第8章3地层对比及油层沉积相研究概要

第八章地层对比及油层沉积相研究第二节油层对比★★★一、碎屑岩油层对比油层对比概念、对比资料选择、对比依据及程序，对比单元的划分、对比方法、成果图的编制及应用二、碳酸盐岩油层对比储集单元的概念储集单元划分与对比产层细分与对比第一节区域地层对比★岩石地层学方法、生物地层学方法、构造学方法…第三节油层细分沉积相研究★第八章地层对比及油层沉积相研究第三节油层细分沉积相研究沉积环境沉积条件储集体分布、内部特征流体在储集体中的运动规律不同，开发特征不同。从储集体的成因入手，进行沉积微相分析，▲有利于从成因上揭示储集层的本质特征；▲了解砂体的几何形态、大小、展布、纵横向连通性及非均质性等。--是开发地质最基础的研究工作。★油层沉积相（微相）研究的意义一、油层细分沉积相研究的基础资料二、油层细分沉积相研究方法三、油层细分沉积相研究流程四、油层细分沉积相研究在油田开发中的应用第三节油层细分沉积相研究1.区域岩相古地理资料(成果)了解区域(含油气层系)总的沉积背景，为确定砂层组沉积大相、亚相提供参考，避免片面性和盲目性。一、油层细分沉积相研究的基础资料2.岩心资料--岩心观察及分析化验资料最具体、最直观的相分析资料——--相标志岩心观察描述：岩性、结构、构造、古生物、沉积韵律；实验室分析化验：孔隙度和渗透率、泥质含量、钙质含量、地球化学等各项资料。表8-8不同成因砂岩体的形态特征平面上剖面上(横剖面)特点名称面积长度／宽度形态厚度成因举例席状(层状)大长、宽近于相等或长度较大，两者比值约为1～3层状厚度稳定较薄三角洲前缘砂岩体、海滩砂岩体条带状(线状)中-大长度比宽度大得多，两者比值为3～20透镜状楔状厚度不稳定河床砂岩体堤坝砂岩体透镜状小长、宽比值难以规定透镜状厚度不稳定小型浊流砂岩体3、砂岩体的几何形态--不同成因环境下形成的砂岩体，其形态特征不同--剖面形态、平面形态。一、油层细分沉积相研究的基础资料4、测井资料：在相似沉积环境下形成的砂岩体，垂向上具有较一致的岩性组合特征和演变规律。因此，在岩性-电性关系研究的基础上，编制不同沉积相带的典型电测曲线图版，可用于指导大相的划分。5、地震资料（三维）--地震相（地震属性）6、试油、试采等生产动态资料——验证项分析成果一、油层细分沉积相研究的基础资料一般分三个阶段：→以砂层组为单元划分大相和亚相→沉积时间单元或储集单元的划分→各单元沉积微相分析二、油层细分沉积相研究方法1、划分大相和亚相●微相识别及划分--以大相、亚相研究为基础。--微相研究是在确定相或亚相前提下逐级划分的。●脱离大相的控制，直接进行微相划分，容易出现“串相”。如：地震相分析--不同沉积相具有不同的岩石组合及结构→具有不同的地震波反射特征→利用地震波反射特征划分地震相→转化为沉积相利用测井资料进行相分析沉积时间单元--指相同沉积环境下，物理、化学及生物作用所形成的同时沉积(指一次沉积事件中沉积的地层)。理想的沉积时间单元为等时面之间所沉积的地层。●从油田开发的角度看，在每个时间单元内应包括：一个小层或一个独立的油水流动单元。●不同沉积环境下形成的沉积：→其稳定性不同，→划分沉积时间单元的方法不同。2、划分沉积时间单元或储集单元⑴对于湖相和三角洲前缘等比较稳定环境沉积的砂层大多具有明显的多级次沉积旋回和清晰多个标准层，岩性和厚度的变化均有一定规律可循；→常用“旋回对比、分级控制”的旋回-厚度对比方法⑵对于河流沉积环境下的不稳定沉积由于沉积环境变化快，河流侧向摆动与下切剧烈，而导致砂层厚度与岩性变化大，→一般采用“等高程”对比法或“切片”对比法通过沉积过程分析把相和环境联系起来。①详细观察和描述岩心，依此综合分析岩性、粒度、沉积构造和古生物等岩石特征。②分析沉积过程，查明可能的形成条件，如水流强度及方向、沉积速度、水化学性质等，及其与沉积物联系。（1）岩心相分析④观察特征的比较，与现代环境或相模式进行分析对比，检验所得出的初步认识，最后做出环境解释的结论。