（地球探测与信息技术专业论文）阿姆河盆地生物礁气藏精细描述.pdf

摘要 生物礁是主要由生物构筑而成的一种特殊碳酸盐岩构造体，属于典型的岩性油气 藏，有着广阔的油气潜力。与碎屑岩储层相比，生物礁碳酸盐岩储层则更为复杂，表现 为有着独特复杂的储集空间，储层非均质性强，测井评价与流体识别难等地质特点。 本论文以土库曼斯坦阿姆河盆地大型整装生物礁气田为研究对象，在对国内外生物 礁储层广泛调研和剖析的基础上，以油藏开发地质学、碳酸盐岩沉积学、碳酸盐岩测井 学、储层表征等理论为指导，综合应用地质、测井、试井、岩心分析化验以及开发动态 等多种资料对研究区内生物礁储层的地质特征进行深入认识。在前人研究的基础上，通 过以古生物资料标定层位，电性、岩性和标准层相结合方法进行全区地层对比和划分； 建立起适合于本区生物礁碳酸盐岩的沉积相模式，通过岩心相和测井相结合分析本区的 生物礁沉积特征及平面上的展布规律；在此基础上从储层的地质特征出发，在“四性” 关系研究的基础上，建立了地质条件约束的测井解释模型，据此对区内5 9 口井进行了 多井测井综合解释；通过地质研究和对测压资料的试井分析，综合评价储层的裂缝特征； 通过岩心铸体薄片、扫描电镜、压汞等分析化验资料对生物礁储层的微观特征进行细致 的研究；通过对其储层特征的综合研究，从不同角度对储层的非均质性和隔夹层做了定 量描述：在上述工作的基础上，选择适合研究区地质特征的建模方法，建立了构造模型、 属性模型，并通过储量计算进行模型检验，从而建立起能够客观反映生物礁气藏地质特 征的定量化三维地质模型。 通过对该气田生物礁储层特征的深入研究，为下一步油藏数值模拟打下坚实基础， 同时本次研究方法和成果，对今后阿姆河盆地众多类似的生物礁气藏的综合研究具有一 定的借鉴意义。 关键词：碳酸盐岩沉积相，生物礁储层特征，三维地质模型，阿姆河盆地 a b s t r a c t t h er e e fi sak i n do ft h es p e c i a lc a r b o n a t em a s sf r o mt h eo r g a n i cb u i l d u p ，t h et y p i c a l l i t h o l o g i c r e s e r v o i r sa n di th a sw i d e l yh y d r o c a r b o np o t e n t i a l i y c o m p a r e dw i t he l a s t i c r e s e r v o i r ，t h er e e fc a r b o n a t er e s e r v o i ri sm o r ec o m p l e x ，s u c ha si th a st h eu n i q u ea n dc o m p l e x r e s e r v o i rs p a c e ，h i g hr e s e r v o i rh e t e r o g e n e i t y ，a n dd i f f i c u l tt oe v a l u a t i o nb yl o g g i n ga n d i d e n t i f yt h ef l u i dc h a r a c t e ra n ds oo n i nt h i sp a p e r ，a i m i n ga tt h ea m ud a r y ab a s i n ，t u r k m e n i s t a ni nl a r g e s c a l eg a sf i e l d r e a d yf o rr e e fr e s e a r c h b a s e do nt h ew i d e l yr e s e a r c ha n da n a l y s i so ft h er e e fr e s e r v o i ri n d o m e s t i co rf o r e i g n t a k et h er e s e r v o i rd e v e l o p m e n tg e o l o g y ，c a r b o n a t es e d i m e n t o l o g y c a r b o n a t el o g g i n ga n dr e s e r v o i rc h a r a c t e r i z a t i o na sag u i d e c o m p r e h e n s i v ea p p l yt h eg e o l o g y ， l o g g i n g ，t e s t i n g ，a n a l y s i s ，p r o d u c t i o np e r f o r m a n c ed a t aa n ds oo nt os t u d yt h eg e o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c so fr e e fb a s e do nt h ef o r m e rr e s e a r c hw o