沉积环境复杂地区地层划分对比方法_

　第29卷　第1期

文章编号:0253-9985(2008) 01-0038-07

O I L &G AS GE OLOGY 2008年2月　

沉积环境复杂地区地层划分对比方法

———以鄂尔多斯盆地大牛地气田为例

罗东明, 谭学群, 游瑜春, 刘建党, 冯　琼, 刘忠群

(1. 中国石油化工股份有限公司油田事业部, 北京100029; 2. 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院, 北京100083; 3. 中国石油化工股份有限公司华北分公司, 河南郑州450006)

1

2

2

2

2

3

摘要:鄂尔多斯盆地大牛地气田主要含气层位是上石炭统太原组和下二叠统山西组、下石盒子组。地层划分对比难度大, 主要原因是河流沉积相变快、井网稀、工区大, 使用单一的地层划分对比方法效果不好, 研究之初现场存在多种认识方案。采用标志层法(引入煤层作为标志层和辅助标志层) 、厚度法(相邻井地层厚度相当) 、层序地层学法、密井网解剖法(从密井网解剖入手, 认识地层变化规律, 进而推广到稀疏井网) 4, (只针对砂组) 和层面建模进行校验, , 案, 统一了地层认识, 取得了较好的应用效果。

关键词:标志层; 等厚法; ; ; 中图分类号:1Stra ti graph i c d i v isi on and correl a ti on i n area s w ith com pli ca ted

sed im en t ary env i ronm en t

—a case study of Daniudi gas field in the O rdos Basin

Luo Dongm ing , Tan Xuequn , You Yuchun , L iu J iandang , Feng Q i ong , L iu Zhongqun

(11O ilfield D epart m ent, S I NO PEC, B eijing 100029, China;

1

2

2

2

2

3

21Research Institute of Petroleum Exploration &Production, S I NO PEC, B eijing 100083, China;

31N orth China Co m pany, S I NO PEC, Zhengzhou, Henan 450006, China )

Abstract:The main gas 2bearing horiz ons in Daniudi gas field of O rdos basin is the Upper Carbonifer ous Taiyuan, Lower Per m ian Shanxi m and Xiashihezi For mati ons . Stratigraphic divisi on and correlati on are difficult because of rap id change of fluvial facies, s parse well pattern, and large p r oject area in the field . Single stratigraphic divisi on and correlati on method failed t o work effectively . A t the very beginning of the study, there were several sche mes as for ho w t o s olve the p r oble m s . A s a result, a co mposite method of stratigraphic classificati on and correlati on suitable for co mp licated sedi m entary envir on ment are devel oped by integrating the marker bed method (intr oducing coal sea m s as markers and supp le mentary horiz on markers ) , the is opach method (the sa me layer having si m ilar thick 2ness ) in adjacent wells, the sequence stratigraphy method, and the dense well pattern analysis method (i . e . , ap 2p lying kno wledge obtained fr om analysis of dense well pattern t o s parse well pattern ) . By doing that, this paper p resents a ne w sche me of stratigraphic divisi on and correlati on,which have been used successfully in real p ractice and achieved a unified understanding of the f or mati ons in the study area .

Key words:marker bed; is opach method; sequence; stratigraphic divisi on and correlati on; coal sea m; Daniudi gas field; O rdos Basin

　　收稿日期:2007-06-19。　　第一作者简介:罗东明(1964—) , 男, 高级工程师, 石油地质。　　基金项目:中国石油化工股份有限公司科技部攻关项目(P04087) 。

　第1期罗东明, 等. 沉积环境复杂地区地层划分对比方法———以鄂尔多斯盆地大牛地气田为例

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　　大牛地气田位于鄂尔多斯盆地伊-陕斜坡北部东段, 储量规模已跨入大型气田行列。主要含气层位自下而上为上石炭统太原组、下二叠统山西组和下石盒子组, 是一套完整的海相潮坪-近海三角洲-陆相辫状河沉积层序, 厚度250～280m ,

[1]

沉积环境比较复杂。

地层划分对比是所有油气藏工作的基础。对地层进行合理的划分和对比, 是油气藏描述中由单井评价到多井研究的重要程序, 是描述储层形态和储层参数空间展布特征及其变化规律的前提, 对于油气田开发具有重要意义。

