河包場地區(qū)須家河組儲層有利區(qū)帶預(yù)測

摘 要

摘要：四川盆地河包場地區(qū)上三疊統(tǒng)須家河組儲層非均質(zhì)性強(qiáng)、氣水關(guān)系復(fù)雜，進(jìn)行高分辨率層序地層劃分，預(yù)測砂巖儲層發(fā)育的主力層系與有利區(qū)帶，對于天然氣的勘探開發(fā)部署具有重要意
摘要：四川盆地河包場地區(qū)上三疊統(tǒng)須家河組儲層非均質(zhì)性強(qiáng)、氣水關(guān)系復(fù)雜，進(jìn)行高分辨率層序地層劃分，預(yù)測砂巖儲層發(fā)育的主力層系與有利區(qū)帶，對于天然氣的勘探開發(fā)部署具有重要意義。利用露頭、巖心、測井、地震等多種資料，建立層序地層格架，將該區(qū)須家河組劃分為4個三級層序、11個四級層序，每個四級層序又可細(xì)分為7～10個五級層序。研究結(jié)果表明：①主力氣層發(fā)育于sq21(須家河組二段上亞段)、sq23(須家河組四段下亞段)；②聚氣相帶為水下分流河道與河口壩；③對重點四級、五級層序進(jìn)行了儲層精細(xì)刻畫，綜合考慮儲能系數(shù)、沉積微相、試氣資料及所處構(gòu)造位置等因素，評價出14個Ⅰ類、Ⅱ類儲層有利區(qū)帶。其中Ⅰ類儲層有利區(qū)帶包括：包22-包24-包淺4井區(qū)、包21-包1 包淺001-6井區(qū)、包33-包16包45井區(qū)、包淺208井區(qū)、包27-包淺205井區(qū)、包淺4、包淺001-6、包206井區(qū)、包39井區(qū)。
關(guān)鍵詞：四川盆地；河包場地區(qū)；晚三疊世；層序地層格架；沉積微相；儲集層評價；有利區(qū)帶；儲集層精細(xì)描述
    河包場地區(qū)位于四川盆地南部的隆昌、榮昌、大足、銅梁縣境內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造位置跨越兩個二級構(gòu)造單元，西南端位于川東南中隆高陡構(gòu)造區(qū)的自流井構(gòu)造群，東北端屬于川中古隆平緩構(gòu)造區(qū)的威遠(yuǎn)-龍女寺構(gòu)造群，在由西南向東北方向下傾的單斜背景上發(fā)育由多個小型鼻隆組成的巨型鼻狀構(gòu)造?？碧綄嵺`表明，該區(qū)須家河組發(fā)育河流三角洲-湖泊沉積體系，儲層以低孔、低滲為主，非均質(zhì)性較強(qiáng)[1]，氣水關(guān)系復(fù)雜，氣水分布不嚴(yán)格受構(gòu)造控制。因此，對該區(qū)須家河組進(jìn)行高分辨率層序地層劃分對比，查明層序格架中砂巖儲層發(fā)育的主力層系與有利區(qū)帶，對天然氣的勘探開發(fā)部署具有重要的指導(dǎo)意義。
1 層序地層劃分對比
    研究區(qū)上三疊統(tǒng)須家河組為一套砂、泥巖地層，厚510～630m，自下而上分為6個巖性段。其中須一、須三、須五段以灰、黑色泥巖為主夾薄層灰色砂巖及煤層；須二、須四、須六段則為淺灰、灰白色砂巖夾薄層黑色泥巖，砂泥巖互層構(gòu)成啟生自儲的天然氣儲蓋組合。
    基于露頭、巖心、測井、地震四位一體、識別層序界面，采用旋回對比、分級控制，建立三、四、五級層序地層格架。
