《层序地层学研究进展》作业.doc

层序地层学研究进展题目：高分辨率层序地层学在油田深度开发中的应用 教师：郑荣才教授姓名：淡 永学号：2014010129学院：沉积地质研究院二一五年一月高分辨率层序地层学在油田深度开发中的应用地层基准面分析是进行地层等时对比、重建高分辨率层序地层格架等研究的基础1-3。本文在前人研究的基础上，根据沉积基准面原理，详细划分对比储集层，建立起高分辨率层序地层格架。此种等时地层格架与一定级次的流动单元相一致，控制了砂体储集层内一定规模的流体流动；同时由于沉积物的体积分配及相分异的结果，砂体储集层的非均质性特征与基准面之间存在对应关系。这既为注水对应分析及剩余油预测提供了依据，也是储集层非均质性预测和油藏预测的新思路，已在河南油田双河地区及其长庆油田取得较好的应用效果4-6。1 建立精细地层格架划分流动单元控制大多数油藏中流体流动的主要因素是沉积作用，通过识别等时地层边界，对比确定成因层序的边界，可将储集层划分为一系列不与外界发生流体交换的相对独立的储集体，即流动单元。一个沉积单元内部可能包含多个流动单元，而流动单元只在沉积单元内部延伸。依据高分辨率层序地层原理进行流动单元研究正是基于这一点。1.1 高分辨率层序地层格架的建立沉积基准面是相对于地球物理面波状升降并横向摆动的抽象等势面(见图1)，它描述了沉积物可容空间产生和消失作用之间的相互关系。可容空间的变化造成不同的沉积响应:基准面位于地表之下时发生侵蚀作用，位于地表之上时发生沉积作用(沉积物非补偿状况下为饥饿性沉积作用乃至非沉积作用)，与地表一致时为非沉积作用。这导致不同地理位置处对同一地质时代的地层(即沉积面或岩石)记录不同。因此在地层对比中须把握基准面旋回对比，确定何时进行岩-岩对比、岩-面对比和面-面对比。成因地层内的沉积物不均匀地分配到不同的沉积相域是对基准面旋回的直接响应，不同相域的原始地貌形态的保存程度、沉积物厚度、内部结构等诸多特征不同，相同沉积环境中的相序、相组合、相类型和相的多样性也有显著差异。据此对比地层的步骤为:进行岩心基准面旋回分析，通过相序垂向变化、相内部岩石物理特征变化、旋回对称性变化，识别地层叠加样式，确定取心井各级基准面旋回。选取岩电响应能较好反映基准面变化的取心井测井曲线系列，用岩心标定测井曲线，建立沉积相及基准面旋回的测井响应模式。依据该测井响应模式，辨认未取心井测井曲线的相组合，通过相序转换分析，推测地层加积方向的变化和叠加型式，按照其变化组合出各级基准面旋回。在划分多口井高分辨率层序地层格架的基础上，利用多井测井曲线对比基准面旋回。1.2依据基准面变化预测储集层非均质特性中长期基准面处于最低位置附近时，剥蚀区范围较大，沉积物供应相对丰富，而沉积区相对减小，砂体类型丰富，展布面积大，厚度大，侧向连通性好，内部非均质性较弱。中长期基准面处于最高位置处时，剥蚀区范围较小，而沉积区相对增大，沉积物供应贫乏，砂体分布面积小，厚度小，物性差。中长期基准面上升半旋回期间可容空间逐渐增大，沉积物供给则相对减少，形成的砂层组内自下而上砂体规模变小、内部非均质性增强、侧向连通性变差，储集层物性总体为下好上差;中长期基准面下降过程中可容空间逐渐减小，沉积物供给则相对增多，形成的砂层组内自下而上砂体规模增大、内部非均质性减弱、侧向连通性增强，储集层物性总体为下差上好。短期基准面旋回内形成的单砂体下部沉积时，沉积物供给较充足，分选性较好，单砂体内部自下而上物性变差。短期基准面下降半旋回内形成的单砂体上部沉积时的沉积物供给比下部沉积时丰富，分选性较好，单砂体内部自下而上物性变好。基准面相对平稳时形成的单砂体内部非均质性较弱。短期基准面上升半旋回形成的复合砂体中，后一期砂体沉积时的可容空间比其前一期砂体沉积时要大，而沉积物供给相对不足，相分异的结果使得后形成沉积的地貌要素保存程度变好，每一个小旋回在较高基准面位置处形成的细粒沉积保存程度变好，因此砂体内夹层向上数目增多且侧向连续性增强，同时后一期砂体沉积时基准面位置较低，其物性也较差。短期基准面下降时期情况相反，形成的复合砂体中，后沉积的每一期砂体沉积时的可容空间都比前一期砂体沉积时要小，因此砂体内夹层向上数目变少、侧向连续性变差，物性也较好。