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第八章 地层对比及油层沉积相的研究

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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层对比一、区域地层对比二、碎屑岩油层对比三、碳酸盐岩油气层对比第八章 地层对比及油层沉积相的研究第二节 油层细分沉积相的研究一、以砂层组为单元划分沉积大相二、划分沉积时间单元三、各沉积时间单元细分沉积微相四、油层细分沉积相的研究在油田开収中的应用天山地层地层对比分四级世界的大区域区域的油层对比属于地层学的研究范围油区范围内,建立标准剖面一个油田内,含油层段内第一节 地层对比一、区域地层对比概念:利用岩性、古生物、矿物、沉积旋回等主要资料进行 油区范围 内的层划分对比。目的:建立标准剖面,并通过丌同的剖面对比找同地层的区域变化觃律,确定生、储、盖组合关系。区域对比的地层 , 相当于生油层和储油层的组合 ,或储油层不盖层的组合 。每套含油层系一般都有古生物或微体古生物标准层来控制旋回界线 。 因此 ,区域对比常采用岩性对比 、古生物对比 、 矿物对比和旋回对比等方法 。(一)岩性对比法对比原则:同一沉积盆地中,同一时期形成的岩石,如果沉积环境和沉积物来源基本一致,则岩石性质和岩层组合也相似。岩性对比首先是标准层间的对比。标准层一般是稳定沉降时期所形成,岩性以泥岩、页岩、灰岩、白云岩。标准层塔里木盆地石炭系“双峰灰岩”标准层是指油层剖面上岩性稳定,厚度丌大,特征明显,分布面积较广的岩层。岩性对比步骤确定标准层连接标准层连接岩性相似相同的岩层岩性对比只适用于具有相同地质条件的较小范围,限制在一定的岩性、岩相范围内。岩性对比大多数在测井曲线上完成的砂岩泥岩砂岩不泥岩在测井曲线上好区分碳酸盐岩剖面,采用 )古生物对比法对比原则:地球历史上,丌同时期有丌同的生物群,生物的进化具有丌可逆性。古生物遗体死亡后,有的保存在岩石中成为化石,可以指示地层形成的时代。古生物对比法常不岩性对比法配合使用。这是因为,古生物的分布丌均,井下地层由于资料少,很难找到古生物化石。古生物学研究的对象是化石,化石是保存于地层中的古生物的遗体和遗迹 。生物生存的自然地理环境可分两大类,一类为海洋环境,另一类为大陆环境,包括陆地、河流和湖泊环境。生存于海洋环境的生物称 海洋生物 ,生活于大陆环境的生物称 陆生生物 。大陆环境,包括陆地、河流和湖泊环境陆生生物虽然种类繁多.数量丰富,但因其生活环境大多处于剥蚀区,保存为成为化石的机会很少。陆生生物的化石主要保存在湖泊、沼泽及河流沉积中。现代风化壳剖面土壤层残积层半风化层海相环境包括:浅海、半深海、深海和远洋底栖生物游泳生物浮游生物古生物对比法有两种标准化石对比法和微体古生物对比法1、标准化石在地史上存在时间短,演化快,数量多,保存较好。但井下地层中很少有収现。2、微体古生物化石对比法井下地层中常见的有介形虫,它的特点是种类不数量多,演化的阶段短,分布广,在地史上分布时间短,广泛用于地层对比中。(三)矿物对比法方法:常绘制重矿物(相对密度大于 量分布曲线进行对比。常见的重矿物有锆石、石榴石、白钛矿、磁铁矿、绿帘石、黄铁矿等。是利用沉积岩中所含矿物组合及某些矿物含量的多少来进行对比。原理:同一地区,其沉积物来源、搬运条件及沉积环境是近似的,因此其矿物的组成基本丌变,或在平面上呈有觃律的变化。矿物对比法(四)沉积旋回对比法沉积旋回:垂直地层剖面上,具相似岩性的岩石有觃律地重复出现的现象分 正旋回 (岩性下粗上细)和 反旋回 (岩性上粗下细)。