1　目的层时代及岩性特征

大牛地气田钻井揭露的地层有第四系, 白垩系志丹群, 侏罗系安定组、直罗组、延安组, 三叠系延长组、二马营组、和尚沟组、刘家沟组, 二叠系石千峰组、上石盒子组、下石盒子组、山西组, 石炭系太原组、本溪组, 及奥陶系上马家沟组, 钻井平均揭露地层厚度2900m 。其中, 二叠系下石盒子组、山西组及石炭系太原组为主要目的层(表1)

。

　　40

111　石炭系太原组

石油与天然气地质第29卷　

灰色泥岩、紫斑泥岩。盒1段砂泥比、砂地比高。

盒1段砂岩电性特征为低自然伽马、低声波时差, 电阻率略高于泥岩。

盒2、盒3段岩性为浅灰绿色砂砾岩、含砾粗砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉细砂岩、绿灰色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、灰色泥岩、紫斑泥岩。与盒1段相比, 盒2、盒3段砂泥比、砂地比低。盒2、盒3段砂岩电性特征为低自然伽马、高电阻率、

太原组为滨岸沉积, 厚度为25～82m 。按沉

积旋回特征将太原组地层自下而上划分为两段:太1段、太2段。

太2段岩性主要为深灰色、灰黑色泥岩、碳质泥岩、煤层与灰白色中-粗砂岩互层, 局部夹灰岩透镜体。太2段砂岩电性特征为低自然伽马、低声波时差; 泥岩电性特征为高自然伽马、高电阻(图1) 。

112　二叠系山西组

低声波时差, 而泥岩电性特征为高自然伽马、低电

阻率、高声波时差(图1) 。

考虑到气藏的开发特点及当前所处的开发阶段, 小层不宜划分得过细。综合考虑, 将目的层6套含气砂组划分为13个小层, 2段1个小层、段、盒1段3个小2个小层。

山西组为三角洲平原沉积, 厚度65～135m 。

按沉积旋回特征将二叠系山西组地层自下而上划分为两段:山1段、山2段。

山1岩、中砂岩、质粉砂岩、、碳质泥岩、煤, 泥岩富含植物化石碎片。山1段砂岩电性特征为低自然伽马、低电阻率、低声波时差; 泥岩电性特征为高自然伽马、高电阻率、高声波时差。山2段岩性与山1段基本一致, 只不过山2段煤层不发育。山2段砂岩表现为低自然伽马、低声波时差, 电阻率略高于泥岩(图1) 。113　二叠系下石盒子组

2　大牛地气田地层划分对比的难点

及解决方案

211　难点

由于大牛地气田沉积环境复杂, 从石炭系太原

组到二叠系的山西组、下石盒子组, 储层由滨海的障壁砂坝过渡到辫状河的心滩, 又由于主要储层属于河流相沉积, 相变快, 加之井网稀(未开发区平均

2

井距达到5k m ) 、工区范围大(约2000k m ) , 因此地层划分对比难度大, 采用单一的划分对比方法由于缺少佐证, 效果不理想。研究初期, 大牛地气田地层划分对比方案不统一, 现场存在多套方案, 给生产和研究带来了不便。因此, 有必要对大牛地气田目的层段石炭系太原组—二叠系下石盒子组地层划分对比进行深入研究, 以形成一套适用于现阶段生产和科研的、

更为合理的划分对比方案。

下石盒子组为辫状河沉积, 厚度100～160m 。

按沉积旋回特征将二叠系下石盒子组地层自下而上划分为3段:盒1段、盒2段、盒3段。

盒1段底部岩性主要为杂色砾岩、浅灰绿色砂砾岩, 向上变为浅灰绿色含砾粗砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩、绿灰色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、

图1　太原组、山西组及下石盒子组砂、泥岩电性特征

Fig 11　Electric p r operties of sandst one and mudst one in the Taiyuan, Shanxi, and Xiashihezi For mati on

　第1期罗东明, 等. 沉积环境复杂地区地层划分对比方法———以鄂尔多斯盆地大牛地气田为例

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212　解决方案

1) 上古生界石炭系太原组太2段以下的主煤

本次研究采用标志层法、厚度法、层序地层学法、密井网解剖法等4种方法相互结合、闭合对比, 并应用地震标定和层面建模两种方法对结果进行校验, 目标是建立一套新的地层划分对比方案, 形成一套沉积环境复杂地区地层划分对比的综合方法。

