（地质工程专业论文）大庆长垣南部浅气层分布规律及其调整井区地层压力预测研究.pdf

大庆油学院下程碗士专业学位论文 大庆长垣南部浅气层分布规律及其调整井区地层压力预测研究 摘要 大庆k 垣南部葡萄花、敖包塔油田在钻井施f ：过稃中存在着二大难题：第一、黑帝庙浅气层发 育，且埋深浅，浅气上窜速度快，极易发生井喷事故。第二、葡萄花油田注水开发_ 二十年，造成地 下压力异常，钻井施l ：中油水浸复杂情况时有发生。第三、同并受黑帝庙浅气和葡萄花层压力高的 影响，使同井质鼙难以保证。作者以葡萄花、敖包塔油田为研究对象，进行了现场地质情况的详细调 查以大最的现场实际资料为基础，通过开展精细地质研究，进行动、静态地质分析，对 区浅气 层分布规律及葡萄花油层压力预测的方法进行研究，确定了k 垣南部油田浅气层分布情况，利用适合 低渗透油田的压力传导经验公式，探索山适用丁i 长垣南部葡萄花层的压力预测方法，降低钻井了风 险，提高地质设计对钻井生产的指导作用，确保钻井生产的顺利进行。通过上述研究，取得了如f 结 论： 1 浅气层纵向发育井段人部分集中在嫩四段中下部至嫩三段上部地层，井深为3 2 0 - 5 5 0 m 。 2 浅气层平面上主要分布在局部构造高点和位于断层的下盘地层上倾部位。 3 敖包塔油田黑帝庙浅气层为岩性一构造气藏。构造因素在成藏中起到决定性的作用，断层与 构造高点相配合形成构造罔闭，有利于天然气的聚集；同时，岩性因素对气层的分布也起到一定的 作用，使浅气层的分布更加复杂。 4 确定了葡萄花油层压力预测的方法，合理确定钻升液密度。 关键词：地质l ：程；浅气层；断层；压力传导；压力预测；油气层 a b s t r a c t t h ed i s t r i b u t i o nr e g u l a t i o no fs h a l l o wb u r i e dg a si ns o u t ho fd a q i n gc h a n g y u a n a n dt h ep r e d i c t i o ns t u d i e so ff o r m a t i o np r e s s u r eo n i t sa d j u s t e dw e l ls i t e a b s t r a e t f o rm a n yy e a r s ，p t a a o h u ao i ll a y e ri nt h es o u t ho f d a q i n gp l a c a n t i c l i n ep u t a o h u a - a u n a no i lf i e l dh a s h a dt h ef o l l o w i n gp r o b l e mf r e q u e n t l yi nd r i l l i n g 。( 1 ) h e i d i m i a ow a sg r e ws h a l l o wg a sz o n e ，b u r i e dd e p t h w a ss h a l l o w ，s h a l l o w l yg a sw a sm a d ef l e e si nab i gw a ya n de x t r e m e l ye a s yt oh a st h es h a l l o wg a sz o n e a c c i d e n t ( 2 ) p u t a o h u ao i l f i e l dw a t e r i n j e c t i o nd e v e l o p m e n th a sn e a r l y2 0 y e a r s ，c r e a t e dt h es u b s u r f a c e p r e s s u r et ob eu n u s u a l ，i nw e l ld r i l l i n go i lg a sw a t e ri m m e r s e dc o m p l e xs i t u a t i o no c c u r r e ds o m e t i m e s ；( 3 ) h e i d i m i a os h a l l o w l yg a sa n dp u t a o h u al e v e lh i g h l yp r e s s u r ec a u s e dt h ew e l lc e m e n t a t i o nq u a l i t yt o g u a r a n t e ei nd i f f i c u l t y 1 1 1 i sa r t i c l ec o n b i n e dw i t ht h ea b o v eq u e s t i o n s t a k et h ep u t a o h u a 、a o b a o t ao i lf i e l d a st h er e s e a r c ho b j e c t ，c a r r i e do nt h ed e t a i l e dg e o l o g yr e s e a r c ha b o u tp u t a o h u a o i ll a