旋回对比一般在 测井曲线 上完成,这是因为井下地层的岩性实物 资料丌够 ,而测井资料解释的岩性准确率很高沉积旋回级次区 域 地 层 对 比 油 层 对 比沉积旋回级次 地层单元 沉积旋回级次 油层单元一二三四系组段砂层组一二三四含油层系若干油层组砂层组若干单油层二、碎屑岩油层对比油层对比, 指在一个油田范围内,对区域地层对比时已确定的含油层系中的油层进行划分和对比油层对比范围油层对比的依据在含油层系中,地层的岩性、沉积旋回、岩石组合及特殊矿物组合等,都客观地记录了地壳演变过程、涉及的范围和延续的时间,这为油层对比提供了地质依据。油层对比是在地层界线及标准层的控制下,根据岩性特征、沉积旋回、地球物理特征进行的。所谓沉积旋回最明显的是表现在岩石的粒度上,称之为韵律性。一般情况下,地壳下降,发生水进,导致水体由浅变深,在剖面上形成自下而上由粗变细的水进序列,称之为正旋回;地壳上升,发生水退,水体由深变浅,在剖面上形成自下而上由细变粗的水退序列,则叫做反旋回;完整旋回是指地壳下降而又上升,水体由浅变深,再由深变浅,在剖面上形成自下而上由粗变细再变粗的水进水退序列。地壳的升降运动是区域性的 ,同一次升降运动所表现出的沉积旋回特征是相同或相似的 , 这就是利用沉积旋回划分对比地层的理论依据 。地壳的升降运动是不均衡的,表现在 升降的规模 ; (时间、幅度、范围 )有大有小,且在总体上升或下降的背景上还有小规模的升降运动。因此,地层剖面上的旋回就 表现出级次 来,即在较大的旋回内套有小的旋回。利用旋回对比油层时,可以从大到小分级次进行对比,这就是“ 旋回对比、分级控制 ”的道理。时 间幅度岩层的地球物理特征 , 主要是由它们的 岩性特征 及其所含 液体的性质等因素所决定 。 由于地层的岩性特征不同和地层内所含的流体性质不同 ,岩层的地球物理特征也不同 。 例如 , 不同的岩性或油 、 气 、 水层 , 由于其电性特征不同 , 它们在 电测曲线上的形态 就不同 , 电测曲线不仅能够清楚地反映出岩性特征;岩性组合特征 、 沉积旋回及岩相特征 , 而且也有它自己的特殊对比标志可用于油层对比 (电性标志层 ) 。 利用测井曲线进行地层对比更显著的优点还在于它给出了 全井身的连续记录 , 尤其重要的是它的深度比较准确 , 并能从不同侧面反映岩性的属性 。 故近几年来在油田地层对比中得到了广泛的应用和发展 , 特别是各种各样的测井曲线的综合应用 ,结合岩心岩屑资料 , 在地层对比中起着重要作用 。 常见的对比曲线有视电阻率曲线和自然电位曲线 , 此外 , 微电极曲线 、 自热伽马曲线 、 中子测井曲线等也提供了很有价值的资料 。电测曲线有它自己的特殊对比标志可用于油层对比 (电性标志层 ) 。 另外它给出了全井身的连续记录 , 且深度比较准确 , 并能从丌同侧面反映岩性的属性 。常见的对比曲线有 视电阻率曲线和自然电位曲线 , 此外 , 微电极曲线 、 自然伽马曲线 、中子测 井曲线等也提供了很有价值的资料 。油层对比单元的划分油层单元划分为四级,即含油层系油层组砂层组单油层1. 单油层 (通称小层或单层 )是组合含油层系的最小单元 , 相当于沉积韵律中的较粗粒部分 。 同一油田范围内的单油层具一定的厚度和分布范围 , 并具岩性和储油物性基本一致的特征 。 单油层间应有隔层分隔 , 其分隔面积应大于其连通面积 。2. 砂层组 (或称复油层 )是由若干相互邻近的单油层组合而成 。 同一砂层组内的油层其岩性特征基本一致 。 砂层组间上下均有较为稳定的隔层分隔 。3. 油层组由若干油层特性相近的砂层组组合而成 。 以较厚的非渗透性泥岩作盖 、 底层 , 且分布于同一相段之内 。 岩相段的分界面即为其顶 、 底界线 。4. 含油层系是若干油层组的组合,同一含油层系内的油层其沉积成因、岩石类型相近,油水特征基本一致。含油层系的顶、底界面与地层时代界线具一致性。三、油层对比的方法确定标准层及建立油田综合柱状图单井资料准备及选择水平对比基线油层对比的步骤油层对比的程序确定标准层及建立油田综合柱状图综合柱状图要求岩层特征 (岩性、电性 )在全区具有代表性,油层发育好,才能以此剖面作为全油田油层划分与对比的依据,进行新井分层工作,以及在全区统层。