层(9#煤) :典型标志层, 厚4～15m , 地震反射波

b

为一强相位(T 9) , 测井曲线具有低自然伽马、低密度、高声波时差、高中子、高电阻的特征(两低三高) 。9#煤层厚度普遍大于8m , 为一典型的区域性标志层, 稳定性为94%, 煤层顶是太2段的底界标志。

2) 二叠系山西组山1段下部厚煤层(5#煤) :典型辅助标志层, 厚3～12m , 地震反射波为一强c

相位(T 9) , 电性特征亦为低自然伽马、低密度、高电阻、高声波时差、高中子(两低三高) , 常夹碳质泥岩。5#煤层在全区分布较稳定, 稳定性为86%, 其下部的砂岩底为山1。3　地层划分对比

对比时遵循“先大后小、循序渐进”的原则, 即

首先确定砂组(段) 的界限, 然后再划分小层。4种地层划分对比方法不是单一, 孤立的, 通常结合使用。311　斜, 倾角小于1°, 断裂不发育, 因此沉积具有一定的连续性和继承性, 表现为相邻井的地层厚度相似。从栅状模型上可以了解全区各砂组厚度的变化。切了三横、三纵剖面, 得到了太2段、山1段、山2段、盒1段、盒2段及盒3段自下而上共6个砂组的地层厚度栅状图(图3) 。从图中可以看出, 同一砂组在全区厚度接近, 尤其是相邻井,

地

辅助标志层。以9#煤层为典型标志层, 5#煤层为典型辅助标志层, 它们在全区分布比较稳定。“9#

[2]

煤”和“5#煤”是煤田区域地质学上的名称, 在本区分别对应太2段以下的厚煤层和山1段下部的较厚煤层(图2) , 特征如下。

图2　标志层特征剖面

Fig 12　Characteristic secti ons of marker beds

　　42

石油与天然气地质第29卷

　

表现为水下河道(滞留沉积) -边滩-水面之上的

天然堤、泛滥平原的相序组合; 其二为粒级向上变粗的泛滥平原、决口扇交替沉积相序组合的准层序。在大牛地地区多以前者为主。山西组由5个向上变细的准层序组成, 故山西组划分为5个小[4～10]

(图4) 。层

图3　大牛地气藏地层栅状图

Fig 13　Fence diagram showing the strata of Daniudi

gas reservoir

314　密井网解剖法

密井网解剖法根据先易后难的原则, 从工区井

网相对密集的西南部出发, 重点解剖, 认识地层变化规律, 进而推广到工区井网相对较稀的中北部。

层厚度不会突变。同理, 小层情况也是一样。厚度法对于邻井地层的识别有一定的指导意义。313　层序地层学法

4　, 、标志层清楚的

, 。在骨架剖面控制下, 进行邻井外推对比, 修正骨架剖面小层对比结果, 最后达到全区各小层的闭合对比。

研究中建立了97条地层对比剖面, 其中台格庙12条、中部骨架剖面10条、大开18井区27条、大开25井区42条、大17井区6条, 完成了全区271口井的闭合对比, 形成了一套新的地层分层数据。

通过对比, 取得了以下几点认识:

1) 沿北东-南西方向的地层剖面各层厚度变化不大, 可对比性强, 而与其垂直方向上地层厚度变化大, 可对比性差, 据此可以判断物源方向

;

对小层的划分术”与“分析对比, 、精细程度、技术原理、操作方法和概念表述等方面没有本质区别,

[3]

即同属高分辨率旋回等时对比技术。

下石盒子组地层沉积相为辫状河沉积。辫状河准层序大多表现为粒级向上变细, 形成河道(滞留沉积) -心滩-漫滩的相序组合, 代表了可容空间逐渐减小的过程。下石盒子组由7个向上变细的准层序组成, 故下石盒子组划分为7个小层。山西组地层为三角洲平原分流河道沉积, 发育两种类型的准层序:其一为粒级向上变细的准层序,

图4　大牛地气田大开31井—大开28井太原—山西期南北向层序地层对比剖面

Fig 14　Secti ons showing the sequence stratigraphy correlati on of Taiyuan 2Shanxi epoch

bet w een W ell DK31and DK28in Daniudi gas field

　第1期罗东明, 等. 沉积环境复杂地区地层划分对比方法———以鄂尔多斯盆地大牛地气田为例

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　　2) 地层沉积有填平补齐的特征;

3) 下石盒子组盒2+3地层厚度全区比较稳定, 但盒1段地层北部变长、砂体变厚, 尤以西北方向明显;

