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利用高分辨古地理图寻找隐蔽圈闭

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利用 分辨 地理 寻找 隐蔽 圈闭
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利用高分辨古地理图寻找隐蔽圈闭 T,P.眦等著 姜培海译 马忠福技 在足够井控制的条件下,利用电溯曲线形态和砂体的几何形态编绘的高分辨古地理圈 可用来解释地层成因增量内的沉积环境。商分辨古地理图描述了段的沉积史,为 勘探南得克萨斯上倾搬运的砂岩开始,形成了A 类因堡坝砂上倾尖灭而被圈闭于泻湖 泥岩中。如累油田中的砂岩是广泛分布的堡坝体系的一部分,郭么类似于层圈闭可能黯着沉积走向分布。 堡规形成以后,分流河口砂坝向海推进.沉积成为 蔽构造圈闭目前分布在轻小的达到海岸的断层上,这些断层与已确定的产油层糈倾斜向下 切割指状砂规的着古斜坡进一步向下,分流河道开始分枝分叉.分 流河口砂坝相互莲接形成了较宽的三角洲前缘席状砂。Bu 田的原油就是产自这种不稳定的大陆槊边缘席状砂中。海平面相对快速冶升结束了 美国发理的许多}电 旦是在成熟的石油区,它大多数剩余的油气田可能属于偿蔽圈闭 娄型的油 田。高分辨古地理图是发现这些隐蔽圈闭的关键 隐蔽圈闭和高分辨古地理图 至今在美国的48个州中发现了11万多个0级和i r,l 9 81),而且谊类 油气田太多数是在成熟石油区发现的,而剩余的油气田多数属于地层或者构造踌蔽圈闭。 古地理图是发现这类瞧蔽蝴闭的关键(i 1 2j 9 8 2)。在已经发现有 相当丰富的泊气絮集的成熟石油区勘探德蔽圈闭需要高分辨的古地理图。 在多沉椒旋回沉积岩降低古地理图分辨宰的意义上讲,无疑古地理躅的分辨率应是沉 积厚度的函数( 98 3)增量相对应时,这便运到了分辨卓的实用界限( 9 7l,I 9 74)。要使单沉积旋回绘 制的古地理图晨有勘探所要求的分辨能力,成熟∞石油区有足够∞井控制可有效地使单沉 积旋圈与太部分地区进行对比。 古地理图表明了古地史中特殊地层段的沉积环境分布。大量钻井的生产区用地下相分 析较有把握地为建立沉积环境提供了控制点。钻井稀少,相对没有勘探的地区,沉积环境 可通过研究大量钻井区提供的资料来解释。对嚆占井稀少的地区通过与大量钻井区相对比, 我们就可以对这些地区井的资料进行更充分地解释,进尔对沉积环境作出可能的解释 绘翻的毫分■古’蝇田为抽捣i 普资讯 。当地质学家追踪南得克萨新谊部分地区和其它成热石油区剩杂油 和气的聚集对,其它地区采用类似的古地理团明显提高了勘拐}庸功事 电测相及其解释 电测相是表征特定岩性并使之与其它岩性区分开来的电测响应曲线组合(98 2)。当岩相是根据谢井工具测的参致所确定时一例如物和岩石流 体方面及岩性或假设的粒度组合变化是最小的,那么电澍相和从岩芯上观察到的岩相有极 好的相关性( 9 84)。最初,电测曲线形态是用来辨别电测相的主要标准(up 975)。后来,强调把电羽响应曲线形态转到吏能由致学撩作处理的致字特征上 (9 B 2j 9 07)。电测相成为各种涮井操作的次致。这种转变强调把 电测相 看作是”岩性”一主要确定成份、结构、 孔苣们多半把电测相作为电测曲线形态的同义语)o 大多数根据电涮曲线形态解释沉积环境的文献都相当简单,试图把特殊的形态桃为特 殊的环境( 98 4)。不能把电稠曲线形态看成是一种特殊的沉积环境。电测相最好 根据它们一定范围来解释。其范围包括砂体的几何形态和方位以及伴生电测相的特征和分 布。