r k ，b yt h ep a l a e o n t o l o g i c a ld a t at o c a l i b r a t et h el a y e rt h r o u g ht h ee l e c t r i c a lc u r v e s 、l i t h o l o g ya n dt h em a r k e rl a y e rt od ot h e s t r a t i g r a p h i cd i v i s i o na n dc o r r e l a t i o ne s t a b l i s h e das u i t a b l es e d i m e n t a r yf a c i e sm o d e lf o rt h e r e e fc a r b o n a t ei nt h i sa r e a ，u s et h ec o m b i n a t i o no fd r i l l i n gc o r ef a c i e sa n dw e l ll o g g i n gf a c i e s t od e s c r i b et h ec h a r a c t e r i s t i co fs e d i m e n t a t i o na n dp l a n a rd i s t r i b u t i o n a c c o r d i n gt ot h e g e o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c so fr e e fr e s e r v o i r s ，b a s e do nt h es t u d yo ff o u r p r o p e r t yc o r r e l a t i o n o fr e s e r v o i r s ，t h ea u t h o re s t a b l i s h e sl o g g i n gi n t e r p r e t a t i o nm o d e lc o n s t r a i n e db yg e o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c sa n dc o m p r e h e n s i v e l yi n t e r p r e t sa n de v a l u a t e sm o r et h a n5 9w e l l si nt h i sr e g i o n t h r o u g ht h eg e o l o g i c a lr e s e a r c ha n dr e s e r v o i rt e s t i n ga n a l y s i s o nt h ep r e s s u r ed a t a ， c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o no fr e s e r v o i rc h a r a c t e r i s t i c so ft h ef r a c t u r et h em i c r o s t m c t u r eo f r e e fr e s e r v o i rh a sb e e nm e t i c u l o u s l yd e a l tw i t ht h r o u g hv a r i o u sd a t af r o ml a b o r a t o r y t e s t i n g ，s u c ha sc o r ec a s t i n gt h i ns e c t i o n s ，s c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p e ，m e r c u r yi n j e c t i o n d a t aa n ds o o n t h r o u g ht h ec o m p r e h e n s i v es t u d yo fr e s e r v o i rc h a r a c t e r i s t i c s ，t h e h e t e r o g e n e i t ya n dt h ei n t e r l a y e rh a v eb e e nq u a n t i t a t i v e l yd e s c r i b e db yc o r ea n a l y s i sf r o m d i f f e r e n ta s p e c t s o nt h eb a s i so ft h ea b o v es t u d y ，t h r o u g ha n a l y z i n gv a r i o u sm e t h o d sf o r g e o l o g i c a lm o d e l i n g ，c h o o s i n gt h em o d e l i n gm e t h o d sw h i c hs u i tt h eg e o l o g i cc h a r a c t e r i s t i ci n t h ea r e a , t h et h e s i ss e tu pg e o l o g i c a lm o d e lw h i c hi n c l u d es t r u c t u r em o d e l ，a t t r i b u t em o d e l a n db yr e s e r v e sc a l c u l a t i o nt oc h e c kt h em o d e l 。