4) 山西组地层南部山2段厚、山1段薄, 比例近似3∶2, 北部山2段与山1段厚度接近, 比例近似1∶1;

5) 太2段只沿大54井—大57井—大9井—大21井—大23井一线和大17井—大56井一线地层、砂体发育, 其他地区地层、砂体都很薄。

f b c

T 9对应于盒3段顶(表2) 。T 9和T 9地震反射

强, 同相轴连续, 形似两条铁轨, 地震剖面上容易识别, 这是砂、泥岩地层中含煤造成的; T 9和T 9地震反射弱, 同相轴不清, 连续性差, 地震剖面上不易识别, 这是由于地层中砂、泥岩的波阻抗差异较小造成的。另外, 有时也能识别出第5组反射

e

波T 9, 一般是对应盒2段底界, 但该反射波信号

d

f

5　成果校验及应用

511　成果校验

很弱, 通常很难识别。

图5是过大13井—鄂10井的地震剖面。从图中可以看出, 地质分层与地震同相轴对应良好。该区的4组地震反射同相轴对应于表2中的相应层位, 说明依据测井曲线进行的地质分层正确。如果差别很大, 。112为确保分层的合理性, 层面建模法51111　, 在一定程度上还可以有

　　

表2　地震反射波与地层对应关系

wave and stra t a 地

　层

三叠系

上统二叠系

刘家沟组石千峰组上石盒子组下石盒子组下统

山西组

石炭系奥陶系

上统下统

太原组

盒2+3段盒1段山2段山1段太2段太1段

T 1l P 2sh P 2s P 1x

2+3

Table 2　Rel a ti on between se is m i c reflecti ve

这种校验是通过制作合成地震记录、在地震

剖面直接判断地震界线与地震同相轴的吻合程度

[11]

来完成的, 比较直观可行。由于地震资料垂向分辨率受到限制, 这种校验方法只针对地层组的划分, 不适用于小层。

首先要了解该地区地震反射波的发育特征及其与地质层位的基本对应关系。多数情况下, 在大牛地工区研究目的层段的地震剖面上可以识别

b c d f

出4组地震反射波, 分别是T 9, T 9, T 9和T 9。其中, T 9对应于太2段底, T 9对应于山1段的下部(具体位置是山1小层底) , T 9对应于盒1段底,

2

d

b

c

地震反射波

---T 8------T 9f ------T 9d ------T 9c ------T 9b ---

P 1x 1P 1s 2P 1s 1C 3t 2C 3t 1O 1s m

上马家沟组

图5　大牛地气田过大13井—鄂10井地震剖面

Fig 15　Seis m ic secti on acr ossW ell D13and E10in Daniudi gas field

　　44

石油与天然气地质第29卷

　

图6　大4-44井太2段顶面模型

Fig 16　Model of the t op of the T2Me mber in W ell D4-44

a . 分层修改前; 　b . 分层修改后

效地检查地层对比划分的结果件, 在3D 窗口下, () , 。图为大4-44井分层修改前太2段顶面模型, 从中可以看出大4-44井处明显低于周围其他地方, 说明大4-44井太2段顶分层有可能偏低。经过仔细与邻井对比, 将大4-44井太2段顶分层由2879m 改为2864m 后, 层面模型就比较平滑、自然(图6b ) 。这种方法在此次地层划分对比中起到了重要作用, 能够及时发现问题, 并纠正了很多以往模糊的认识, 是建模方法在地层研究领域的一次成功应用。512　应用

　　文　献

1　郝蜀民, 惠宽洋, 李良. 鄂尔多斯盆地大牛地大型低渗气田成

藏特征及其勘探开发技术[J ].石油与天然气地质, 2006, 27

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石油地质与开发, 2005, 24(1) :5～9, 12

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569

7　顾家裕, 郭彬程, 张兴阳. 中国陆相盆地层序地层格架及模

科研就是要解决生产第一线遇到的问题, 科研服务于生产是科技项目的宗旨和出发点。

经过3年的研究, 并与现场进行了多次交流, 逐步形成了一套沉积环境复杂地区地层划分对比综合技术, 包括4种划分对比方法和2种校验方法, 建立了一套新的地层划分对比方案。

这套地层划分对比方案得到了华北分公司方面的肯定, 认为它较好地把握了大牛地气田开发阶段的特点和地层研究的尺度, 既有理论基础又有可操作性, 统一了地层认识, 在大牛地气田的产能建设中发挥了重要作用, 于2005年10月批准正式投入使用。

式[J ].石油勘探与开发, 2005, 32(5) :11～15

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四川中部须家河组为例[J ].石油与天然气地质, 2007, 28

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(1) :6～10

11　罗群, 郑德山. 地质-地震综合地层划分对比法及其应用[J ].

