o m 左右，南北宽5 k m 1 5 k m ，东西长1 5 k m 3 0 0 k m 。其中陕2 3 l 井区发育陕1 7 4 陕1 9 1 和陕2 4 1 陕1 7 6 两排鼻隆构造，勘探实践证实这些低缓的鼻隆构造对天然气聚集不起控 制作用。 西安石油大学硕士学位论文 图2 - 2 乌审旗陕2 3 1 井区马五4 1 底部构造图 2 3 地层特征 2 3 1 岩性特征 研究区属于鄂尔多斯盆地的中区北部，上古生界地层主要为滨浅海、海陆过渡及河、 湖环境的碎屑岩系，类碳酸盐岩，各个统、组的简要岩性特征列于图2 3 中。 1 、下二叠统山西组( p l s ) 山西组与下伏太原组为假整合接触。在召8 井山西组底部见浅灰色铝土质泥岩，厚 1 9 m ，为风化壳产物。此外，太原组顶部深灰色含海百合茎的泥晶灰岩中古岩溶现象普 遍发育，许多井岩心中可见古岩溶角砾灰岩以及溶沟、溶缝、岩溶漏管和溶洞，角砾间 与溶缝、洞中均为来自山西组的黑色炭泥质充填，有时还可见少量溶解残留的海百合茎 4 第章区域地质概况 碎屑充填。 山西组主要发育砂泥岩不等厚互层及煤层。厚1 0 0 1 5 0 m ，可分两段。 ( 1 ) 山2 段( p l s 2 ) 主要是滨、浅湖( 滩、坝) 及滨岸、沼泽环境的砂、泥岩与含煤组合。在盆地中部 地区厚度为3 2 6 4 1 m 。泥岩为黑色，部分为灰色、灰绿色，夹粉砂岩、粉砂质泥岩、黑 色炭质泥岩及煤层。砂岩主要为细砾岩、含砾粗砂岩、粗一中一细粒砂岩粒序韵律层， 具逆粒序、正粒序层理、槽状、板状交锚层理及平行层理，还有冲刷构造。有时石英砂 岩中可见双向交错层理和双重对偶层理。下部为石英砂岩，向上渐变为次岩屑砂岩、岩 屑砂岩。研究区内从北向南煤层厚度增加，砂岩厚度减少；从东向西煤层层数增加，泥 岩厚度增加。 深灰、灰黑色泥岩尤其在炭质泥岩中富集炭化植物化石叶、茎及碎裂片、黄铁矿、菱 铁矿结核。植物化石以p l a g i o z a m i t e s o b l o n g i f o l u s ( 椭圆斜羽叶) 、e m p l e e t o p t e d s t r i n g u l a r i s ( 一- 角织羊齿) 、e m p l e c t o t e r i d i u ma l a u m ( 翅编羊齿) 组合为主。 ( 2 ) 山l 段( p l s l ) 主要为河流一三角洲环境砂、泥岩组合，夹泥质粉砂岩、粉砂岩，局部夹炭质泥岩 及薄煤层。盆地中部地区厚为4 6 5 6 2 8 m 。砂岩主要为岩屑砂岩和次岩屑砂岩，具正粒 序层理、楔状、板状、槽状交错层理、平行层理及冲刷构造。泥岩为深灰、灰黑色，含 植物化石碎片。 2 、下二叠统下石盒子组( p l x ) 下石盒子组与下伏山西组呈假整合接触。主要发育滨浅湖和河流一三角洲环境的多 套砂、泥岩不等厚瓦层的组合，泥岩局部富集。厚度1 2 0 1 6 0 m 。自下而上分盒8 下、 盒8 上、盒7 、盒6 、盒5 五个气层组。盒8 下段发育滨岸滩，坝砂体。 ( 1 ) 盒8 下亚段 为砂、泥岩组成，泥岩中夹薄层泥质粉砂岩与粉砂岩。厚2 0 4 3 8 m 。砂岩主要为石英砂 岩及含硅质岩屑、石英岩屑为主的次岩屑砂岩，少量岩屑砂岩、中粗粒为主，常含砾石， 正粒序、逆粒序层理、楔状、板状、平行层理发育，主要为滨、浅湖滩、坝相砂岩。