t h u s ，t h eq u a n t a t i v e3 dg e o l o g i c a lm o d e l a r ee s t a b l i s h e dt oo b j e c t i v e l ys h o wt h er e e fg a sr e s e r v o i rg e o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c b yt h er e s e r a r c ho fr e e fr e s e r v o i rc h a r a c t e r i s t i c s ，l a yas o l i df o u n d a t i o nf o rt h en e x t r e s e r v o i rs i m u l a t i o n ，a n dt h e c o m p r e h e n s i v er e s e a r c hm e t h o d sa n dr e s u l t sh a s ac e r t a i n r e f e r e n c ef o rt h el a r g en u m b e ro fs i m i l a rr e e fg a sr e s e r v o i r si nt h ea m ud a r y ab a s i ni nt h e f u t u r e k e yw o r d s ：c a r b o n a t es e d i m e n t a r yf a c i e s ，r e e fr e s e r v o i rc h a r a c t e r i s t i c s ， 3 dg e o l o g i c a lm o d e l ，a m ud a r y ab a s i n 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任 何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：长冈芝 硼了年多月日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、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，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：王饮用经 印。1 年6 月；日 导师签名：岳专旧了 如9 7 年6 月弓目 长安大学硕十学位论文 - i - - - 刖舌 l 选题来源、研究目的和意义 论文选题来源于中国石油( 土库曼斯坦) 阿姆河天然气公司委托中国石油勘探开发 科学研究院完成的“萨曼杰佩气田开发调整方案研究”课题。 中亚地区作为c n p c 海外业务发展的重要领域，受到中国石油集团公司的高度重 视。尤其是土库曼斯坦，在苏联解体后，成为该区继俄罗斯之后的第二大天然气资源国 和出口国，发展与土库曼斯坦的油气合作成为中国石油未来的重要战略目标。2 0 0 7 年， 土库曼天然气产量已达6 5 0 亿立方米，资源主要分布在阿姆河盆地。 阿姆河盆地盆地横跨土库曼斯坦东部和乌兹别克斯坦西南部，全盆地探明原始天然 气储量8 万亿方，其中土库曼5 万亿方，乌兹别克3 万亿方，盆地油气资源丰富，截至 2 0 0 0 年共发现天然气田、凝析气田和油田1 6 2 个，其中萨曼杰佩气田是盆地内最大的生 物礁气田。2 0 0 7 年7 月，c n p c 和土库曼斯坦签署产品分成和中土天然气购销协议，这 是中石油集团公司最大的天然气合作项目。为了配合中石油阿姆河天然气公司实现工作 目标中的第一个里程碑，实现2 0 1 0 年底达到向中亚天然气管道供气5 0 亿方的能力，需 要尽快编制“萨曼杰佩气田开发调整方案”，但由于历史、技术上的原因( 前苏联解体 后，该国天然气出口受阻) ，土库曼斯坦一直未对该生物礁气田进行过综合研究。 本论文正是在此背景下，开展多学科综合研究，针对该生物礁碳酸盐气藏特有的复 杂储层性质，通过大量的岩心实验室数据分析，进行区域碳酸盐岩沉积相研究，划分有 利储集相带，对碳酸盐岩储层进行测井解释综合评价和流体性质进行识别，在岩心观察 和试井的基础上对气田裂缝特征进行研究，综合分析储层微观特征、非均质特征、隔夹 层特征，并最终建立起能客观的反映该生物礁气藏地质特征的三维可视化模型。