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地层组.段内细分对比的思路与方法

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地层组、段内细分对比的思路与方法

在油藏描述中,地层组、段内的油层细分对比是油藏描述的基础工作。因为构造和沉积的演化,是以沉积地层的界、系、统、群、组、段的划分为基础的。每个地区的地层层系都是经过地层古生物、古地磁、岩石同位素年代的测定和各种地球物理资料及地面露头剖面测量而划分命名的。由于各地区有各自的标准剖面,地层多采用地方性命名,经过大区区域地层对比,统层后最后确定,地层框架在地震剖面上基本上是一致的,在油藏描述中,地层组、段以上的层序划分基本采用前人的成果和结论。

地下含油气段的地层细分对比,一般由钻井地质录井资料与地球物理测井曲线划分对比而确定。随着油田勘探、开发的不断深化,资料的不断积累,细分对比方法的不断改进,人们认识水平的不断提高,在油藏的不同认识阶段,含油气组、段地层细分对比的方法存在着不同程度的差异和改变。在细分对比的思路与方法上,也不断地发展进步,因此总结与探讨油气层组、段地层细分对比,对于作好地质基础工作,搞好油藏描述十分重要。

一、地层划分对比和油(气)层细分对比概念

地层划分对比研究的是地层的时空分布规律,描述地层的时空分布。严格地讲,应包含划分和对比两个部分。划分是对比的前提,对比是划分的延伸。

地层划分和油(气)层、段细分实质上都是根据地质、地震、测井、分析化验等资料和构造、地层层序有关信息,在单井剖面上研究不同层、段地层的时序变化,分析地层间的差异性和地层的组合特征,认识它们各自的个性。不同的是,研究的纵向单元和尺度不同,前者很大、较大;后者较小,精细。

地层对比和油气层段对比,实质上是在井剖面和井剖面之间,寻找、研究横向之间沉积地层的相似性,确认同一时间的同一地层各种参数的共性并研究它的横向变化规律,研究它的时空展布特征和几何形态。

地层划分对比和油气层组的细分对比要解决的问题是,地层和油气层的构造层序演化过程,认识不同时期沉积地层的差别,搞清同一时期沉积地层的共性和平面变化,以及它们和构造运动演化史和沉积演化史的关系。通俗点讲,就是研究地层间的“族谱”和“家谱”及其演化。

理论和实践证明,同样的原因产生同样的结果,在同一的地质时期同样的沉积条件下应产生同样的岩性和测井响应。同一时期沉积的地层具有相同或相近的地质、地震、测井等参数的变化区间,具有自己的参数变化谱;不同时期沉积的地层,具有不同的参数变化区间和参数变化谱,这是地层组细分对比的基础和理论依据。

地层对比使用的主要资料有:地面露头资料、钻井岩心、录井资料、古生物资料、古地磁资料、各种勘探地球物理资料,地球化学资料,测井资料(全井段)

油气层组细分对比使用的资料主要是测井资料、地震资料、微古生物资料、油藏地球化学资料、分析化验数据等。油田投入注水开发后,经常用注采反映资料和各种生产动态资料,对油层细分对比成果进行检验,二者一致时,说明细分对比正确,二者矛盾时,需要根据新的资料进行再认识,对原有结论进行修正、补充。

因为测井图具有连续、客观和定量直观解释被钻穿地层的优点,并具有很好的垂直分辨率,能够区分在岩心研究时已注意到或未注意到的极细或微细的变化,所以油田上多用测井曲线对油层进行划分对比。

通常,地层划分对比时采用纵向比例尺较小的测井图,如1:2000,1/1000等,油层细分对比采用纵向比例尺较大的测井图,如1/500,1/200,1/50等。

二、油(气)层组细分对比的目的、意义

油层细分对比是油田地质研究的基础,是油气藏描述的重要坏节,正确的油气层细分对比成果,是油气藏构造图,小层沉积微相图,油气水分布图,储层各种参数变化剖面图,平面图的出发点,是各种图的底图,是油田地质的基础所在。

