（油气田开发工程专业论文）相控模式下河流相储层地质建模.pdf

abs tract i n t h e o i l f i e l d e x p l o r a t i o n , a p p r a i s a l a n d d e v e l o p m e n t p h a s e s , t h e a i m o f r e s e rv o i r s t u d y i s t o b u i l d a q u a n t i f i c a t i o n a l 3 - d r e s e rv o i r m o d e l . t h is i s t h e f u rt h e r n e e d o f o i l - g a s e x p lo r a t i o n a n d d e v e l o p m e n t , a s w e l l a s t h e f u r t h e r p ro g r e s s o f r e s e rv o i r s t u d i e s . t h e fl u v i al d e p o s it e d s a n d b o d y h a s a g re a t v a r i e ty i n t h e l a t e r a l a n d v e rt i c a l d i r e c t i o n . t h e r e s e rv o i r i s c h a r a c t e r iz e d b y h ig h h e t e r o g e n e i ty , w h i c h m a k e s i t v e ry d i f fi c u l t t o b e d e v e l o p e d . r e c o g n i z in g t h e h e t e r o g e n e i ty o r t h e p e t ro p h y s i c al p a r a m e t e r s d i s t r i b u t i o n o f t h e r e s e rv o i r i s t h e k e y t o m a k e r a t i o n al d e v e l o p m e n t p o l i c e s a n d d e v e l o p t h e f i e ld e ff i c i e n t ly . e s p e c i al l y , i n t h e b o h a i o ff s h o re a re a , a l m o s t 8 0 % o f t h e p r o v e d re s e rv e i n n e o g e n e o c c u r s i n fl u v i al d e p o s i t e d s a n d s . a c c o r d i n g l y , i n o r d e r t o i n c r e a s e i t s h y d r o c a r b o n o u t p u t , m a k i n g a s p e c i f i c g e o lo g i c a l m o d e l a n d d e p ic t i n g h e t e r o g e n e ity a c c u r a t e ly o f t h e fl u v ial f a c i e s re s e rv o i r p l a y s a n i m p o r ta n t r o l e . t h e t h e s i s g i v e s a n e x a m p l e h o w t o s t u d y t h e h e t e r o g e n e i ty o f fl u v ial f a c ie s re s e rv o i r b y m o d e l i n g t h e s o u t h a re a o f q h d 3 2 - 6 o i l f i e l d in b o h a i o ff s h o re a r e a . s p e c i f i c al ly , t h e re s e rv o i r s t u d y i s b a s e d o n f i n e s e d im e n t a ry m i c r o f a c i e s d i v i s i o n a n d s u b l a y e r c o r r e l a t i o n , m o re o v e r , s u c h m e t h o d s a s , t h e m a r k e d p o i n t p r o c e s s a n d s im u l a t e d a n n e a l i n g t o s i m u l a t e f a c i e s a r e u s e d , w h i c h al s o is c o n