希望通 过对该生物礁气田的综合研究，为该气田的开发调整方案提供精细的气藏描述，为进一 步的勘探和开发提供理论指导和技术支持，同时本次研究方法和成果对今后阿姆河盆地 众多类似的生物礁气藏的综合研究具有一定的借鉴意义。 2 国内外研究现状 油藏精细描述是最近2 0 年来随着计算机技术发展起来的为解决油田开发问题的系 统油藏综合评价的新技术，是运用各种信息来解决储层属性的空间分布、内部结构、油 藏类型、几何形态、流体分布，建立为油田开发的油藏数值模拟模型，优化开发方案和 油藏管理，提高油田开发效益和钻井成功率。油藏描述已由定性和半定量化走向定量化， 前言 由传统的地质研究转入多学科综合一体化的系统研究。该技术主要是应用地质、测井、 地震、生产测试等信息，对油藏的几何形态、储层岩性、流体性质及其空间展布规律进 行研究，从而为油藏综合评价、油藏数值模拟、储量计算、优化开发方案及提高采收率 提供最可靠的依据，是一项有效的提高勘探、开发水平和效益的支柱技术，在国内外引 起普遍重视，并获得迅速发展吨2 ，3 ，4 ，卯。 针对不同类型油气藏、不同勘探开发阶段油藏描述的研究目的、研究内容、精度以 及技术路线也有所不同。本文研究目标为生物礁气田，生物礁是与碳酸盐岩沉积有关的 一种特殊环境，主要出现在滨岸一浅水碳酸盐岩沉积环境中。礁型圈闭中聚集工业性的 油气后就成为礁型油气藏。它常具有以下一些特点：1 、礁型油气藏中的油气分布情况， 在很大程度上取决于礁型储集体的均一性，油气可以充满整个礁体，也可以只充满礁体 的一部分，甚至有的礁型油气藏则主要位于礁前砾( 粒) 屑带。如加拿大阿尔伯达盆地 的红水礁型油田。2 、礁型油气藏储集空间类型多，储集物性好，含油气丰富，一般都 具有高产的特征。世界上有1 0 口日产量曾达万吨以上的高产井，其中有4 口来自礁型 油气藏。3 、礁型油气藏常在一定的古地理环境背景( 地台边缘或凹陷边缘) 上，成群 成带分布，构成一个巨大的含油气带。一个地区如果发现了一个礁型油气藏，往往可在 其附近发现多个类似的油气藏晒3 。 国外从科学的角度对生物礁进行研究则开始于1 8 世纪末到1 9 世纪初。著名科学巨 匠达尔文1 8 3 7 年从科学的角度阐明了珊瑚岛的成因( 库兹涅佐夫盯1 ，1 9 8 3 ) ：著名地质学 家l y e l l 在l8 4 1 年也对生物礁进行了研究，随后h a l l ( 1 8 6 2 ) ，v a u g h a n ( 1 9 1 1 ) 以及c u m i n g s ( 1 9 3 2 ) 等都对生物礁开展了早期的研究。h e c k e l ( 1 9 7 4 ) 、w i l s o n ( 1 9 7 5 ) 、r i d i n g ( 1 9 7 7 ) 和h u b b a r de t a l ( 2 0 0 1 ) 等人详细到述了生物礁的不同分类。l o g a n ( 1 9 6 1 ) 、d i l l e t a l ( 1 9 8 6 ) 、f a i r c h i l d ( 1 9 9 1 ) 、s e o f f i n ( 1 9 9 3 ) 以及f l u g e l 和k i e s s l i n g ( 2 0 0 2 ) 等人对生物 礁的形成过程以其破坏因素进行过细致的研究噶1 。 我国生物礁的研究起步于建国以后，相对国外近2 0 0 年的研究历史，我国生物礁的研 究确实很稚嫩。但尽管如此，我国生物礁的研究还是取得了不少成果。这些成果有如下 特点：( 1 ) 我国生物礁的研究侧重于古生代生物礁的研究( 范嘉松9 ，1 0 1 ，1 9 9 6 ：f a nj i a s o n g e ta 1 ，1 9 9 1 ：巩恩普，1 9 9 8 ：覃建雄等，1 9 9 9 ：田树刚，范嘉松，2 0 0 2 ：吴亚生，范嘉松， 2 0 0 1 ：2 0 0 2 ：吴亚生，1 9 8 9 ) ：新生代的生物礁的研究也有，但不多( 胡平忠n 等，1 9 9 6 ；z h o n ge ta 1 ，2 0 0 4 ) 。这主要是由生物礁在我国的发育特点和重要性决定的( 世 界上也是如此) 。( 2 ) 我国生物礁的研究侧重于一般性观察描述，总体上缺少先进的分析 2 长安大学硕士学位论文 测试。( 3 ) 我国生物礁的研究成果多限于国内交流，走先向国际的很少( f a nj i a s o n g ，1 9 9 1 ： l i uz u h a n ，1 9 9 9 ) 。( 4 ) 我国生物礁的基础研究成果精细程度不够，综合性也不强，因而影 响了国际交流。因此对我国来说，“尽管已发现了不同时代的生物礁，但毕竟起步较晚， 研究程度又不平衡，因此我国生物礁研究总的发展趋势是加深认识、不断深化，赶上国际 先进水平( 范嘉松，1 9 9 6 ) n 2 1 。 总的来说，目前国内外对生物礁及其生物礁油气藏的精细储层研究主要围绕以下几 个方面进行：生物礁的形态，大小和与围岩的接触关系：生物礁的岩性特征，结构和 构造：生物礁的生物组成，生物群落以及生物群落演化：生物礁的沉积相带研究及微 相划分；生物礁的发育过程和阶段：生物礁的成岩作用，成岩顺序和孔隙特征：生 物礁的区域分布规律噶1 。 