江汉石油学院学报, 2001, 23(1) :26～30

(编辑　李　军)

　第29卷　第1期

文章编号:0253-9985(2008) 01-0038-07

O I L &G AS GE OLOGY 2008年2月　

沉积环境复杂地区地层划分对比方法

———以鄂尔多斯盆地大牛地气田为例

罗东明, 谭学群, 游瑜春, 刘建党, 冯　琼, 刘忠群

(1. 中国石油化工股份有限公司油田事业部, 北京100029; 2. 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院, 北京100083; 3. 中国石油化工股份有限公司华北分公司, 河南郑州450006)

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摘要:鄂尔多斯盆地大牛地气田主要含气层位是上石炭统太原组和下二叠统山西组、下石盒子组。地层划分对比难度大, 主要原因是河流沉积相变快、井网稀、工区大, 使用单一的地层划分对比方法效果不好, 研究之初现场存在多种认识方案。采用标志层法(引入煤层作为标志层和辅助标志层) 、厚度法(相邻井地层厚度相当) 、层序地层学法、密井网解剖法(从密井网解剖入手, 认识地层变化规律, 进而推广到稀疏井网) 4, (只针对砂组) 和层面建模进行校验, , 案, 统一了地层认识, 取得了较好的应用效果。

关键词:标志层; 等厚法; ; ; 中图分类号:1Stra ti graph i c d i v isi on and correl a ti on i n area s w ith com pli ca ted

sed im en t ary env i ronm en t

—a case study of Daniudi gas field in the O rdos Basin

Luo Dongm ing , Tan Xuequn , You Yuchun , L iu J iandang , Feng Q i ong , L iu Zhongqun

(11O ilfield D epart m ent, S I NO PEC, B eijing 100029, China;

1

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21Research Institute of Petroleum Exploration &Production, S I NO PEC, B eijing 100083, China;

31N orth China Co m pany, S I NO PEC, Zhengzhou, Henan 450006, China )

Abstract:The main gas 2bearing horiz ons in Daniudi gas field of O rdos basin is the Upper Carbonifer ous Taiyuan, Lower Per m ian Shanxi m and Xiashihezi For mati ons . Stratigraphic divisi on and correlati on are difficult because of rap id change of fluvial facies, s parse well pattern, and large p r oject area in the field . Single stratigraphic divisi on and correlati on method failed t o work effectively . A t the very beginning of the study, there were several sche mes as for ho w t o s olve the p r oble m s . A s a result, a co mposite method of stratigraphic classificati on and correlati on suitable for co mp licated sedi m entary envir on ment are devel oped by integrating the marker bed method (intr oducing coal sea m s as markers and supp le mentary horiz on markers ) , the is opach method (the sa me layer having si m ilar thick 2ness ) in adjacent wells, the sequence stratigraphy method, and the dense well pattern analysis method (i . e . , ap 2p lying kno wledge obtained fr om analysis of dense well pattern t o s parse well pattern ) . By doing that, this paper p resents a ne w sche me of stratigraphic divisi on and correlati on,which have been used successfully in real p ractice and achieved a unified understanding of the f or mati ons in the study area .

Key words:marker bed; is opach method; sequence; stratigraphic divisi on and correlati on; coal sea m; Daniudi gas field; O rdos Basin

　　收稿日期:2007-06-19。　　第一作者简介:罗东明(1964—) , 男, 高级工程师, 石油地质。　　基金项目:中国石油化工股份有限公司科技部攻关项目(P04087) 。

　第1期罗东明, 等. 沉积环境复杂地区地层划分对比方法———以鄂尔多斯盆地大牛地气田为例

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　　大牛地气田位于鄂尔多斯盆地伊-陕斜坡北部东段, 储量规模已跨入大型气田行列。主要含气层位自下而上为上石炭统太原组、下二叠统山西组和下石盒子组, 是一套完整的海相潮坪-近海三角洲-陆相辫状河沉积层序, 厚度250～280m ,

[1]