    三級層序(SQ1～SQ4)的層序界面為不整合面或大型沖刷侵蝕面。層序界面在地震剖面中表現(xiàn)為削截與上超等反映地層不協(xié)調(diào)關(guān)系的地震反射，代表區(qū)域性的侵蝕間斷或無沉積型的間斷[2～4]。SQ1底界為須一段與下部嘉陵江組五段白云巖或雷口坡組二段石灰?guī)r的超覆不整合面。SQ4頂界為須六段與上部地層自流井不整合接觸面。SQ2、SQ3、SQ4的底界分別為發(fā)育于須二、須四、須六段大套砂巖內(nèi)部的大型沖刷侵蝕面[5～6]，其主要特征為：①底部存在礫石或者泥礫，礫石有時有定向排列，有時雜亂無章，這種泥礫層在剖面上可連續(xù)追蹤，自然伽馬曲線呈箱形或鐘形，底部呈突變接觸關(guān)系；②發(fā)育大規(guī)模的起伏不平的侵蝕面，侵蝕底面明顯下切到先前的沉積體中，下切深度一般為1m左右；③有時存在風(fēng)化形成的黏土層或者菱鐵礦結(jié)核，此類現(xiàn)象出現(xiàn)在水上暴露的環(huán)境中；④有時存在大規(guī)模的植物莖干的堆積并且與其他巖性混雜在一起，此類現(xiàn)象一般發(fā)育在水下環(huán)境中的相對靜水湖灣地帶等；⑤有時發(fā)生物源的改變，比如由石英巖屑砂巖突變?yōu)殚L石巖屑砂巖，由于長石遭受風(fēng)化而在露頭剖面上形成一個松軟帶。
   三級層序的湖泛面出現(xiàn)在須一、須三、須五及須六段的泥巖段，發(fā)育于較純的灰色泥巖、紫紅色泥巖或黑色碳質(zhì)泥巖中，一般對應(yīng)自然伽馬曲線高值段，在三角洲前緣環(huán)境中出現(xiàn)在進(jìn)積/退積轉(zhuǎn)換面附近。
   三級層序SQ1～SQ4與巖性段的對應(yīng)關(guān)系見圖1。在此基礎(chǔ)上又可劃分出11個四級層序(sq12～sq43，對應(yīng)于三級層序的體系域)。每個四級層序又可被細(xì)分為7～10個不等的五級層序旋回，從而可以進(jìn)行單砂體級別的儲層精細(xì)刻畫。
    通過層序地層劃分對比，結(jié)合試氣結(jié)果和油氣解釋成果，確定了重點含氣層位(圖1)。sq22(須三段)是區(qū)內(nèi)最重要的烴源巖兼區(qū)域蓋層，它形成于須家河組最大湖侵期，其上下緊鄰的sq23(須四下亞段)和sq21(須二上亞段)為最有利聚氣層位。次要含氣層位包括sq31(須四上亞段)和、sq33(須六下亞段)，sq13(須二下亞段)鉆遇出含氣水層。
 
2 沉積相類型及分布
   通過野外露頭、鉆井巖心的觀察研究，結(jié)合測井曲線特征分析，認(rèn)為在河包場氣田須家河組地層中主要發(fā)育三角洲前緣亞相，其次為三角洲平原亞相和濱淺湖沉積。常見的沉積微相包括分流河道、分流間洼地、水下分流河道、河口壩、前緣遠(yuǎn)砂壩、前緣席狀砂、分流間灣泥巖、前三角洲泥巖以及濱淺湖泥巖等。
    水下分流河道發(fā)育灰色、淺灰色、灰白色、綠灰色粗粒、中粒砂巖，巖石類型以長石巖屑砂巖、巖屑長石砂巖為主，部分為巖屑砂巖、巖屑石英砂巖。平行層理、楔狀交錯層理、塊狀構(gòu)造、沖刷充填構(gòu)造相當(dāng)發(fā)育。
    河口壩砂體的巖性組合以灰色、淺灰色中粒砂巖為主，局部過渡為中-粗粒、中-細(xì)粒砂巖，垂向上組成向上變粗的逆粒序，常與水下分流河道微相共生。巖石中普遍含炭化植物樹枝及細(xì)小炭屑和云母片，發(fā)育楔狀交錯層理、平行層理、波狀層理及沙紋交錯層理。與水下分流河道相比，塊狀構(gòu)造和沖刷充填構(gòu)造相對較少。
    遠(yuǎn)砂壩以深灰色、綠灰色、褐灰色的粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為特征，夾有少量薄層細(xì)砂巖，發(fā)育變形紋層狀構(gòu)造、包卷層理、砂球、砂枕以及泄水構(gòu)造和浪成沙紋層理，巖石中含有大量細(xì)小炭屑和云母片，基本上沒有炭化的植物樹枝。