3 研究技术路线及关键技术 3 1 研究技术路线 从研究区地质背景出发，针对目的层段的地质特征，以构造地质学、沉积学、石油 地质学、储层地质学、地球物理测井、试井分析、储层确定性建模等理论为指导；应用 地质、岩心、测井、生产动态和动态监测资料等，结合前人的研究成果；应用地层划分 与对比技术、沉积相分析技术、地质条件约束的碳酸盐岩测井解释技术、试井分析求取 地层参数技术、储层特征定量描述技术、地质建模技术等，采取微观与宏观相结合、动 态与静态相结合、多学科多手段相结合的方法，开展储层构造特征、地层展布规律、沉 积特征、储层“四性 关系、测井评价、裂缝特征试井分析、储层微观特征、储层非均 质性、隔夹层定量分析、储层参数空间分布等研究，并对研究结果进行客观分析。最后 借助计算机技术及p e t r e l 地质建模系统，开展对萨曼杰佩生物礁气藏全方位多学科一体 化的储层地质特征和储层建模研究，建立了研究区目的层的地质模型。研究流程如下图 所示( 图1 ) 。 3 2 关键技术 ( 1 ) 碳酸盐岩储层地层划分对比技术 本文以古生物资料确定层位，以电性、岩性和标准层相结合技术进行全区地层划分 与对比。 ( 2 ) 地质条件约束的测井解释与评价技术 从生物礁气藏的地质特征出发，在储层“四性”关系研究的基础上，建立了地质条 前言 件约束的测井解释模型，据此对区内所有井进行了单井测井综合解释与多井评价。 ( 3 ) 试井分析技术 通过试井分析求取地层参数，可以了解储集层的各种非均质性信息。对于估算裂缝 的导流能力和长度及介质类型等问题，试井解释有独到的优越性。 ( 4 ) 定量化、精细化储层微观结构表征技术、非均质性定量表征技术、隔夹层定 量分析技术等。 ( 5 ) 确定性储层建模技术，建立了能反映储层客观情况的三维可视化地质模型。 岩心数据分析li 钻井录井资料il 测井资料il 生产动态资料il 动态监测资料li 前人研究成果 地 层 划 分 与 对 比 萋ji萋li蓁ji萋fl蓁fl 萎| | 萋f 萋l 蓁ll萋lf茎ii蠢ii薹 隔 夹 层 定 量 分 析 地层及构造研究il 沉积相研究l 储层综合评价if 储层特征研究 精细三维地质模 图1 研究技术路线框图 4 研究内容 ( 1 ) 资料调研：对国内、外生物礁碳酸盐岩油气勘探进行调研，广泛查阅碳酸盐 岩沉积模式及其形成机制，生物礁气田的主控因素等资料，了解国内、外生物礁油气 藏特点和主控因素； ( 2 ) 对己完钻井进行地层划分与对比，研究地层平面展布特征，根据钻井分层数 据研究气田构造特征； ( 3 ) 开展地层与沉积相研究，以w i l s o n 3 1 的碳酸盐岩综合模式( 9 个相带2 4 个 微相) ，根据生物礁特有的沉积特点，建立适合本区石炭世的碳酸盐岩沉积模式，然后 针对主要目的层进行单井相研究，开展储层沉积相及储层平面及空间展布规律的研究； 4 长安人学硕士学位论文 ( 4 ) 在储层四性关系研究基础上，通过地质条件约束的碳酸盐岩测井资料精细研 究和流体识别，并通过试井研究其裂缝特征，研究其储层分布特征，为地质建模建立参 数数据库； ( 5 ) 通过岩心观察、铸体薄片及扫描电镜、压汞等资料，开展储层的岩石学特征、 储集空间及孔隙结构特征研究；并对储层的非均质性做定量分析，对层间、层内的隔夹 层做定量分析； ( 6 ) 利用p e t r e l 建模软件，运用确定性建模的方法，建立了储层多参数的空间三维 地质模型。 5 完成的主要工作量 在项目开展和论文完成期间，本人在导师及课题组成员的指导和帮助下，独立完成 了大量的工作，例如沉积相研究、碳酸盐岩测井综合评价、孔隙结构研究、储层建模以 及大量地质图件的编制等( 见表1 1 ) 表1 1 本论文完成工作量 项目数量处理测井资料 5 9 口 收集研究报告4 本测井解释图版 1 0 张 观察岩芯 2 口试井解释2 0 口 观察岩屑、岩芯薄片4 0 0 个气藏剖面2 3 张 单井地层划分5 9 口储层属性图1 5 张 连井地层对比图 l8 张储层非均质性研究图2 张 地层等厚图4 张隔夹层定量分析研究图5 张 顶面构造图4 张地质建模基础资料准备 5 9 口 单井测井相解释4 张三维地质建模构造图4 张 沉积相模式图1 张三维地质建模属性图 1 5 张 沉积相平面图l 张模型网格粗化输出 1 5 9 8 7 0 个 6 主要成果与认识 本论文首先研究了阿姆河盆地萨曼杰佩生物礁气田的地层分布和沉积相带展布、储 层评价、储层微观特征、储层非均质及隔夹层特征等，在此基础上建立了精细三维地质 模型来进行描述该生物礁气田的地质特征，主要取得了以下六个方面的成果： ( 1 ) 针对生物礁碳酸盐岩地层受古构造的影响，地层厚度变化大，本论文以古生 物资料定层位，电性岩性和标准层相结合方法进行进行了全区地层的统一划分与对比， 前言 揭示了不同地层岩性、厚度在平面上的变化特征。 ( 2 ) 在对上侏罗统卡洛夫一牛津阶碳酸盐岩岩石学、古生物学、地层厚度变化以及 测井相特征研究基础上，结合前人的研究成果提出了本区上侏罗统沉积模式，将区块沉 积环境由西北向东南依次划分为开阔台地相、台缘礁滩相相和广海陆棚相三个沉积相 带，揭示了区域上生物礁的分布规律。