—确定沉积微相类型，建立模型。③建立垂向层序，了解相邻岩石纵横向关系以及地层接触关系，依此排除某些环境、减少选择项目。3、沉积时间单元微相分析油区微相分析主要针对覆盖区地下某些层段进行。岩心及岩屑等直接资料极其有限，测井信息具有全井段连续记录及深度准确等特点。→测井信息分析是相分析的有利工具。测井相(电相)由斯伦贝谢公司及测井分析家塞拉(O．Serra)于1979年提出。指能够表征沉积物特征，并据此辨别沉积相的一组测井响应(参数)。（2）测井相分析不同的沉积相因其岩石的成分、结构、构造等不同而造成测井响应不同。测井相与沉积相不都一一对应→用已知沉积相对电相进行标定。①测井相与沉积相关系首先，在取心井中用一系列测井曲线或参数划分若干种测井相将测井相与岩心分析“沉积相”进行相关对比将测井相赋予沉积相含义，然后在没有取心井中用测井资料进行沉积相分析。测井相分析基础：建立测井相模式，并确定其岩相含义②测井的沉积相标志--测井相标志可以显示沉积相标志的测井曲线有：电阻率（R）、自然电位（SP）、自然伽马（GR）、自然伽马能谱、补偿中子、补偿地层密度、井径、地层倾角、中子伽马能谱、地球化学测井、微扫描测井、井下电视等。而且，各类测井曲线所反映沉积相标志的作用不同。●利用曲线形态进行相分析★●自动识别测井相●利用梯形图或星形图进行相分析●利用地层倾角测井进行相分析★③测井相分析方法常用测井曲线：SP、GR、R等。利用曲线形态进行相分析如：自然电位曲线解释沉积环境基本原理水动力能量和物源供应条件→沉积环境强--砂→SP↑弱--泥→SP↓氧化还原电动势水动力条件岩石粒度分选泥质含量过滤电动势地层渗透率--好→SP↑←浓度差↑泥质含量↓孔隙度↑→SP↑岩层中泥质和孔吼大小地层水与泥浆滤液的离子浓度差扩散-吸附电动势自然电位自然电位曲线形态特征：指单层曲线形态，可以反映→●粒度、分选及其垂向变化；●砂体沉积过程中水动力和物源供应的变化。曲线形态特征(要素)主要包括:⑴幅度⑷光滑程度⑵形态⑸齿中线⑶顶、底接触关系⑹多层组合形态自然电位曲线形态特征--要素(e)-大陆架(f)-海底扇(a)-曲流河(b)-辫状河(c)-三角洲(d)-海岸主要砂岩环境的自然电位和自然伽马的典型响应(据R.R.Berg，1986)沉积微相不同，其岩石类型及组合等特征存在差异→可利用上述形态特征与岩心相进行分析和对比，划分沉积微相。主要沉积相的测井曲线特征利用梯形图或星形图进行相分析—半自动化在某一地区应选择几口取心井进行分析，建立区域性电相模式。●用程序对各测井曲线进行预分层●进行深度和环境校正●绘出各层星形图与梯形图●最后，人工对成果图进行分析归类表示电相的星形图(据O·塞拉，1992）井径双侧向测井电阻率微球型聚焦测井电阻率补偿地层密度利用梯形图或星形图进行相分析利用地层倾角测井进行相分析地层倾角测井通过支撑臂上的4个(或8个)微聚焦电极系紧贴井壁，测出4条(或8条)电阻率曲线及电极所处的空间方位信息。通过对比同一岩层引起的电阻率微小变化，可确定该岩层面上4个点在井轴方向的高度，结合曲线的方位信息，进而计算岩层面的倾角和倾向。地层倾角测井既可用于构造解释、沉积学研究，可有效地指出：层理类型、砂层的沉积环境(能量)、古水流方向、砂体延伸方向等。利用地层倾角测井进行相分析地层倾角测井成果图--矢量图、方位频率图矢量图常采用直观筛分法，利用颜色模式对矢量进行分类。按倾角的变化趋势分成4种模式--绿模式、红模式、兰模式、杂乱模式。常见的四种地层倾角矢量图象模式方位频率图--表征井剖面地层倾斜方位发育优势的直观图幅(如右图)，是一个极坐标图。地层倾斜方位频率图▲以圆心为交点的放射线，正北方向为0°，顺时针转动360°，每10°分成一格，以标记地层倾斜方位角。▲同心圆--代表地层倾斜方位角出现的频次，从圆心开始频次为0。