油层细分对比正确,则上述各种图能科学地正确地反映地下真实情况,反之则会张冠李戴,错层、窜层,在认识上产生错误。直接影响勘探、开发工作的部署,影响勘探、开发效果,直接关系到经济效益和方方面面的工作。

科学的成果是有规律的成果。油层细分对比正确,则根据油层细分对比成果,作出的构造图,小层沉积相带图,油气水分布图等有较好的规律性。否则,则比较混乱,并且上述各种图幅之间缺少内在联系,很难找出规律性的认识。

三、油气层组细分对比的发展和演化

油气层组细分对比的理论和方法,随着石油勘探、开发的理论和实践的发展进步而进步,粗略分析,可以看出经历了以下几个阶段,每个阶段的理论和方法,有发展也有继承,有个性也有共性,不同阶段采用的技术方法也有一定的交叉。

1二十世纪五十年代以前,认为沉积地层十分稳定,并且当时还没有油层沉积相的概念。因此利用测井曲线对油层进行细分对比时,基本上是尖对尖,凹对凹,砂对砂,泥对泥,油对油,水对水,厚对厚,薄对薄。当地层厚度和油水性质在横向上发生变化时,往往利用划断层的办法解决。

2六十年代-七十年代,根据河流——三角洲沉积储层的特点,采用标准层控制下的“旋回对比、逐级控制”的方法。具体内容是“标准层、曲线形态组合,厚度劈分”三结合。认为岩性相似,曲线形态相似,厚度相当的层就是同一层。甚至采用了„等厚‟、„等高‟、„等深‟的对比方法。谓之“切片法”。

3八十年代,随着油层沉积相理论的推广应用和实践资料的积累,开始从沉积相---同期沉积的角度研究油层细分对比,产生了现代沉积理论指导下的油层细分对比方法,用作连井沉积剖面的方法进行油砂体小层对比,同时展示了剖面上不同期小层的沉积演化过程,将今论古,以古鉴今。用现代沉积模式指导下的油层沉积相研究成果进行油层对比,寻找湖相沉积的夷平面-广湖泥岩面、油页岩面作为层拉平面,用填平补齐的理论,恢复古地貌,研究水流变迁,进行以河流-三角洲沉积砂体为主的油层细分对比,取得了很好的效果。

4九十年代层序地层学理论指导下的地层、油层划分对比。按照地震剖面的层序特征,作构造层序划分,确定不同级别的层序;在测井曲线上研究不同级别的水进水退旋回,分析水动力变化状况,绘制不同级别的旋回曲线并研究测井曲线的旋回性划分对比地层和油层。测井和地震结合,确定重要的构造—层序界面:不整合面,沉积环境转换面,凝缩段,沉积间歇面、沉积夷平面等,由大到小,逐级控制,划分对比。

5近几年我们利用测井曲线上泥岩背景值的分段性和转折点进行同物源、同沉积体系地层划分对比。在测井曲线上寻找泥岩值的台坎和拐点。理论依据是,同一时期沉积的泥岩具有相同的物源,其矿物成份相同,气候、水介质(矿化度)相同,水动力呈有规律的变化,因此它们的测井参数值变化范围相同和相近。表现在泥岩段上SP 、GR 、RT 、AC 、DEN 等测井参数值大致相同。不同地层间上述参数值不同,在测井曲线上出现明显的分段性和台阶及拐点(断折点)为地层(油层)划分对比提供了标志。表现在水层电阻率上,也有明显的差异。 同时,有指相意义的特殊岩性层,在测井曲线上也很明显的与其它层不同,如油页岩层、砾

石层、钙质结核层、煤层、介壳层、凝灰岩层、致密砂岩层等,根据它们也可帮助进行地层(油层)划分对比。

应用该方法,注意了同相不同期和同期不同相的地层对比问题。认为不同沉积环境的地层应采用不同的划分对比方法,应区别对待,实践证明,河流--三角洲不同于水下扇,也不同于滨岸湖湾沉积。等….