泥 岩中含植物化石碎片，广泛分布p l a g i o z a m i t e so b l o n g i f o l u s ( 椭圆斜羽叶) 及孢子化石组 合。中部区北面为大套砂岩夹薄层泥岩及粉砂岩；南面泥岩发育；西面砂岩厚度大且以 粗粒为主；向东相对砂岩减少、泥岩增多。 ( 2 ) 盒8 上亚段 主要为砂泥岩不等厚互层，局部砂岩或泥岩富集。泥岩为灰绿、灰褐色，夹薄层粉 砂岩与泥质粉砂岩。厚2 4 3 1 9 m 。砂岩以浅灰色、灰色细、中一粗粒、含砾粗粒岩屑砂 岩为主，少数井有石英砂岩发育。槽状、楔状交错层理、平行层理发育。化石同盒8 下 亚段。 ( 3 ) 盒7 段 西安石油大学硕士学位论文 一般厚3 0 5 0 m 。常由浅灰绿色、灰褐色、杂色泥岩与含砾粗粒、粗中粒细粒岩屑 砂岩、次长石岩屑砂岩组成不等厚瓦层，或为厚层泥岩夹灰绿色中薄层岩屑砂岩、粉砂 岩与泥质粉砂岩。植物化石与孢粉组合同盒8 段。 此外，盒6 段，盒5 段地层特征与盒7 段类似。 3 、上二叠统上石盒子组( p z s h ) 上石盒子组与下二叠统的下石盒子组为整合接触。主要为红色泥岩与砂质泥岩互层， 夹薄层砂岩及粉砂岩，上部夹1 3 层硅质层。厚度约为1 4 0 1 6 0 m 。为干旱湖泊沉积。植 物化石有g i g a n t o n c l e ah a l l e i ( 栗叶单网羊齿) - - f a s c i p t e r i ss p ( 束羊齿) - - l o b a t a n n u l a r i a ( 剑瓣叶) 组合及t e n i o p t e r i s ( 带羊齿) 等。 4 、上二叠统石千峰组( p 2 s ) 石千峰与下伏上石盒子组为整合接触。按区域资料可能为假整合接触。主要为红色 含砾砂岩与紫红色砂质泥岩互层，局部地区夹有泥灰岩、钙质结核，厚2 5 0 m 左右。与 石盒子组比较，泥岩为紫红色、棕红色，含砾，普遍含钙。砂岩主要为次长石岩屑砂岩 与次岩屑长石砂岩。 5 、奥陶统马家沟组( o l m ) 乌审旗气田奥陶系马家沟组属华北海型沉积，地层可划分为“三云三灰”六段，其中 马一、三、五段以白云岩、膏盐岩为主，马二、四、六段以灰岩为主。马六段，盆地内 分布局限。 马一段：灰色含泥云岩、泥质云岩夹膏质云岩，底部微含陆源砂。向东相变为膏质 云岩夹盐岩，厚3 0 9 0m ，与寒武系家假整合接触。 马二段：灰色、深灰色块状泥晶灰岩、云质灰岩夹泥晶云岩及泥质云岩。厚4 5m 左 右，向东增厚至1 0 0 m 。 马三段：灰色泥晶云岩，膏质云岩夹含泥云岩、含膏云岩及云质泥岩。厚l o o 1 5 0 m ，向东逐渐增厚。 马四段：深灰色，灰色厚层、块状泥粉晶云斑灰岩、颗粒灰岩夹细粉晶云岩，俗 称豹皮灰岩。厚1 6 0 1 7 0m ，向东增厚到1 8 0m 以上。 马五段：以白云岩为主，夹灰岩、泥质岩及蒸发岩，厚3 1 0 m 3 6 0 m 。马五段广泛 分布蒸发潮坪相白云岩，发育溶蚀孔洞，是靖边气田天然气储集的主要层位。 马家沟组地层中，以马五段沉积厚度最大。目前发现的主要气层就是马五段顶部碳 酸盐岩风化壳储层，厚度约6 0 1 2 0 m ，沉积了一套蒸发潮坪泥一粉晶白云岩夹泥质白云 岩，由于较强成岩作用改造，特别是岩溶作用的结果，使其间夹有多层角砾状白云岩。 