棗北孔一段棗Ⅱ－Ⅲ油組高分辨率層序地層特征及其意義

賀 萍，王海波，張朝陽，危宇寧，劉汝敏

（1.石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院，河北石家莊050031；2.中國石油大港油田公司第三采油廠；3.中國石油遼河油田公司；4.中海油田服務(wù)股份有限公司）

隨著油氣勘探開發(fā)工作的不斷深入，地層對比方法和儲層預(yù)測技術(shù)需要向高精度方向發(fā)展。高分辨率層序地層學(xué)是一種基于基準(zhǔn)面旋回原理的層序地層劃分和旋回等時對比手段，為地層精細(xì)對比提供了新的思路和方法，是油藏描述中地層對比的一種新的有效工具［1－5］。

1 地質(zhì)簡況

研究區(qū)位于風(fēng)化店油田棗北開發(fā)區(qū)。風(fēng)化店油田位于孔店凸起潛山二級構(gòu)造帶中部，孔西大斷層橫穿油田中部將其分為南北兩塊。棗北開發(fā)區(qū)棗Ⅱ－Ⅲ油組位于孔西大斷層下降盤，是受孔西斷層與風(fēng)化店斷層控制的被斷層復(fù)雜化的背斜，區(qū)塊內(nèi)斷裂發(fā)育，北東－近東西向斷層將棗北開發(fā)區(qū)分為臺階、地塹組成的復(fù)雜斷塊區(qū)。棗Ⅱ－Ⅲ油組為該區(qū)塊的主要開發(fā)目的層，屬于沖積扇扇中亞相，微相以多期辮狀河道為主，心灘、河間漫流帶為次，巖性由灰褐色、棕褐色層狀中細(xì)砂巖、含礫砂巖與紫紅色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖互層組成，整體上為一向上變細(xì)的正旋回。

2 層序地層劃分

根據(jù)基準(zhǔn)面旋回的識別標(biāo)志，首先對取心井段進(jìn)行基準(zhǔn)面旋回的劃分，建立短期旋回及界面的測井響應(yīng)模型，用以指導(dǎo)非取心井段的旋回劃分。棗北孔一段棗Ⅱ－Ⅲ油組均為向上變細(xì)的正旋回，每個油組頂部均有一段相當(dāng)穩(wěn)定的泥巖。在沉積環(huán)境分析的基礎(chǔ)上，通過界面的特征和基準(zhǔn)面旋回的識別，對該區(qū)進(jìn)行層序地層劃分對比，建立高分辨率層序地層格架。

2.1 等時地層界面特征

高分辨率層序地層學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為基準(zhǔn)面旋回下降半旋回到上升半旋回的轉(zhuǎn)換面為層序劃分的重要等時地層界面，在不同的沉積作用過程形成于構(gòu)造作用控制的基準(zhǔn)面相對地表不同升降變化勢態(tài)的響應(yīng)過程中，形成不同性質(zhì)和規(guī)模的層序界面。棗北棗Ⅱ－Ⅲ油組為陸上沖積扇扇中環(huán)境形成的砂泥巖沉積，等時地層界面主要表現(xiàn)為局部發(fā)育的沉積間斷面、沖刷面或非沉積作用間斷面。基準(zhǔn)面上升半旋回到下降半旋回的轉(zhuǎn)換面即為洪泛面，也是一個重要的等時界面，棗北棗Ⅱ－Ⅲ油組的洪泛面絕大多數(shù)位于泥巖段中，普遍具有低電阻、高自然電位值的電性特征。

2.2 地層基準(zhǔn)面旋回

根據(jù)Cross倡導(dǎo)的高分辨率層序地層學(xué)，通過巖心資料和測井資料在棗Ⅱ－Ⅲ油組識別出了中期、短期和超短期的基準(zhǔn)面旋回（圖1）。

圖1 Z1245－3井基準(zhǔn)面旋回剖面

中期旋回主要受控于氣候因素。一個中期基準(zhǔn)面旋回代表了一次較大規(guī)模的湖進(jìn)到湖退過程，在研究區(qū)代表著扇三角洲由加積、退積到進(jìn)積的生長過程［6］。中期旋回界面的巖心識別標(biāo)志主要是：①沖刷面；②相組合和巖相類型垂向上的轉(zhuǎn)換位置；③沙泥巖厚度旋回性變化，沙泥巖厚度在垂向上有規(guī)律的變化作為基準(zhǔn)面的識別標(biāo)志，表現(xiàn)為界面之上泥巖厚度變大，粒度變細(xì)，沙泥比減小，界面之下正相反，測井曲線多表現(xiàn)為進(jìn)積向退積轉(zhuǎn)化的突變位置（圖1）。