沉积环境比较复杂。

地层划分对比是所有油气藏工作的基础。对地层进行合理的划分和对比, 是油气藏描述中由单井评价到多井研究的重要程序, 是描述储层形态和储层参数空间展布特征及其变化规律的前提, 对于油气田开发具有重要意义。

1　目的层时代及岩性特征

大牛地气田钻井揭露的地层有第四系, 白垩系志丹群, 侏罗系安定组、直罗组、延安组, 三叠系延长组、二马营组、和尚沟组、刘家沟组, 二叠系石千峰组、上石盒子组、下石盒子组、山西组, 石炭系太原组、本溪组, 及奥陶系上马家沟组, 钻井平均揭露地层厚度2900m 。其中, 二叠系下石盒子组、山西组及石炭系太原组为主要目的层(表1)

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111　石炭系太原组

石油与天然气地质第29卷　

灰色泥岩、紫斑泥岩。盒1段砂泥比、砂地比高。

盒1段砂岩电性特征为低自然伽马、低声波时差, 电阻率略高于泥岩。

盒2、盒3段岩性为浅灰绿色砂砾岩、含砾粗砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉细砂岩、绿灰色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、灰色泥岩、紫斑泥岩。与盒1段相比, 盒2、盒3段砂泥比、砂地比低。盒2、盒3段砂岩电性特征为低自然伽马、高电阻率、

太原组为滨岸沉积, 厚度为25～82m 。按沉

积旋回特征将太原组地层自下而上划分为两段:太1段、太2段。

太2段岩性主要为深灰色、灰黑色泥岩、碳质泥岩、煤层与灰白色中-粗砂岩互层, 局部夹灰岩透镜体。太2段砂岩电性特征为低自然伽马、低声波时差; 泥岩电性特征为高自然伽马、高电阻(图1) 。

112　二叠系山西组

低声波时差, 而泥岩电性特征为高自然伽马、低电

阻率、高声波时差(图1) 。

考虑到气藏的开发特点及当前所处的开发阶段, 小层不宜划分得过细。综合考虑, 将目的层6套含气砂组划分为13个小层, 2段1个小层、段、盒1段3个小2个小层。

山西组为三角洲平原沉积, 厚度65～135m 。

按沉积旋回特征将二叠系山西组地层自下而上划分为两段:山1段、山2段。

山1岩、中砂岩、质粉砂岩、、碳质泥岩、煤, 泥岩富含植物化石碎片。山1段砂岩电性特征为低自然伽马、低电阻率、低声波时差; 泥岩电性特征为高自然伽马、高电阻率、高声波时差。山2段岩性与山1段基本一致, 只不过山2段煤层不发育。山2段砂岩表现为低自然伽马、低声波时差, 电阻率略高于泥岩(图1) 。113　二叠系下石盒子组

2　大牛地气田地层划分对比的难点

及解决方案

211　难点

由于大牛地气田沉积环境复杂, 从石炭系太原

组到二叠系的山西组、下石盒子组, 储层由滨海的障壁砂坝过渡到辫状河的心滩, 又由于主要储层属于河流相沉积, 相变快, 加之井网稀(未开发区平均

2

井距达到5k m ) 、工区范围大(约2000k m ) , 因此地层划分对比难度大, 采用单一的划分对比方法由于缺少佐证, 效果不理想。研究初期, 大牛地气田地层划分对比方案不统一, 现场存在多套方案, 给生产和研究带来了不便。因此, 有必要对大牛地气田目的层段石炭系太原组—二叠系下石盒子组地层划分对比进行深入研究, 以形成一套适用于现阶段生产和科研的、

更为合理的划分对比方案。

下石盒子组为辫状河沉积, 厚度100～160m 。

按沉积旋回特征将二叠系下石盒子组地层自下而上划分为3段:盒1段、盒2段、盒3段。

盒1段底部岩性主要为杂色砾岩、浅灰绿色砂砾岩, 向上变为浅灰绿色含砾粗砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩、绿灰色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、

图1　太原组、山西组及下石盒子组砂、泥岩电性特征

Fig 11　Electric p r operties of sandst one and mudst one in the Taiyuan, Shanxi, and Xiashihezi For mati on

　第1期罗东明, 等. 沉积环境复杂地区地层划分对比方法———以鄂尔多斯盆地大牛地气田为例

　41　

212　解决方案

1) 上古生界石炭系太原组太2段以下的主煤

本次研究采用标志层法、厚度法、层序地层学法、密井网解剖法等4种方法相互结合、闭合对比, 并应用地震标定和层面建模两种方法对结果进行校验, 目标是建立一套新的地层划分对比方案, 形成一套沉积环境复杂地区地层划分对比的综合方法。

