《石油地质学》课件12.实例-黄骅盆地明化镇组沉积、地质建模

1、12 石油地质学实例研究专题介绍黄骅盆地明化镇组沉积、地质建模1汇 报 内 容一、引言及概况二、存在问题及研究思路三、精细层序地层格架四、沉积微相研究五、单河道识别及划分六、储层构型分析七、储层地质知识库八、三维地质建模九、总结和认识21. 重要的河流Egypt is the gift of the river! 古希腊Herodotus（公元前484年） Mississippi 阿根廷尼格罗河 内蒙阿拉尔 一、引言及概况地表重要地貌单元侵蚀、搬运自身沉积指示构造、气候信息矿产资源3一、引言及概况2. 选题背景和依据我国已投入开发油田各类储层所占的储量百分比（裘怿楠，1997）河流成因油藏地质

2、储量占已开发 油田储量的主体，剩余油丰度高；曲流河储层非均质性强，开发 从层间矛盾转为层内矛盾。中石油已开发油田整体进入高含水 （60%）、高采出程度（70%） 的 “双高”开发阶段。当前油田日益老化和三次采油适用 范围有限且成本较高的现实，“二次 开发”成熟油田成为必然的选择。43. 非海相地层沉积作用的控制因素构造控制明显、相变快、基准面变化复杂（Miall，1996） 一、引言及概况54. 河流沉积、层序、基准面响应于基准面变化的河流和临滨地层沉积特征（Shanley and McCabe, 1991） 一、引言及概况6一、引言及概况5. 区域地质概况位置：港西一区位于天津市大港区，属于

3、黄骅坳陷北大港构造带西部。地层：自下而上为沙河街组、东营组、馆陶组、明化镇组、平原组。构造：断层发育，断裂复杂。北大港构造带六 区四 区二 区三 区五 区一 区港西区1港西油田位于渤海湾盆地黄骅凹陷中部，北大港二级潜山构造带西段，是港西古凸起基底上发育起来的新近系油气藏。7明化镇组命名：1961年在临清坳陷明化镇凸起中西部的华1井 。浅层含油层系，主要为棕红色、灰绿色一套以细砂岩、粉砂岩和泥岩为主的河流相沉积。 埋深580-1730m厚度约为1150m气候：湿热 干凉（姚益民等，1994） 6. 黄骅凹陷地层序列一、引言及概况渤海湾盆地坳陷阶段与下伏地层不整合接触8一、引言及概况沉积：明下段发

4、育曲流河沉积、物源来自研究区北部。储层：属高孔高渗胶结疏松的砂岩储层，储层非均质性强。含油面积3.3km2，地质储量756104t，采出程度30.05%，储层为新近系上新世明化镇组，油藏埋深618.4-1250.0m。2009年6月底采油井开53口，日产油191t/d，含水84.32%，注水井开36口，日注水2066m3/d。已整体进入“双高”开采阶段。7. 油田开发现状9一、引言及概况8. 油田开发阶段通过多年的治理，注采保持平衡，存水率保持平稳。压力从2005年开始逐步回升，目前已达到10.27MPa，接近地层原始压力。油层动用程度从2006年开始逐步提高，目前达到78.3%。 10汇 报

5、 内 容一、引言及概况二、存在问题及研究思路三、精细层序地层格架四、沉积微相研究五、单河道识别及划分六、储层构型分析七、储层地质知识库八、三维地质建模九、总结和认识11二、存在问题及研究思路1. 存在问题油藏地下认识的偏差和储层非均质导致油层层间动用程度不均衡，压力 纵向差异增大，导致油层出力不均。 油层局部出现优势渗流通道，低效、无效注入水循环严重，油井产量持 续下降，水油比急剧上升，开发效益变差。 注采井网不完善，油井多向受效所占的比例较小，水驱控制程度及波及 体积有待提高。 剩余油分布复杂。由于研究区断层发育较多，井网不完善，造成主力砂 体水淹程度高，剩余油高度分散，常规挖潜手段实施效果

6、日益变差，挖 潜难度增大。 因此，有必要在早期油藏描述的基础之上，结合目前生产动态资料对港西油田一区一断块进行定量化、数字化的精细油藏描述，建立三维储层沉积微相分布模型、三维储层参数（孔隙度、渗透率等）分布模型，为有效解决当前油田开发中存在的问题提供依据。12二、存在问题及研究思路单井相划分单河道研究储层构型分析储层地质知识库建立精细层序地层格架小断层识别储层原型模型沉积相研究平面展布特征分析收集和整理地震、地质、测井、测试等数据和资料垂向演化规律研究储层三维地质建模研究地震精细解释构造模型属性模型地震储层预测结果地震精细解释沉积模式油田取心井资料储层原型模型2. 研究思路133. 工作量时间