1.3 依据精细储集层格架划分流体流动单元由于基准面旋回的级次性及由此造成的储层非均质性的层次性，使得流动单元也具有层次性。高分辨率层序地层学用于油田储层流动单元研究，是在不同级次基准面旋回划分对比的基础上，探讨基准面旋回层次性与储层流动单元间的关系。对储层流动单元的层次性分析主要采用层次界面和层次实体加以描述。所谓层次界面是指分割不同层次实体流动单元的分界面7，它可以是不同级次基准面旋回的分界面，也可以是基准面旋回内的次级界面(如层理面及成岩界面等)。层次实体是指由不同层次界面所分割的，具有连续的、相同(或相似)的影响流体流动特征参数的储层流动单元本体，它可以是一套储层段的总和，也可以是单一成因单元储集体。根据层次界面和层次实体的性质、规模及其相互关系，及其与不同级别地层基准面旋回间的关系，从地层基准面旋回划分对比入手，可将储层流动单元划分为大尺度、中尺度、小尺度和微尺度四种层次类型(表1)。表1 储层流动单元层次性与基准面旋回关系流动单元层次层次界面层次实体分布范围基准面旋回大尺度层序界面、沉积体系界面层系组、油层组含油气区、整个油田区中长期旋回中尺度层系界面、层面小层油田区中短期旋回小尺度层面、成因砂体界面单层、单砂体局部含油气构造区短期旋回微尺度层理面、成岩界面岩石相含油气微构造区超短期旋回2 储集层非均质性开发响应与剩余油分布2.1非均质性不同、开发措施不同的剩余油分布中长期基准面最低位置附近的砂体分布广、厚度大，内部多为各种物性好的流动单元，非均质性较弱，流动单元之间的门限压力较小，流体易于串流，因而多为主力油层，储量充分动用，开发后期一般为强水淹区，剩余油多呈透镜体状零散分布。但由于原始储量大，剩余油数量仍很可观。中长期基准面最高位置附近的砂体面积小、厚度小，因物性差且是非主力层，甚至为表外层，通常不射孔生产(即使生产，注采对应性也较差)，因而动用差甚至未动用，剩余油连片分布。但这类砂体本身厚度小、物性差，剩余储量不易动用。中长期基准面上升期形成的砂层组多层合采时，重点多是下部物性好、厚度大的砂体，而上部厚度小、物性差的储集层动较差。中长期基准面下降期形成的砂层组多层合采时则相反，下部砂体动用差，上部砂体动用好。针对不同的剩余油分布，开发后期调整应采取不同的措施。对于基准面处于最低位置附近的砂体，应以流动单元为单位，完善其注采关系，挖掘剩余油；而对于中长期基准面最高位置附近的砂体，则主要依据精细储集层格架研究，以单砂层为单元进行调整。2.2 非均质性不同、开发措施相同的剩余油分布图2 中长期基准面处在较高位置时的剩余油分布图短期基准面上升期形成的砂体物性向上变差，这一非均质特征导致注入水优先驱替砂体下部的高孔、高渗层段，下部水淹严重，而上部剩余油富集。短期基准面下降期形成的砂体物性向上变好，注入水突进较弱，开发效果较好，剩余油较少。长期基准面下降末期和上升初期沉积的砂体面积大、侧向连续性好，物性好，内部非均质性弱，容易动用，层内隔层、夹层少而不连续，注入水易于突进，常被强水淹，剩余油零散分布。长期基准面下降初期和上升末期沉积的砂体规模小，物性差，而且层内非均质性强，难动用，隔层、夹层多且连续性好，常弱水淹，剩余油连片分布。对于双河油田油层组，4小层沉积时中长期基准面处在较高位置，相组合样式主要为河口坝前缘席状砂组合，砂体骨架是席状砂体，厚度相对较薄，物性较差，规模较小，而且侧向连通性较差，未划为主力油层，因而动用较差，剩余油常连片分布;向上随着基准面的上升，3小层中上部至1小层中下部的相组合样式渐变为水下分流河道河口坝、水下分流河道水下溢岸相组合，水下分流河道砂体和河口坝砂体逐渐成为砂体骨架，且其规模逐渐增大，物性变好，侧向连通性变好，储量比例向上增加，是油层组的重点开发层段，经过多次开发调整，其剩余油虽以透镜状零星散布为主，目前产出仍占很大的比例。例如由图2可见，尽管4-12井周围有3口注水井，但J5-127井吸水较差，而3-138井和J4-107井吸水虽较好，注入的水却主要沿着河道方向流动，因此4-12井区和J5-127井区的水下溢岸砂体含水较低，仍有可动油。1997年钻探的H4-137井射孔投产，初期日产油15t，不含水，证实了这一点。油层组中每一小层的底部砂体形成于中期基准面较低位置，多为分流河道和河口坝组合样式，以物性好的流动单元为主，夹小的物性差流动单元;而位于中期基准面较高位置的顶部砂体则多为席状砂型组合样式，大面积物性差流动单元中夹坨状物性好流动单元。