风化壳内部溶蚀孔洞和风化溶蚀裂缝比较发育，形成良好的储集条件，成为天然气聚集 的最佳场所。风化壳之上为石炭系本溪组的蓝灰、褐灰色铝土岩、铝土质泥岩、黑色泥 岩及薄层状泥质粉砂岩，两套地层呈平行不整合接触。 马五段按照岩性组合特征、微古生物及有关等时面标志层可进步自上而下划分为 6 第二章区域地质概况 界 系统 组段 厚度 岩性剖面岩性特征 ( m ) 石 千 2 5 0 红色次长石岩屑砂岩与蒎岩屑 上 峰 长石含砾砂岩与紫红色砂质泥岩互 层。局部地区夹泥灰岩。 - 组 1 0 0 主要为红色泥岩与砂质泥岩互 l 层，夹薄层砂岩与粉砂岩，上部夹 蚤 1 6 0 l - 3 层硅质层。含羊齿植物化石。 上 统 叠 下 盒5 绣枣、灰绿色、少数杂色泥窘与 石盒6 1 2 0 中、粗柱或舍砾粗砾石英砂岩、冼鲁 盒酉 2 眉壁壹、_ 岩届砂岩不等厚互层泥岩 古 下 子 盒8 1 6 0 中夹薄层泥质粉砂岩、粉砂岩，台植 物化石醴届砂岩中粒序层理、楔状、 板扶、平行层理及抻刷构造接育 系 组 岔r 下 4 7 采诧瑶证冬，嚣唇喜? 斋景受豢廑誊，莒叁 统 山 山1 2 季藩鬈札等苤辞謇箩撬水管最一件嗣相垃 6 3 生 西 世3 2 # 嗣驴嚣五0 曩一音嚣盘捌囊每嚣吾帕寸 组 山2“ 2 r $ - i t - ；? i i 罕厅后曩青一咒曩茸著州 面 6 4 _ 居i i 2 0 镌乒掰磊赫l 埴! 曩囊龚翥自睾霜 石上 太 太1 变为移考燕摇剐相变为也拜帽懂考 原 6 0 界 炭 统 太2 v 亳白皂细砾岩、中一租粒石英砂岩 组 灰霉色泥岩夹黑色炭质页岩、爆层、 0 薄层耢砂岩，局部夹生眉灰岩。 0 一深灰色砂质泥岩麦焊线或薄煤 系霪 本2 裹 层，往东夹不稳定含生屑柑晶瑚 晶灰岩。 2 0 组 本1 只化壳钱铝质岩、截职母届自云岩 4 12 厂77 一 主事为褒色、潦耱色坭、精晶自 下 云岩、吉硬石膏绪拨的精晶白云岩 5 2 1 7 2 下 秦 组 统 石疆岩、硬石膏岩、看盐岩、蓓塌 6 7 67 古 ，麦呢、| 骨晶石褒岩、台顺较扼晶 生 界 角母白云岩 两安石油大学硕士学位论文 马五，2 ：灰褐色细粉晶白云岩及深灰色泥质白云岩，上部质纯，下部普遍含泥质， 局部夹岩溶角砾岩，偶见蓝绿藻遗迹，溶蚀孔洞及网状裂缝发育，普遍含气，钻遇井残 存厚度0 6 8 8 m ，平均厚度6 3 m 。电性特征为高电阻，低平时差，自然伽玛曲线上部 低平，下部出现两个高峰。 马五1 3 ：灰色、褐灰色粉晶白云岩，局部见角砾状，纹层状和溶孔状薄层云岩，岩 溶作用强烈，斑状溶蚀孔洞发育，并伴有网状微细裂缝，普遍含气，为主力气层。钻遇 井残存厚度0 5 6 3 m ，平均厚度3 9 m 。电性表现为自然伽玛曲线呈箱状低平凹子，低 电阻、低密度、高时差。 马五1 4 ：深灰色、褐灰色含泥白云岩及灰质白云岩。上部含泥较少，下部含泥成分 较多，岩溶孔洞和微细裂缝发育、含气。底部夹1 5 m 左右黑色凝灰质泥岩，为主要区域 对比标志层，即k l 标志层。钻遇井残存厚度o 8 8 3 m ，平均厚度5m 。电性表现为自 然伽玛曲线呈上下高中间低的“燕尾状”，时差和密度与自然伽玛曲线相似，底部凝灰岩 自然伽玛曲线普遍呈剑状高尖。 马五2 1 ：灰、深灰色细粉晶白云岩。下部含泥质成分较重，为含泥质及泥质白云岩。 部分地区溶蚀孔洞和微细裂缝发育，物性变好的地区普遍含气。