7、段工作内容2008. 10-2009. 01先后到大港油田研究院和采油厂收集基础数据，包括地质研究成果（前人项目报告）、测井曲线（178口井）、地震数据、取心井资料2009. 02-2009. 06对工区数据进行重新整理和消化，查阅论文相关文献,把握研究内容和思路，编写文献综述，充分掌握国内外研究现状和进展2009. 07-2009. 10对工区178口井进行小层划分对比2009. 11-2010. 03数据加载，建立研究区Petrel工区，划分单井沉积相60个单层的构造图和平面沉积相图，建立层序地层格架初步建立研究区地质模型2010. 04-2010. 05文献查新，编写开题报告和中期报告2

8、010. 06-2010. 10单河道识别和划分、构型分析和储层地质知识库研究2010. 11-2011. 01进一步完善储层地质模型2011.02至今继续查阅文献，编写学位论文，盲审，修改，答辩二、存在问题及研究思路14汇 报 内 容一、引言及概况二、存在问题及研究思路三、精细层序地层格架四、沉积微相研究五、单河道识别及划分六、储层构型分析七、储层地质知识库八、三维地质建模九、总结和认识15三、精细层序地层格架1. 河流相地层划分对比方法切片法 （裘亦楠，1987）等高程法 （裘亦楠，1987；吴元燕等，2005）高分辨率层序地层学（Cross,2000; 邓宏文，2002）多种资料综合的层

9、序地层分析方法地震剖面测井曲线岩心、露头古土壤法 （叶良苗等，1991）16NmNmNmNg结合地震解释成果，寻找区域性标志层，明确层段分层界限。在各段内寻找局部标志层，依据组合特征，按照“旋回对比，分级控制”的原则，由大到小，由粗到细，逐级进行划分对比。三、精细层序地层格架2. 地震分层17三、精细层序地层格架3. 标志层 馆陶组顶部厚层块状砂岩（Gx47-4-1） 明上段底部厚层砂岩（Gx46-7）明油组底部厚层砂体（Gxx44-6）18三、精细层序地层格架 测井曲线频谱分析4.GR敏感19三、精细层序地层格架基准面旋回Gx43-6-6分层主要曲线组合（Gx38-8-1） 5.20三、精细

10、层序地层格架6. 地震解释分层和断层21测井旋回分析与地震合成记录相互印证，校正分层井旁道合成记录井旁道2-1-12-1-32-4-12-5-22-7-12-9-280090010001100942946950938934932928924920(ms)(meter)80090010001100942946950938934932928924920(ms)(meter)三、精细层序地层格架7. 井震结合校正分层22三、精细层序地层格架3个油组共划分：22个小层，60个单层明油组：6个小层，17个单层 明油组：9个小层，22个单层明油组：7个小层，21个单层8. 划分结果23三、精细层序地层格架

11、24三、精细层序地层格架8. 划分结果二维剖面25三、精细层序地层格架9. 地层格架栅状图二维三维互动、实现全区分层闭合26汇 报 内 容一、引言及概况二、存在问题及研究思路三、精细层序地层格架四、沉积微相研究五、单河道识别及划分六、储层构型分析七、储层地质知识库八、三维地质建模九、总结和认识27浅水氧化弱氧化的沉积环境：G225井，紫红色、棕红色、浅棕红、杂色，含少量灰绿色、褐色、浅灰、暗灰绿色，并且见有大量的钙质结核和铁质结核，砂岩中见有泥质团块和泥砾四、沉积微相研究1. 沉积特征：泥岩颜色28岩屑长石砂岩概率百分比 %颗粒直径 密闭取心井Gx43-6-6，井深1006.40m，Nm2-4