y e rs h a l l o wl a y e rg a s h a si nd a q i n gp l a c a n t i c l i n e ，t a k eag r e a tq u a n t i t yo f o n s i t et e s t i n gm a t e r i a la st h ef o u n d a t i o n ，t h r o u 【g ht h e d e v e l o p m e n to ff i n eg e o l o g yr e s e a r c ht om a k et h ea n a l y s i so f d y n a m i ca n ds t a t i cg e o l o g y ，i no r d e rt om a k e ar e s e a r c ho fd i s t r i b u t i o nr u l eo ft h ew o r ka r e as h a l l o wg a sz o n ea n dt h em e t h o do ff o r e c a s t i n gp u t a o h u a r e s e r v o i rp r e s s u r e n er e s e a r c hi n d i c a t e dt h a t ( 1 ) m o s to f t h es h a l l o wg a sz o n ev e r t i c a lg r o w t hs e c t i o n w e r ec e n t r a l i z e di nt h el o w e ro fn 4t ot h eu p s i d eo fn 3f o r m a t i o n s ，t h ew e l ld e p t ha r e3 2 0 - 5 5 0 m ( 2 ) s h a l l o wg a sz o n em a i n l yd i s t r i b u t e si nt h el o c a ls t r u c t u r a lh i g hp o i n ta n dt h eu p d i pp o i n ti nt h el o w e r e d ( 3 ) t h ea o b a o t ao i lf i e l dh e i d i m i a os h a l l o wg a sz o n ei st h ei o t h o l o g i c a l s t r u c t u r eg a sp o o lt h es t r u c t u r a l f a c t o rp l a y st h ed e c i s i v er o l ei no i la c c u m u l a t i o n ，t h ef a u l tc o o p e r a t e sw i t ht h es t r u c t u r a lh i g hs p o tf o r m t h es t r u c t u r a lt r a pi sa d v a n t a g e dt on a t u r a lg a sg a t h e r i n g ；a tt h es a m et i m e ，t h ei o t h o l o g i c a lf a c t o rt a k ea c e r t a i nf u n c t i o ni ng a sz o n ed i s t r i b u t i o n m a k e st h ed i s t r i b u t i o ni ns h a l l o wg a sz o n et ob em o r ed i f f i c u l t i nd e t e r m i n i n gt h ed i s t r i b u t i o no fp u t a o h u ao i ll a y e rs h a l l o wg a sz o n ei ns o u t h e r no i l f i e l d si n p l a c a n t i c l i n e ，b a s e do nt h er a t i o n a lu s eo fd r i l l i n gf l u i dd e n s i t yp r o g r a m u s i n gb yl o w p e r m e a b i l i t y r e s e r v o i rp r e s s u r ec o n d u c t i o ne m p i r i c a lf o r m u l a ，h a sb e e nd e v e l o p e dp r e s s u r ep r e d i c t i o nm e t h o d so f p u t a o h u al a y e ri nt h es o u t h e r np l a c a n t i c l i n et or e d u c ed r i l l i n gr i s k s i r e p r