沉积相带和生物礁的分布密切相关，空间分布受 海底继承性发育的古地形特征控制，生物礁碳酸盐岩储集层主要分布在中小型海进或海 退沉积旋回( 韵律) 的上部，而在沉积旋回下部形成不渗透或低渗透遮挡层。 ( 3 ) 在对该生物礁储层测井、试井分析的基础上，结合地质认识详细总结了本区 碳酸盐岩储层地质特征：1 、岩心分析资料表明，层状互岩段和块状灰岩段储层的岩性 主要为生物礁灰岩和生物碎屑灰岩；2 、从“四性”关系研究出发，以试油结果和地质 参数统计结果为依据，建立了本区油水层的判别标准，物性下限为：p o r 5 ，p e r m o i m d ， 流体识别标准为：气层深侧向电阻率 6q m ，s w 5 5 ；3 、就裂缝发育而言，裂缝主要发 育在x v a c 层，其主要岩性为石膏夹灰岩，且大多数裂缝被充填；就裂缝作用而言，试 井分析结果表明：x v m 层内裂缝对渗流起的作用并不明显；4 、从阶段资料上看，生物礁 储层主要以孔洞- - - 孑l 隙型为主；综合测井、试井数据，储层物性为中低孔、中高渗。 ( 4 ) 根据岩芯的铸体薄片观察与描述、电镜扫描、岩石组构特征分析，认为该生 物礁矿物成分主要以方解石为主，平均含量量为9 7 1 ，而在生物礁发育的下部地层中 白云石平均含量上升为3 4 2 2 ，可能是混合白云化作用导致；岩石颗粒类型主要包括生 物屑、砂砾屑、鲕粒、藻屑、藻团块和球粒等：根据毛管压力曲线形态特征，将研究区 储集层划分为三类。 ( 5 ) 研究表明，本区隔夹层类型主要为岩性隔夹层和物性隔夹层，x v m 与x v p 层 之间存在分布稳定的致密灰岩隔层，隔层厚度在1 - 2 0 m 左右，平均在6 8 m ，但能否起分 隔性还需要开发井的进一步证实；储层主要呈中一强非均质性。 ( 6 ) 在对储层特征进行精细研究的基础上，建立了生物礁气藏的三维构造模型以 及三维属性模型，模型很好地刻画储层的空间展布，与生物礁发育规律、储层综合评价 成果等有较好的一致性；并最终利用地质模型进行储量计算，地质模型计算的总地质储 量1 1 7 8 亿方。 6 长安大学硕士学位论文 第一章盆地与研究区概况 1 1 盆地地质特征 1 1 1 构造特征 阿姆河盆地位于中亚地区海西地台的南部，西南为年轻的山系一科佩特达格山，西 部为卡拉鲍加兹隆起，土阿尔科尔长垣和中乌斯纠尔特隆起，东边为阿富汗一塔吉克锰 地的北阿富汗隆起，即吉萨尔山的西南支脉，北部边界为天山山系的向西延伸，即克孜 勒库姆山脉) 。盆地走向为北西向，长约1 0 0 0 1 a n ，宽4 0 0 - - 5 0 0 k m 。盆地的西南翼陡而 窄，东北翼为宽缓的构造台阶，因而在剖面上显示为东北抬升的不对称萁状笳地，剖面 示意见图1 1 。 图11 阿姆河盆地结构剖面图 盆地基底的构造格局属海西期地向斜区，具有断块地堑区的结构特征，基岩大断裂 十分发育，基岩断块地堑区中部还存在中央隆起区，可能是加里东中间地块，属于早期 固结的相对稳定地带。上古生界三叠系基岩厚度变化主要受古生代古构造控制，地背 斜区相对较薄，地向斜区则较厚，古生代时期的构造和基底断裂对后期构造格局以及氚 地沉积盖层的形成发育起到了十分重要的控制作用。 1 1 2 地层沉积特征 阿姆河盆地是在中亚地区构造演化的背景下形成与发育起来的中新生代盆地。根据 岩性和构造特征，通常将盆地划分为基底、过渡层和地台盖层三个构造层。盆地基底形 成于侏罗纪前，为强烈褶皱和高度变质的晚古生代花岗岩、中基性火山岩、碎屑岩和变 质岩，高度褶皱，埋深变化大，最浅处不足2 0 0 0 m ( 卡拉库姆隆起) ，最深达1 4 0 0 0 m 或 更深，在基底之上广泛沉积了二叠三叠系陆源碎屑岩过渡层，其厚度变化很大，由北 第一章研究区概况 向南增厚，在盆地南缘的科佩塔格山前坳陷最大厚度达到1 2 0 0 0 m 。基底发育有北西向 和北东向两组基岩断裂，将基岩切割成基岩隆起、地堑和挠曲带，控制沉积盖层形成和 发育。在中生代至新生代漫长的地质历史时期，盆地经历了三个大的构造旋回发育阶段： 侏罗纪盆地沉降发育初期、白垩纪盆地稳定沉陷时期、第三纪盆地强烈改造及现今构造 基本定型时期，与三个构造阶段相匹配，在盆地所在区域发生了两次大的海进和海退， 沉积了相应的地层。 在盆地内部，中、下侏罗统为陆相和海陆交互相含煤碎屑岩建造，并且中间夹有泻 湖相沉积，碎屑岩地层厚度变化大，在坎迪姆隆起为1 9 6 m - - 5 6 8 m ，在卡拉库尔坳陷为 4 2 l m 一1 9 2 0 m 。上侏罗统岩性比较复杂，包括海相碳酸盐岩、泻湖相膏盐岩以及陆相碎 屑岩等，与下伏中下侏罗统为超覆不整合接触，按照岩性分为三段：下段为巴统阶上 部一卡洛夫阶下部，下部为碎屑岩，上部为泥灰岩和浅水碎屑灰岩等，厚度2 8 0 m - - 3 6 0 m ； 中段包括卡洛夫阶上部、牛津阶、启莫里阶和提通阶下部，其下部为一套不同成因类 型的灰岩，厚度约3 3 0 m - - 4 1 0 m ，上部为启莫里一提通阶下部膏盐岩，称为高尔达克组， 厚度变化较大，由北部的1 6 0 m 增加到南部的7 5 0 m 一1 2 0 0 m ；上段为提通阶上部，分 布在盆地内的坳陷中，下部为鲕状灰岩夹白云岩、硬石膏、红色粘土层，上部粉砂质粘 土和砂岩层，厚度18 0 m - - 2 3 0 m 。 