s t r a i n e d勿 t h e s e i s m i c d a t a t h e n u n d e r t h e f a c i e s c o n t ro l , u s i n g s e q u e n c e g a u s s t o m o d e l 3 - d d i s t r i b u t i o n o f t h e p e t ro p h y s i c a l p a r a m e t e r s . t h e m o d e l d e e p e n sd i s t r i b u t i o n u n d e r s t a n d , o il - g a s o c c u r r e n c e a n d t h e r e s e rvo i r s g e o lo g i c al c h a r a c t e r i s t i c s . t h e m o d e l i s t h e b a s e o f t h e re s e rv o ir n u m e r i c al s i m u l a t io n a n d it h a s b e e n s u c c e s s f u l l y a p p l i e d t o t h e s c e n a r i o i m p le m e n t i n g a n d s t i m u l a t io n s t u d y i n g . t h i s w a y i s a n e w t h o u g h t t o i m p r o v e re c o v e ry a n d t h e d e v e l o p m e n t e ff e c t o f o f f s h o r e v i s c o u s o i l f i e ld s . k e y wo r d s : g e o l o g i c al m o d e l i n g , f l u v i a l f a c i e s , s e i s m i c c o n s t r a i n t , h e t e ro g e n e i ty , p e t ro p h y s i c a l p a r a me t e r 独创性声明 本人声明所呈交的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的地方外， 论文中不包括其他人已经发 表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得中国石油勘探开发研究院或其它教育机构的 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己在论 文中作了明确的说明并表示了谢意。 签 名 : 日期: a -03) br a a 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油勘探开发研究院有关保留、 使用学位论文的规定， 即:中 国石油勘探开发研究院有权保留送交论文的复印件， 允许论文被查阅和借阅: 学校可 以公布论文的全部或部分内容，可以 采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名导师签名:日期: 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 第一章绪论 我国东部第三系油田大多发育在陆相盆地内，储层主要是河流、三角洲砂体，其 中以河道沉积为主。 在渤海海域， 上第三系河流相砂岩油田的探明储量约占本海域总 探明储量的8 0 %. 这类油田的共同特点是:油砂体分布零散、平面上连通差、油水系统复杂、储层 成岩差、高孔高渗、储层非均质程度高。 在开发过程中， 还有含水上升快、 产量递减 快、 稳产期短、 采出程度低等特点。只有揭示这类储层的非均质性、油水系统和油藏 类型， 才能合理地制定开采政策， 提高注水开发效果， 为油田剩余储量挖潜提供地质 依据和技术保证。 储层非均质性研究是储层描述的核心内容。 对于油田地质人员来说， 难点在于将 非均质性从一般定性分析向定量描述转变。 油藏工程和地球物理学中定量描述的进展 较地质学快得多。 对于储层非均质性， 地质学家所采用的定量描述方法有经验公式法、 神经网络法、储层建模法等等。 渤海海域秦皇岛3 2 -6 油田是一个海上大型河流相沉积砂岩油田， 其储层岩石结 构疏松、 胶结差， 原始的沉积条件和沉积作用控制了砂体的分布状况和内部结构特征， 储层岩石非均质性实际上与沉积微相存在着非常密切的关系。 本文首次尝试在秦皇岛 3 2 - 6 油田南区明化镇组，通过对储层沉积微相的研究，运用地震资料约束储层沉积 相建模， 然后在相控模式下完成井间储层物性赋值， 定量刻画河流相沉积的非均质性， 从而建立定量的岩石物性参数模型。 1 . 1地质建模技术发展现状 在油气田的勘探评价和开发阶段.储层研究以 建立定量的三维地质模型为目 标， 这是油气勘探、开发深入发展的要求，也是储层研究向更高阶段发展的体现。 