o v et h ei n s t r u c t i o nf u n a t i o ni n g e o l o g i c a ld e s i g nt ot h ew e l ld r i l l i n gp r o d u c t i o n ，i ne n s u r i n gt h a tt h ew e l ld r i l l i n gp r o d u c t i o ns m o o t h l yt o c a r r yo n k e yw o r d s ：g e o l o g i ce n g i n e e r i n g ； s h a l l o wg a sz o n e ；f a u l t ；p r e s s u r ec o n d u c t i o n ；p r e s s u r e f o r e c a s t ；o i la n dg a sz o n e i i 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果据我所 知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果对 本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意 作者签名：盘；墨盘日期：丝! z ：呈：圭! 学位论文使用授权声明 本人完全了解大庆石油学院有关保留，使用学位论文的规定。学校有权保留学位 论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版；有权将学位论文用 于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅；有权将学位论文的内容 编入有关数据库进行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文 蝴骺适篡麓鼢磊婊名：蜀蛎学位论文作者签名：磊泷酶导师签名：多i 坳 日期：二o 7 f 2 口日期：。 矿最f 大庆石油学院t 程硕0 专业学位论文 1 研究的目的及意义 引言 葡萄花油田构造上处于松辽笳地中央凹陷大庆长垣二级构造带南部三级构造一葡 萄花构造向南延伸部分，南部的敖包塔油田构造上位于松辽贫地北部中央凹陷区大庆长 垣、古龙凹陷和三肇凹陷三个二级构造带的接合部位。研究的目的层是下白垩统姚家 组一段葡萄花油层与嫩江组黑帝庙油层，自葡萄花油田和敖包塔油田1 9 8 4 年和1 9 9 5 年 相继投入开发以来，开展了很多地质研究，但一直未进行黑帝庙油气层浅气层分布规律 的研究，目前因多年注水开发，造成地下压力异常，增加了钻井开发的难度，开发以来， 已有多井次发生油气水浸、井涌、井喷等复杂情况，造成了巨大的损失，迫切需要新的 理论指导钻井生产。 “井喷失控是钻井工程中性质严重、损失巨大的灾难性事故”，这一结论是石油钻 井工作者和因井喷事故而伤亡的群众几十年来用鲜血、生命和国家财产损失换柬的，井 喷失控事故的严重性超出了其他任何钻井事故。针对大庆长垣南部葡萄花、敖包塔油用 研究现状和钻井施工中存在的问题，作者在导师的指导下，以葡萄花、敖包塔油f 只的区 域成减背景为依托，以“大庆长垣南部浅气层分布规律及其调整井区地层压力预测研究” 为硕士论文选题，选题时依掘整体、系统、动静念相结合的原则运用石油地质学、渗流 力学、沉积岩石学及相关学科的新理论、新技术和新方法进行综合研究。在以上研究基 础上，总结出大庆长垣南部葡萄花、敖包塔油阳黑帝庙浅气层分布规律，探索出适用于 长垣南部葡萄花油层的压力预测方法。 作者通过对工区的研究，解决了浅气层的分布和葡萄花油层的压力预测工作，为在 该区钻井技术措施的制定，提供了理论依据，确保了在研究工区钻井施工的安全进行， 对于油田开发的顺利进行无疑具有十分重要的指导意义。 2 国内外研究现状 发现油气藏是油气勘探的最终目标，而油气藏又是石油地质学研究的核心。油气藏 形成过程包括油气的生成、运移、聚集以及保存多个环节”1 ，研究油气藏形成过程、 总结油气藏在时空的分靠规律，不但可以直接指导油气田勘探开发的实践活动，同时又 是石油地质理论的核心问题。这些理论是伴随着石油和天然气的勘探和开发而提出并不 断完善的。大庆长垣南部葡萄花、敖包塔油田浅气层发育，油闸多年注水使油水分布更 加复杂，浅气层和油田注水后油层的高压力给油田开发生产带来的复杂问题需待解决， 对它的油气分布规律和压力预测进行研究具有重要的理论和实际意义。 第1 章t 区地质环境条件 油气成藏理论一直是石油地质学家们孜孜探索的基础理论问题，也是油气勘探家们 极为关注的问题。因此，国内外许多学者致力于油气成藏机制的研究，取得了大量研究 成果。自石油工业产生以来，油气成藏机理研究得到了迅速发展，早在1 9 世纪建立了 油气藏形成的“背斜理论”，2 0 世纪以来，相继产生了“非背斜构造理论”、“异常压力 圈闭理论”、“天然气运移聚动平衡理论”等”，这些理论有效地指导和推动了油气地 质勘探。我国石油地质工作者结合我国特定的大地构造环境，形成和发展了独具特色的 陆相成油理论体系。这些理论有效地指导了我国和世界的油气勘探，丰富和完善了石油 地质理论。