白垩系超覆不整合在侏罗系之上，分布广泛，由三套截然不同的地层组成，下部为 尼欧克姆群陆相红色石膏化泥岩、粉砂岩和砂岩，厚度2 0 0 m 一 2 7 5 m ；中部为阿普第一土仑阶灰色碎屑岩，厚度2 0 0 m - - 2 7 5 m ；上部为森诺阶灰色泥质 碳酸盐岩和碎屑岩，厚度4 3 0 m - - 7 8 0 m 。 下第三系分布广泛，下部古新统为浅海相和泻湖相灰岩，局部有硬石膏，厚度l o o m 一1 5 0 m ，最厚达5 0 0 m ，上部始新统为海相泥灰岩、碳酸盐岩粘土岩等，厚度1 0 0 m 一 3 0 0 m ，而在南部的科佩塔格坳陷中达2 0 0 0 m 。 上第三系和第四系为一套泥岩、含砂质泥岩、砂岩和卵石薄层等，厚度3 4 m - - 4 7 2 m 。 1 1 3 含油气系统组合 该盆地发育中、下侏罗统含煤泥岩和上侏罗统泥灰岩二套烃源岩。中、下侏罗统滨 海沼泽相含煤泥岩和薄煤层，为主要烃源岩，富含大量有机物质和原生沥青质泥岩，地 球化学环境属于还原和较强还原环境，厚度6 0 0 m - - 2 0 0 0 m ，有机碳含量0 7 一2 o 最大8 ，埋深4 0 0 0 m - - 5 0 0 0 m ，地温达1 3 0 一1 9 0 ，镜质体反射率镜煤反射率达1 5 - - 2 5 ，高过成熟i i i 型干酪根，十分有利于天然气大量生成。 长安大学硕士学位论文 上侏罗统海相碳酸盐岩和泥灰岩为该盆地次要烃源岩，前人研究认为盆地碳酸盐岩 中有机质含量一般不高，但分布广泛，且与粘土矿物含量呈正相关关系，其中以泥灰岩 和灰质泥岩的有机质较丰富，即以坦基库克地区为代表的开阔海台地相沉积岩中有机质 丰度最高，有机碳含量( t o c ) 平均达到1 o ，生烃潜量达3 。3 6 m g 烃佗岩石，在达标 生油岩中有8 0 属于中好烃源岩，平均有机碳含量( t o c ) 高达2 6 ，生烃潜量达 1 4 8 m g 烃儋岩石：深水泻湖相和滩相碳酸盐岩仅有1 0 2 0 左右的样品可达标作为 生油岩。 阿姆河盆地已经证实了3 套主要含气层系，即下白垩统砂岩含气层系、上侏罗统碳 酸盐岩含气层系和中下侏罗统砂岩含气层系，在局部地区还在古近系砂岩和基岩风化壳 中发现小型气田。本次研究区主要储层为上侏罗统卡洛夫牛津阶碳酸盐岩，储层岩性 为孔隙、孔洞发育的石灰岩、白云岩和藻团块石灰岩，而其中生物礁是该区的主要产层， 具有厚度大、储集物性好的特点。常由3 部分组成，下部为层状石灰岩，夹有少数渗透 薄层；中部为孔隙、溶洞发育的碳酸盐岩；上部为溶洞为主的孔隙型碳酸盐岩。而一般 灰岩储层主要为石灰岩夹石膏层，储层物性较差，孔隙度仅为1 5 3 ，渗透率( 4 0 8 3 ) x 1 0 。3 9 m 2 。 盆地内共发育2 套区域盖层( 上侏罗统膏盐岩和下白垩统泥岩) 和3 套局部盖层。 上侏罗统基末利提塘阶膏盐岩层是盆地最主要的区域盖层，厚度4 0 0 一1 2 0 0 m ，分布广 泛，封盖能力强，位于卡洛夫牛津阶储层之上，是阿姆河右岸目前发现上侏罗统主要 气层的盖层。基末利提塘阶这一典型地层组合具有大型含盐盆地沉积特征，高尔达克 组以中厚层状岩盐层占主导地位，主要位于阿姆河盆地北部、东北部和阿富汗- 塔吉克 盆地中，硫酸盐岩沉积则主要分布在盆地南部和西南部，以及科佩达克山前坳陷中，在 阿姆河右岸区块高尔达克组膏盐岩的厚度约1 0 0 - - 4 0 0 m 另一套区域盖层为下白垩统阿 尔布阶泥岩，是下白垩统阿普特阶和尼欧克姆阶含气层系的主要盖层。盆地内的局部盖 层为下白垩统( 尼欧克姆阶中部和土仑阶的上部) 和下第三系上部泥页岩。 1 2 研究区位置及勘探开发概况 1 2 1 研究区位置 萨曼杰佩气田位于阿姆河右岸合同区块西北部，在土库曼纳巴特市东北7 0 k m 处， 距离阿姆河浮桥6 2 k m ，距离法拉勃火车站( 中亚铁路线上) 5 5 k m ，行政上隶属法拉勃 市( 如图1 2 ) 。 9 第一帝目f 究概况 图12 萨曼杰佩气田地理位置图 萨曼杰佩气用区域构造位于阿姆河盆地查尔朱断阶上。阿姆河搞地是图兰地台东南 部的一个大型沉积盆地，根据岩性和构造特征，盆地划分为基底、过渡层和地台盖层三 个构造层( 基底为古生界火成岩和变质岩，埋深变化大：过渡层为二叠三叠系陆源碎 屑岩：沉积盖层由侏罗系、白垩系、古近系和新近系组成) 。 萨曼杰佩气旰i 目的层构造形态简单，为一个完整的、平缓的穹隆状背斜构造，构造 拱曲幅度在2 2 0 m 左右，其东北区域已进入乌兹别克境内( 如图13 ) 。背斜构造轴线在 西部为北西向，中部为东西向，北东部转变为北东向为一个不对称背斜。由于构造起 伏较低受力较弱，含气范围内未见断层。 圈1 3 萨曼杰佩气田区域构造位置图 1 2 2 勘探开发简况 该区地质勘探工作始于上世纪5 0 年代，1 9 5 6 年开始有计划地综合研究东土库曼地 长安大学硕士学位论文 区阿尔金- n 塞尔区块( 阿姆河右岸地区) 。在1 9 5 6 年至1 9 5 8 年间，对东土库曼进行 航空磁力和重力测量，绘制了l ：5 0 0 0 0 0 的磁力异常图、重力异常图和区域构造图。