斷陷湖盆碳酸鹽巖儲層預(yù)測研究

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1、斷陷湖盆碳酸鹽巖儲層預(yù)測研究宋立才1,2，高曉鵬3，鄧宏文4，馮卉2（1中國地質(zhì)科學(xué)院頁巖油氣調(diào)查評價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081；2中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京100081；3中石化石油勘探開發(fā)研究院，北京100083；4中國地質(zhì)大學(xué)，北京100083）摘要：為更準(zhǔn)確地對斷陷湖盆碳酸鹽巖這類特殊儲層進(jìn)行預(yù)測，在沾化凹陷西部探索性地采用高分辨率層序地層學(xué)方法，以湖泛面為界面把沙四上亞段劃分為3個(gè)四級層序。四級層序在垂向上的高度不對稱性和平面上的分帶性控制著儲層的分布：在垂向上，隨基準(zhǔn)面下降儲層物性變好；在平面上，儲層整體呈近平行于邊界斷層帶狀分布，陡坡帶臺地亞相發(fā)

2、育好儲層，凹陷中央淺灘亞相發(fā)育較好儲層，陡坡帶局限臺地亞相和緩坡帶混合坪亞相發(fā)育差儲層。關(guān)鍵詞：儲層地質(zhì)；控制作用；高分辨率層序地層學(xué)；沙四上亞段；湖泛面中圖分類號：TE122.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A引言世界油氣探明可采儲量中一半以上分布在碳酸鹽巖油氣藏中[1]，其中絕大部分是海相碳酸鹽巖油氣藏，后來在美國猶他盆地和中國渤海灣盆地等地區(qū)發(fā)現(xiàn)了湖相碳酸鹽巖油氣藏[2]，如，渤海灣盆地濟(jì)陽坳陷在2007年探明湖相碳酸鹽巖油氣儲量達(dá)7200×104t[3-4]。這些發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了湖相碳酸鹽巖研究，層序地層學(xué)方法也得到了初步應(yīng)用[5-6]；在惠民凹陷、沾化凹陷和四川盆地湖相碳酸鹽巖研究中

3、，VAIL層序地層學(xué)方法均得到了應(yīng)用[8-9]。但是，與海相碳酸鹽巖相比，湖相碳酸鹽巖因沉積環(huán)境更加不穩(wěn)定，分布范圍更小，單層厚度薄、厚度多變，仍是國內(nèi)外沉積學(xué)領(lǐng)域的薄弱環(huán)節(jié)。沾化凹陷西部地區(qū)沙四上亞段在油田開發(fā)早期曾鉆出多口高產(chǎn)湖相碳酸鹽巖儲層油井，但是產(chǎn)量下滑很快；由于埋藏較深，厚度較薄，儲層預(yù)測難度很大，隨后的鉆探成功率均很低[10]。高分辨率層序地層學(xué)自1995年引入我國以來，極大地提高了碎屑巖儲層分布預(yù)測的準(zhǔn)確性[11-12]；受此啟發(fā)，應(yīng)用高分辨率層序地層學(xué)對沾化凹陷西部沙四上亞段湖相碳酸鹽巖研究發(fā)現(xiàn)，在高分辨率層序地層格架下，湖相碳酸鹽巖儲層發(fā)育也具有明顯

4、的規(guī)律性。1區(qū)域地質(zhì)背景沾化凹陷是濟(jì)陽坳陷東北部的一個(gè)次級單元，自新生代以來，經(jīng)歷了距今65~24.6Ma的斷陷階段和24.6Ma至今的拗陷階段，形成整體“北斷南超”、“凹凸相間”的復(fù)式半地塹式的箕狀斷陷[13-15]。其中，斷陷階段由裂陷一幕、裂陷二幕、裂陷三幕和裂陷四幕組成，分別沉積了孔店組、沙四段、沙三段—沙二下亞段和沙二上亞段—東營組4個(gè)二級層序[16]。收稿日期：201x-xx-xx；改回日期：201x-xx-xx基金項(xiàng)目：中央公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)“地質(zhì)力學(xué)科技成果的社會效益評價(jià)及發(fā)展方向研究”（DZLXJK201309）和國家重大科技專項(xiàng)“復(fù)雜油氣田

5、地質(zhì)與提高采收率技術(shù)”（2009ZX05009-002）聯(lián)合資助。作者簡介：宋立才（1986-），男，助理研究員，2011年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)（北京）礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，現(xiàn)從事儲層預(yù)測與評價(jià)工作。沙四段包含沙四下亞段和沙四上亞段2個(gè)三級層序，沙四上亞段與沙四下亞段以不整合接觸，形成于斷陷早期階段，斷層活動(dòng)相對較弱，在北部陡坡帶扇三角洲之間、南部緩坡帶斜坡均廣泛發(fā)育碳酸鹽巖；沙四上亞段與上覆沙三段同樣以不整合接觸。2巖相特征通過薄片觀察和重礦物、微量元素分析，結(jié)合測井、錄井資料，綜合考慮陸源碎屑的混入以及與膏巖、泥巖的過渡，研究區(qū)湖相碳酸鹽巖可劃分為3個(gè)大類、8個(gè)亞類（表

6、1）。表1沙四上亞段湖相碳酸鹽巖巖石類型大類亞類灰?guī)r顆粒灰?guī)r（內(nèi)碎屑灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、復(fù)合顆?；?guī)r）、泥晶灰?guī)r、藻格架灰?guī)r白云巖藻屑白云巖（藻砂屑白云巖、藻粉屑白云巖）、藻格架白云巖、灰質(zhì)白云巖（灰質(zhì)泥晶白云巖、灰質(zhì)粉晶白云巖）混積巖泥灰?guī)r、砂質(zhì)灰?guī)r泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r出現(xiàn)頻率最高且厚度較大，顆?；?guī)r、藻格架灰?guī)r和藻格架白云巖出現(xiàn)頻率較低且厚度較??；內(nèi)碎屑灰?guī)r中內(nèi)碎屑多為砂屑、粉砂屑，生物碎屑多為個(gè)體較小、結(jié)構(gòu)完整性較高的螺、介殼類、枝管藻等，膠結(jié)物一般為泥晶或微亮晶。因此，研究區(qū)碳酸鹽巖沉積時(shí)整體水動(dòng)力條件較低，但不同亞類碳酸鹽巖形成的水動(dòng)力條件存在明顯差異：泥灰?guī)r形成

7、的水動(dòng)力條件最低，泥晶灰?guī)r、顆?；倚纬傻膸r水動(dòng)力條件依次增強(qiáng)。3高分辨率層序地層特征根據(jù)高分辨率層序地層學(xué)原理，基準(zhǔn)面旋回對比代表等時(shí)地層對比，可以極大地提高地層對比的準(zhǔn)確性。湖相碳酸鹽巖以盆內(nèi)自生沉積物為主，主要受古氣候、古碳酸鹽巖、古構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和陸源碎屑等因素控制；研究區(qū)構(gòu)造活動(dòng)較弱，氣候的周期性變化控制著鹽度、湖平面和入湖沉積物的周期性變化。氣候因素主導(dǎo)下的湖平面變化控制著基準(zhǔn)面旋回的發(fā)育。3.1沙四上亞段三級層序特征沙四上亞段三級層序的頂界面、底界面均為區(qū)域性不整合界面，界面處自然伽馬、聲波時(shí)差等測井?dāng)?shù)據(jù)發(fā)生突變；層序內(nèi)部的最大湖泛