    前緣席狀砂是河口壩、遠(yuǎn)砂壩受到波浪、潮汐和沿岸流強(qiáng)烈改造和再分布的席狀砂層，以灰色、深灰色細(xì)粒砂巖、粉砂巖為主，砂粒分選好，砂體中發(fā)育平行層理、沙紋交錯層理。
    三角洲平原分流河道發(fā)育不等厚的砂泥巖互層，以砂質(zhì)沉積為主，夾粉砂巖、碳質(zhì)泥巖及煤層，垂向上具有下粗上細(xì)的間斷性正韻律，常發(fā)育板狀、槽狀交錯層理及沖刷充填構(gòu)造，化石少，底部可見植物碎片，自然伽馬曲線多呈鐘形或箱形。
    為了查明層序格架中的沉積相分布，對重點四級、五級層序進(jìn)行了巖性統(tǒng)計，編制了各層序的砂地比分布圖，結(jié)合測井相分析、露頭觀察和巖心描述資料，編制了各層序的沉積相平面分布圖。
    從sq13(須二下亞段)至sq31(須四上亞段)發(fā)生了湖退-湖進(jìn)-湖退完整的沉積旋回，除sq22(須三段)期以淺湖沉積為主外，工區(qū)內(nèi)主要被三角洲前緣沉積所占據(jù)；沉積物源來自工區(qū)的南部、東南部及東部，發(fā)育4～6支水系；從sq13(須二下亞段)至sq31(須四上亞段)，主導(dǎo)沉積體系具有由南向東遷移的趨勢，且河道分支增多。
    確定重點五級層序，進(jìn)行儲層精細(xì)刻畫，對sq13-6、sq21-4、sq21-6、sq23-3、sq23-7、sq31-4、sq31-7、sq33-2、sq33-7等9個重點含氣的五級層序進(jìn)行了儲層的精細(xì)刻畫。以五級層序sq23-7為例(圖2)，其沉積沉積物源主要來自工區(qū)南部及東南部方向，區(qū)內(nèi)發(fā)育三角洲平原水上分流河道、河道間洼地，三角洲前緣水下分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩及席狀砂等沉積微相，并可精細(xì)刻畫出河道主體與河道側(cè)翼。河包場氣田主要處于水下分流河道、河口壩砂體主體發(fā)育帶。分流河道砂巖厚度在10m以上；河口壩砂巖厚度為8～10m，其發(fā)育位置包括包淺207-包淺205井區(qū)、包淺201井區(qū)、包4井區(qū)、包46井區(qū)等。遠(yuǎn)砂壩的砂巖厚度一般為2～4m，分布在河口壩前端，由于受湖水的改造而形成的席狀砂呈帶狀分布，二者呈過渡關(guān)系，不易區(qū)分。
 
3 儲層有利區(qū)帶預(yù)測
    對河包場須家河組而言，沉積微相是巖石物性最宏觀、最直接的控制因素。因為不同沉積環(huán)境水動力條件的不同，可導(dǎo)致巖石的類型、粒度的差異、分選性和磨圓度甚至孔隙水的差異，進(jìn)而導(dǎo)致儲層的物性差異[7～8]。須家河組不同沉積微相的孔滲分布統(tǒng)計結(jié)果表明，水下分流河道、河口壩砂巖的孔滲值相對較高，是較好的儲層。
    須二段的水下分流河道砂巖平均孔隙度為11.24%，平均滲透率為0.35×10-3μm2，其河口壩砂巖平均孔隙度為10.23%，平均滲透率為0.25×10-3μm2，是該段兩類優(yōu)質(zhì)儲層。
    須四段的水下分流河道砂巖平均孔隙度為9.1%，平均滲透率為0.4×10-3μm2，物性明顯好于其他砂體，是該段最優(yōu)質(zhì)儲層；河口壩平均孔隙度為7.9%，平均滲透率為0.23×10-3μm2，是僅次于分流河道的又一優(yōu)質(zhì)儲層。
    通過最小孔喉半徑法、壓汞分析參數(shù)相關(guān)法，孔隙度、含水飽和度與相對滲透率組合法等方法的相互比較和驗證，確定須家河組的儲層物性下限[9～11]，須二段、須四段的儲層孔隙度下限為8%和7%，滲透率下限均為0.2×10-3μm2。