地下储层是在三维空间分布的。长期以来，人们习惯于用二维图形 ( 各种小层平 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 面图、 油层剖面图) 及准三维图件 ( 栅状图) 来描述三维储层，如用平面渗透率等值 线图来描述一套 ( 或一层)储层的渗透率分布。显然，这种描述存在一定的局限性， 主要是掩盖了储层的层内乃至平面的非均质性。 八十年代以后，国外利用计算机技术，逐步发展出一套利用计算机存储和显示 的 三维储层模型，即 把储层三维网格化 ( 3 d g ri d i n g ) 后， 对各个网格 ( g ri d ) 赋以 各自的参数值， 按三维空间分布位置存入计算机内， 形成了三维数据体， 这样就可以 进行储层的三维显示，可以任意切片和切剖面 ( 不同层位、不同方向剖面) ，以及进 行各种运算和分析。 从本质上讲， 三维储层建模不等同于储层的三维图形显示，而是 从三维的角度对储层进行定量的研究并建立其三维模型， 其核心是对储层进行多学科 综合一体化、三维定量化及可视化的预测。 储层地质建模在不同勘探开发阶段均有其重要的目的及实用价值。在油田开发 阶段， 主要任务是指导油田生产， 如拟合生产历史、 提出措施依据、 进行调整方案设 计以及预测产量等，以尽可能少的作业确保油田稳产。该阶段储层建模的主要实用意 义在于: ( 1 ) 有利于措施优化、方案调整; ( 2 ) 有利于油田开发管理; ( 3 )有利于地质油藏一体化研究。 三维储层建模方法可分为二大类，即确定性建模和随机建模。 确定性建模试图从 确定性资料出发， 推测出井间确定的、 唯一的储层特征分布。 但由于资料的局限性( 钻 井轨迹仅涉及到储层体积的极小部分) ，人们不可能完全把握地下的确定性信息，所 以在预测过程中存在很大的不确定性。 因此， 人们多运用随机模拟方法来建立储层模 型。 所谓随机建模， 是以随机函数为理论， 应用随机模拟方法，综合地质学、 沉积学 等学科的知识， 根据岩心分析、 测井解释、 地震勘探、 生产动态以及露头观察等多种 来源的已知信息， 对沉积相单元、 岩相组合或具体流动单元的空间分布以及物性参数 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 在空间的变化进行模拟， 从而产生一系列等概率的储层成像或称实现。 这些实现揭示 了各种尺度下的储层变化特征和内部结构， 是细致的、分辨率高的、 数字化的、定量 的储层表征方式，而且易于在计算机上重复产生、展示、编辑和修正。 就国内外储层随机建模领域而言，尚有许多问题需要进一步解决， 主要表现在以 下几个方面: ( 1 ) 不同随机模拟方法对不同类型储层的地质适用性研究 目前储层随机模拟方法虽然很多， 但由于地质情况十分复杂， 储层成因类型多样， 没有一种万能的方法解决所有的地质问题。因此， 对于每一种方法， 应该研究其适用 于何种成因的储层。反过来，对于每一成因类型的储层 ( 如河流、三角洲、浊积扇、 碳酸盐岩储层等) ， 应该如何优选、改进相应的方法 ( 或开发新的方法) ，以使所建立 的储层模型能切实符合地质实际。 ( 2 )地震资料在储层建模中的有效应用 储层建模的重要信息之一来源于地震资料。地震资料具有覆盖面广、 横向采集密 度大的优点， 有利于研究储层的横向分布， 但地震资料同时存在垂向分辨率低和多解 性的问题。 在储层建模过程中如何有效地利用地震资料进行建模是目前国内外研究的 热点。 ( 3 ) 加强 储层随机建模的地质约束 储层建模中的井间储层预测主要是数学方法 ( 克里金插值、随机模拟等) ，如何 更有效地将数学方法与地质原理相结合以建立更符合地质实际的储层模型， 亦是目 前 国内外储层建模研究的重要目 标之一， 如层序地层学与随机模拟相结合、 成因控制建 模、相控建樟等。 1 . 2研究方法及内 容 在秦皇岛3 2 -6 油田南区储层建模过程中， 首先应用多学科数据， 进行地层的精 细对比和沉积微相分析，通过岩相划分及组合研究，建立油田地质概念与定量模式。 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 然后开始进行三维储层建模。 应用地质统计学随机建模和相控参数建模的方法以 及先进的储层建模理论和技术 ( 如标点过程、序贯高斯模拟等) ，建立工区三维地质 模型， 包括构造模型、 储层相模型、 储层参数 ( 孔隙度、 渗透率、 含油饱和度) 模型， 并进行三维体积计算和模型粗化。 在相建模过程中， 应用了 地震反演数据体对井间插 值或模拟进行约束。 鉴于本次建模的实际情况和具体要求， 主要采用了随机建模和确 定性建模相结合的方法进行三维储层建模。 研究流程见图1 . 1 , 图1 . 1 三维油藏地质建模流程图 模型完成后，又进一步开展了明化镇组下段沉积微相与储层物性关系的详细研 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 究， 总结了秦皇岛3 2 - 6 油田储层物性主要受沉积微相控制的规律， 从而对这类储层 的非均质性有了进一步的认识，开拓了高效开发海上稠油油田新的思路。 