但是，浅气层自身特点决定了对其钻探的难度，随着油阳注水开发，地层压 力的预测更是国内外的技术难题，这些问题能否很好地解决，成为制约我国和世界油气 开发的“瓶颈”。目前国内外关于浅气层和地层压力预测的研究主要是采用地质、物探、 测井、钻井、测试、分析化验等方面资料“2 “，在研究上综合应用构造地质学、沉积学、 储层地质学、层序地层学、应用渗流力学、应用地球化学、应用地球物理学、石油地质 学等多学科中先进的理论，采用多学科交叉、多种方法相结合，综合运用计算机处理识 别分辨技术等手段，对油气成藏条件进行综合定量模拟，对瓮地进行区带和圈闭评价精 细地质研究。 在国内、国外不乏由于钻遇浅气层后采取措施不当而殃成巨祸的事例。美国俄亥俄 州东北宾西伐尼亚洲西北、纽约州西部浅泥彷页岩中存在浅气层，也曾因处置不当发生 井喷及污染生活水源等“。因此，正确预测浅气层分白规律是非常必要的。近几年来 国外对浅气层预测都做了大量的工作，取得了宝贵的经验，可以利用高分辨率地震数据 对浅气层进行预测，目前，具备了对9 0 0 米以内的浅沉积层迸行预测的技术和新的地球 物理设备。高分辨的电火花地震勘探和亮点分析技术可以有效的预测浅气层；电力机动 浅剖面仪能分辨出1 2 0 米以内有关活动的非活动的储气层的资料；水柱气泡检测仪可以 发现气体渗漏，气体渗漏是浅层含气的直接显示；无泡电火花测量仪可以进行沉积速度 分析，并能对3 0 0 米以内的活动与非活动的气体储层进行分辨。 辽河油田采用测井与地震结合解释技术识别浅气层o ”3 ，获得了明显效果，该技术 是：利用浅层对比测井曲线划分岩性，确定渗透砂岩层与非渗透泥岩层，并根据已知 气层电阻率建立测并对比解释浅气层标准，必要时补测中子孔隙度测井曲线，作为验证 浅气层的手段。利用地震特殊处理和波阻抗资料进行砂体预测，结合测井复查出来的 老井浅气层，用地震波阻抗资料圈定浅气藏范围。在测井复查单井浅气层的基础上， 利用地震资料研究浅气臧的构造、储层、盖层及汽水分布关系，找出天然气分布的有利 地带。 大庆油用采用从宏观和微观两方面入手来确定浅气层。从宏观上，考虑两个因素 即气显示的分布和构造特征。气显示的分布是通过井喷井、气侵井、冒气井的分布可以 看出浅气层在全油田的分布状况，再考虑构造特征，就是组合断层之后看构造高点的位 置是否具备气存在的条件。从微观上，考虑两个因素即岩性特征、测井资料，其中参 考气显示资料( 包括井喷气显示和试气气显示) 。岩性特征是从井喷喷出物的岩性和取 2 人庆也油学院t 程顾卜专业学位论文 心井的岩心含气产状特征判断含气层位；根据测井曲线解释反映含气层位，结合试气井 的气显示程度、井喷井气显示程度和位置、测井曲线的幅度值综合判断含气层位的含气 程度。 国内外大石油公司对地层压力预测极为重视。国际上所有的石油公司在预测地层压 力项目上都投入一定的资会和人员力量。如s h e l l ，e x x o n - m o b i l ， b p ， c h e v r o n t e x a c o 等 2 “。一些专业钻井公司及技术服务公司也常拥有自己的专门压力预 测机构。自从六十年代后期地层压力预测被提出以后，已经发展出许多预测方法，但其 中应用最广泛的方法是e a t o n ( 伊顿) 法” 3 “，其它方法多有区域上的局限性。如法 国e l fa q u i t a i n e 公司所发表的压力预测手册即采用e a t o n 法。美国德州农工大学 ( t e x a sa & mu n i v e r s i t y ) 的压力预测课程只教授伊顿法“”3 ”。伊顿法在理论上符合物 理意义，在应用上切实可行。多年的经验证实，伊顿法适用于所有沉积地层，它已在世 界范围内得到广泛的应用。华北石油管理局钻井工艺研究院经优选国内外流行的探井地 层压力计算方法所建立的一套软件系统，经过两年来的不断补充和完善，目前已经在华 北油田的钻井设计中得到广泛使用o ”，可以替代国外流行的地层压力预测检测软件。 尽管在浅气层和地层压力预测研究方面己取得了重大进展，但由于浅气层发育的特 点和地下压力分布问题十分复杂，因而研究难度很大。许多地区的浅气层分布规律和压 力预测方法的重大理论问题尚未完全定论。从这个意义上说，作者所研究的问题仍是石 油地质研究中薄弱的环节。纵观国内外浅气层的分布和油层的压力预测研究，大都停留 于积累资料、定性推理解释状念，虽然近两年来有了非常重要的成果，但是将浅气层的 分布和油层的压力预测联系起来的综合研究方法，以及应用动静念资料及时验证，必将 在油田丌发和钻井生产方面取得创新的成果。 。 3 主要研究内容及思路 作者在论文编写期间，先后六次到大庆第七采油厂、大庆图书馆和大庆石油学院进 行资料查询，多次到研究工区进行现场详细调查，在室内进行了原始数据的统计分析、 重要图件的编制等工作，最后到现场试验验证。 本论文的主要研究内容： 工区地质环境研究：主要包括工区区域地质背景、地形地貌、地层岩性、地质构 造及水文地质条件等方面。 浅气层分布规律研究：主要包括浅气层纵向发育井段的确定，浅气层平面分布范 围的确定，浅气层井喷的特点和钻井施工中预防井喷的措施。 调整井压力预测研究：主要包括葡萄花油层注水开发的特点，油田注水开发后地 层压力纵向上变化规律和平面分布特征。 