钻遇井残存厚度0 6 6 3 m ，平均厚度3 2m 。电性表现为双侧向电阻为上高下低，自然伽玛和时差曲线均为 上部低平，下部剑状突起。 马五2 2 ：灰、褐灰色粉细晶白云岩，夹云质角砾岩及残余鲕粒云岩，水平纹理及细 裂缝发育，普遍含气，为主力气层。平面分布稳定，为k 2 标志层。钻遇井残存厚度1 8 4 m ，平均厚度4 8m 。电性表现为“三低一高”，即：低自然伽玛、低密度、低时差，高 电阻率。特别是自然伽玛里箱状低值形状，易与上下邻层区别。 马五3 1 ：灰、深灰色云岩夹泥质白云岩。上部含泥质较多，下部为细粉晶白云岩， 质纯，裂缝发育，为含气层。钻遇井残存厚度1 8 3 m ，平均厚度4 9m 。电测曲线特征 为低密度，中、高电阻率，自然伽玛和时差曲线上部高，下部低的锯齿状。 马五3 2 ：深灰色泥质白云岩、角砾岩及纹层状白云岩，普遍见有角砾状结构，至今 尚未发现气层。钻遇井残存厚度l 1 3 m ，平均厚度9 4 m 。电测曲线表现为电阻率中、 高值，时差为较高的锯齿状，自然伽玛为大段高值，中上部稍降低。 马五3 3 ：深灰色泥质白云岩及泥晶白云岩，局部夹含膏白云岩及硬石膏层，钻遇井 残存厚度2 6 1 6 m ，平均厚度l o 5m 。电测曲线表现为电阻率中、高值，自然伽玛为高 值，时差为高值锯齿状。 马五。1 ：上部为浅灰色细粉晶白云岩、角砾状白云岩、斑状溶蚀孔洞及裂缝发育， 为主力气层，钻遇井残存厚度1 4 8 m ，平均厚度4 9m ，为马五4 “；中下部为灰色泥晶 白云岩、云质泥岩及硬石膏互层，底部为浅绿色凝灰岩( k 3 标志层，见图2 5 ) ，为马五 4 l b , 钻遇井残存厚度2 3 1 l m ，平均厚度7 9m 。电性特征为低电阻率，中低密度，自然 伽玛曲线为两高两低，底部峰值高为k 3 标志层。 第二章区域地质概况 i 乜月 厚 剖* 凄 u 嗽度潜透率 。1 一一。 * 生且 器尘 # 摩台h 殷 囊 度面 瞩 戆耋 ( * )( 1 0 4 ) 身e 嗣 源 石 赢 气 墓 年 ，毒，一- 层矗 口 游| 腆 卜= 1 2 l 1 1 ， 蝴 l 井 。7 ii - ：。 陕 穆。避副井 _ 一 可“ - 再t - 一 喜 乏 可 豳 量 备 d 1 隧生 i于弋 i 刊 z # - 一 匿萼l 敞 1 勰：# 5 。o _ ，。 嚣墨 嘲 ，o 阙 t u 井 l 一手：g 蔓， 1 ：艮n 一。，岫 f ，门 劁 图2 4 靖边气田奥陶系风化壳柱状剖面图 9 两安石油大学硕士学位论文 图2 - 5 乌审旗陕2 3 1 井区b 标志层构造图 1 0 第一二章区域地质概况 马五。2 ：灰色含泥质白云岩，膏质白云岩与泥质岩薄互层，钻遇井厚度3 1 1 6 m ， 平均厚度l lm 。电测曲线特征是电阻率呈尖峰高值，时差呈两高两低，自然伽玛中等齿 状。 马五。，：岩性与马五4 2 相似，下部白云岩增多，结晶变粗，部分井含气，钻遇井厚 度1 7 7 m ，细分为马五4 “及马五4 ”两部分。电测曲线电阻率呈尖峰状高阻，密度为高 值，自然伽玛为中值锯齿状。 马五5 ：灰黑色泥晶灰岩，底部夹0 1 m 黑色泥岩，部分井含气，钻遇井厚度4 4 1 7 m ，平均厚度1 3 m 。电测特征表现为自然伽玛大段平直，底部微突起，低时差，高电 阻率，高密度。 