最后将粗化后的 模型应用于油藏工程中，进行历史拟合、方案调整、注水方案、 作业措施优化等专项综合研究。 1 . 3研究资料 在研究阶段收集到的基础资料主要有: 地震、 钻井、 测井、 测试及分析化验资料。 ( 1 )地震资料:高分辨率二维 ( 分辨率 1 0米)和三维地震 ( 分辨率 5 -7 米) 数据体，地震反演数据体。 ( 2 ) 钻井及测井资料:秦皇岛 中取心井 1 4口， 总心长4 4 8 . 3 4 米， 测井数据及其解释成果 ( 包括 5口 产测井，以及 5 口井的碳氧比测井。 3 2 - 6 油田探井、评价井、开发井共计 1 7 8口。其 含油岩心总长2 3 6 . 0 1 米。 测井资料包括所有井的 v s p汉 9 井资料) 。油田投产后又进行了 1 5口井生 ( 3 )测试资料:秦皇岛3 2 - 6 油田先后完成 1 3口d s t测试和 1 口井的e d s t测 试，经测试证实油层2 7 层、油水同层6 层、水层1 2 层。 ( 4 )分析化验资料:各类分析化验样品总计 4 3 6 7样品次，其中常规分析 3 6 1 9 样次，特殊分析4 1 4 样次，薄片、铸体及电镜等分析2 2 3 样次，流体分析 1 1 1 样次。 ( 5 )生产动态资料:1 5 6口开发井的生产动态数据库。 1 . 4主要成果及意义 ( 1 )将本区明下段曲流河沉积划分为8 种岩相，分别代表了不同非均质特征的 岩石单元，可以作为储层层内非均质描述的重要地质依据。 在垂向上， 砂体从下到上 层理规模逐渐减小，构成典型的曲流河沉积的 “ 二元结构气 ( 2 )对本区曲流河沉积划分了河道、漫溢砂、河漫滩三种微相类型和三种垂向 旋回组合， 不同的组合类型反映了一期河道沉积在地层中保存的完整程度。 这一划分 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 为认识储层的宏观非均质性意义重大，也是储层地质建模的基础; ( 3 )建立了明下段三维构造模型 ( 包括断层模型和层面模型) ; ( 4 )综合井资料和地震波阻抗数据体，应用基于目 标的示性点过程方法，建立 了研究区三维沉积微相模型; ( 5 )应用相控建模思路和序贯高斯模拟方法，建立了三维储层参数模型 ( 包括 孔隙度、渗透率和含油饱和度模型) ; ( 6 )通过储层模型进行储层微相对储层物性控制规律的研究; ( 7 )粗化地质模型， 包括n t g 、 孔隙度、 渗透率、 含油饱和度模型， 并按e c l i p s e 格式输出。 ( 8 )通过地质模型分析及油藏工程研究，指导油田注水方案设计、调整方案设 计以及酸化、卡水等作业措施制定。通过增产作业措施的实施，2 0 0 2年油田南区累 计增油约3 .2 万方。 本次研究的意义在于在渤海海上油田开发阶段， 首次运用了 地震数据体约束建立 相模型， 揭示了储层平面和纵向上的展布规律， 并在相控模式下完成了井间参数插值。 这种两步建模方法提高了储层预测精度， 刻画了 储层的非均质性， 使模型更逼近“ 地 下的真实” 其意义还在于油田地质模型不仅对砂体空间展布进行了描述， 而且建立了定量的 孔隙度、 渗透率、 n t g 、 含油饱和度等模型。 经过粗化后的储层模型已经成功地用于 油藏数值模拟， 起到了指导油田生产和产量预测的作用，同时还用于注水方案、 调整 方案、 措施优化及可采储量标定等多种地质油藏研究。 这是渤海海上油田 开发中首次 使用由地质模型直接粗化而来的油藏数值模型，其精度远远高于以往的模型。 另外，通过地质模型对沉积微相与储层物性的关系进行统计分析，进一步掌握沉 积微相对储层物性的控制规律， 深化了储层的地质认识程度， 使得地质油藏人员可以 在油田管理过程中有了更可信的地质依据。 主垦互迪塾塑茎茎竺壅堕堡圭兰堡兰奎一 2 1 油田概况 第二章区域地质概况 秦皇岛3 2 6 油田位于渤海中部海域，东经1 1 9 。0 8 1 1 9 。1 9 ，北纬3 9 。0 2 3 9 。1 0 ，。西距南堡3 5 2 油田约2 0 公单，东距4 2 8 油田4 2 公里，西北距京塘港约2 0 公里，油田范围内水深2 0 米( 图2 1 ) 。 图2 1 秦皇岛3 2 6 油田区域位置图 1 9 7 6 年，在秦皇岛3 2 6 构造首钻b z 4 井，在明下段发现1 0 4 米油层。1 9 9 5 年6 月钻探o h d 3 2 6 1 井，经测试分别在东下段、馆陶组和明下段获得油流，测井解 释油层l o 层2 7 2 米，至此正式宣布秦皇岛3 2 6 油田发现。油田共钻探井、评价井 1 5 口，探明地质储量约1 8 亿方。 油田分三个区块( 北区、南区、西区) 共6 个生产平台，采用反九点法( 井距3 0 0 5 0 0 米左右) 注水开发生产。整个油田共钻开发井1 6 3 口。北区于2 0 0 1 年1 0 月8 日 投产、南区于2 0 0 2 年5 月2 8 日投产、西区于2 0 0 2 年8 月1 0r 生产。 油田开发现状：截止到2 0 0 2 年1 2 月3 1f j ，累积生产原油2 3 0 7 万方，2 0 0 2 年 平均单井同产油5 4 3 方，年平均采油速度1 6 ，目前采出程度为1 2 ，综合含水 7 生垦亘迪塾堡墅垄塑窒堕堡主堂篁堡苎 5 2 7 ，气油比1 9 7 。 