例如。状电澍相解释为堡埂砂(表1.箭面a),l【的指状砂坝延伸(表1, 剖面b)。两个砂体都是延伸的形状,但窜}坡平行,而的产油砂层却几乎与古斜坡垂直。同样 两个砂体的伴生电 稠相的特征和分_谁也不同——^除了上述箍围以外,厚度范围(规模)在解释电澍相中也是重要的。漏斗形电弱相是 呈现一个向上变粗的0.3 3米厚的序列(表1,剖面f),解释成小型决口扇。田漏 斗形电稠相呈现一个向上变艋的4.5米厚的序列(表1,剖面g),解释威延伸的指状砂 坝。 古地理和地质背景 研究区位于南得克萨斯科罗拉多区包括得克萨斯州 1)。 地层是wl[括疆地层为ci 2)。 过了1)。海相页 岩的尖灭标志藿南稃克萨斯中始新世早勰海侵的最大诲进程度(9&2)。相页岩沿饲辩向上与盆地方向变厚,在研究区东南段厚度在和 斜向上变厚(团2)。 几个滔饲斜向下的油田的产油砂岩用w 括油田,在研究区,2)。一最奠定连续的电阻 普资讯 。除]'s(1 9 85)过渡的以外,明显的_昵岩问断限定段的底部。在研究区,段地层卑度变化 范围为23—43米。 图1本文所研究油气田的位置 wi t 据9 6 2) 区域倾斜呈东南方向,向海岸延伸,每公里下降26. 米,额角大约1.5。(圈3)。一 系 目北东一南西走向、向上达到海岸、落差为91米的正断层位于图区的北部。邀璧断层标 志着墨的断层位:]:,星南东向。 谴敬研究用T 784~井的电 曲线(114显示控翱井)。在附录里,根据县名和作业公司字母囊序刊成表(1987)。 普资讯 — 3)。砂体沿走向延伸,长3公里,最大厚度5)。砂岩上 倾、下愤和治着走向尖灭于’堀岩。凡个大塑砂岩朵叶从砂体的北西边缘沿倾斜向上进入混 岩。下愤边缘较平坦,其控制井的分布可能是^为的.因为在下愤的砂体中只钻了凡口井。 视一个构造基准面而定(图6),砂体在横箭面上星双凸欹。 图2 面 表示a~相页岩和i t,爱i 海黯交互相之问星指状交错,见图4横翻面的位置。基准 面是段的底 电测相——^形、钟形、单钉子尖形和幢尖形 (图5,表1)。在砂体中心部位,太多数井的电羽曲线璺箱形模式(图5)。l 田箱形电测相厚度分布在8米一l 8米范围内。砂体下馈边缘各井的电铡曲线在自然电位曲 线上显示为尖锐的钉子尖形,在放大的短电位稠井曲线上呈漏斗形,为幢尖形电澜相上倾边缘的各井电澜曲线在自然电位和短电位澜井曲线上都星尖锐的钉子尖形,为单钉 16 维普资讯 。单钉子形电掰相厚度通常小于5米,壤尖形电测相厚度一般不足3米。有两 口井的电潮曲线在自然电位和电阻率曲线上显示钟形模式。 沉积环境—— 9 3)认为s~是堆积在以边缘海为背景的平缓曲流河 道里,大概是潮坪环境。一般地讲,河道砂岩厚度主要取决于下伙地层( 9 7 4), 但堡坝砂,变厚主要取决于上覆地层。电测相的分布和砂体的几何形态 也表明砂岩是以海岸砂体的形式形成的,如堡坝、摈外砂坝或陴壁岛。上倾和下 帧页岩分别解释为谓湖泥岩和陆架泥岩。 图3构造和砂岩厚度图 段底部的构造等高缦表示区域倾葺}}呈南东向 1)混合能量为主的海岸。在这两种背景下,砂体向海的边缘呈直线状,并且较平坦。砂体 的朵叶从能表示冲溢扇沉积。风暴冲谥沉积了 薄叶轶层欹砂. 同耐侵蚀了泻潮泥岩上疆层的底部(l 986)。盘坝向陆一铡沉积在以被浪作用为主的海岸,相比之下很少沿着堡坝向海一侧沉积在以 混合能量为主的海岸。 普资讯 ~ 98~)归纳的障壁岛砂体来 解释(图6)。位于上惯的单钉子尖形电测相可能与9@Z)横音扇沉积相对应(图6B)。箱形电溯相与堡坝主体的覃砂岩相对应。砂体疆盏在细粒沉积 钧之上,如果它在海侵期被超曩,正如么它又被细粒沉积钫所 覆盖。 