马五5 2 ：灰黑色泥晶灰岩，质纯均一，个别井含气，钻遇井厚度4 2 1 6 4 m ，平均 厚度1 1 5 m 。电测曲线自然伽玛为低平直线，时差低平。 马五6 马五l o ：浅灰、灰色含膏白云岩夹泥晶白云岩，膏质白云岩及泥质白云岩， 膏岩层发育，至今尚未发现气层，为非目的层段。 2 3 2 标志层特征 l 、k i 标志层：位于马五1 4 底。岩性为深灰色凝灰岩。岩心具鳞片剥落、疏松，吸 水易碎、手感滑腻等特征。该标志层在电性上具有高伽玛，高时差、低密度、低电阻、 大井径，在测井曲线上形成突出的“异常层”，易于区别划分，位于马五l 底部，是录井 与测井辨别马五l 底界的关键标志，在区域上分布稳定，连片性强。 2 、k 2 标志层：位于马五2 2 。岩性为细粉晶云岩，褐灰色、浅综灰色，具残余鲕粒 结构，岩性纯，见大量毫米级的条板状石膏假晶( 已被方解石化) ，现场观察岩心水平裂 缝发育，易断裂成“圆饼状”，部分见灰化斑点。本段岩电特征明显，全区分布普遍，为 辅助标志层。 3 、k 3 标志层：位于马五4 1 底部。灰绿色凝灰岩，位于马五4 1 底部，该层岩电特征 与k l 相同，只是颜色特殊，极易与上、下邻层区分，横向分布稳定，为区域标志层。 西安石油大学硕。e 学仕论文 3 1 上古盒8 段 第三章岩石类型及储层沉积环境 1 ) 岩石类型 研究区盒8 段存在四种基本的砂岩类型( 表3 - 1 ) 。 表3 - l 研究区砂岩类型 序号 岩类名称石英长石岩屑 1 纯石英砂岩 兰9 0 1 0 1 0 2 石英砂岩 7 5 9 01 0 2 5i o 2 5 3 次岩屑砂岩 5 0 7 5 9 5 ，自生加大3 4 级并互相焊接、孔隙堵塞， 由于石英碎屑分洗干净，因之大部分石英屑未见自牛加大前的原始磨蚀边，仅少数存在。 陕2 3 3 井2 - 8 5 9 正交偏光2 5 ) 。在纯石英砂岩中有时能见到保存较好的不显双晶的透 长石( 来自火山岩或来自深变质岩) 。碎屑分选好，圆或半圆。碎屑颗粒磨蚀边无泥膜， 经自生加大后，呈大小不等的镶嵌状。这类砂岩无疑是经波浪利湖流反复搬运、簸洗的 产物。 图孓l 中粒纯石英砂岩图3 2 含细砾的粗粒石英砂岩 ( 2 ) 石英砂岩 里乳白色或浅灰白色，大多数这类岩石可以看出其内散布白色高岭石化( 溶解一再充 填) 的碎屑和高岭石粒问充填物，含量由百分之几至1 0 以上，此外或多或少地见到散 布于其中的暗色岩屑( 图3 2 含细砾的粗粒石英砂岩。乳白色，含5 左右暗色岩屑，l o 白色高岭石( 化) 的碎屑和粒问充填物。陕2 3 2 井3 - 6 5 1 3 7 ) 。碎屑石英含量7 5 - 9 0 ( 图3 3 石英砂岩。碎屑石英8 5 ，除硅质岩等岩屑外，有5 的千枚岩，石英自生加大 第三章岩石类型及储层沉积环境 2 - 3 级。陕2 4 0 井2 - 5 9 7 正交偏光2 5 ) ，岩屑中有i 2 以上为硬质的硅质岩( 以深水 硅质岩为多，有的内含硅质深水放射虫( 图3 - 4 石英砂岩中的含放射虫的深水硅质岩屑， 陕2 3 1 井2 - 1 4 4 1 5 6 单偏光6 3 ) ，海绵骨针、甚至见到硅质海绵骨针岩，燧石，变质 的泥质粉砂岩、白云母石英片岩和喷出岩屑等碎屑，以前两者为多，含一些软质的浅变 质的泥板岩屑、千枚岩屑，此外偶见白云母和泥化的黑云母，有的含个别弱变质的炭质 泥岩屑等。