一般选择油田上钻遇 油层最全的井的柱状剖面 , 附以相应的测井曲线 作为油田的综合柱状图,但有时一口井中的每个油层组、砂岩组不一定代表全区,这时可在几口井挑选有代表性的油层组、砂层组、汇编成油层综合柱状图进行油层对比,大量应用的是 地球物理测井资料 。通过取心井的岩心与电测曲线进行比较,研究各种岩性、各级沉积旋回在电测曲线的显示,编制典型曲线图版,在搞清岩一电关系的基础上,就可用电测曲线的特征来判别含油层系的岩性和沉积旋回的特点。然电位和微电极 三条曲线。在进行油层对比前,将参加对比的井的油层部分的上述三条曲线汇编成单井电测资料图,作为油层对比的基础资料 。单井资料准备及选择水平对比基线1.利用标准层划分油层组2.利用沉积旋回对比砂层组3.利用岩性和厚度比例对比单油层4.连接对比线油层对比的步骤油层对比的步骤确定标准层按旋回划分油层组划分砂层组① 油层对比本身是一个反复的过程 , 随着井眼的增多 , 对比成果要不断进行修改 , 并且在油田开发时 , 大量的动态资料也给对比成果的 修改 不断提供依据 。② 在一个三级构造上 , 钻井比较多时 , 为了掌握横向上油层变化规律 ,首先应挑选沿 构造轴线 的各井进行对比 , 然后适当选择几条垂直构造轴线的剖面上的井参加对比 , 这样做可以初步了解油层组 、 砂层组 、 单油层在平面上的变化情况 , 掌握三级构造内油层特征 , 然后根据这些特征划分对比区 , 掌握分区对比标志 , 选择标准层 , 统一方法 , 经过反复对比 , 以剖面控制分区 , 分区验证剖面 , 直到剖面 、 分区 、 层位统一 , 达到点 、 线 、面结合一致 。③ 在 纵向对比时,按旋回级次 ,由大到小逐级对比,由小到大逐级验证。油层组的划分一般与地层单元一致,因而可以运用区域地层对比方法,而砂层组和单油层是更细的对比单元,其对比标志已不明显,故主要是在油层组的对比线控制下,根据岩性、电性所反映的岩性组合特点及厚度比例关系作为对比依据。最后做到油层组、砂层组、单油层三级控制,达到层位一致。油层对比的程序表:小层数据表图:油层剖面图油层栅状图油砂体连通图油砂体平面图四、油层对比成果图表的编制及应用产能系数μm2· 油田 ×× 区 ×× 井小层数据表油层组自然分段小层数据 统一划分单层数据小层编号砂岩井段透率μ孔隙度%真电阻率Ω· 油田 ×× 区 ×× 层单层对比数据表项 对比目 井号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10有效厚度层平面图a— 特高渗透区; b— 高渗透区; c— 中渗透区; d— 低渗透区;e— 砂层尖灭区; f— 砂层连通区; g— 有效厚度等值线; h— 资料点油层剖面图— 不反映构造形态高渗透层 中渗层 低渗层 有效层 无效层 射孔段某一层位拉平后作为基线油层栅状图等度投影后直角坐标上点位分布情况1一渗透率大于 500× 102— 渗透率 300~ 500× 103— 渗透率 100~300× 104— 渗透率 50~ 100× 105一渗透率小于 50× 106一水层油砂体连通图砂岩尖灭,2— 有效厚度零线;3— 虚线表示纵向两油砂体的公用部位;4— 油砂体编号;5— 砂岩尖灭线;6— 侧向分切线;油砂体平面图油层类别一类 二类 三类单层分布砂岩钻遇率 , % ≥75 60~ 75 <60砂岩延伸程度大于600 % ≥70 50~ 70 <50有效厚度小层展平厚度 , m ≥ % ≥ ≥70 50~ 70 <50有效渗透率, 10100 80~ 100 <80油层综合评价表示不同级别砂体占总储量的百分含量。其中 80%的储量集中在延伸长度大于16001”类油砂体内,延伸长度小于 1100%左右。而在占近 80%储量的 1类油砂体中,属于1级高渗透率的约占 37%, 2级中渗透率的约占 43%。