底部砂体多作为主力砂体而全部射开，注采对应性好，动用充分，目前大多强水淹，仅在个别未控制的砂体中或被物性好流动单元所夹的物性差流动单元中形成土豆状的小块剩余油富集区;顶部砂体物性差，注采对应性差，在合采中很难动用，一直未作为开采重点，许多井至今尚未射开，一般为弱到中等水淹，有面积较大的连片状剩余油富集区。例如13砂体为河道砂体和河口坝砂体组合样式，多个物性好的流动单元中夹狭窄的物性差流动单元，大部分河道和河口砂坝砂体已被目前井网所控制，且基本强水淹，只有河道之间的溢岸砂体分布区是物性较差的流动单元而动用较差，形成孤立状分布的剩余油。2.3 基准面旋回内的地理位置决定了剖面剩余油分布特征8-10图3 基准面旋回内不同地理位置处典型剖面相拼合模式的剩余油分布特征图同一基准面旋回内，不同地理位置的剖面相序各不相同，剖面中的流动单元物性特征不同，流体流动特性也不同。笔者在双河油田划分了3种比较典型的剖面相拼合模式，具有不同的剩余油分布(见图3)。靠近湖岸线部位出现的河道-水下溢岸砂体拼合结构。剖面中以规模较大的河道(单个河道宽于300m)砂体为主，河道侧向相互切割叠置，侧向连通性好，易于控制，动用较好，几乎全部水淹，剩余可动油很少;河道侧缘、前缘发育的水下溢岸砂体和前缘席状砂体规模小(窄于200m)，现井网难于控制，即使控制住了，由于纵向干扰及平面上难于波及等原因，动用状况不理想，因此剩余油主要呈孤立透镜状零星散布于水下溢岸砂体和前缘席状砂体中。远离湖岸线部位的前缘席状砂-零星重力流(河口坝)砂体拼合结构。很少的重力流(河口坝)砂体规模较小，零星散布于连续分布的前缘席状砂体中，井网难以控制，而席状砂物性较差，动用不好，剩余油沿有效厚度零线附近呈连续镶边状分布。介于两者之间的河口坝砂体拼合结构。剖面中河口坝砂体所占比例较大，河道规模小(窄于200m)，河口坝规模也有大有小，河道与河口坝砂体之间常被物性相对较差的前缘席状砂体分隔，造成剩余油主要以孤立透镜状或镶边搭桥状分布于井网控制较差的小型河道末稍、分叉河道、小型河口坝砂体和动用较差的前缘席状砂体中。3 结论1，沉积基准面旋回过程中发生的体积分配和相分异决定了砂体的非均质性特征，进而影响着开发效果。如果在油田开发初期就能进行基准面旋回的过程沉积开发响应研究，必将使储量的动用更合理，开采效益更显著。2，将剩余油分布纳入基准面格架中进行研究，主要考虑砂体在中长期基准面旋回中的位置(时间和地理位置)，以及各级次基准面旋回的类型。3，开发后期剩余油的分布与基准面旋回有对应关系，如果将砂体纳入到基准面旋回中进行研究，会对开发后期的剩余油预测和挖潜起重要指导作用。参 考 文 献1 A.T.Cross，M.A.LessengerSediment Volume Partitioning：Rationale for Stratigraphic Model Evaluation and HighResolutionStratigraphic Correlation Accepted for publication in Norwegian Petroleums-Forening Conference Volume，Jluy.1996，124.2P.R.VailSeismic Stratigraphic Interpretation Using Sequence StratigraphyPart 1：Seismic Stratigraphic Interpretation ProcedureAIn Bally A W，edAtlas of Seismic StratigraphicCAmerican Association of Petroleum Geologists，Studies in Geology，1987，27：110.3徐怀大.陆相层序地层学研究中的某些问题.石油与天然气地质，18(2):8389.4邓宏文.美国层序地层研究中的新学派高分辨率层序地层学.石油天然气地质， 1995， 16(2): 9097.5邓宏文等.层序地层地层基准面的识别、对比技术及应用.石油与天然气地质， 1996， 17(3):1771