图4研究医详图 表示井位控割和剖面的方位。插图表示后来成图区域。 剖面A^ 见图2,图6,图8。点表示油井、 气井和干井 '晤着^ 是早期滨面砂在滨海泥岩之上推进时形成的。 这常常与障壁岛或馁埂有关。大塑向上变粗的序列是由整个堡坝推进而引起的,而形 成适当位置,它先抗积,后被淹没。坤形 电溯相表示向上交细的序列,这是在潮汐逆向推移的一翻,河道穿过堡坝而形威的。向上 变细的序列具有明显的底界,其卑度为118 维普资讯 ——得克萨斯州Mi 堡埂砂( 9 7 2)。油田的产油砂岩和3公里,厚9米。矽体的轴向平行于沉积走向,下惯边缘直并且平坦。上颤边缘呈锯齿状 ( 9 7 2,图2)。 体几何形态——田产油砂岩和^罩图 表明为一条狭长的北西——南东向砂岩条带,与沉积走向垂直(图7)。砂岩厚度在24米 以上。油田内许多钻井的总深度在碜岩深度范围内,不能用来做等厚图。若以碜岩之上的 基准面而定,慰砂体音B)。 图5 A:示:分布圈 削面图‘ 作为且产袖砂岩直接沉积在的c^厚躅上非常厚的部分可蠢表示过渡的岩相互重叠的部分。 维普资讯 ——渡油田中的产油砂岩具有五种电测相,箱形、锯齿箱形、漏斗形、单钉子 尖形和锥尖形。最厚砂岩段的电测曲线显示箱形电测曲线模式(图6),这可能表示过渡的 aW 形电测相厚度从5米到太于2 等厚线相邻的电测曲线里锯齿箱形摸式。锯齿箱形电谢相通常厚度在5米以上.其最大厚 度为2等卑线内也发现了漏斗形电测相。在等厚线外部,各井的电测曲线显示单钉 子尖形电谢相,通常厚度小于5米。镶尖形电测相出现在主砂体 东的小型砂岩朵叶前面 (匿7)。 图6 A:沿着图5 过j:垂直海岸线穿过障壁岛体系的示意剖面(982) 沉积环境~一砂体的几何形态和电铡相的分布表明, 状砂坝为分流向盆内推进,形成了与沉积走向成高角度的直线状砂体(FI ,195 4)。带状的几何形态是与直线状的、没有分技的、 向海推进的分谊河道相伴生的指状砂坝的特征980)。 指状砂坝有时措误地解蒋成为分游河道砂撰。分漉河道是在推进的分漉河口砂撰废弃 维普资讯 。但是 在潮差和波浪能量低于沉积物输入的地区,废弃的分漉河道只充填页岩,而 没有沉积砂岩(9 B 0)。指状砂坝可能覆盖在较老的沉积物之上 没有 冲刷沉积。 H 形电测 相表示捐状砂坝分选好的砂岩直接覆盏在前三角{岩之上。漏斗形电测相表示从前三角 洲泥岩逐渐过渡穿过三角{下伏页岩突然过渡到指状砂规,一 般是噘着现代密西西比河三角洲酌指状砂坝轴,并且大型向上交粗的序列在指状砂规轴的 前部和侧面出现(eⅢ 和r,1 98 0)。锯齿档形电测帽表示捐状砂坝和侧面的同期 相呈指状交错。单钉子尖形电测相表示页岩充填的海湾或漫滩沉积中砂质互层厚度达5米。 锥形电洳相表示癌蔽的向上交粗的序列,标志着一个海进决口扇的末端边缘(图 )。 / 1 『j B 图7 A:Hj‘田:电测相分布囤 类比—969)描述了在印第安纳状分漉 砂 岩的特征。他1订描述的矽岩和岩相扼【。在平面图上皇狭长条带状延伸、平缓几乎星 2I 维普资讯 ,并且与沉积走向呈高角度。若以上疆砂岩在横割面上 呈单凸透镜软。砂岩与滑其谴缘分布的细粒沉积物星指状变错· 体几何形态一一段砂岩也是与沉积走向呈高角度。两条狭长的等 犀线趋于北西——南东向,与油田砂岩平行(图9)。在等厚线范围内,砂岩厚度为 l 4米。酚岩滑着沉积走向插入泥岩一小段距离后便尖灭,但沿着古斜坡持续了几英里。 图8 ~:沿着图l 过l{:垂直古斜坡穿过指状砂坝示意剖面(测相 一一n 厚线具有辅形电测相的特点,其最大厚度 达I 4米(图9)。电测曲线蜘面到等罩线显示为漏斗形电测相,其厚度达1 2米·在等犀图 上,单钉子尖形电硼相出现在厚度较薄的区域,厚度从5米到小于3米不等。