2 2 区域地质背景及构造特征 区域上，秦皇岛3 2 6 构造位于石臼坨凸起的中部，凸起周边为渤中、秦南和南 堡三大富油凹陷所环绕，是渤海海域油气富集的有利地区之一。 秦皇岛3 2 6 构造是在前第三系古隆起背景上发育并被断层复杂化的大型披覆构 造，形成于早第三纪，定形于晚第三纪。其构造轴向近北东一南西向，南北宽近1 2 公里，东西宽约1 3 公里，构造面积近1 1 0 平方公里。受新构造活动影响，油田范围 内及邻区晚期断层十分发育( 图2 2 ) 。 图2 2 秦皇岛3 2 - - 6 油田n m 2 油组顶面构造井位图 在工区南北两侧的近东西向基底断裂带，成为秦皇岛3 2 6 构造主体的边界。同 时在油田内还发育了一组近北东东向次级断层，将油田主体部位分割成几个区块，其 中包括q h d 3 2 6 3 并区、q h d 3 2 6 2 井区、0 h 1 ) 3 2 - 6 1 4 井区和q h d 3 2 6 8 井区。从 而构成了本区内堑垒相间的基本构造格局，各级断层的地质特征如下： 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一 ( 1 ) 基底断裂带形成时期早，发育时间长，南、北两个断裂带构成秦皇岛3 2 6 构造主体的南、北界，同时也是控制油藏形成的断层； ( 2 ) 构造主体部位发育的次级断层，规模小、活动时期晚，个别断层断至第四系， 断距具有上大下小的特点，一般为3 0 5 0 米。它们控制着油气的再运移和再分配， 这些断层的分割与河流相储层发育综合作用，形成了秦皇岛3 2 6 油田多断块、多油 水系统的油藏地质特征； 2 3 沉积层序 经钻探证实，秦皇岛3 2 6 油田自上而下钻遇的地层分别为：新生界第四系平原 组，上第三系明化镇组、馆陶组，下第三系东营组，缺失沙河街组地层；同时还钻遇 前第三系中生界、古生界和前寒武系地层。含油层系主要发育在明化镇组下段和馆陶 组上段( 图2 3 ) 。 2 4 储层特征及油气分布规律 明化镇组储层自上而下分n m o ，n m l 、n m 2 、n m 3 、n m 4 五个油组，油层埋深9 0 0 1 3 0 0 米，横向分布不稳定，为一套不同粒级的砂质岩、泥岩互层。馆陶组油层段为 套含砾砂岩、砂砾岩夹泥岩组合，自上而下分为n g l 、n 9 2 两个油组，油层主要分 布在n 9 2 油组的项部。本文主要研究对象为明下段储层。 秦皇岛3 2 6 油田明下段储层属于曲流河沉积( 图2 4 ) 。储集层埋藏浅，处于欠 压实阶段，成岩作用较弱，因此砂岩疏松，储层物性好。 储层平均孔隙度为3 5 3 8 ，平均渗透率1 4 9 2 2 7 4 7 毫达西，地层厚度4 9 1 o 5 9 0 0 米，其含油层段厚3 0 0 4 0 0 米，主要岩性为中、细砂岩与泥岩互层。 在五个油组中，每个油组又分为若干个小层。n m l 、n m 2 油组砂层较为发育，在 全区叠加连片，分布较为稳定，是主力油组；n m o 、n m 3 、n m 4 油组油层分布较为局限。 各油组的特征综述如下： 9 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 ( 1 )基底断裂带形成时期早， 发育时间长， 南、 北两个断裂带构成秦皇岛3 2 -6 构造主体的南、北界，同时也是控制油藏形成的断层; ( 2 )构造主体部位发育的次级断层， 规模小、 活动时期晚， 个别断层断至第四系， 断距具有上大下小的 特点，一般为3 0 - - 5 0 米。它们控制着油气的再运移和再分配， 这些断层的分割与河流相储层发育综合作用，形成了秦皇岛3 2 - 6油田多断块、多油 水系统的油藏地质特征; 2 . 3沉积层序 经钻探证实，秦皇岛3 2 一 油田自 上而下钻遇的地层分别为:新生界第四系平原 组，上第三系明化镇组、 馆陶组，下第三系东营组，缺失沙河街组地层;同时还钻遇 前第三系中生界、 古生界和前寒武系地层。 含油层系主要发育在明化镇组下段和馆陶 组上段( 图2 . 3 ) 。 2 . 4储层特征及油气分布规律 明 化镇组储层自 上而下分n m o , n m l , n m 2 , n m 3 , n m 4 五个油组， 油层埋深9 0 0 - 1 3 0 0米，横向分布不稳定，为一套不同粒级的砂质岩、泥岩互层。馆陶组油层段为 一套含砾砂岩、砂砾岩夹泥岩组合，自 上而下分为n g l , n g 2 两个油组，油层主要分 布在n g 2 油组的顶部。本文主要研究对象为明 下段储层。 秦皇岛3 2 一油田明下段储层属于曲流河沉积 ( 图2 . 4 ) 。 储集层埋藏浅，处于欠 压实阶段，成岩作用较弱，因此砂岩疏松，储层物性好。 储层平均孔隙度为3 5 一3 8 % ， 平均渗透率1 4 9 2 - 2 7 4 7 毫达西， 地层厚度4 9 1 . 0 - 5 9 0 . 0 米，其含油层段厚3 0 0 - 4 0 0 米，主要岩性为中、细砂岩与泥岩互层。 在五个油组中，每个油组又分为若干个小层。