根据测压资料及测井资料，对压力预测结果进行修正。 确定待钻井的合理钻井液密度。 引言 研究思路： 充分借鉴前人研究成果，在全面收集研究区地球物理、钻井、试油资料基础上，以 油气地质理论为指导，运用油气地质、构造地质、地球物理、沉积学等多学科的新理论， 以钻井、测井、试油等资料细致研究为核，i l , 进行研究。研究路线如下( 图0 一1 ) 。 4 图0 - 1 研究路线图 大庆石油学院r 程硕士专业学位论文 1 1 区域地质背景 1 1 1 工区地理位置 第1 章工区地质环境条件 葡萄花油田位于大庆市与肇源县交界处，地处松辽平原北部，黑龙江省西部，东经 1 2 4 0 2 9 - 1 2 4 0 4 6 ，：北纬4 5 0 4 7 4 5 0 5 5 ，之间，已开发面积2 9 8 6 8 k i n ，西起哈布它海，东 到永乐油田。敖包塔油田位于黑龙江省肇源县境内，位于大庆长垣的最南部，东经 1 2 4 0 4 4 ，一1 2 4 0 3 7 ，；北纬4 5 0 4 7 4 5 0 4 0 ，范围内，东与永乐油田相连，西至新肇油田，北接葡 萄花油田，南撇带，已开发面积1 9 3 0k m 2 ( 图1 - 1 ) 。 1 1 2 工区地形地貌 圈卜1 工区地理位置圈 葡萄花油田属于平原咄形，地面海拔多在1 2 6 5 1 4 2 6 m 之间，无大型建筑物，工区内以耕地为主， 大庆肇源公路横穿该工区，井捧公路纵横相连，交通十分便利。敖包塔油田区内地势较平坦，地 面海拔多在1 3 1 1 4 7 m 之间。区内有村屯、农田、鱼池、乡间土路和少量防护林，有油田专用公路， 北与采油七厂相连，交通、电讯及原油集输条件便乖j 。 第1 章工区地质环境条件 1 2 工区地层岩性 松辽盆地构造演化经历了早期断陷、中期坳陷、晚期萎缩三个时期，中期坳陷期是 盆地发育的全盛时期“”1 ，在早白垩纪沉积了泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组地层， 垂向上呈两个完整的复合旋回( 泉头组一青山口组、姚家组一嫩江组) ，姚家组与青山组 之问为平行不整合界面。青一段沉积时期经历了大规模的湖浸，发育了巨厚的暗色泥岩， 是全盆地良好的生油岩和区域性盖层，是葡萄花油层的良好油源岩，白垩系是盆地的主 要含油层系，地表均为第四系未固结的松散粘土所覆盖“”删。松辽盆地自下而上为前古 生界、下古生界、上古生界、侏罗系、白垩系、第三系、第四系，工区地层岩性见下表 ( 表卜1 、表卜2 ) 。 6 表1 - 1 敖包塔地层简表 地层厚度 系统组段岩性简述 代q( m ) 第 未成岩，地表黑灰色膳碓土，其下黄色枯土、粉砂，底部为白 阴o7 0 也砂砾层。 系 第 奈糜 一 组 r t 9 0顶为白色砂砾岩，j l 下为杂也砂砾岩央薄层灰色泥岩。 系 l 则二段k 2 m r 1 0 5 、 紫红狄绿泥岩、粉砂岩j 过渡岩忖呈小等厚且层。 卜2 8 2 水 组一段k 椰t1 3 3执绿泥岩、扶也泥赝粉砂岩呈曲个正旋l 口l 。 统 州方台组k 。s2 6 0紫红驮绿也泥岩、狄也粉砂岩1 j 过渡右忤呈4 ；等厚且层。 五段 k n s1 9 0 紫红、荻绿色泥岩、粉砂岩及】过渡岩。 嫩p q 段 k i n 2 8 0灰绿色泥岩、粉砂岩j 过渡岩悍呈小等厚且层。 江 三段 k t l l ，9 0 黑驭也泥岩j 棕狄、灰色含水油浸粉砂岩、细砂岩构成三个反 自 施i a ! 。 组二段k l n 22 2 0顶部一层灰色泥质粉砂岩，底为黑褐色油贝岩。 一段k m 1 1 0 黑也泥质央含介形虫粉砂质泥岩，下部黑褐色油贞岩。 垩 k y 11 0 0 人段深灰、灰绿、黑灰色泥岩央粉砂质泥岩。 下 姚 家组 顶为黑色泥岩、粉砂岩，儿下深灰、绿灰色泥岩l j 具含油显示 一段k y i7 0 统 的栋也粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩且层。 系 青山 k l 啦1 3 8 4 庆黑、深扶色泥岩央薄层黑色介形虫层。 u 组大段荻黑色泥岩夹薄层黑色介形虫层，底部夹三纽揭黑色劣质 一段k a 6 9 油贝岩。 泉四段k l q 1 0 0 绿灰色泥岩、粉砂质泥岩与灰色泥质粉砂岩、粉砂岩互层，可 见褐黑色含油粉砂岩。 头 组 2 1 4绿荻色泥岩、粉砂蜃泥岩扶色泥质粉砂岩、粉砂岩互层，可 三段k l m v 见褐黑色含油粉砂岩。 大庆石油学院t 程硕仁专业学位论文 表1 - 2 葡萄花油田地层简表 地层厚度 系统组段岩件简述 代呼( m ) 第 l ，qq2 6 4 6 地表灰黑色腐殖寸= 以下为灰黄色粉砂质泥岩，下部为 系 灰色流砂层及杂色砂砾层。 第 = 泰康 组 r i6 0 - 1 1 0 岩忭为疏松的砂砾层，t 部为灰绿色砂质泥岩。 系 明 _ 二段k 曲z缺失 上 水 纽段k 2 m i缺失 统 顶部为狄色泥岩，儿下为紫红色泥岩，粉砂质泥岩与灰色 明方台组 k z s0 6 5 泥质粉砂岩呈小等厚且层。 紫红、绿灰色泥岩j 绿扶色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩呈 五段k i n 53 0 2 4 3 小等厚且层。 