层(9#煤) :典型标志层, 厚4～15m , 地震反射波

b

为一强相位(T 9) , 测井曲线具有低自然伽马、低密度、高声波时差、高中子、高电阻的特征(两低三高) 。9#煤层厚度普遍大于8m , 为一典型的区域性标志层, 稳定性为94%, 煤层顶是太2段的底界标志。

2) 二叠系山西组山1段下部厚煤层(5#煤) :典型辅助标志层, 厚3～12m , 地震反射波为一强c

相位(T 9) , 电性特征亦为低自然伽马、低密度、高电阻、高声波时差、高中子(两低三高) , 常夹碳质泥岩。5#煤层在全区分布较稳定, 稳定性为86%, 其下部的砂岩底为山1。3　地层划分对比

对比时遵循“先大后小、循序渐进”的原则, 即

首先确定砂组(段) 的界限, 然后再划分小层。4种地层划分对比方法不是单一, 孤立的, 通常结合使用。311　斜, 倾角小于1°, 断裂不发育, 因此沉积具有一定的连续性和继承性, 表现为相邻井的地层厚度相似。从栅状模型上可以了解全区各砂组厚度的变化。切了三横、三纵剖面, 得到了太2段、山1段、山2段、盒1段、盒2段及盒3段自下而上共6个砂组的地层厚度栅状图(图3) 。从图中可以看出, 同一砂组在全区厚度接近, 尤其是相邻井,

地

辅助标志层。以9#煤层为典型标志层, 5#煤层为典型辅助标志层, 它们在全区分布比较稳定。“9#

[2]

煤”和“5#煤”是煤田区域地质学上的名称, 在本区分别对应太2段以下的厚煤层和山1段下部的较厚煤层(图2) , 特征如下。

图2　标志层特征剖面

Fig 12　Characteristic secti ons of marker beds

　　42

石油与天然气地质第29卷

　

表现为水下河道(滞留沉积) -边滩-水面之上的

天然堤、泛滥平原的相序组合; 其二为粒级向上变粗的泛滥平原、决口扇交替沉积相序组合的准层序。在大牛地地区多以前者为主。山西组由5个向上变细的准层序组成, 故山西组划分为5个小[4～10]

(图4) 。层

图3　大牛地气藏地层栅状图

Fig 13　Fence diagram showing the strata of Daniudi

gas reservoir

314　密井网解剖法

密井网解剖法根据先易后难的原则, 从工区井

网相对密集的西南部出发, 重点解剖, 认识地层变化规律, 进而推广到工区井网相对较稀的中北部。

层厚度不会突变。同理, 小层情况也是一样。厚度法对于邻井地层的识别有一定的指导意义。313　层序地层学法

4　, 、标志层清楚的

, 。在骨架剖面控制下, 进行邻井外推对比, 修正骨架剖面小层对比结果, 最后达到全区各小层的闭合对比。

研究中建立了97条地层对比剖面, 其中台格庙12条、中部骨架剖面10条、大开18井区27条、大开25井区42条、大17井区6条, 完成了全区271口井的闭合对比, 形成了一套新的地层分层数据。

通过对比, 取得了以下几点认识:

1) 沿北东-南西方向的地层剖面各层厚度变化不大, 可对比性强, 而与其垂直方向上地层厚度变化大, 可对比性差, 据此可以判断物源方向

;

对小层的划分术”与“分析对比, 、精细程度、技术原理、操作方法和概念表述等方面没有本质区别,

[3]

即同属高分辨率旋回等时对比技术。

下石盒子组地层沉积相为辫状河沉积。辫状河准层序大多表现为粒级向上变细, 形成河道(滞留沉积) -心滩-漫滩的相序组合, 代表了可容空间逐渐减小的过程。下石盒子组由7个向上变细的准层序组成, 故下石盒子组划分为7个小层。山西组地层为三角洲平原分流河道沉积, 发育两种类型的准层序:其一为粒级向上变细的准层序,

图4　大牛地气田大开31井—大开28井太原—山西期南北向层序地层对比剖面

Fig 14　Secti ons showing the sequence stratigraphy correlati on of Taiyuan 2Shanxi epoch

bet w een W ell DK31and DK28in Daniudi gas field

　第1期罗东明, 等. 沉积环境复杂地区地层划分对比方法———以鄂尔多斯盆地大牛地气田为例

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　　2) 地层沉积有填平补齐的特征;