n m l , n m 2油组砂层较为发育，在 全区叠加连片，分布较为稳定， 是主力油组; n m o , n m 3 , n m 4 油组油层分布较为局限。 各油组的特征综述如下: 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一 ( 1 ) 基底断裂带形成时期早，发育时间长，南、北两个断裂带构成秦皇岛3 2 6 构造主体的南、北界，同时也是控制油藏形成的断层； ( 2 ) 构造主体部位发育的次级断层，规模小、活动时期晚，个别断层断至第四系， 断距具有上大下小的特点，一般为3 0 5 0 米。它们控制着油气的再运移和再分配， 这些断层的分割与河流相储层发育综合作用，形成了秦皇岛3 2 6 油田多断块、多油 水系统的油藏地质特征； 2 3 沉积层序 经钻探证实，秦皇岛3 2 6 油田自上而下钻遇的地层分别为：新生界第四系平原 组，上第三系明化镇组、馆陶组，下第三系东营组，缺失沙河街组地层；同时还钻遇 前第三系中生界、古生界和前寒武系地层。含油层系主要发育在明化镇组下段和馆陶 组上段( 图2 3 ) 。 2 4 储层特征及油气分布规律 明化镇组储层自上而下分n m o ，n m l 、n m 2 、n m 3 、n m 4 五个油组，油层埋深9 0 0 1 3 0 0 米，横向分布不稳定，为一套不同粒级的砂质岩、泥岩互层。馆陶组油层段为 套含砾砂岩、砂砾岩夹泥岩组合，自上而下分为n g l 、n 9 2 两个油组，油层主要分 布在n 9 2 油组的项部。本文主要研究对象为明下段储层。 秦皇岛3 2 6 油田明下段储层属于曲流河沉积( 图2 4 ) 。储集层埋藏浅，处于欠 压实阶段，成岩作用较弱，因此砂岩疏松，储层物性好。 储层平均孔隙度为3 5 3 8 ，平均渗透率1 4 9 2 2 7 4 7 毫达西，地层厚度4 9 1 o 5 9 0 0 米，其含油层段厚3 0 0 4 0 0 米，主要岩性为中、细砂岩与泥岩互层。 在五个油组中，每个油组又分为若干个小层。n m l 、n m 2 油组砂层较为发育，在 全区叠加连片，分布较为稳定，是主力油组；n m o 、n m 3 、n m 4 油组油层分布较为局限。 各油组的特征综述如下： 9 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 图2 3 秦皇岛3 2 - - 6 油田地层综合柱状图 1 0 空里互塑塾堡墅垄婴塞堕堡圭兰篁笙苎一 ( 1 ) n m o 油组 地层厚1 0 0 米，以泥岩为主，夹薄层砂岩。纵向上可细分为 7 个小层，均钻遇油气层，大多为透镜状砂体，仅n m 0 3 、 n m 0 4 小层平面上分布较广， 油层厚度较厚，是比较重要的开发目的层。 ( 2 ) n m l 油组地层厚约5 5 米，以砂泥岩不等厚互层为主。纵向上可细分为 4 个小层，均钻遇油气层，其中n m l 3 小层分布稳定，平均油层厚度为1 4 1 米，是主 要开发目的层。 棒 孔骧度渗透串 相 度 相剖面 e 曲 ( 1 0 一- 1 ) 粒度曲线 耋 ( - ) ! ：l 曩 ： 1 i 一- 薹 1 ：- 1 i 一- 堤 墨 蠢 ， 。乏 r “ 曲 流 ：i 厂一 ，呵 t i l i i , i b 点 磅 墁 k 一_ m ， “i i 啪 瑚 l 图2 4q i - i d 3 2 - 6 1 井明下段取心段沉积相及储油物性图 ( 3 ) n m 2 油组 地层厚约5 0 米，砂岩较发育。纵向上可细分为4 个小层，除 n m 2 1 小层外，其它砂层分布范围均较广。油层主要集中在n m 2 1 、n m 2 2 小层。平均油层 厚度7 7 米。 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 ( 4 ) n m 3 油组地层厚约8 0 米，以泥岩为主，夹薄层砂岩。 纵向上可细分为 4个小层，多数砂体钻遇薄层气顶，分布局限，砂体连通性较差。平均油层厚度 3 . 4 米，是南区的次要开发目的层。 ( 5 ) n m 4 油组地层厚约6 0 米，以砂泥岩互层为主， 砂岩发育。 纵向上可细 分为3 个小层，n m 4 小层砂体分布范围较广，其它小层分布局限，砂体连通性较差。 平均油层厚度4 米。 2 . 5油藏特征 ( 1 )油水系统:油层对比、测井解释、d s t测试和 f m t地层压力梯度等资料综 合分析结果表明， 本油田明化镇组油藏油水关系比较复杂， 不同油组具有各自的油水 系统，即使在同一油组内部，不同井区油水系统也有所差异。 ( 2 ) 温度与压力:通过对r f t 和d s t 测试资料分析，该油田的温度梯度为3 . 5 1 八o o m ，压力系数为1 . 0 1 ，说明该油田为正常温度、压力系统。 ( 3 ) 流体性质: 原油具有粘度高，比重大， 沥青质、 胶质含量高， 含蜡量中等， 含硫量低，凝固点低的重质稠油特点。 地层水属重碳酸钠水型 ( n a h c o , ) ，总矿化度一 般介于2 6 3 0 - 7 9 4 1 m g / l 之间。 ( 4 ) 油藏类型: 秦皇岛3 2 一油田 发育在潜山背景上， 受构造与岩性的双重制约， 油藏类型丰富多彩。明下段主要油藏类型包括:岩性油藏、构造岩性油藏、 岩性构造 油藏和构造油藏。 