12、-3四、沉积微相研究跳跃+悬浮1. 沉积特征：成分、结构29四、沉积微相研究1. 沉积特征：成分、结构岩性及储集空间显微照片（Gx43-6-6） 30G225井明化镇组曲流河沉积相典型沉积构造 四、沉积微相研究1. 沉积特征：沉积构造31四、沉积微相研究2. 沉积微相单元测井响应32四、沉积微相研究曲流河点坝要素模式图（Smith, 1987）（Allen, 1964） 3. 曲流河模式（Walker, 1984）33研究区总共182口井，60个单层（Gx43-6-6）四、沉积微相研究4. 单井相划分34四、沉积微相研究5. 刻画平面沉积微相单井相识别依据井数据刻画沉积相地震反演得到的砂岩发育

13、强度单井平面互动35四、沉积微相研究 河道砂体呈窄条带状，宽度80-300米，厚度3-6米，宽厚比30-100。这类河道主要为小型支河道，多条河道在平面上呈网状或分支条带状。这类砂体为研究区内最为发育的砂体分布型式。窄带状（Nm2-5-2）建立了全区60个单层的平面沉积微相6. 平面沉积微相展布特征36建立了全区60个单层的平面沉积微相四、沉积微相研究 宽带状（Nm2-7-1） 河道砂体呈宽带状，宽度500-1000米，厚度亦较大。其中，明化镇组厚度为318.4米，宽厚比100-300。这类砂体主要为复合河道成因，由曲流河侧向加积而成。在平面上多与窄带状砂体共存，呈分支条带状或网状。6. 平面

14、沉积微相展布特征37四、沉积微相研究6. 平面沉积相展布特征北东向物源38四、沉积微相研究7. A/S旋回变化曲流河道砂体受控于A/S旋回性变化的时空演化模式 39Nm1-1-1Nm2-7-1Nm2-3-2Nm1-5-2Nm3-1-1Nm3-7-3Nm3-5-2Nm1-3-2Nm2-1-1Nm2-9-1Nm2-5-3沉积微相纵向演化8.40汇 报 内 容一、引言及概况二、存在问题及研究思路三、精细层序地层格架四、沉积微相研究五、单河道识别及划分六、储层构型分析七、储层地质知识库八、三维地质建模九、总结和认识41五、单河道识别及划分1.单河道连通性模型（吕晓光等，1997） （岳大力，2008）

15、 42五、单河道识别及划分2.地震反演刻画井间砂体连通关系43五、单河道识别及划分3. 废弃河道平面形态（Nm1-5-2）44五、单河道识别及划分高程差；河道规模差异；河间砂体。废弃河道4. 识别标志45五、单河道识别及划分5. 砂体结构模型顺物源方向垂直物源方向46汇 报 内 容一、引言及概况二、存在问题及研究思路三、精细层序地层格架四、沉积微相研究五、单河道识别及划分六、储层构型分析七、储层地质知识库八、三维地质建模九、总结和认识47六、储层构型分析曲流河沉积构型（Nichols, 2009）储层构型（reservoir architecture），亦称为储层建筑结构，是指不同级次储层构成

16、单元的形态、规模、空间展布及叠置关系。在油气勘探开发领域，地下沉积储层构型主要用于油气田开发 。1. 概念48六、储层构型分析2. 曲流河沉积现代和古代(Donselaar and Overeem, 2008)450m15m49废弃河道点坝复合体废弃河道活动河道河间/泛滥平原点坝拉丁美洲玻利维亚中北部马莫雷河（Rio Mamore）六、储层构型分析2. 现代曲流河50曲流带砂岩储层非均质性的级次（Ambrose et al., 1991）储层构型（储层内部非均质性形成渗流屏障和渗流差异）是控制这部分剩余油的重要素。应用现代油藏描述技术进行构型分析，对二次采油具有重要意义。宏观中观微观已动用储层

17、六、储层构型分析3. 研究意义51六、储层构型分析4. 点坝沉积构型要素河道伊敏河，海拉尔段嫩江，大庆段平面模式侧积体、侧积面、侧积层点坝是由一组叠瓦状排列的侧积体组合而成，侧积体之间发育有侧积泥岩。 侧积泥岩一般延伸到砂体的1/2-2/3深度。 52河北拒马河点坝侧积体沉积迭式（薛培华，1991）六、储层构型分析 点坝构成的三要素，即曲流河点坝砂体由侧积体、侧积层和侧积面三个要素组成。侧积层（即侧积泥岩夹层）是指侧积体之间沉积的泥质层，往往表现为斜插的泥楔，倾向指向河道迁移方向的一侧，倾角范围一般在5-30。由多个侧积体组成的点坝砂体在平面上呈新月形，在剖面上呈楔状，在空间上则为规则的叠瓦状

