測(cè)井資料劃分川東北元壩地區(qū)長(zhǎng)興組有利相帶

摘 要

摘要：晚二疊世長(zhǎng)興期，四川盆地東北部元壩地區(qū)位于梁平-開江陸棚西側(cè)，由西南向東北發(fā)育開闊臺(tái)地、臺(tái)地邊緣礁灘、斜坡、淺水陸棚沉積相帶。綜合利用成像測(cè)井、常規(guī)測(cè)井及巖屑薄
摘要：晚二疊世長(zhǎng)興期，四川盆地東北部元壩地區(qū)位于梁平-開江陸棚西側(cè)，由西南向東北發(fā)育開闊臺(tái)地、臺(tái)地邊緣礁灘、斜坡、淺水陸棚沉積相帶。綜合利用成像測(cè)井、常規(guī)測(cè)井及巖屑薄片鑒定等資料，在元壩長(zhǎng)興組單井相劃分的基礎(chǔ)上，對(duì)其沉積亞相和微相進(jìn)行了劃分，結(jié)合實(shí)鉆成果分析，認(rèn)為臺(tái)地邊緣生物礁的礁蓋和礁核是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層分布區(qū)域。充分發(fā)揮測(cè)井信息縱向分辨率及地震信息橫向分辨率的優(yōu)勢(shì)，在巖心標(biāo)定測(cè)井資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)測(cè)井資料來標(biāo)定地震資料，將測(cè)井相與地震相緊密結(jié)合，對(duì)長(zhǎng)興組有利相帶沉積特征做了進(jìn)一步的精細(xì)刻畫。依據(jù)這些信息，能較為明顯地劃分出元壩地區(qū)長(zhǎng)興組的有利相帶。結(jié)果表明：該區(qū)有利相帶為臺(tái)地邊緣礁灘相沉積，亞相為生物礁和礁后淺灘，微相
為礁蓋、礁核、生屑灘和砂屑灘，這類相帶的儲(chǔ)層是勘探開發(fā)的首選目標(biāo)。
關(guān)鍵詞：四川盆地；元壩地區(qū)；晚二疊世；礁灘相；成像測(cè)井；測(cè)井相；地震相；有利相帶
    晚二疊世長(zhǎng)興期，四川盆地東北部在梁平-開江陸棚兩側(cè)為臺(tái)地邊緣沉積環(huán)境[1]。元壩地區(qū)位于梁平-開江陸棚西側(cè)，由西南向東北發(fā)育開闊臺(tái)地、臺(tái)地邊緣礁灘、斜坡、淺水陸棚沉積相帶，古地形總體為西南高東北低。
    川東北元壩地區(qū)二疊系長(zhǎng)興組是該區(qū)主要目的層，厚度從40～340m不等，位于礁灘相帶的地層厚度大于斜坡相帶上的地層厚度，多為200～340m；過渡到礁前斜坡相帶地層厚度相對(duì)較小，為50～200m；在陸棚相帶其地層厚度最小，多數(shù)小于50m。目前，元壩地區(qū)長(zhǎng)興組礁灘相帶的鉆井均獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流，測(cè)試產(chǎn)能介于30×104～120×104m3/d。
1 單井相劃分依據(jù)
在區(qū)域地質(zhì)背景分析的基礎(chǔ)上，綜合利用成像測(cè)井、常規(guī)測(cè)井及巖屑薄片鑒定等資料，結(jié)合實(shí)際鉆探成果進(jìn)行了研究區(qū)長(zhǎng)興組的單井相劃分。以元壩101井單井相劃分為例(圖1)，圖中顯示該段地層自然伽馬低值，約10API，巖性純，以淺灰色白云巖、溶孔白云巖及生屑灰?guī)r為主，夾有云質(zhì)灰?guī)r和含云灰?guī)r；成像圖像上可見6900～6925m和6950～7000m裂縫及溶蝕孔洞非常發(fā)育，對(duì)應(yīng)的孔隙度曲線明顯增大，儲(chǔ)集物性好，電阻率曲線較致密圍巖明顯降低，呈大幅度正差異特征，儲(chǔ)層滲透性好。這些特征反映當(dāng)時(shí)的沉積水體相對(duì)較淺，沉積水體能量較強(qiáng)，白云巖化作用較強(qiáng)，易形成溶蝕孔洞白云巖儲(chǔ)層，為臺(tái)地邊緣生物礁儲(chǔ)層沉積特征。取心資料顯示，該井段含有大量生物碎屑，這些生屑多為有孔蟲類、腕足類及鰱的化石，而這些生物正是區(qū)域上長(zhǎng)興組沉積時(shí)期生物礁的附礁生物[2]；結(jié)合研究區(qū)所有單井的長(zhǎng)興組沉積相分析結(jié)果，綜合認(rèn)為該地層屬于臺(tái)地邊緣礁灘相沉積。
 