    須二段氣藏受構(gòu)造-巖性雙重控制，其上部(sq21)儲層物性相對較好，連通性好。須四段主要發(fā)育巖性氣藏，氣藏分布與構(gòu)造位置關(guān)系不大，其下部層位(sq23)儲層發(fā)育較好。
    根據(jù)儲能系數(shù)(有效儲層厚度與孔隙度之積)，結(jié)合沉積微相，試氣資料及所處構(gòu)造位置，對儲層有利區(qū)帶進(jìn)行了評價預(yù)測。
    在對sq21(須二上亞段)進(jìn)行儲層分類評價時，以儲能系數(shù)大于1、0.5～1、小于0.5分布作為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ儲層的分類依據(jù)，以區(qū)塊內(nèi)是否有獲得工業(yè)油氣流井作為分類的劃分標(biāo)準(zhǔn)。Ⅰ類有利區(qū)位于鼻狀構(gòu)造上，儲層發(fā)育好，儲能系數(shù)大于1，且有工業(yè)氣流井；Ⅱ類有利區(qū)位于鼻狀構(gòu)造上，儲層發(fā)育較好，儲能系數(shù)為0.5～1，且有工業(yè)氣流井；Ⅲ類有利區(qū)位于鼻狀構(gòu)造之外，但儲層較發(fā)育，儲能系數(shù)在0.5～1。綜合評價出Ⅰ類有利區(qū)4個，Ⅱ類有利區(qū)2個，Ⅲ類有利區(qū)3個。Ⅰ類有利區(qū)塊位子包22井-包24井-包淺4井區(qū)、包21-包1-包淺001-6井區(qū)、包33井-包16井-包45井井區(qū)、包淺208井區(qū)；Ⅱ類較有利區(qū)塊位于包淺201-包27井區(qū)、包淺203-包淺001-11井區(qū)、包42井區(qū)(圖3)。
 
    sq23(須四下亞段)評價出Ⅰ類有利區(qū)3個，Ⅱ類有利區(qū)5個，Ⅲ類有利區(qū)5個。Ⅰ類有利區(qū)塊位于包27井-包淺205井區(qū)、包淺4-包淺001-6-包206井區(qū)、包39井區(qū)；Ⅱ類較有利區(qū)塊位于界33、界20井區(qū)、包14等井區(qū)。
4 結(jié)論
    1) 河包場地區(qū)須家河組可劃分為4個三級層序、11個四級層序，每個四級層序又可細(xì)分為7～10個五級層序。主力氣層發(fā)育于sq21(須二上亞段)、sq23(須四下亞段)，次要含氣層位包括sq31(須四上亞段)和sq33(須六下亞段)和sq13(須二下亞段)。對重點四級、五級層序進(jìn)行了儲層的精細(xì)刻畫。
    2) 通過巖心相、測井相分析，結(jié)合砂地比圖件的編制，查明了沉積微相的類型及分布。研究區(qū)須家河組的主要沉積微相包括分流河道、分流間洼地、水下分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、席狀砂、分流間灣以及濱淺湖灘壩等，有利沉積微相為水下分流河道與河口壩。
    3) 綜合考慮儲能系數(shù)，沉積微相，試氣資料及所處構(gòu)造位置，對儲層有利區(qū)帶進(jìn)行了評價預(yù)測。sq21(須二上亞段)評價出Ⅰ類有利區(qū)4個、Ⅱ類有利區(qū)2個、Ⅲ類有利區(qū)3個，sq23(須四下亞段)評價出Ⅰ類有利區(qū)3個、Ⅱ類有利區(qū)5個、Ⅲ類有利區(qū)5個。
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(本文作者：李熙姑 張滿郎 周兆華 鄭國強(qiáng) 郭振華 谷江銳 中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院)