18、砂体。4. 点坝沉积构型要素538种构型要素：CH（河道）、LA（侧向加积沉积物）、SB（砂质底形）、GB（砾石坝和砾石质底形）、OF（漫岸细粒沉积）、FM（大型前积底形）、LS（纹层砂席）、SG（沉积重力流沉积物）单砂体内部构型刻画技术方法是根据沉积体系本身具有的层次性和结构性从系统论的观点出发，依据沉积体系内部界面及其界面间所限定的岩相与界面类型组成的特有几何形态和岩性相组合，共划分为6级层次界面和8种构型要素（Miall,1991） 。六、储层构型分析5. 河流沉积构型要素和界面546级界面：1级：交错层系（微型底形）；2级：交错层系组（小型底形）；3级：点坝增生单元（中型底形）；4级：

19、点坝（巨型底形）；5级：河道单元（河道复合体；6级：河道带（河道沉积体系）单砂体内部构型刻画技术方法是根据沉积体系本身具有的层次性和结构性从系统论的观点出发，依据沉积体系内部界面及其界面间所限定的岩相与界面类型组成的特有几何形态和岩性相组合，共划分为6级层次界面和8种构型要素。六、储层构型分析5. 河流沉积构型要素和界面55构形单元符号主要岩相组合几何形态及相互关系河道CH任意组合指状、透镜状；上凹侵蚀基底；规模和形态变化很大；内部第二次侵蚀面普遍砾石坝和砾石质底形GBGm、Gp、Gt透镜状，毯状；通常为板状体；夹SB砂质底形SBSt、Sp、Sh、Si、Sr、Se、Ss透镜状、席状、毯状、楔状

20、；存在于河道充填中，决口扇、砂坝扇、砂坝顶、小砂坝顺流加积的大型底形DASt、Sp、Sh、Si、Sr、Se、Ss位于扁平状或河道基底之上的透镜体，内部和顶部夹有向上凸的3级界面侧向加积沉积LASt、Sp、Sh、Si、Sr、Se、Ss、G和F少见楔状、席状、舌状，具有内部侧向夹积面的特征沉积物重力流SGGm、Gms舌状、席状、通常夹有SB纹层砂席LSSh、Si、少量St、Sp、Sr席状、毯状越岸细粒沉积OFFm、Fi薄至厚毯状；通常夹有SB，可能充填有废弃河道沉积（Miall, 1996）六、储层构型分析6. 河流沉积构型要素分类56点坝构型与测井（Bridge and Tye, 2000） 叠

21、置点坝砂体测井响应模式图（Bridge,2000）泛滥平原曲流河充填变化及相应沉积物分配方式 (Trimble, 1993)六、储层构型分析7. 构型要素的测井响应57单井识别点坝（45-5-1）六、储层构型分析8. 单井识别点坝构型58六、储层构型分析CABCDCD复合河道砂体，逐级解剖，识别各级界面，确定单河道、点坝砂体及其内部构型分布，最终建立构型地质模型=剩余油分布。ABNm2-7-1局部9. 侧积层分析59六、储层构型分析针对重点层位Nm2-7-1，在复合河道内部划分单河道和点坝，并对侧积层的分布进行初步研究。10. 平面构型分布模型60已有的研究实例河流宽度/m河流深度/m河流宽深

22、比倾角/参考文献玛纳斯河26398吴胜和（2008）美国科罗拉多州Piceance盆地7589.811Pranter et al(2007）西班牙Ebro盆地新近系162825Nichols G J(2007)爱尔兰西部Clare盆地1307.517.36Wynna R B(2007加拿大英属哥伦比亚中东部1901314.59Arnott R W(2007)美国德克萨斯州Freestone煤矿3351423.83Dale M(2006)加拿大Whitehorse煤矿151.11510Long D G F(2005)日本Joban煤矿2021011KomatsubaraJ(2004)美国阿肯色州

23、Big Rock7212618Abreu V et al(2003)安哥拉M9 upper field8010816Abreu V et al(2003)饮马河3557.020尹燕义（1998）西班牙Iberian盆地1527.525Garaci-Gil S(1993)l-点坝长度（m）w-河流满岸宽度（m）d-河流满岸深度（m）d六、储层构型分析11. 构型经验公式61Gx43-6-6井在1150-1160m井段发育点坝沉积，在砂体中部1155m处发育约0.8m厚的泥岩夹层，判断为点坝内部侧积泥岩夹层。该泥岩夹层对应的地层倾角矢量图表明，此处泥岩夹层倾向大体一致、倾角在3-7左右，通过计算得