2 優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層沉積微相標(biāo)志
    研究表明，元壩地區(qū)長(zhǎng)興組優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層沉積相為臺(tái)地邊緣礁灘，亞相為生物礁。生物礁是一個(gè)獨(dú)特的自然地質(zhì)體，它是造礁生物的原地生長(zhǎng)形成堅(jiān)固的抗浪骨架，在地形上具有隆起的正性地貌特征。該地貌的出現(xiàn)，逐漸改變周圍的沉積環(huán)境，形成有規(guī)律的相帶分布[3]。
    研究區(qū)大部分井都已取全取準(zhǔn)了成像測(cè)井資料，利用成像測(cè)井對(duì)元壩地區(qū)長(zhǎng)興組礁灘相儲(chǔ)層的沉積微相做進(jìn)一步刻畫顯得尤為重要。通過對(duì)本區(qū)鉆井的成像測(cè)井信息與沉積微相的地質(zhì)信息進(jìn)行對(duì)比分析表明，礁蓋、礁核是最有利于元壩長(zhǎng)興組礁灘相優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育的沉積微相。
礁蓋位于礁頂之上，沉積水體淺，水動(dòng)力強(qiáng)，常見生物碎屑顆粒，易受白云巖化作用，儲(chǔ)集物性好，巖性以礁云巖、灰質(zhì)云巖為主，成像圖上高角度縫、網(wǎng)狀縫和溶蝕孔洞極為發(fā)育(圖2-a)，常規(guī)曲線特征(圖1)顯示儲(chǔ)集物性好，以Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)層為主，電阻率絕對(duì)值較高，儲(chǔ)層含氣性好，測(cè)試均獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流，天然氣產(chǎn)量介于30×104～120×104m3/d。礁核位于礁體的中心部位，是礁復(fù)合體中最為寬緩的相帶，沉積水體淺，水動(dòng)力較礁蓋稍弱，沉積物多為海浪強(qiáng)烈破碎的生物骨骼碎屑，沉積物粒度較粗，后期白云巖化作用較強(qiáng)，易于形成好的儲(chǔ)層，成像圖上裂縫和溶蝕孔發(fā)育，其發(fā)育程度較礁蓋稍差(圖2-b)，常規(guī)曲線特征顯示儲(chǔ)集物性相對(duì)較差，以Ⅲ類儲(chǔ)層為主，完井測(cè)試為低產(chǎn)工業(yè)氣流，產(chǎn)量介于4×104～10×104m3/d。礁基位于礁核之下，是生物礁賴以固著生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，水體較礁核要深，巖性為生屑灰?guī)r，基質(zhì)孔隙較低，由于水體相對(duì)較深，后期白云巖化作用不強(qiáng)，次生孔隙較差，儲(chǔ)層不發(fā)育，電阻率較高，成像動(dòng)態(tài)圖像為淡黃色，表現(xiàn)為致密灰?guī)r特征。礁后位于礁核與礁前之間，沉積水體較深，水動(dòng)力較弱，巖性多表現(xiàn)為砂屑灰?guī)r、生屑灰?guī)r和層狀灰?guī)r，縫合線發(fā)育(圖2-c)，儲(chǔ)層基質(zhì)物性差。綜合分析認(rèn)為礁蓋和礁核最有利于優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育。
 