划分 出查尔朱一彼特尼亚克重力异常带及列别杰克重力异常带。 1 9 5 8 年至1 9 7 5 年间，对整个勘探区采用地震反射波法( m o b ) 进行勘探和构造钻 井填图，形成关于白垩纪及晚侏罗世沉积层构造( 包括盐层在内) 概念。通过地震反射 波法( m o b ) 及钻探数据，在勘探区域及相邻区域对桑迪克雷和坦格圭厄等含油气远景 构造进行普查钻探。从六十年代开始，逐渐有气田发现，19 6 0 年地震发现萨曼杰佩构造。 萨曼杰佩气田是阿姆河右岸区块唯一曾经正规开发的气田。1 9 7 0 年气田上报容积 法储量1 0 1 3 7 4 x 1 0 8 m 3 ( 下石膏层：9 4 4 x 1 0 8 m 3 ，层状灰岩：7 7 x 1 0 8 m 3 ，块状灰岩： 8 4 2 3 4 x 1 0 8 m 3 ) ，并于1 9 7 5 年、1 9 8 0 年2 次制定气田开发方案，1 9 8 6 年1 2 月底正式投 入开发，天然气输入萨曼杰佩一穆巴拉克天然气处理厂( 在乌兹别克境内) 进行脱硫。 1 0 - 1 4 m m 油嘴，生产压差2 - - 。3 m p a ，单井产量( 4 0 - - - , 5 0 ) 1 0 4 m 3 d ，高峰期开井2 8 口，年产气3 3 x 1 0 8 m 3 。油、水产量少且稳定，单井稳定的月产量水为1 2 m 3 ，油为2 3 m 3 。前苏联解体后天然气出口受阻，萨曼杰佩气田也于1 9 9 3 年4 月( 萨4 3 、萨6 6 井 零星生产到1 2 月底) 全面停产封存。1 9 8 6 1 9 9 3 年开发期间，累积采出1 6 6 2 x 1 0 8 m 3 天 然气，按照土方计算原始地质储量1 0 1 3 7 4 x 1 0 8 m 3 统计，采出程度1 6 4 ，剩余地质储 量8 4 7 5 5 1 0 8 m 3 。 第二章地层厦构造特征研究 第二章地层及构造特征研究 2 1 地层层序 萨曼杰佩气田钻井自上而下揭开了新近系、古近系、白垩系、侏罗系和三二叠系， 最深井深3 2 8 0 m ( 萨2 4 井) 。其中上侏罗统卡洛夫一牛津阶的层状灰岩( x v p ) 和块 状灰岩( x v m ) 是主要目的层硬石膏灰岩互层( x v a c ) 是次要目的层，气减平均埋 深2 4 5 0 m 。气藏属于背斜圈闭，储集层为碳酸盐岩；地层层序特征见图 地层系统 h 一h 镕l 膻 ，悱柱 岩性简述 状m #蒹统 阶 m 新： 一 新 li l i 觐颡澎 生 古 界 蚯1 i 系 b g 4 * “” ) 羰_ & g 嚣# l 自 ￥益s 磐p 8 1 。 缱 # m m _ g h m m _ 辫糕剃 _ 一 _ f _ 一 系h * * m 荟主 _ 生 _ o _ j - 统 懈 静皇= 魏g # 髯菇 #侏e黄毒犁一 鞲渊一一t “ ? - l f 统孝霖岙 ；，- h m h * # 0i 三 巾 = 鲁鼢洲豁 乏乏 _ 系嘉 嚣嚣诉 二瓢 ! 皇l * # h # 2 目 古 生 l i 筵；l ! 溷翘n t * s - 一* - 羿 圈2 - 1 阿姆河盆地地层综合柱状图( 据徐树宝”等，1 9 9 5 ，有改动) 长安大学硫士学位论文 上侏罗统由下至上可分为四个阶：卡洛 夫- 牛津阶、启英里阶、齐顿阶。卡洛夫_ 牛 津阶岩性主要为不同类型的灰岩，还有少量 白云岩和石膏：平均厚度约3 3 0 m ，与中、 下侏罗统碎屑岩层为不整合接触关系。白下 而上进一步分为致密层状灰岩( x v i ) 电 性特征为高电阻率、低声波时差和中子伽马 高值；块状灰岩( x v a 2 ) ，电性特征为电 阻率块状降低，中予伽马有所降低，声波时 差变化不明显；致密岩层( z ) 、块状灰岩 段( x v a l ) ，在萨曼杰佩气田厚度较薄； 礁下层( x v b p ) ，电性特征或由几大块致 密灰岩夹孔隙相对发育的灰岩组成，或为整 段的致密灰岩；块状灰岩( x v m ) ，电性 特征为自然伽马低、声波时差块状增高、电 阻率块状降低、中子伽马降低：层状灰岩 ( x v p ) ，电性特征为自然伽马值低、电阻 率和声波时差高低起伏大：硬石膏灰岩互层 ( x v a e ) ，电性特征为低自然伽马、低声 波时差和高电阻率其中层状扶岩( x v p ) 和块状灰岩( x v m ) 是主要目的层，硬石 膏灰岩互层( x v a c ) 是次要目的层。 萱 f 连 1 4 差 ! 薹 警 莲 蓬 f 声 1 、 圈22 萨2 3 井卡洛夫一牛津阶层段剖面特征 2 2 地层划分与对比 地层划分和对比是油气田勘探开发和评价研究的基础，深入细致的进行全区和气田 层界的分层对比，是区域性构造结构及其演化史、岩性岩相以及油气圈闭和气藏成因研 究的基础，上述研究工作可为准确地评估阿姆河右岸地区和气田勘探开发潜力，落实储 量和产能规模提供依据。 2 2 1 地屡对比的依据 第二章地层及构造特征研究 碳酸盐岩沉积层序及小层划分对比困难，缺少特征明显的测井标志层：碳酸盐岩开 展沉积及小层对比研究，没有碎屑岩中典型的岩性与电性关系。碎屑岩中，自然伽玛与 自然电位能充分反映砂泥岩的变化，并代表沉积环境(