中 国 石 油 勘 夔 型迥鱼鲤些塾塑述一一一一一一 第三章 储层沉积相 沉积相 ( 尤其是沉积微相)的精细研究， 可以 加深对地质油藏的认识程度， 是建 立高精度三维储层模型的基础， 其定量概念模型成为储层建模的关键依据， 也是进行 井间储层物性插值的重要约束条件。 野外露头结合室内岩心、 测井、水槽模拟、 油田 类比等分析成为沉积相研究的主要手段。 也是当今世界油田地质界流行的做法。 只有 进行详细、准确的沉积相研究， 才能建立逼近地下 “ 真实”的模型，揭示各类砂体的 分布规律、 非均质特征及油水系统的特点，从而在油田开发设计、方案调整、增产措 施实施过程中，能够提高预见性和自 觉性，减少盲目 性，改善油田开发效果。 区域沉积相研究认为， 秦皇岛3 2 -6 构造背景上河流相沉积物极为发育， 上第三 系明化镇组地层是一套典型的河流沉积产物。 根据岩心观察、 描述， 并结合分析化验 等资料综合分析后认为，明化镇组属曲流河沉积。其沉积特征表现为:岩石成分杂， 不稳定成份多， 成份成熟度和结构成熟度偏低， 牵引流沉积构造虽发育， 但是规模较 小，砂岩岩心中见有植物茎和碎片。 3 . ，储层岩石学特征 ( 1 )砂岩岩石类型 秦皇岛3 2 -6 油田储层的岩石类型均为长石砂岩，砂岩分类三角图 ( 图3 . 1 ) 显 示石英、 长石及岩屑三端元的平均含量分别为:石英为4 3 - 5 0 % ，长石为2 8 - 3 4 % , 岩屑为 1 5 - 2 1 % e ( 2 ) 砂岩颗粒特征 砂岩颗粒结构的成熟度较低，分选性及磨园度都较差 ( 分选系数 1 . 2 ) 。砂岩颗 粒的最大粒径一般不超过0 . 7 5 毫米，粒径变化范围在0 . 0 4 - 0 . 3 3 毫米，平均 0 . 1 8 毫米，主要为中细砂岩及粉砂岩。 磨圆度一般为次棱或次圆一次棱。 颗粒接触以游 离一点接触及点接触为主。 里互塑塑堡茎垄堕塞堕堡主兰堡丝苎 第三章储层沉积相 沉积相( 尤其是沉积微相) 的精细研究，可以加深对地质油藏的认识程度，是建 立高精度三维储层模型的基础，其定量概念模型成为储层建模的关键依据，也是进行 井间储层物性插值的重要约束条件。野外露头结合室内岩心、测井、水槽模拟、油田 类比等分析成为沉积相研究的主要手段，也是当今世界油田地质界流行的做法。只有 进行详细、准确的沉积相研究，才能建立逼近地下“真实”的模型，揭示各类砂体的 分布规律、非均质特征及油水系统的特点， 施实旋过程中，能够提高预见性和自觉性， 从而在油田开发设计、方案调整、增产措 减少盲目性，改善油田开发效果。 区域沉积相研究认为，秦皇岛3 2 6 构造背景上河流相沉积物极为发育，上第三 系明化镇组地层是一套典型的河流沉积产物。根据岩心观察、描述，并结合分析化验 等资料综合分析后认为，明化镇组属曲流河沉积。其沉积特征表现为：岩石成分杂， 不稳定成份多，成份成熟度和结构成熟度偏低，牵引流沉积构造虽发育，但是规模较 小，砂岩岩心中见有植物茎和碎片。 3 1 储层岩石学特征 ( 1 ) 砂岩岩石类型 秦皇岛3 2 6 油田储层的岩石类型均为长石砂岩，砂岩分类三角图( 图3 1 ) 显 示石英、长石及岩屑三端元的平均含量分别为：石英为4 3 5 0 ，长石为2 8 3 4 ， 岩屑为1 5 2 1 。 ( 2 ) 砂岩颗粒特征 砂岩颗粒结构的成熟度较低，分选性及磨园度都较差( 分选系数 1 2 ) 。砂岩颗 粒的最大粒径一般不超过o 7 5 毫米，粒径变化范围在0 0 4 0 3 3 毫米，平均0 1 8 毫米，主要为中细砂岩及粉砂岩。磨圆度一般为次棱或次圆次棱。颗粒接触以游 离点接触及点接触为主。 主里型垫塾堡茎垄堑塞堕堡主兰垡笙苎一 图3 1秦皇岛3 2 6 油田储层砂岩类型图 ( 3 ) 填隙物 填隙物主要为机械成因的杂基，以泥质为主，偶见高岭土及水云母。胶结物成分 为成岩早期阶段形成的菱铁矿，含量般在1 以内。杂基和胶结物含量为1 2 0 ， 平均约1 4 。 ( 4 ) 孔隙类型 主要以原生粒间孔为主，少量次生孔和混合孔，分别占总孔隙度的8 7 ，9 和4 。 说明成岩后生作用较弱。 ( 5 ) 成岩作用 本区的成岩作用现象包括压实作用，矿物的溶蚀作用、交代作用、次生加大等现 象。压实作用造成颗粒的堆积紧密化，出现石英颗粒的撕裂现象、长形颗粒和杂基的 定向排列等；溶蚀作用主要以杂基或胶结物的溶蚀为主，少量长石溶蚀，形成溶蚀孔 隙的发育；交代作用有杂基对颗粒的交代、方解石对杂基的交代、绿泥石化杂基交代 颗粒；次生加大主要以长石的次生加大为主，形成普遍发育的长石净化边。 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 3 . 2物性特征 秦皇岛3 2 - 6 油田明下段储集层埋藏浅 ( 3 02 5 - - 3 0 1 5 - 2 51 0 - 1 5 2 0 0 05 0 0 - 2 0 0 0 1 0 0 - 5 0 0 1 0 - - 1 0 0 3 素 钟幕 卜、 小蔓河蕾主薯缝誓位 、i ，二、 大受河童鼻位 括幕 中t 蕾岸沉彀 1 3 米 河嗣甚砂 漫麓静 宣 【土 旱曩i f 目 t 莲毒平曩 迁宣平曩 | 璺| 3 4 秦皇岛3 2 6 油田测井曲线形态模版 n m 2 油组为主要含油层段。