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辽河滩海燕南潜山古生界储层特征及预测

时间:2024-07-28

李 鑫

(中国石油辽河油田分公司 勘探开发研究院,辽宁 盘锦 124010)

燕南潜山带位于辽河滩海地区的东部,受北东走向的燕南断层和燕东断层控制,整体表现为狭长的带状潜山,走向与断层平行。潜山上自下而上发育太古界、元古界、古生界和中生界,有利储层主要发育在古生界。由于研究区勘探程度低、钻遇井数量少,且古生界储层非均质性较强,评价古生界储层特征和分布情况难度较大,制约了辽河油田增储稳产工作。前人对辽河滩海古生界的研究较少,1999年,李凌、方少仙等[1]对辽河东部凸起古生界层序格架进行了划分,明确了古生界的地层归属及沉积环境,但并未涉及滩海地区;2009年,代宗仰教授对辽河东部古生界成藏特征及主控因素进行了系统分析,由于当时滩海东部地区仅一口探井钻遇古生界,且揭露地层厚度薄,总体来说对古生界储层评价方面研究较少。2014年以后,滩海东部燕南潜山先后钻探多口探井,为储层评价及预测奠定了资料基础。因此,在前人研究成果基础上,综合最新钻探成果对燕南潜山古生界储层特征进行研究并开展有效储层预测工作,为井位部署提供相应的依据,促进了潜山勘探的进程,力争实现辽河坳陷增储新领域的突破。

1 古生界分布特征

渤海湾地区古生代发育华北克拉通盆地,为浅海碳酸盐岩台地相,沉积了一套相对稳定的海相地层,通过与华北、冀东以及辽河东部凹陷陆上地区进行区域地层对比发现,燕南潜山主要发育古生界寒武系和奥陶系[2]。研究区内荣古4井和燕古1井钻遇该地层,其中奥陶系发育马家沟组、亮甲山组、冶里组,上部以厚层灰岩、白云质灰岩为主,下部以白云岩、灰质白云岩为主,在地震资料上表现为杂乱空白反射特征;寒武系发育崮山组、长山组、凤山组、张夏组、徐庄组、毛庄组、馒头组、碱厂组等地层,上部为厚层灰岩,下部为含灰泥岩夹薄层灰岩,地震响应为中—高连续、中—强振幅反射特征。古生界是浅海相沉积,所以区域上地层分布相对比较稳定,厚度一般为1 000~1 200 m。

2 古生界储层特征及评价

2.1 储层岩石学特征

根据燕南潜山录井及取心资料分析,古生界岩石类型主要为灰岩、白云岩质灰岩和灰质角砾岩。

1)灰岩:粒屑结构,块状构造,岩石成分以粒屑为主,粒屑大小为0.07~14 mm,由粒径0.01~0.06 mm 的泥晶、粉晶方解石和白云石组成。填隙物以亮晶为主,晶粒大小0.03~0.4 mm,见少量的泥晶,见图1(a)。

2)白云质灰岩:泥晶结构,块状构造,岩石成分以粒径小于0.03 mm的方解石、白云石泥晶为主,见少量的粉晶。

3)灰质角砾岩:主要为溶塌角砾和断层角砾为主,角砾直径一般在0.3~0.5 cm,以泥质胶结为主,见图1(b)。

2.2 储集空间类型

因受多期构造运动及溶蚀作用,古生界储集空间类型多样,结构复杂,储层非均质性较强[3-4]。总体上可将储集空间分为孔洞和裂缝两大类。

孔洞类型主要有晶间(溶)孔洞、角砾间(溶)孔洞及角砾内溶蚀孔洞、脉内(溶)孔洞、晶内溶孔等,通过对29块岩石样品分析,储层中晶间(溶)孔洞、脉内孔较为发育,面孔率一般在3%左右。

裂缝类型主要有构造缝、风化裂缝、溶蚀缝、缝合线缝等,通过岩心观察认为构造缝占绝对优势。燕南1及燕古1井岩心可见多条开度约1~3 mm的构造裂缝(图1(a)),长度5~10 cm,小裂缝则更为常见。薄片观察微裂缝十分发育,纵横交错,开度一般在0.01~0.4 mm,裂缝多被方解石充填。

2.3 储层电性特征

古生界不同岩性在测井曲线上常表现出不同的特点[5-6]。根据滩海地区9口古生界探井岩心、岩屑、壁心等数据,选取自然伽马、中子和密度曲线做交会图版(见图2),碳酸盐岩的自然伽马(GR)值一般在小于45 API,而泥岩或含灰泥岩自然伽马(GR)值一般大于150 API,碳酸盐岩中灰岩类岩性密度(DEN)值在2.75 g/cm3左右,中子(CN)值在3%左右,中子—密度包络在2~3,而白云岩类岩性密度(DEN)值在2.8 g/cm3左右,中子(CN)值在9%左右,中子—密度包络在5~8。