四、油层细分对比的基础工作和资料

地层划分对比的基础,是野外露头的地质调查,包括颜色,沉积结构、构造,剖面上的砂泥组合关系等,是各种各样的古生物资料,岩石学,矿物学资料,随着科学技术的发展,增加了勘探地球物理资料,矿场地球物理(测井)资料及地球化学资料。综合多种资料,对地层进行划分和对比,井中的地层层序,根据区域地质野外露头的资料对比确定。

油层组的划分对比,其依据同样是野外油层的露头资料,更重要的是井中的取心和录井资料,测井资料是油层细分对比的主要资料和工具。它是信息量最大,种类最多的数据连续性好的井剖面数据。有人说,一套齐全准确的测井曲线,有时比一个实际露头剖面还重要,它能提供许多肉眼观测不到的地层信息,是一个连续反映地下各种信息的数据体,是深入认识油层的主要手段。

因此在油层细分对比中,要有岩心是基础,沉积是依据,测井(地震)是手段,计算机是工具,生产动态是检验的思想。要坚持用岩心标定测井,用测井标定地震,用生产成果检验油层细分对比成果的原则。

层序地层划分及油层细分对比的流程大致如下

油层细分对比流程框架图

上述框架中的许多资料是互补的,程序中的许多环节是双向的,需要若干循环才能最终完成。 生产检验使用的主要资料,有开发过程中的注采反映资料,据此分析注水层和采油层是否是同一小层。还有油气水层的剖面和平面分布规律;压力资料等。

油层细分对比,应以取心井的“四性关系”研究为基础。精细地研究电性(测井参数)--物性(地层储集性能)--含油性--岩石性质之间的关系,简称为四性关系。

同时应综合沉积学,层序地层学,构造学的多种资料、信息进行研究,力争做到地层-沉积-储层-构造-油藏特征之间的内在统一。

五、油气层细分对比的原则

1从油田实际出发,不同沉积环境的油层采用不同的划分对比方法。河流三角洲沉积的对比方法应该不同于水下扇沉积,不同于滨岸沉积…。形成机制不同,划分对比方法不同,应注意到这种差异性。

2油层细分对比,必须采用由大到小逐级控制的原则,防止由于“同相不同期”--不同时期沉积的同一亚相、微相有相同的曲线形态,相同的测井相的问题---在对比时对错层位现象的发生。同时也要注意同期不同相(相的横向变化)问题。

3多信息综合划分对比油层,改变以往仅用少数测井曲线,如RT ,SP ,GR 进行地层对比的方法。不同测井曲线参数对地下地质体的反映是不同的,对不同的地质在素的敏感程度不同:如SP 曲线主要反映渗透能力,RT 曲线主要反映含油性,DEN 、AC 曲线主要反映孔隙度,GR 反映泥质含量等等。只有采用多信息综合划分对比的方法,才能最大限度地减少划分对比成果的多解性。

4坚持四个结合:地质-测井-地震相结合(岩心标定测井,测井标定地震);油层划分对比和油层沉积相研究相结合(油层对比和沉积相划分一体化);油层划分对比和油气水分布相结合(油层组段内油水系统与油层组的划分一致);油层划分对比和生产动态相结合(正确认识地下油气水运动、注采反应等生产规律)。

5找准几个重要界面:不整合面、广湖沉积面、沉积转换面(凝缩段),沉积间歇面、冲刷面、断层面。这几个面和测井曲线上的台坎,拐点关系密切。据资料介绍,台坎、拐点还与以下地质现象有关:大的岩性分界面、侵蚀面、海侵面、火山岩侵入体、流体性质变化、粒度、胶结物结构变化、成岩作用等。