该段砂岩厚度大，横向连通性好。纵向上，砂岩含量 高，近5 0 。平面上，砂体近东西向连片分布，稳定矿物含量从q h d 3 2 6 1 4 、q h d 3 2 6 4 井向南东方向逐渐增多，显示了此期北西向的水流方向。 n m l 油组为主要含油层段。该段砂岩厚度较大，横向连通性较好。纵向上，砂岩 含量近3 0 。平面上，砂体北西一南东向分布，此时期为北西向水流方向。 n m o 油组纵向上砂层多，平面上分布较局限，砂层厚度薄，砂体多呈透镜状。剖 面上表现为泥岩夹砂岩的特点，砂体在平面上呈带状分布，具有典型的曲流河特征。 在此时期，水流基本为北西向。 3 5 2 曲流河沉积的垂向叠加模式 曲流河相为间断的正韵律剖面。其典型的垂向模式从下向上可分为四个沉积单 元。 第一沉积单元为块状含砾中粗砂岩或砾岩，属河床滞留沉积，与下伏地层呈侵蚀 接触，底部具明显的冲刷面。 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 第二沉积单元为具大型槽状交错层理、平行层理的细砂岩，层理规模向上逐渐变 小，中夹平行层理的粉细砂岩，沿层理可发育剥离线理，为边滩沉积。 第三沉积单元为粉细砂岩组成，发育有小型槽状交错层理和向上攀波纹交错层 理，为边滩顶部沉积。 第四沉积单元主要由断续波纹交错层理的粉砂岩和水平纹理的粉砂质泥岩及块 状泥岩组成，块状泥岩中常发育有泥裂、钙质结核或含有植物碎片及碳屑，为漫溢砂 和河漫滩沉积。 上述曲流河沉积的垂向模式由下向上，粒度由粗变细，层理规模由大变小，层理 类型从大型槽状交错层理变为小型交错层理、上攀交错层理、水平层理，底部具冲刷 面，从而构成一个典型的正韵律或正旋回。韵律的下段为河床亚相的滞留沉积和边滩 沉积组成，为底层沉积；韵律的上段由河道间亚相组成，属河漫滩沉积，从而形成河 流相沉积的上部层序。这正构成了河流沉积的“二元结构”，上部层序和底部层序。 3 5 3 曲流河沉积砂层规模 根据钻井及测井资料，可以得出油田储集砂体厚度分布及砂层宽厚比。从油田的 统计情况看，尽管油田不同时期的砂层厚度分布有历不同，但其与当时河道的宽度有 直接关联。也就是说，砂层厚度受制于河道发育宽度。根据秦皇岛3 2 6 油田n m 2 油 组的统计结果，其宽厚比为5 5 ：l 。从大港港东油田二区一断块的砂层宽厚比分布来 看，宽厚比最小值为1 3 ：1 ，最大为2 0 4 ：1 ，平均7 6 ：1 。此外，由大庆喇嘛甸油田得 出砂岩宽厚比为1 0 ：1 5 0 ：l ，由水槽模拟试验得出的宽厚比为1 4 ：1 6 8 ：1 。这些数 据说明，曲流河沉积的宽度及厚度是有一定关系的，其宽厚比基本在1 0 ：l 1 0 0 ：1 。 为了打好秦皇岛3 2 6 油田南区储层建模的基础，提高其精度，经过对工区沉积 微相展布规律的分析，编绘了工区5 个油组3 3 个小层的沉积微相平面分布图。 在n m o n m 4 油组3 3 个小层中，大部分小层的沉积砂体在平面上呈离散分布( 表 3 3 ) ，其中河道砂体呈弯曲条带状，宽度大多为2 0 0 3 0 0 米，漫溢砂体则呈透镜状： 主鱼互迪墅塑要垄堑塞堕堡主兰丝堡塞 一 仅有9 个小层的砂体呈连片状，其由多条河道复合而成。 表3 3 秦皇岛3 2 6 油田南区沉积微相定景概念模式 油组小层 分布模式单砂体几何学特征 o 2 离散宽2 0 0 - 3 0 0 米，单层厚o 5 3 1 米 0 3 一l 离散宽2 0 0 - - - 3 0 0 米单层厚o 弘3 5 米 o - 3 - 2离散( 局部连片)宽2 0 0 - 一3 0 0 米，单层厚0 6 - - 8 1 米 0 4 1离散宽2 0 0 - 3 0 0 米，单层厚o 4 , - - 5 1 米 0 4 2连片单层厚o 1 8 3 米 0 5 1离散宽2 0 0 米左右，单层厚o 7 曲2 米 n m 0 o 5 - 2 连片( 局部离散)宽2 0 0 - - 3 0 0 米，单层厚0 5 1 1 5 米 0 5 3离散( 局部连片)宽2 0 0 3 0 0 米，单层厚o 和7 9 米 0 6 离散宽2 0 0 - - 3 0 0 米，单层厚0 4 9 0 米 o - 7连片( 局部离散)宽2 0 0 , , 3 0 0 米，单层厚0 4 - - - 1 0 0 米 0 _ 8 1 离散宽2 0 0 - 3 0 0 米，单层厚0 4 1 1 1 米 0 - 8 - 2 离散宽2 0 0 - - - 3 0 0 米，单层厚o 7 4 7 米 1 - 1 离散宽2 0 0 - 4 0 0 米，单层厚0 5 3 o 米 1 2 离散宽2 0 0 - 4 0 0 米，单层厚o 5 , - - 9 7 米 n m l l 一3 连片单层厚0 3 1 8 5 米 1 _ 4离散宽2 0 0 - - 4 0 0 米，单层厚0 5 8 3 米 2 1 1 离散宽2 0 0 , q 0 0 米，单层厚o 2 1 1 5 米 2 一1 2 离散宽2 0 0 , - 4 0 0 米，单层厚0 5 1 4 2 米 n m 2 2 - 2连片单层厚0 3 1 0 6 米 2 3连片单层厚0