狄绿、狄也泥岩、粉砂质泥岩与绿灰、狄也泥赝粉妙岩、 四段k i n 1 5 9 3 3 4 粉砂岩呈不等厚旦层，下部夹棕褐色油斑粉砂岩，棕灰、 嫩 狄株也存油粉砂岩。 江 三段k l m8 4 1 2 4 深从、黑灰色泥岩粉砂质泥岩与灰色泥质粉砂岩、粉 白 砂右纽成二个叫址的反旋吲。 组 顶部为一层狄也粉砂岩，以下为深灰，灰色粉砂赝泥岩 二段k l n 22 0 4 - 2 5 9且层，中下部为人段狄黑、黑色泥岩段，底部为黑褐色 劣赝油贝右。 段k l n i1 0 l1 1 0 黑灰也泥岩龠介形虫泥岩呈不等厚且层，下部夹黑褐色 平 劣质油贝岩发黑色介形虫层。 下 黑狄、狄绿灰色泥岩，粉砂质泥岩，深狄色介形虫层呈 k y 11 0 卜1 1 8 姚 小等厚且层。 统 家组 f 部为黑色泥岩，粉砂赝泥岩且层：中下部为绿灰也泥 系 段k i y l5 7 - 7 2岩、粉砂质泥岩，狄也粉砂质泥艺、泥质粉砂岩，棕灰 色含油粉妙宅呈小等厅且层。 中j 部儿人段黑色皑7 j 史菏崖深灰色粉砂质泥岩，下部 青山 k i q 13 4 4 4 5 0 以掣乜泥岩为土央婴也介彤虫层。 u 组 狄里也泥岩、含介形虫泥岩驭黑色介形虫层发黑褐色油 一段k q “ 6 7 8 2 贝岩。 绿扶、灰绿、紫红也泥岩、粉砂赝泥岩j 绿灰色泥质粉 泉 段 kj q 6 9 1 0 5 砂岩、肯钙泥赝粉砂岩、粉砂左、含钙砂岩呈小等厚且 头层，中部央棕灰、棕褐色含油粉砂岩。 组 8 5 1 0 5 紫红、扶绿暗紫色泥岩、粉砂质泥岩与灰、紫灰色泥质 三段 k i q l v粉砂岩、粉砂右，棕褐色禽油粉砂岩。 1 。3 工区储层地质构造 葡萄花油田黑帝庙油层： 从黑帝庙油层顶面构造图上来看，其构造形态与葡萄花油层大体相似，主要有 四个构造圈闭，分别位于葡2 2 0 井区( 葡萄花油田南部十一断块) 、葡3 1 3 葡2 2 5 井 区( 葡萄花油田南部六断块南部) 、葡1 8 5 井区( 葡萄花油田北部六、七断块) 及葡2 0 4 井区( 葡萄花油田南部六断块北及七断块局部) 。 葡萄花油田葡萄花油层： 第1 章1 = 区地质环境条件 葡萄花油田处于松辽瓮地中央坳陷大庆长垣二级构造带南部三级构造葡萄花构 造向南延伸部分，以葡1 2 1 号断层为界与敖包塔油田分开，西i 临齐家古龙凹陷南部，东 接三肇凹陷永乐油田。构造轴向3 4 5 0 ，构造高点海拔一7 7 8 m ，闭合高差2 4 3 m ，葡一组油层 顶面主要断层6 5 条，均为正断层，断层倾角4 5 0 5 0 。，断距2 0 m 7 9 5 m ，延伸长度 3 k m 1 3 k m ，主要断层同方向平行延伸，形成断层带，将构造切割成1 2 个独立的断块， 其中含油断块1 1 个。 敖包塔油e 开从葡萄花油层顶面构造图上看，最深海拔深度在一1 6 6 0 m ，最浅处 - 9 0 0 m ，整体表现为中间背斜隆起，其中工区北部的葡萄花构造向南延伸入本区，并逐 渐向南倾没为敖南鼻状构造，工区西部进入古龙凹陷，在研究区的东部发育有头台鼻状 构造的西翼，为本区的最高部位。东南部的头台鼻状构造和中部的敖南鼻状构造问为永 乐向斜南部鞍部。敖南鼻状构造是本区的主要构造。近南北向的大断层把主体构造切割 成大小不同、高低不等的多个断块。大致可划分为三个条带：敖9 、敖1 0 、茂3 井以西 为西部斜坡带：葡3 7 、葡4 0 、敖1 5 5 井区为中| 日j 隆起带，形成敖南鼻状构造，为研究 区构造的主体部位，该构造持续向南发展，经茂7 l 、敖l i 和南部的敖4 并形成以一1 1 6 0 构造线圈定的贯穿南北的隆起带；茂7 、葡3 6 井以东地区表现为平缓斜坡区。 敖南鼻状构造是本区发育的主要三缴构造，骇构造是一长期发育的继承性构造，具 有由深至浅构造幅度变缓的特点，嫩江组沉积未期基本定形，明水组沉积以后进一步发 展成现今构造形态，由北向南逐渐倾没。在本区咳构造为其向南的倾没端，特征较为明 显，呈北东向展布，是本区主要的控油构造，对油气有很好的诱导作用，其上的大部分 井在黑帝庙、葡萄花、扶杨油层获得了不同程度的油气显示。 本区大断层基本为南北向展布，局部发育一些近北东一南西向和北西一南东向的小 断层。 从t 错、t 。t 。、t ：层的构造图及断层叠合图上可看出，本区断层十分发育，其延展 方向主要以南北向及北北西向为主，问或有北北东向断层发育，但数量较少，平面上条 带性较为明显。从发育史及地震剖面上分析，断层大多数为继承性发育的断层，主要断 穿t ，至t 。一：反射层，为中部含油组合油气提供了运移及遮挡条件。综合各方面的解释结 果，分析本区t 。断层有如下基本特点： 断层皆为正断层。 断层平面展布方向大体上可分为北北西向、近南北向、北北东向断层，其中，近 南北向和北北西向断层最发育，数量最多。 在数量上t 。层断层明显多于t 。t 层，说明在泉头组沉积末期本区经历了比较 大的构造运动。 断层大多发育于t 、t 。、r 层，延伸至浅层的较少。这对于嫩一、二段生成油气 的运移不利，但为青山口组生成油气的运移提供了良好的条件。 多数较大的断层深层断距明显大于浅层，等厚图上断层两盘厚度差异较大，说明 此种性质的断层属同沉积断层。 