24、到该侧积泥岩的平均倾角为4.8。 六、储层构型分析12. 侧积泥岩夹层及地层倾角测井图6213. 对子井计算侧积层倾角tan()= H/L= 2.52/40.81= 0.061259, = 3.51sin()= d/L= 19.76/40.81= 0.484195, = 28.96 D= cos()L= cos(28.96)40.81= 35.707tan()= H/D= 2.52/35.71= 0.070574, = 4.04校正六、储层构型分析Gx47-4井区63w/d=-ln(/37.993)/0.1051=18-22 a= 37.993e-0.1051w/d, R2 = 0.7985

25、(经验公式)M=N/tan=3.25/tan(4.04)=46.43m 14. 对子井求取侧积体规模 六、储层构型分析64汇 报 内 容一、引言及概况二、存在问题及研究思路三、精细层序地层格架四、沉积微相研究五、单河道识别及划分六、储层构型分析七、储层地质知识库八、三维地质建模九、总结和认识65七、储层地质知识库 储层地质知识库是指通过对研究目标的沉积成因、沉积规模、空间几何形态和展布规律等的总结认识和储层单井模型的统计分析而得到的一系列参数，可以为选择随机模拟方法（或实现）及模拟结果的精度分析提供地质依据。 1）现代沉积和模拟，现代沉积区（尤其是河流、冲积相）可以在任意密度内取样，几乎不受空

26、间限制。 2）露头分析是最直观和最基础的手段，可以直接观察，取样也较为方便，对出露较好的露头区的研究能够取得比密井网区更加精确的地质知识， 3）密井网区最能反映油田生产实际，按一定准则绘制的沉积微相分布图可以弥补二维露头剖面描述的微相砂体几何特征的不完整性。1. 概念和方法66七、储层地质知识库代码岩相类型颜色沉积构造沉积环境解释Gmg基质支撑砾岩浅灰色反粒序到正粒序河道底部滞留沉积Gt层状砾岩浅灰色槽状交错层理小型河道充填Sr细-粉砂岩灰色波状交错层理较低流态波痕Sm钙质含泥砾砂岩灰色块状层理河道下部沉积Sp, St斜层理细砂岩灰色、灰褐色槽状、板状交错层理河道下部沉积Fl砂岩、粉砂岩、泥岩

27、灰色细纹层，小波痕越岸、废弃河道、泛滥沉积Fsm粉砂岩、泥岩浅灰色块状河漫滩沼泽、废弃河道Fm泥岩、粉砂岩紫红色、褐色块状，干燥收缩裂缝越岸、废弃河道Fr泥岩、粉砂岩灰色块状，植根，生物扰动作用植根层、土壤层C煤层、碳质泥岩深灰色、黑色植物化石，泥质薄膜植被沼泽沉积2. 岩性岩相库67七、储层地质知识库3. 沉积微相库68七、储层地质知识库高可容纳空间阶段层序界面比较发育，大多数河道砂体呈复合河道带砂体，洪泛细粒沉积物较少，煤层一般不发育，古土壤层相对发育 层序界面不太发育，河道多呈孤立状，复合河道砂体少见，洪泛细粒沉积物较多，煤层丰富、较薄，富含丰富的有机质4. 曲流河沉积模式库低可容纳空间

28、阶段陆相层序地层。69七、储层地质知识库层间非均质性特征 主要沉积微相层内非均质评价参数5. 储层非均质性隔夹层参数统计70汇 报 内 容一、引言及概况二、存在问题及研究思路三、精细层序地层格架四、沉积微相研究五、单河道识别及划分六、储层构型分析七、储层地质知识库八、储层三维地质建模九、总结和认识71八、储层三维地质建模高含水后期地质建模思路1.72八、储层三维地质建模2. 建模工区范围73八、储层三维地质建模3. 构造模型断层模型层面模型74八、储层三维地质建模4. 沉积微相模型75八、储层三维地质建模主要沉积微相单元砂体孔隙度和渗透率分布 5. 数据分析76八、储层三维地质建模单层砂岩变差函数拟合图（Nm3-5-1） 层位主方位次方位垂向变程（m）角度（）变程（m）角度（）变程（m）Nm1-2-160569