由于滩海古生界试油、试采数据少,储层测井评价方面主要借鉴辽河陆上古生界潜山数据,建立Rlld与(Rlld-Rlls)·Δt/Rlld交会图版(见图3),数据统计显示,有效储层发育井段Rlld小于2 200 Ω·m,(Rlld-Rlls)·Δt/Rlld值大于10 μs/ft。对区内两口古生界探井储层测井综合解释,荣古4井储层厚度60.6 m/5层,储地比为4.87%,储层发育程度整体较差;燕古1井储层厚度262 m/14层,储地比为24.5%,储层发育程度较高,其中奥陶系相对寒武系储层发育更好,储地比可达到44.64%。按储集空间类型来看,以裂缝性储层为主,总占比高达90%,电测响应表现为三孔隙度曲线中孔隙度增大,声波曲线尤为明显,深浅双侧向测井呈现正差异,自然伽马低值,在井径曲线上无明显扩径现象。

综合储层微观特征及测井评价结果,古生界碳酸盐岩以裂缝性储层为主,主要发育于奥陶系块状灰岩、白云质灰岩地层中,裂缝类型主要为受晚期构造活动产生的构造缝,储层非均质性较强。

3 有利储层分布预测

燕南潜山古生界碳酸盐岩普遍分布,储层的发育程度受岩性及后期构造活动共同控制,岩性相对较纯的白云岩和灰岩脆性较强,受后期构造应力作用后裂缝更为发育,而岩性纯度较低的泥质灰岩、泥质白云岩脆性较差,裂缝发育程度也相对较低。综合各类属性分析认为,层速度属性可以较好地反映地层岩性,从测井声波速度分析来看,灰岩、白云岩速度一般在5 400~5 600 m/s,泥质灰岩、泥质白云岩速度一般在3 800~4 400 m/s。燕南潜山南段及北段局部地区地层速度较高,为灰岩、白云岩的主要发育区,中段及北段部分地区主要发育含泥灰岩及泥灰岩地层。

裂缝是燕南潜山古生界碳酸盐岩的主要储集空间,裂缝预测则是研究中的技术难点,本次研究以区域构造应力分析为基础,通过体曲率属性和蚂蚁裂缝追踪等多种技术预测裂缝性储层的平面分布。

燕南潜山处于郯庐走滑断裂带内,经历了始新世裂陷拉张作用及渐新世、更新世两次右旋走滑作用[7-8]。在潜山带上应力具有分段性,潜山南、北段处于走滑应力聚集区,燕南断层及潜山地层的变形程度都比较大,说明曾经遭受过较强的挤压应力,古生界的裂缝也更为发育;潜山中段则处于走滑应力释放区,以拉张应力为主,燕南断层正断性质较为明显,古生界形变程度相对要低,储层裂缝发育程度也较低。

体曲率属性反映了地层受构造应力挤压时层面的弯曲程度。相对于层面曲率,体曲率基于三维地震的振幅数据获取,振幅数据蕴含了储层孔洞及微裂缝信息,这些信息通常不受人为因素干扰,该属性能够客观反映非均质性较强的储层平面分布特征。如图4所示,潜山南段和北段为曲率高值区,说明地层变形程度较大,储层裂缝相对发育,中段为曲率相对低值区,裂缝发育程度则相对较低。

“蚂蚁追踪”算法[9-10]是突出微小断层和裂缝的新型技术,其技术原理是在地震体中设定大量的电子“蚂蚁”,并让每个“蚂蚁”沿着可能的断层或裂缝面向前移动,同时发出“信息素”,若遇到预期的断层或裂缝面,将用“信息素”做出明显的标记,而对不可能是断层或裂缝的那些面则不做标记或只留下不太明显的标记,该算法对以裂缝为主的碳酸盐岩储层具有较好的适用性。燕南潜山蚂蚁体切片显示,靠近边界断裂附近微小断层和裂缝发育,南北段裂缝发育程度明显好于中段。以上两种属性预测结果与区域应力分析结论基本一致,说明预测结果比较可靠。

综合燕南潜山的储集体岩性特征及裂缝发育程度,可将古生界储层划分为两类,其中A类储层岩性以灰岩、白云岩为主,裂缝发育,主要分布在潜山南段(见图5),应作为下步勘探的重点目标,B类储层岩性以泥质灰岩、泥质白云岩为主,裂缝相对发育,主要分布在潜山中北段地区,可作为下步勘探的潜在目标。

4 结论

1)通过与渤海湾盆地的区域地层对比,燕南潜山带发育古生界寒武系和奥陶系,地层分布稳定,厚度一般为1 000~1 200 m,岩性以灰岩、白云岩质灰岩、灰质角砾岩为主,构造裂缝是有效且主要的储集空间。

2)根据不同岩性的电性特征,建立了燕南潜山古生界的岩性测井解释图版,在此基础上借鉴辽河坳陷陆上的古生界有效储层识别标准,认为燕南潜山带古生界储层整体比较发育,奥陶系储层发育程度好于寒武系。

3)通过区域应力分析、层速度分析、地震体曲率属性分析、“蚂蚁追踪”法等多种技术对燕南潜山古生界的岩性特征、裂缝发育情况进行预测,综合研究认为燕南潜山的南段主要发育灰岩、白云岩,并且处于应力集中区,裂缝更为发育,储层条件最为有利;而中北段地区的碳酸盐岩泥质含量相对较高,裂缝发育程度相对要差,总体来说储层条件次之,局部地区也有较好储层发育。

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