8 人庆自油学院t 程硕1 ：专业学位论文 断层发育程度控制了局部圈闭的范围，工区西南部、东部断层最发育，也是局部 圈闭的最发育区。局部圈闭的位置绝大多数处于封堵断层的上升盘。 纵向上断层多表现为“y ”型、“x ”型、“人”字型和“入”字型、“椅”式等形 式，在断裂条带内部多表现为阶梯状、地堑、地垒等形式。 结合以往的勘探成果，本区白垩纪以前没有断层活动，为单斜形态。白垩纪初期 形成了少量断层。泉头组沉积时期和姚家组沉积时期是本区断层主要发育时期，嫩江组 末期只有少量断层活动和产生，油气运移时期断层发育较少。 t 。层断距最大为6 0 m ，一般断距为4 0 m ，延伸长度l o k m 左右。研究区南部是2 0 0 3 年底新采集的三维地震资料，信噪比和分辨率方面较以前的二维地震资料有较大提高， 断点收敛准确，断面清晰，使构造解释的精度很高。与原来二维地震资料相比，在大的 断裂系统组合及走向方面差别不大，只是在局部中小断层的组合及走向上有些差别，有 些断层在三维资料上有继续延伸的，也有些原来分开的两条断层现在经重新解释后变成 了一条断层，同时三维可视化技术的应用和解释软件的升级使断层解释尤其是小断层解 释的可靠性增加。从全区来看，断层组合的差别势必造成圈闭的数量、面积等发生变化， 如茂4 0 2 、茂4 0 5 井附近，由于断层数量及组合的差异，在2 0 0 4 年三维资料的解释中， 发现了两个面积在2 o 一4 0k m 2 的圈闭。 1 4 工区储集层岩性与物性 1 4 1 工区储集层岩性 葡萄花油田葡萄花油层储层岩性为细粉砂岩。粒度中值0 1 0 b m m ，分选系数3 0 ， 泥质含量1 3 4 ，为泥质胶结，粘土矿物以高岭石为主，其次为伊利石。有效孔隙度 2 1 - 2 2 4 3 ，有效渗透率4 6 1 0 。帅2 。 黑帝庙油层根据取心资料分析，储层岩性为含泥细砂质粉砂岩粉砂质细砂岩，平 均粒径0 0 8 2 m m ，标准偏差1 7 1 l ，分选较差。储层碎屑成分以岩浆岩岩屑为主，其次为 长石和石英，填隙物主要是泥质，占9 7 6 。胶结类型为薄膜孔隙式。黑帝庙油层 埋藏浅，成岩作用差，砂岩胶结疏松，孔、渗条件较好。根掘取心井分析及测井解释结 果，有效孔隙度2 5 2 4 0 1 ，平均为3 3 5 。渗透率8 6 2 1 0 。啪2 7 7 6 9 1 0 。岫2 ， 平均达2 7 4 0 1 0 “m 2 。根据葡浅1 9 井密闭取心结果分析，含油饱和度为4 7 8 7 6 7 ，平均6 2 6 。 敖包塔油田葡萄花油层砂岩碎屑组分中石英含量一般在2 2 3 1 ，平均2 5 9 ： 钾长石含量一般在2 l 3 4 ，平均2 8 4 ：斜长石含量一般在2 7 ，平均4 4 ；岩屑含量一般在2 l 4 1 ，平均2 9 8 ：泥质含量一般在2 7 ，平均5 9 ；多数为含泥长石岩屑粉砂细砂岩，粒度中值在0 0 5 m m o 2 5 m m ，以泥质杂几基为主， 胶结物以方解石为主，分选程度一般为好至中等，长石风化程度一般为中等，胶结方式 9 第1 章t 区地质环境条件 主要以孔隙一再生或再生孔隙、再生一薄膜等。孔隙类型以原生粒间孔为主，其次为 粒问扩大孔。 根据x 一衍射资料表明，葡萄花油层储层粘土矿物以伊利石为主，一般在3 7 9 3 ， 平均6 4 5 ；其次为绿泥石，一般在3 5 1 ，平均2 5 1 ；略含伊蒙混层及高岭 石。从岩石扫描电镜分析来看，葡萄花油层孔隙较发育，连通性较好，颗粒孑l 隙中共生 绿泥石与次生石英，表面共生绿泥石与伊利石。 从压汞资料分析的孔隙结构特征看，葡萄花油层最大孔隙半径一般在1 7 4 5 岫 1 0 5 3 4 j m 之间：平均孔隙半径一般在0 4 2 8 p 2 2 2 6a j c n 之间：半径均值一般在 0 5 7 2 p m 3 4 7 6 1 j m 之间：分选系数一般在3 3 2 6 p m 4 3 0 8 p r o 之间：孔隙半径在2 5 m 4 o p m 之间的孔隙对渗透率的贡献最大 1 4 2 研究区储集层物性 葡萄花油田：葡萄花油层地面原油密度0 8 4 9 7g c m ，粘度1 2 2 9 m p a s ，凝固点 2 9 o 。c ，含蜡2 1 3 6 。地下原油密度0 7 7 8g c m ，粘度5 1 m p a s ，饱和压力7 1m p a ， 原油体积系数1 1 5 4 ，溶解系数6 1 4m m b l p a ，原油油气比4 5 4m t 。本区原油具有 低密度低粘度低饱和压力，低含胶，溶解系数大的特点。 根掘葡浅1 2 井原油分析资料，黑帝庙油层地面原油密度0 9 1 6 8g c m ，5 0 。c 时 粘度2 4 7 m p a s ，凝固点1 6 。c ，含蜡1 3 1 5 ，胶质含量2 4 6 5 ，沥青质含量1 6 5 。外推地面原油粘度1 4 6 0 m p a s ，推算到油层温度1 4 。c 时，脱气原油粘度 2 8 0 0 m p a s 。 敖包塔油嗣葡萄花油层地面原油密度0 8 4 9 4g a m 3 ，粘度1 4 1 0 m p a s ，地下粘 度5 8 m p a s ，原油油气比4 0 一t 。葡萄花油层有效孔隙度一般分御在2 0 3 2 4 0 之间，平均为2 3 0 ；空气渗透率一般分布在1 3 5 6 9 1 0 3 1 0 一u 一之间，平均为3 6 1 0 。