对类似这样的油层,如果组合在一套开发层系内进行开采,从延伸状况看,适宜于较大切割宽度的行列注水,由于以中渗透率为主,应要求排距较小一些。渗透率分四级1级:大于 4002级: 250— 4003级:小于 250延伸长度分四类于 16001100600— 1100于 600透率为 2级第一节 地层对比一、区域地层对比二、碎屑岩油层对比三、碳酸盐岩油气层对比第八章 地层对比及油层沉积相的研究第二节 油层细分沉积相的研究一、以砂层组为单元划分沉积大相二、划分沉积时间单元三、各沉积时间单元细分沉积微相四、油层细分沉积相的研究在油田开发中的应用第二节 油层细分沉积相研究以砂层组为单元划分沉积大相划分沉积时间单元各沉积时间单元细分沉积微相油层细分沉积相的研究在油田开发中的应用一、以砂层组为单元划分沉积大相沉积相( 沉积环境的物质表现 河流相河流环境 — 现代的“以砂层组为单元划分沉积大相 ” :是指用砂岩组划分 “ 沉积相 ” 的二级相。如河流相中的边滩、心滩等。心滩划分沉积大相的依据:区域岩相古地理研究成果岩心观察和分析化验资料砂岩体的几何形态巴 9巴 6塔里木实例分析620项内容,是识别沉积环境重要标志砂岩体的几何形态席 状条带 状透镜体状砂体几何形状分析在油田使用具有普遍性,它可利用测井资料重建。测井曲线资料应用正旋回二、划分时间单元概念:相同沉积环境下的物理作用、生物作用所形成的同时沉积 。时间单元一般划分单砂层第二层砂体被切割继续沉积如果机械地进行对比,会出现错误的时间单元在稳定的沉积环境下的沉积(湖相及三角洲相油层,可用 “ 旋回对比、厚度控制 ”法在油层的划分和对比时,怎么样才能避免出现错误的时间单元呢河流相油层对比用等高程法这种方法是以岩性 —时间标志层作控制,以砂层顶面距岩性 —时间标层等距离方法进行的。原理:泛滥平原和三有洲平原广大地区地势平坦,沉积作用、夷平作用频繁进行,同一时间沉积物的顶面距岩性 —时间标志层的距离相同、相近。标准层等时面为一平面距离大致相等划分沉积时间单元的具体方法确定标准层统计层厚达 2米的砂岩与标准层的距离按 “ 距离近似,沉积同时 ”的原则划分时间单元问题:怎样判断厚砂层是否为同一个时间单元正韵律数量稳定的泥质夹层邻井资料三、各沉积时间单元细分沉积微相辫状三角洲|湖相沉积体系辫状三角洲平原亚相辫状河道砾质辫状河道微相 (p、 质辫状河道微相 (p 、 r)水道间微相 ( 滥平原微相 (辫状三角洲前缘亚相水下 分流河道微相 (h→1)分流间微相 (h→m)前缘席状砂微相前三角洲亚相湖泥 (砂坝微相 (r→c)大相微相本节内容:建立沉积模式;测井相分析建立沉积模式的方式:常采用岩芯资料为基础,确定岩性组合特征、原生沉积构造、岩矿特征、古生物组合特征、电性资料、粒度资料等,再 建立单井相剖面 。以此为基础建立 全区的沉积模式图 ,为测井曲线判别砂体成因提供理论依据单井相分析剖面形;底部突变、顶部渐变或突变,曲线光滑或微齿化,光滑反映了粒度变化不大,齿化反映有薄的泥质夹层主要由中砂、细砂和粉砂组成 , 该层序由下到上具有明显的正韵律性。底部为块状含砾砂岩或槽状交错层理砂岩相,冲刷面较发育;中部为板状、平行层理砂岩相组成,向上渐变为波状交错层理较发育的细砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩相模式4井水下分流河道沉积微相模式图自然伽马曲线形态为高幅钟形以砂质分流河道微相为主,下部由块状含砾砂岩相 (由块状层理含砾砂岩相到板状交错层理含砾砂岩相 (成,与下伏灰色或灰黑色粉砂质泥岩、泥岩突变接触,见有冲刷面和泥砾;向上渐变为 平行层理、 波状交错层理细砂岩相相模式灰色泥岩、粉砂质泥岩为主,含炭屑纹层和薄层的粉砂岩。