3) 下石盒子组盒2+3地层厚度全区比较稳定, 但盒1段地层北部变长、砂体变厚, 尤以西北方向明显;

4) 山西组地层南部山2段厚、山1段薄, 比例近似3∶2, 北部山2段与山1段厚度接近, 比例近似1∶1;

5) 太2段只沿大54井—大57井—大9井—大21井—大23井一线和大17井—大56井一线地层、砂体发育, 其他地区地层、砂体都很薄。

f b c

T 9对应于盒3段顶(表2) 。T 9和T 9地震反射

强, 同相轴连续, 形似两条铁轨, 地震剖面上容易识别, 这是砂、泥岩地层中含煤造成的; T 9和T 9地震反射弱, 同相轴不清, 连续性差, 地震剖面上不易识别, 这是由于地层中砂、泥岩的波阻抗差异较小造成的。另外, 有时也能识别出第5组反射

e

波T 9, 一般是对应盒2段底界, 但该反射波信号

d

f

5　成果校验及应用

511　成果校验

很弱, 通常很难识别。

图5是过大13井—鄂10井的地震剖面。从图中可以看出, 地质分层与地震同相轴对应良好。该区的4组地震反射同相轴对应于表2中的相应层位, 说明依据测井曲线进行的地质分层正确。如果差别很大, 。112为确保分层的合理性, 层面建模法51111　, 在一定程度上还可以有

　　

表2　地震反射波与地层对应关系

wave and stra t a 地

　层

三叠系

上统二叠系

刘家沟组石千峰组上石盒子组下石盒子组下统

山西组

石炭系奥陶系

上统下统

太原组

盒2+3段盒1段山2段山1段太2段太1段

T 1l P 2sh P 2s P 1x

2+3

Table 2　Rel a ti on between se is m i c reflecti ve

这种校验是通过制作合成地震记录、在地震

剖面直接判断地震界线与地震同相轴的吻合程度

[11]

来完成的, 比较直观可行。由于地震资料垂向分辨率受到限制, 这种校验方法只针对地层组的划分, 不适用于小层。

首先要了解该地区地震反射波的发育特征及其与地质层位的基本对应关系。多数情况下, 在大牛地工区研究目的层段的地震剖面上可以识别

b c d f

出4组地震反射波, 分别是T 9, T 9, T 9和T 9。其中, T 9对应于太2段底, T 9对应于山1段的下部(具体位置是山1小层底) , T 9对应于盒1段底,

2

d

b

c

地震反射波

---T 8------T 9f ------T 9d ------T 9c ------T 9b ---

P 1x 1P 1s 2P 1s 1C 3t 2C 3t 1O 1s m

上马家沟组

图5　大牛地气田过大13井—鄂10井地震剖面

Fig 15　Seis m ic secti on acr ossW ell D13and E10in Daniudi gas field

　　44

石油与天然气地质第29卷

　

图6　大4-44井太2段顶面模型

Fig 16　Model of the t op of the T2Me mber in W ell D4-44

a . 分层修改前; 　b . 分层修改后

效地检查地层对比划分的结果件, 在3D 窗口下, () , 。图为大4-44井分层修改前太2段顶面模型, 从中可以看出大4-44井处明显低于周围其他地方, 说明大4-44井太2段顶分层有可能偏低。经过仔细与邻井对比, 将大4-44井太2段顶分层由2879m 改为2864m 后, 层面模型就比较平滑、自然(图6b ) 。这种方法在此次地层划分对比中起到了重要作用, 能够及时发现问题, 并纠正了很多以往模糊的认识, 是建模方法在地层研究领域的一次成功应用。512　应用

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科研就是要解决生产第一线遇到的问题, 科研服务于生产是科技项目的宗旨和出发点。

经过3年的研究, 并与现场进行了多次交流, 逐步形成了一套沉积环境复杂地区地层划分对比综合技术, 包括4种划分对比方法和2种校验方法, 建立了一套新的地层划分对比方案。

这套地层划分对比方案得到了华北分公司方面的肯定, 认为它较好地把握了大牛地气田开发阶段的特点和地层研究的尺度, 既有理论基础又有可操作性, 统一了地层认识, 在大牛地气田的产能建设中发挥了重要作用, 于2005年10月批准正式投入使用。

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(编辑　李　军)