这些软质岩屑大多压实变形，部份挤入碎屑之间成为假基质。硬质碎屑分选 较好，以半圆为主，石英自生加大多为2 3 级。这类砂岩中千枚岩屑，泥化黑云母屑、 浅变质的泥板岩屑等均有不同程度的次生溶解，特别是千枚岩屑是最易溶解的，许多千 枚岩屑几乎完全发生次生溶解。此外泥板岩屑、泥化黑云母屑，甚至酸性喷出岩屑，变 质的泥质粉砂岩中的绢云母部分等都可以不同程度的溶解，并被不同程度含孑l 隙的高岭 石半充填，在这之后，又常见方解石交代含孔隙的高岭石充填物及原溶解残剩的千枚岩、 泥扳岩屑等，方解石又再度溶解，所形成次生孔隙中除可以或多或少有高岭石局部充填 外，常有一些自形的石英、长石沉淀其内( 参见图3 5 陕2 4 6 井3 - 9 0 9 9 单偏光6 3 ) 。 先后两期溶解半充填孔隙叠加量，在许多石英砂岩薄片中的面孔率可达5 - 1 0 ，最高的 可达1 5 左右，因之也是盒8 段的最佳储层砂岩。从几十个这类岩性的铸体薄片观察， 千枚岩和泥板岩屑、泥化黑云母屑等软质岩屑以5 - 1 0 为佳，再多时常堵塞孔隙，不利 于次生溶解和后期方解石的交代和再溶解，次生孔隙含量反而有所下降( 图3 - 6 陕2 4 0 井3 - 4 1 0 4 单偏光1 0 0 ) 。 图3 - 3 石英砂岩图3 - 4 石英砂岩中的含放射虫的深水硅质岩屑 图3 - 5 存在两期次生溶孔叠加的残余孔隙的石英砂岩 图3 - 6 高岭石半充填的石英砂岩 ( 3 ) 次岩屑砂岩 次岩屑砂岩呈灰白色，其内散布暗色和黑色岩屑外，也见白色高岭石化的碎屑和粒 两安石油大学硕 ：学位论文 间充填物( 图3 7 细粒次岩屑砂岩。陕2 3 3 井3 - 4 0 4 8 ) 。岩屑一般2 5 3 0 左右，主要 为硅质岩屑、燧石、喷出岩屑和深变质岩屑的多晶石英岩，亦可有细粒云母石英片岩、 石英片岩、变质的泥质细粉砂岩等岩屑。此外亦可含白云岩碎屑。软质岩屑主要为千枚 岩屑，有的偶见炭质泥岩、泥板岩、泥化黑云母等碎屑。分选中一好，半棱角和半圆为主， 石英自生加大1 。3 级不等，软质岩屑压实变形，部分成假基质( 图3 _ 8 细粒次岩屑砂岩。 陕2 3 1 井2 - 1 0 6 1 5 6 正交偏光x 2 5 ) 。千枚岩屑、泥板岩屑、泥岩屑、泥化黑云母等常 有不同程度的次生溶解，喷出岩屑，变质的泥质粉砂岩屑中的绢云母等也可发生不同程 度的次生溶解，尤以千枚岩屑强烈，次生溶孔中常被高岭石半充填，但与石英砂岩类次 生溶孔中充填的高岭石相比，总体上晶粒较细，晶间残余孔隙较少，铸体薄片面孔率大 多在2 - 3 左右。此外有的薄片中亦见有少量方解石再度部分交代孔隙充填的高岭石， 早期次牛溶解残余的千枚岩、泥板岩、泥岩屑，甚至其它岩屑，交代的方解石又再度发 生次生溶解，两期次生溶孔叠加，总面孔率高时可达5 左右。但也有个别次岩屑砂岩 两期次生溶孔均发育，总面孔率达1 0 以上。 图3 - 7 细粒次岩屑砂岩 图3 - 8 次岩屑砂岩 陕2 3 3 井3 - 4 0 4 8陕2 3 1 井2 - 1 0 6 1 1 5 6 正交偏光x 2 5 ( 4 ) 岩屑砂岩 此地所指的岩屑砂岩系指岩屑 2 5 ，其中主要是软质岩屑，以千枚岩屑为主，最高 时可达4 0 ，次有泥岩、炭质泥岩、泥板岩屑、煤屑、泥化黑云母或水黑云母化黑云母， 高时可达2 5 。硬质岩屑相对较少。因之岩心呈灰色或绿灰色( 图3 - 9 细粒岩屑砂岩。 