某些电测曲线 显示了叠加的单钉子形。 沉积环境一一砂体的几何形态和电测相的分布表明,田砂岩是与相.I}【的指状砂埂 指状砂埂由箱形和漏斗形电测相代表。息着古窜}坡I~}普资讯 。 体几何形态一段砂岩形成了一个舌状薄砂层一疆盏面积 选5I 8多平方公里(图1 0)。在部分砂体中心一致条线状呈北西一南一南东走向 等厚线厚 度达I 2米。围绕砂体主要部分的一条较宽的砂体边缘厚度通常小于6米。除了进入 i 长断裂带的主砂体以外,砂体朵叶厚度均小于6米井向南延伸。 图9 A::测相一—每厚线由厚度达1 2米的糖形电测曲线组成(图10)。少致锯齿箱形电涮相 和糖形电测相同时出现。等厚线边缘显示为漏斗型模式 厚度从几米到8米不等。极少超 过3米厚的单钉子尖形标志着砂体末螭边缘。 沉积环境—— 席状砂(图3)。在谜里,推进的指状砂埂的分技形成了超曩井与分漉河口砂埂相连接, 形成了推进三角湖前缘较宽的席状砂,指状砂坝构成了席状砂的厚度(3 维普资讯 :地区:普资讯 )。糖形和漏斗形电稠相分别表示指状砂埂和三角洲前缘席状砂。在生长断裂带内, 三角洲推进的特征再一次改变,从广泛的席状砂开始沿古窜}坡延伸,结果形成了发育良好 的指状砂坝。 缺少砂岩的地区,叠加的钉子尖形电铡相可能表示多次湾头充填沉积( f l 9 BO)o 类比——段砂岩的电稠相和砂体几何形态与l (1 9 6 B) 所描述的路易斯安耶Wi[ly sp 段沉积殳 海平面相对掐升,随后在南得克萨斯沉积了ri z 0砂岩。在古斜坡上, a 1段 海相地层比陆相ri z 0地层要高(s 1 9 8 6)。零砂岩线从穿过后向东进入砂岩线可用来表示主要的段海岸线 的近似位置(图3,w|l [ 障肇岛E 指状砂坝 口三角溯前缘团冲积岛 团决口扇 图示色插目概连了文中 所讨论的区域 维普资讯 (囹l 在河口分枝进入 海湾的部位形成了分流河口砂坝 分流河口砂埂向海推进而没有分枝,形成了指状砂坝. 这便是Hy 油田的主要储集层。指状砂坝可能是交替河道延伸而形成的,在许多 现代三角洲都可以见到这种现象( l 9 8 0,)。在这类砂埂延伸期问,其中 一支分流河道携带大量沉积物并快速向海推进,其它分流河道接收了很少量的沉积物并受 波浪作用的改造。推进的分流河道最终被凌弃,其它分流河道将变为主要的沉积物通道。 造(图11B)。在Ry s 才破坏了稳定性逐渐延伸(图在流的分枝作用是主要的,并且 分流河口砂坝相连接形成了三角洲前缘席状砂(图1三角洲沿古斜坡向下推进,沉 积了较宽的席状砂,一直达到 c 止。在这里再次出现,没有分枝的推进.两条指状砂坝进入生长断裂带(图 ej g a|岩厚度标志着在段海岸线上一小型三角洲的位置(图3、1 海平面相对抬升.随后沉积了 段。在古斜坡上比较图1和图这是因为海岸线在段沉积之后, 后退了的缘故。^位置被淹没 没有被滨面后退所侵蚀一或者再形成席状砂,表明了海平面快速抬升 ( 9 8 4)。 油田指状砂埂也保留了它们的原始沉积形态。 aw 们所讨论的所有砂岩都位于 段底部同一一 层位。适过电测相所表示aw 几天到敫千年不等。确定个射砂岩的相对年代是困难的 因为不存在横切或叠加关系。 图未必是资料唯一的解释结果。 圈闭机制 在研究区一~段产油的1 0个油田有四种圈闭类型捕集烃(两个是构造型,一 个是地层~一构造型一一个是地层型一表2)。8个油田从构造型或地层一—构造型复合豳 闭共产油3.1 3亿桶(5千万立方米) 产气1.6亿立方英尺(45 0万立方米)。田(包括西北^I 一个地层圈闭里已产气3 9.1亿立方英尺(1.1亿立方米), 产凝析油29 6 I 708立方米) ,地层圈闭是由肆壁岛砂岩上倾尖灭于谔湖泥岩中形成 的。 