3 um 2 ( 表1 3 ) 。 表1 - 3 工区葡萄花油层孔隙度，渗透率统计表 地区礼隙度( )渗透率( 1 03 晰5 ) 葡萄化南部2 1 2 2 4 3 4 6 葡萄花北部2 1 3 2 4 41 0 3 敖包塔2 3 0 3 6 1 5 工区储集层沉积特征 1 5 1 葡萄花油田储集层沉积特征 l o 葡萄花油田主要开发目的层为下白垩统姚家组一段葡一组油层，油层上下均分布稳 大庆石油学院工程硕士专业学位论文 定的大段黑色泥岩。地层厚度4 5 m 5 5 m 。葡一组油层分为三个砂岩组，1 1 个小层，细 分2 1 个沉积单元。通过对葡南油田1 1 5 0 口井钻遇砂层情况统计，单井平均钻遇砂岩厚 度5 1 m 、有效厚度3 0 i 单井平均钻遇砂层6 层、有效厚度层4 层，各沉积单元砂岩及 有效厚度层平均钻遇率为2 7 3 和1 6 8 ，其中p 1 1 。、p 1 2 ：、p 1 3 ：、p 1 5 ：层砂岩较发育 ( 图卜2 ) ，砂岩及有效厚度层的钻遇率分别为4 l 和2 5 以上，平均单井钻遇p 1 1 z 、 图1 2 葡北二断块葡8 5 - 8 9 井区p 1 1 - 5 砂岩组砂体展布图 p 1 2 ：、p 1 3 ：、p 1 5 ：层砂岩厚度1 5 m 有效厚度0 9 m 油层沉积类型属于三角洲前缘相 沉积 黑帝庙油层在葡萄花地区属于三角洲外前缘亚相沉积，除局部发育水下分流河道砂 外，主要为大面积分布的前缘席状砂嫩三段地层由三个稳定的反旋回沉积组合组成，嫩 四段地层由六个稳定的反旋回沉积组合组成。嫩三段下部稳定发育较厚黑色泥岩，嫩 四段底部发育8 m l o m 的灰黑、黑色水平层理泥岩，剖面上颜色自下而上逐渐由灰黑演 变以灰绿为主，构成两个大的反旋回组合。两大段泥岩在区域上分布稳定，为黑帝庙油 层地层对比的标志层。地层厚度2 3 3 m 2 7 0 m ，平均2 5 2 m 。砂岩厚度变化大，为4 4 5 m 1 1 4 o m ，平均砂岩厚度8 2 m 。对葡3 l 区块内3 8 口探井进行有效厚度划分，其中1 2 口 井具有有效厚度，单砂层厚度3 0 m 1 1 8 m 。 1 5 2 敖包塔油田储集层沉积特征 葡萄花油层属于下白垩统姚家组一段地层，厚度一般在1 7 m 5 1 m ，平均2 7 4 m ，呈 西北厚东南薄的展布特征。岩性主要为一套灰色粉砂岩夹灰、灰绿色泥岩及过渡岩性， 电阻率曲线呈尖峰壮或锯齿状。其上萨葡夹层为l o m 2 0 m 左右的灰黑色泥岩，它控制 了葡萄花油层顶界，是葡萄花油层良好的盖层，电阻率曲线为低平齿状，与葡萄花油层 有明显的区别。葡萄花油层下伏的青山口组顶部为一套稳定分布的暗色泥岩，电阻率曲 线平直。 苎! 童三垦垫堕堡丝墨堡 一 据敖包塔油田完钻井资料来看，砂体分布基本稳定，呈明显盼前缘席状砂特征，而葡i m 、 葡i 。层处于三角洲外前缘的末端，其岩性开始向湖相泥岩过渡，油层极不发育，砂体呈零星分 布。 敖包塔油田储层沉积时比葡北和葡南更远离物源区，因此油层厚度更薄( 图卜3 ) 。 图1 _ 3 葡北、葡南、敖包塔油田葡组厚度对比圈 统计完钻1 5 3 口井资料共钻遇砂岩、有效厚度分别为7 5 4 2 m 和4 4 8 丽，平均单井钻遇 砂岩、有效厚度分别为4 9 l l l 和2 。本油田钻遇0 5 i i l 及以下的砂岩层数占总层数的5 3 6 而在葡北和葡南依次为4 2 瓯和4 3 6 9 6 ；2 0 m 及以上的层在葡北和葡南分别钻遇了1 3 0 9 6 和 9 傩，而敖包塔油田仅钻遇了3 蹦，上述资料说明该油田所钻遇的储层绝大部分是2 咖以下 的薄层( 图1 4 ) 。 图1 _ 4 敖包塔油田厚度分级饼图 本油田油层厚度主要集中在葡i ，。层，平均单井钻遇砂岩、有效厚度分别为3 3 l i l 和1 ， 分别占全井总砂岩厚度及有效厚度的6 6 瞩和6 5 7 ，是敖包塔油田开发的主力油层( 图1 - 5 ) 。 大庆石油学院工程硕十专业学位论文 图1 - 5 藏包塔油田各小层钻遇砂岩一有效厚度对比图 区域沉积特征研究结果表明，葡萄花油层沉积时期，主要受北部三角洲沉积体系 的控制，萨尔图一杏树岗的河流在三肇地区分成五个分支，呈放射状分布，形成广大的 分流平原区。在区域沉积特征研究基础上，结合岩心观察描述，建立了沉积微相典型模 式及沉积相分布图，该区沉积主要受北部物源控制，在大庆长垣地区发育了大型的三角 洲沉积，敖包塔位于其三角洲体系上，由北至南从三角洲内前缘相过渡到三角渊外前缘 相，南部有大蕊积分布的滨湖沉积，部分滨湖泥坪出现在最南端。 1 6 油水分布及油藏类型 1 6 1 葡萄花油田油水分布及油藏类型 葡萄花油层油水分布主要受构造控制，但断层使油水分布复杂化，没有统一的油水 界面及压力系统。全油田油水界面是三断块( 葡1 9 4 井) 向东西两侧呈阶梯式下降，形 成轴部高，两翼低的油水界面。不同断块油水界面不同，南北相邻的高断块含水区与低 断块纯油区接触，而且同一断块油水界面南低北高。平面上由内向外基本上是纯油区、 油水过渡带、纯水区。纵向上油水分布以重力分异为主，从上到下依次为油层油水同 层水层。局部区域油水分布受岩性影响，在葡南油田一断