利用地层倾角测井进行相分析主要层理的倾角模式(据何登春,1984）水平层理：倾角近0°，倾向不定波状层理：倾角在10°内不定，倾向不定直线斜层理：绿模式或蓝模式，倾角大波状斜层理：蓝模式，倾角变化大波状斜层理：红模式，倾角变化大直线交错层理：杂乱模式，倾向、倾角变化大槽状交错层理：杂乱模式，倾角及倾向变化大且杂乱波状交错层理：红模式或蓝模式，倾角变化大利用地层倾角测井进行相分析--应用计算机手段对测井曲线进行自动测井相分析。特点：快速、简便、综合多种测井信息。分析效果：取决于所用测井资料的类型、数量、质量、数学分类准则以及岩心的准确标定。自动测井相分析包括以下步骤：1、测井资料优选5、聚类分析2、深度校正和环境校正6、岩相--电相库3、自动分层7、判别分析4、主因子分析自动识别测井相--一般了解原始测井曲线环境校正最优分层因子分析聚类分析局部模式最终模式聚类分析电相转换电相数据库未取心井岩相分析质量控制曲线判别分析(回判)测井相分析程序自动识别测井相勘探阶段：岩性层或油组单元——利用地震相外形、反射结构、定性或半定量的属性参数进行相分析。开发阶段：小层单元——地震相反射结构的内部单元。波形结构分析、相干体分析、定量地震属性分析、测井约束反演等。（3）地震相分析地震相：由特定的地震反射参数所限定的三维地震单元，是反映地下沉积体（几何形态及分布）的地震物理参数响应集合。1.单井相分析--对系统取心井进行--从岩心观察入手，收集各种相标志和样品分析，如：岩性及岩性组合特征、沉积构造、生物化石、粒度分析资料等→初步确定各级地层单元沉积相类型(相、亚相、微相类型)，→确定各种相类型在纵向上的共生组合规律，→最后，绘出单井相分析综合柱状图。单井相分析→剖面对比相分析→平面相分析三、沉积微相研究流程了解区域沉积背景，落实大相、亚相→确定微相类型，建立微相模式××井单井相分析图--在单井剖面相分析的基础上，建立井间联系，→通过对比，确定沉积相在二维空间内的展布特征。取心较少时，可依据岩屑录井或电测资料进行对比。②剖面对比相分析三角洲前缘亚相前三角洲亚相三、沉积微相研究流程③平面相分析→绘制一系列剖面图、平面图等基础图件；▲单井相分析图▲剖面对比相分析图▲地层等厚图▲砂层厚度等值线图▲砂层厚度系数(砂岩百分含量)等值线图▲砂层孔隙度等值线图▲岩石类型或泥岩类型图等……→综合分析各类基础图件，确定各沉积相划相标准；→编制沉积相平面分布图，分析沉积相类型和展布。三、沉积微相研究流程孤东油田三、四区馆上段63砂层过渡型河沉积微相平面图四、沉积微相研究在油田开发中的应用开发中后期(注水开发)，油层细分及沉积微相研究是基础。1.进一步深入认识油砂体层内纵向和平面非均质性，掌握地下油水运动的规律★不同沉积成因砂体纵向特点：（1）下切型砂岩（2）叠加型砂岩（3）砂坝型砂岩砂堤砂脊型砂岩前缘席状砂岩⑴下切型砂岩在河流强烈下切的情况下形成的，韵律性明显，砂岩底部颗粒粗、渗透性高。水淹表现：在底部见水快，驱油效率高(高渗段≥70%)；注入水沿油层底部高渗段向前突进；随注水的倍数增加，水淹厚度增加缓慢；全部水淹厚度小(一般不超过20%)，全层驱油效率不均匀，呈锯齿状变化。全层含水率高(可达90%左右)；⑵叠加型砂岩①不同时间沉积的砂岩叠加时，一般具有岩性、物性夹层，夹层稳定性不同，油水运动规律、水淹特点不同。②叠加砂岩本身性质不同，见水和开采特点不相同：●2个河床砂岩相叠加：一般下边的砂岩先见水，含水高、产量高；上边的砂岩见水慢一些，含水低、产量低。●其他相带砂岩与河床砂岩相叠加：一般表现为其他相带砂岩很不易见水或不出油。●见水具有多段性，但每一段水淹厚度都不大。⑶砂坝型，砂堤、砂脊型，前缘席状砂岩一般多为反韵律性沉积，●高渗段多位于砂岩的中上部，个别在底部；●总的来说颗粒比较细，高低渗透率差异较小；●一般水淹厚度大，层内纵向驱油效率比较均匀；●层内见水，各段相对比较均匀。图3-9油层岩相古地理及油井见水情况图河道河床心滩河漫河间注水井生产井主流线砂岩相边滩相滩相淤泥相主流线附近含水率上升快；主流线两侧含水率上升慢，高产稳产注水井