发育有块状层理、波状层理和复合层理,虫孔构造较发育相模式湖泥沉积微相模式图 远砂坝沉积微相模式图然伽马曲线形态为低幅齿形由深灰色、灰绿色泥岩组成 , 局部夹有泥质粉砂薄层,具有块状层理、水平层理和复合层理,可见虫孔和生物扰动构造,底部见泥岩团块,变形层理由黑灰色、黑色细砂、粉砂和泥岩组成一般发育有块状层理、波状层理、变形层理和复合层理,局部发育有滑塌变形沉积,可见生物扰动和虫孔构造测井相分析自然电位的来源扩散 — 吸附电位泥质含量地层水和泥浆滤液之间离子浓度差孔喉半径(受粒度和分选控制)过滤电位 地层渗透性(与粒度、分选、泥质含量有关)氧化 — 还原电位 取决于水动力条件的强弱曲流河道钟型曲线典型的钟型曲线。河床底部水流作用最强,岩石粒径最粗,较细的碎屑堆积到河流的边部,由于加积作用和河流侧向迁移,形成向上变细的层序。表现出典型的正粒序。障壁沙坝漏斗型曲线三角洲各相曲线形态自然电位曲线形态自然电位曲线形态各类沉积环境的自然曲线形态组合特征第二节 测井相分析综合确定沉积相第二节 测井相分析沉积微相的剖面与平面特征(1). 纵剖面特征- 2 0 0 201 3 5 01 4 0 01 4 5 01 5 0 01 5 5 01 6 0 01 6 5 01 7 0 01 7 5 01 8 0 00 5 10 - 2 0 0 201 3 0 01 3 5 01 4 0 01 4 5 01 5 0 01 5 5 01 6 0 01 6 5 01 7 0 01 7 5 02 4 - 2 0 0 201 3 5 01 4 0 01 4 5 01 5 0 01 5 5 01 6 0 01 6 5 01 7 0 01 7 5 01 8 0 00 5 10 - 1 0 0 101 3 0 01 3 5 01 4 0 01 4 5 01 5 0 01 5 5 01 6 0 01 6 5 01 7 0 01 7 5 00 5 10 15 20 30 40 0 5 10 - 2 0 - 1 0 0 10 20 0 4 88 - 6 4 9 - 65 9 - 6 7 9 - 6 8 9- 7 0 9 - 73M S 3M S 2M S 1M 2M 4M 0 01 5 0 01 6 0 01 7 0 01 8 0 01 4 0 01 4 5 01 5 0 01 5 5 01 6 0 01 6 5 01 7 0 01 7 5 01 8 0 01 8 5 00 5 10- 2 0 - 1 0 0 101 3 0 01 3 5 01 4 0 01 4 5 01 5 0 01 5 5 01 6 0 01 6 5 01 7 0 01 7 5 00 5 10 301 3 5 01 4 0 01 4 5 01 5 0 01 5 5 01 6 0 01 6 5 01 7 0 01 7 5 01 8 0 0- 2 0 0 201 3 5 01 4 0 01 4 5 01 5 0 01 5 5 01 6 0 01 6 5 01 7 0 01 7 5 01 8 0 00 5 10 - 1 0 0 101 3 5 01 4 0 01 4 5 01 5 0 01 5 5 01 6 0 01 6 5 01 7 0 01 7 5 01 8 0 00 5 10 - 2 0 0 201 3 0 01 3 5 01 4 0 01 4 5 01 5 0 01 5 5 01 6 0 01 6 5 01 7 0 01 7 5 00 10 20 - 2 0 0 10 201 3 0 01 3 5 01 4 0 01 4 5 01 5 0 01 5 5 01 6 0 01 6 5 01 7 0 01 7 5 00 10z 5 - 5 59 - 6 79 - 6 6 - 1 8 - 6 77 - 6 8 - 1 4 - 6 8- 1 0 51 4 0 01 5 0 01 6 0 01 7 0 01 8 0 01 9 0 00 104 - 6 9M 2M 4M ). 横剖面特征• (2) 平面特征• 早期(明四 10- 8小层) : 以发育一条顺北部边界断层的主河道,工区东部具有辫状河流特征,发育心滩沉积
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