3 有利相帶沉積特征
    在巖心標(biāo)定測(cè)井的基礎(chǔ)上，根據(jù)測(cè)井資料來標(biāo)定地震資料，將測(cè)井相與地震相緊密結(jié)合，對(duì)長(zhǎng)興組沉積相特征做進(jìn)一步精細(xì)刻畫，依據(jù)常規(guī)綜合測(cè)井、成像測(cè)井、三維地震所反映的地質(zhì)信息[4～5]，能較為明顯地劃分出元壩地區(qū)長(zhǎng)興組有利相帶，從而為勘探開發(fā)井的部署提供可靠的技術(shù)依據(jù)。
3.1 測(cè)井相特征
    曲線特征及連井相對(duì)比分析表明，不同的沉積相帶測(cè)井特征存在較大差異(圖3)，元壩12、元壩11井長(zhǎng)興組自然伽馬平均值為15API，巖性為淺灰色生屑灰?guī)r、深灰色含云生屑灰?guī)r，儲(chǔ)集物性較好，成像圖上裂縫及溶蝕孔洞發(fā)育，取心見鰱類化石、海綿骨針、苔蘚蟲、有孔蟲等，測(cè)井相為臺(tái)地邊緣礁灘相，亞相為礁后淺灘，有利于儲(chǔ)層發(fā)育的沉積微相為生屑灘和砂屑灘.元壩102、元壩101井長(zhǎng)興組自然伽馬平均值為10API，巖性以白云巖、灰質(zhì)云巖及云質(zhì)灰?guī)r為主，儲(chǔ)集物性好，成像圖上高角度縫、網(wǎng)狀縫及溶蝕孔洞發(fā)育，取心見孔蟲類、腕足類及筵的化石等，測(cè)井相為臺(tái)地邊緣礁灘相，亞相為生物礁，具有利于儲(chǔ)層發(fā)育的礁蓋和礁核沉積微相特征；而過渡到元壩3～元壩4井長(zhǎng)興組自然伽馬逐漸增大，平均值由21API增加至27API，泥質(zhì)含量相對(duì)較重，巖性以含泥灰?guī)r為主，儲(chǔ)集物性差，成像圖上層理發(fā)育，儲(chǔ)層不發(fā)育，其測(cè)井相為斜坡-淺水陸棚沉積[6]。同時(shí)，儲(chǔ)層參數(shù)橫向?qū)Ρ?圖3-c)反映元壩12～元壩101井儲(chǔ)層發(fā)育，儲(chǔ)集物性好，以Ⅱ、Ⅲ類儲(chǔ)層為主，儲(chǔ)層含氣性好，測(cè)試獲得天然氣產(chǎn)能為30×104～120×104m3/a，可能為臺(tái)地邊緣礁灘相沉積特征。
地層厚度變化特征同樣也反映了上述研究確定的相帶沉積特點(diǎn)。地層厚度對(duì)比表明(圖3-a)，不同的沉積相帶長(zhǎng)興組厚度也存在明顯差異，從元壩12～元壩102元壩4井長(zhǎng)興組厚度呈先增后減的變化趨勢(shì)，其厚度由170m增加到265m，然后遞減到43m，反映出元壩102井具有生物礁隆起的正性地貌沉積特征，這也進(jìn)一步說明了其由臺(tái)地邊緣淺灘、臺(tái)地邊緣生物礁過渡到礁前斜坡、淺水陸棚的沉積過程(圖3-b)。
 
   通過測(cè)井相對(duì)比分析，從元壩12～元壩102～元壩4井，長(zhǎng)興組沉積相為臺(tái)地邊緣礁灘-礁前斜坡-淺水陸棚的沉積過程。有利相帶沉積特征為臺(tái)地邊緣礁灘相沉積，亞相為生物礁和礁后淺灘，微相為礁蓋、礁核、生屑灘和砂屑灘，這類相帶的儲(chǔ)層裂縫及溶蝕孔洞發(fā)育，以Ⅱ、Ⅲ類儲(chǔ)層為主，儲(chǔ)層含氣性較好，為勘探開發(fā)井部署的首選目標(biāo)。
3.2 地震相特征
元壩地區(qū)長(zhǎng)興組某方向的地震剖面(圖4)顯示地震相特征主要表現(xiàn)為臺(tái)地邊緣淺灘相、臺(tái)地邊緣生物礁相及礁前斜坡相，與測(cè)井相所反映的沉積特征一致。臺(tái)地邊緣生物礁為“低頻、弱振幅、內(nèi)部雜亂、透鏡狀反射結(jié)構(gòu)”地震相特征[7]，一般外形上頂部上拱隆起形成披蓋構(gòu)造和側(cè)面上超形態(tài)，呈丘狀，這與臺(tái)地邊緣生物礁沉積體的“含弱反射的隆起”特征類似，為典型生物礁沉積特征，如元壩102、元壩101井區(qū)地震相沉積特征。臺(tái)地邊緣淺灘，常發(fā)育碎屑灘，這些碎屑顆粒往往是由海浪拍打生物礁形成的，地震剖面上呈“斷續(xù)、斜交、中強(qiáng)振幅反射”的地震相特征，如元壩12、元壩11井井區(qū)為礁后淺灘沉積特征。臺(tái)地邊緣往陸棚過渡，水動(dòng)力條件逐漸減弱，巖性泥質(zhì)含量增多，反射波組呈平行、亞平行反射，并有同相軸增多現(xiàn)象，如元壩5井井區(qū)為礁前斜坡沉積特征。
 
    通過測(cè)井相與地震相綜合分析表明：元壩地區(qū)長(zhǎng)興組相帶呈北西-南東展布，從南西至北東長(zhǎng)興組沉積相為臺(tái)地邊緣礁灘-礁前斜坡-淺水陸棚的沉積過程。有利相帶沉積特征為臺(tái)地邊緣礁灘相沉積，亞相為生物礁和礁后淺灘，微相為礁蓋、礁核、生屑灘和砂屑灘。
4 結(jié)論
    1) 礁蓋、礁核是最有利于元壩長(zhǎng)興組礁灘相優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育的沉積微相。
    2) 測(cè)井相與地震相綜合分析表明：元壩長(zhǎng)興組有利相帶沉積特征為臺(tái)地邊緣礁灘相沉積，亞相為生物礁和礁后淺灘，微相為礁蓋、礁核、生屑灘和砂屑灘，這類相帶的儲(chǔ)層為勘探開發(fā)井部署的首選目標(biāo)。
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(本文作者：張?bào)?吳見萌 中國(guó)石化集團(tuán)西南石油局測(cè)井公司)