六、油层细分对比的方法、步骤、成果

1收集各种资料,并对各种资料的质量和代表性进行评估,为资料的正确使用做好准备。 2建立研究工区的地质模型。利用取芯资料建立地层和沉积的概念模型--是河流三角洲还是水下扇,还是滨岸沉积,解决“是什么?”的问题。利用地震资料建立初始模型--解决该沉积体(地质体)有多大范围的问题。利用测井资料建立精细模型--解决所研究地质体的内部结构问题。

3利用取心井资料—要求岩心收获率应大于90%--建立研究工区的标准油层剖面,内容包括,取心资料,化验分析数据,各种测井曲线、试油、试采资料,水分析数据,形成研究工区的铁柱子。这是油层划分对比的地质基础,是测井解释的地质依据。是油层„四性关系‟研究的基础。做该图前,一定要做好岩电对应工作,保证岩心在测井曲线上的正确归位。

4根据单井测井曲线和岩心录井资料在测井曲线上划分出泥岩、致密砂岩段、特殊岩性段、水层等的背景值,寻找测井参数背景值的台坎、拐点等。分析台坎,拐点等和沉积层序的关系,并对测井曲线进行自然分段,按层序大小,本着先大后小,逐级控制的原则对油层进行划分。

5作联井测井曲线对比剖面,有条件时作过井地震剖面。在测井和地震剖面上划分出不同级别的层序体,水进-水退旋回体、韵律段,水动力变化线等,确定不同层序的界面,研究井间地层连通、变化趋势。做地震构造—层序分析剖面和测井层序划分剖面,并相互标定。 6从油田地质和井网的实际出发,做网格状纵向和横向联井对比大剖面若干条,构成油层细分对比的框架,控制所有井的细分对比,作到点、线、面的结合和纵横向的统一。最后形成油层细分对比成果的三维数据体。

7根据研究工作和生产工作的需要提供各种各样的数据表,绘制各种二维、三维图幅。建立地层分布的三维可视化模型。

七、注意事项

1利用测井资料对油层进行细分对比,必须从相应的取心、录井资料出发,坚持岩心标定测井的原则。利用地震剖面研究层序划分时必须从测井出发,作到测井标定地震,最终作到岩心、测井、地震三者统一。使用录井资料时要注意岩屑的迟到时间问题。同时岩心的油气显示级别和原油性质有关、轻质油的显示级别可能低于重质油。

2必须认真分析井筒条件,如泥浆比重、电阻率,井径变化等非地层因素对测井曲线形态和数值的影响。泥浆性质泥浆比重、电阻率,井径变化,测井环境变化等非地层因素对测井曲线形态和数值的影响。如泥浆水电阻率太低时,RT 、SP 曲线会发生畸变,井径变化很大时AC 、DEN 曲线值主要和井径扩大有关。

3油层细分对比成果,小层沉积相研究成果,油气水分布特征,三者应该是一致的,三者必须互为条件,互相印证,作到地层、沉积、构造、油藏的四统一。

要求在联井油层细分对比剖面、联井小层沉积相剖面、联井油藏构造剖面图上,三者应存在符合科学规律的内在关系。符合科学的成果,是有规律的成果。若三者有明显的矛盾,则应重新研究油层细分对比成果,检查油气水层、构造解释是否正确。

4为了突显油层的自然分段性,在使用测井曲线进行油层细分对比时,从具体地区的地质特征出发,可适当压缩测井曲线的纵向比例尺,如从1/200-1/500-1/1000等;可适当放大测井曲线的横向比例尺还可对曲线进行镜像对称处理及不同曲线泥岩段的迭合;也可根据测井参数值的不同充填不同色标,增加测井曲线变化特征的直观性。

5要特别注意井斜对测井曲线视厚度和曲线形态变化的影响,在利用斜井资料进行油层划分对比时要考虑井斜校正问题。在利用斜井资料进行井、震标定时要特别注意井身轨迹的变化。

6注意断层造成的地层缺失与重复


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