绿灰色，发育一条断续的裂隙。陕2 4 1 井卜1 3 5 1 3 8 ) ，砂岩颜色的灰暗度与岩屑含量成 正相关，当千枚岩屑、泥板岩屑、泥岩屑等含量高并含一些绿泥石时，岩石成绿灰色。 软质岩屑均已不同程度的压实变形，部分充填粒间成假基质。硬质岩屑含量不定，一般 可达5 1 0 0 4 ，甚至更高。碎屑分选中差，棱角状，偶有少数石英自生加大l 级( 图3 一l o 细一中粒岩屑砂岩。陕2 3 1 井1 - 2 3 1 3 7 正交偏光2 5 ) 。在部分细、中粒级岩屑砂岩 中，岩屑总量相对较少，大致3 0 左右，千枚岩屑1 5 左右的砂岩中，许多岩屑已发生 次生溶解或部分溶解，粒间孔中充填的泥质主要是水云母和千枚岩崩解的绢云母，一部 分也发生次生溶解，均被晶粒0 0 2 m m 的高岭石充填，即使铸体薄片在高倍显微镜下观 察，高岭石晶间孔不发育或仅有少量孔径o 0 1 o 0 2 m m 的晶间孔。在千枚岩等变形软质 岩屑 3 0 0 o 的岩屑砂岩中，颗粒溶模孔和粒间填隙物中被高岭石充填的次生溶孔已少见或 1 4 第三章岩石类犁及储层沉积环境 不发育，明显与软岩屑含量高、次生溶解作用不发育有关。 图3 - 9 岩屑砂岩陕2 4 1 井1 1 3 5 1 3 8图3 - 1 0 细中粒岩屑砂岩陕2 3 1 井1 - 2 3 1 3 7 正交偏光2 5 除了上面讨论到的典型四类砂岩外，在石英砂岩层之间或一个单砂岩层的顶面存在 数c l t i ，最厚可达1 0 c m 以上的富含白云母的粉砂一细砂岩，发育厚1 - 2 r a m 的纹层构造， 纹层面为密集的白云母组成，纹层内也含有相当数量的白云母，即俗称“牛毛毡”砂岩。 这种牛毛毡砂岩始终伴生于石英砂岩中。 2 ) 沉积环境 ( 1 ) 石英砂岩发育的沉积环境 石英砂岩( 包括仅含少量软质岩屑的次岩屑砂岩，即以往定名的岩屑质石英砂岩) ， 是盒8 段的主要储集岩。白色或乳白色，主要赋存于盒8 下亚段，在有些井中盒8 上亚 段的下部段地层也有发育，但砂层的厚度不及盒8 下亚段。 ( 1 ) 石英碎屑含量最高可达9 5 ，仅含燧石和硅质岩屑，连稳定性高的深变质片 岩及火山岩屑己难见到，成纯石英砂岩，分选好，磨圆度高，石英碎屑的磨蚀边无泥质 包覆且光滑，因之经强烈自生加大( 3 - 4 级) 后显微镜下很难观察到原始颗粒边界。纯 石英砂岩是在波浪( 可能还有湖流) 作用下反复簸洗( 选) 的产物。 石英砂岩的石英含量 7 5 ，岩屑含量1 0 2 5 ，以硬质岩屑占绝对优势，即燧石、 硅质岩、石英岩、石英片岩、深变质的粉砂岩和火山岩屑，偶有板岩屑和白云母，但亦 可多多少少地含少量软质的千枚岩屑，但未见炭屑和泥岩屑。无原( 生沉积) 基质。碎 屑分选好，半圆和圆。此外，这类砂岩中见到互成1 8 0 。的双向楔形交错层理、 1 0 0 的冲 洗层理等。因之石英砂岩同样需经波浪( 可能还有湖流) 作用下反复簸洗后沉积的产物。 与之伴生或过渡的次岩屑砂岩中岩屑以硬质岩屑为主，软质岩屑主要为千枚岩屑， 有时也会有少数浅变质泥板岩屑和泥化黑云母，其中有相当数量的硅质岩屑，燧石和多 晶石英( 石英岩和石英片岩) 。这类次岩屑砂岩可以单独成层，也可以在石英砂岩层段中 成夹层、互层，也可以成石英砂岩层的层内纹层。