讨论和建议 L、ei 层斜接的砂岩储层中。e 个油田已产气3 7.7亿立方英尺(1亿立方米)。把它划分威然大多敷这种气以 维普资讯 / 98 7,)的价格销售,但发现井只在1 6天内就胄I.4 美元,1 00英尺’气的市价计算,类似太小的发现井将赢利5 270万美元。在目前的经济彖件 下,寻找类油气田可以维持每口生产井生产,因为只有在低 管理费的情况下,才能经济地经营这些井(Fi 98 7)。 在成熟的石油区,高分辨的古地理图是发现地层或构造隐蔽圈闭的关键。在评价新区 时,对一个可能产油砂层的沉积旋回做一张古地理图是非常重要的一步。大量钻井区的沉 积王且可以用来对钻井较少的地区进行对比解释,从而改善 了对勘搽区隐蔽圈闭的详细评价。如累许多井钻到深部目的层,那么在成熟石油区通过大 量钻井,也可能在浅层发现隐蔽圈闭。曲线上电阻率增加而发现的。 段砂岩厚度和古地理图说明几个地区有可观的前景。隐蔽构造和地层圈闭可 能位于 ei g&里的aⅥ透性好。本区通过 且段砂岩的厚度至少6米(图1 3)。较少 的( 砂岩与页岩互层 在等厚线边!羲根据 状砂坝边 与上下页岩呈突 / 箱形电测线(b.c) 油田 缘 箱形 变接触 确定 向上变细的层序 切割等厚线,根据 潮口充填 钟 { 厚度)3 5英尺与 电测相(a)确定 油田 形 上下页岩呈突变 接触 向上变粗的层序 薄朵叶形从主等厚 口扇 1 延伸,当它变薄 油田 页岩呈渐变接触 . 或尖灭时变为单钉 子尖形和锥尖形电 漏 测相 斗 向上变粗的层序 横向上到箱形(b) 指状砂坝 形 l 5—40英尺与下 , ≮ 和锯齿箱形(d)电 油田 优页岩呈劫变接 铡相,可与单钉子 触 尖形电测相(j)相 伴生 向上变粗的层序 围绕等厚线,根据 角渊前缘 5—40英尺与下伏 箱形(c)和锯齿形 溪地区 席状砂 页岩呈劫变接触 (d)电测相确定 在 h 较深海范围为单钉 子尖形电测相(k) 盥 } 页岩之间的薄砂 朝向砧地的箱 形电 溢扇 层,与上下页岩 耐相(a) 谊田 呈突变接触 钉 子 页岩之间的薄砂 横向到箱形电测相 状砂坝尖 层,与上下页岩 (b) 油田 灭 呈突变接触 尖 页岩之问的薄砂 向海边!羲的漏斗形 角{ . 层,与上下页岩 电测相(h) 溪地区 席状砂潮问 呈突变接触 边缘 锥 薄砂层 从下伏 向盘地的箱形电测 埂向海边 尖 {} 页岩向上明显变 相(a) 油田 缘 形 魍 自然电位和电阻率电稠曲线来自于由点所标志的井位。一一表示沉积一指向古斜坡下顿方向。 维普资讯 ~1988年4月的累计产■ 衰2 暖闭 圈闭和封闭 储集层 油 田 类塑 泥岩封闭的砂体,并且砂体被区域颤辑抬 堡坝滨外砂 A 6~103桶 地 斜 埂或障壁岛 3 7,6 7 5/10W.4×10 3 层 誊 桶 塑 1,46 5×尺0 达副海岸的正断层使砂岩与泥岩相接触j 分漉河道, 59×10 桶 地 横向上因矽岩双向尖灭而霸闭 指状砂坝, 2Z×尺: 层 决口扇和河 0 桶 构 口埙 Fl l 41 3×106英尺 造 g¨4 型 0角i},1 58×10。 构 席状砂 桶 48,48×1O 英尺 造 指状矽埙, Ru~ 兰角硼边缘 344×103桶 三角洲前绦 275~106英尺0 席状砂 I 2×103桶 06英尺 _ 研究括了几千桶蕞析油。 表示沉积走向代表古葺}l 驶下颤方向,蕾头表示断层下降盘。 译身(y.7,, .1,1919年 29 维普资讯
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