此外在具正向或逆向递变的石英砂岩 层中，相对粒度细的砂岩与粒度粗的砂岩相比，比重相对较轻的岩屑，如火山岩屑、变 质的泥质粉砂岩屑( 泥质已变质成绢云母和细小白云母片) 、千枚岩屑等含量增多，递变 为次岩屑砂岩，这种递变现象完全符合沉积分异规律。另外，石英砂岩是滩坝环境沉积 的，在波浪反复簸洗的情况下，矿物成熟度、结构成熟度相对较高和粒度相对较粗的砂， 西安石油大学硕士学位论文 必然在滩坝的中部，厚度亦最大。向滩坝的周边低部位，矿物成熟度和结构成熟度渐次 变低，粒度和厚度递减，可以沉积下次岩屑砂岩。 石英砂岩总是由若干层砂岩组成为具一定厚度的叠加层序( 见附图1 ) 。砂岩层之间 可以仅以粒度变化发育成层理面，但更多的是以冲刷面为层理面，冲刷面上、下粒度改 变。石英砂岩叠加层序在盒8 下亚段发育，且厚度也较大。乌2 2 7 井盒8 下亚段井深 3 1 1 8 8 3 1 4 4 8 米间连续沉积了厚度达2 6 米的石英砂岩( 上部局部夹次岩屑砂岩) 叠加 层。在有些井中，盒8 上亚段的下部也有石英砂岩，如陕2 4 6 井厚1 0 4 m ，陕2 3 3 井厚 7 m ，陕1 7 4 井根据测井曲线在盒8 上亚段的下部有1 7 4 m 石英砂岩。但叠加层的厚度及层 数总体上不及盒8 下亚段发育。 ( 2 ) 石英砂岩单砂层可以发育为正粒序构造，但更常见的为逆粒序构造。单砂岩层 间绝大多数表现为冲刷接触关系。若干逆粒序层的叠加层可以呈向上变厚变粗的加积层 序，但更多的只成粒度和组构无多少变化的叠加层，自然伽玛曲线为具齿状的箱形。此 外也出现单砂层为正粒序的叠加层序，但单砂层厚度和叠加序层的厚度均远较逆粒序叠 加层序的小。或者仅与逆粒序石英砂岩层成互层。如陕2 4 0 井剖面沉积相图中盒8 下亚 段3 1 8 6 2 3 2 0 1 5 米间的剖面结构。 ( 3 ) 石英砂岩叠加层段的上或下界面均突变或以冲刷面形式与泥岩、粉砂质泥岩或 炭质泥岩接触，常见下部为冲刷面接触，上面以突变形式或冲刷面接触( 附图1 ) 。 ( 4 ) 石英砂岩叠加层序内部与炭质泥岩，泥岩或白云母富集组成纹层理的粉砂岩夹 层的顶、底部呈突变或冲刷接触。 ( 5 ) 石英砂岩层内发育：0 - 2 5 ，高时可达5 0 左右，主要为软质岩屑的干枚岩屑，次为 泥岩屑、煤屑、泥化或水黑云母化的黑云母及浅变质的泥板岩屑。硬质岩屑含量大致与 软质岩屑含量成负相关。碎屑石英含量5 0 7 5 ，个别细粒级或租粉砂级岩屑砂岩中可 5 0 ，并见由煤屑或黑云母组成斜层理或平行层理纹层面的现象。除软质岩屑一部分压 实变形成假基质外，粒间被绢云母、绿泥石、水云母等基质填隙，碎屑半棱角状、棱角 状，分选差。表明岩屑砂岩簸洗作用差，是快速搬运和埋藏的沉积物。 在有些较厚的正粒序岩屑砂岩层中，其下部粒度可以达到粗、中粒级，所含软质岩 屑和基质含量相对较少，有的可定名为次岩屑砂岩。随着向上粒度变细，软质岩屑和基 质含量也逐渐增多，前面已指出，这正是沉积分异的结果。与之相应地，在粒序层的下 部砂岩成浅灰色，向上逐渐过渡为灰色、绿灰色。 i 岩屑砂岩总是成正粒序层，一部分较厚的粒序层下部可成中、粗粒级砂岩外，均为 细砂岩。若干个正粒序层叠加的层序整体上向上变细变薄，砂岩层向上逐渐递变为粉砂 岩、泥质粉砂岩，甚至为炭质泥岩。在粉砂质泥岩及泥岩中，特别在水平层理面上常含 丰富的炭化植物，有t a e n i o p t e r