棗北開發(fā)區(qū)棗Ⅱ－Ⅲ油組主要沉積環(huán)境以辮狀河道微相為主，具有厚砂薄泥型沉積韻律特征（圖1）：韻律厚度變化大，一般小于10 m，單砂層厚度通常在1～8 m之間，砂泥比值較高；從巖性上來說，下部往往是厚層塊狀的細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖，上部變成粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和泥巖；沉積構(gòu)造以塊狀層理為主，見少量的平行層理、交錯層理，砂層中越向上泥質(zhì)、泥鈣質(zhì)紋層增多，還可出現(xiàn)泥質(zhì)條帶、團(tuán)塊等，粒度由下而上變細(xì)，儲集物性也自下而上變差。根據(jù)研究區(qū)取心井基準(zhǔn)面旋回的劃分，建立短期旋回及界面的測井響應(yīng)，以不同級次基準(zhǔn)面升降運(yùn)動導(dǎo)致的地層過程旋回性變化及沉積學(xué)響應(yīng)特征為依據(jù)，通過自旋回和異旋回的區(qū)分，棗Ⅱ－Ⅲ油組自上而下劃分為9個短期旋回（包含25個超短期旋回），其中早期4個短期旋回組成一個中期半旋回，巖性由下向上逐漸變細(xì)，晚期5個短期旋回組成第二中期旋回（圖1）。通過骨架剖面的單井層序識別和連井對比，建立了層序地層格架。

3 基準(zhǔn)面旋回內(nèi)的小層對比

以短期層序為等時單元，建立高分辨率等時地層格架，并在等時地層格架內(nèi)進(jìn)行小層對比，提高了對比的精度。根據(jù)開發(fā)需要，在短期基準(zhǔn)面旋回內(nèi)劃分砂層組、小層和單層。在高分辨率層序地層格架內(nèi)進(jìn)行地層對比，保證了小層或單砂體對比的等時性，從而建立了具有等時意義的小層地層格架。研究區(qū)目的層位共劃分出了2個油層組、11個小層、25個單層（圖2）。

4 層序地層格架內(nèi)的砂體分布規(guī)律及儲層物性

在高精度層序地層格架下，編制了主要砂組的砂巖厚度分布圖（圖3，圖4），砂體平面形態(tài)有五種類型，即：條帶狀、指狀、枝狀、土豆?fàn)睢埲钡南癄畹龋渲幸詶l帶狀為主的砂體數(shù)量最多。砂體縱向上具正旋回沉積特征，油組下部砂體以席狀以主，上部以指狀、條帶狀為主。從砂體分布平面圖（圖3，圖4）可以看出，砂體分布廣泛，其中在西南部呈連遍分布，辮狀河河道沉積為主。

砂體的厚度和儲層物性與基準(zhǔn)面旋回內(nèi)的位置密切相關(guān)，具有較高孔隙度和滲透率的地層多發(fā)育在中（長）期基準(zhǔn)面下降半旋回到上升半旋回的轉(zhuǎn)換面附近，該位置可容納空間較低，容易形成厚層的粗碎屑分流河道砂體沉積，砂體側(cè)向疊置，分布范圍廣，連通性好；低孔、低滲地層則往往位于中（長）期基準(zhǔn)面上升半旋回到下降半旋回的轉(zhuǎn)換面位置附近，該位置可容納空間較高，多形成薄層的小型分流河道砂體和河道間細(xì)砂，砂體連通性差。

5 結(jié)論

（1）按照高分辨率層序地層學(xué)觀點(diǎn)中基準(zhǔn)面旋回變化的不同級次，結(jié)合巖心、鉆井及測井資料分析，棗北孔一段棗Ⅱ－Ⅲ油組可劃分為2個中期旋回，9個短期旋回及25超短期旋回。

（2）基準(zhǔn)面旋回對沉積特征、砂體分布具有明顯的控制作用。基準(zhǔn)面下降后期、上升早期砂體面積廣，厚度大，儲層物性好，砂體多連片分布；基準(zhǔn)面下降早期，上升后期，砂體面積小，厚度薄，儲層物性差，砂體分布多呈孤立土豆?fàn)詈蜅l帶狀分布。

（3）砂體的厚度和儲層物性與基準(zhǔn)面旋回內(nèi)的位置密切相關(guān)。高分辨率層序地層學(xué)可在小層對比過程中發(fā)揮積極作用，能夠細(xì)分開發(fā)層系，為下步進(jìn)行流動單元劃分、水淹狀況分析、剩余油分布研究提供了理論基礎(chǔ)。

圖2 棗北開發(fā)區(qū)Z1255－4井－Z1252－1井Ⅱ油組砂體對比

圖3 棗Ⅱ3－1砂體分布

圖4 棗Ⅱ6－1砂體分布

［1］ Cross T A.High－resolution seratigraphic correlation from the perception of base－level cycles and sediment acco mmodation［C］.Proceeding of Northwestern Europian Sequence Stratigraphy Congress，1994：105－123.

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［3］ 鄧宏文，王洪亮，李熙酷.層序地層地層基準(zhǔn)面的識別、對比技術(shù)及應(yīng)用［J］.石油與天然氣地質(zhì)，1996，17（3）：177－184.

［4］ 鄧宏文，王洪亮，李小盂.高分辨率層序地層對比在河流相中的應(yīng)用［J］.石油與天然氣地質(zhì)，1997，18（2）：90－95.

［5］ Cross T A.Stratigraphy controls on reservoir attributes in continental strats［J］.地 學(xué) 前 緣，2000，7（4）：322－350.

［6］ 鄭榮才，彭軍，吳朝容.陸相盆地基準(zhǔn)面旋回的級次劃分和研究意義［J］.沉積學(xué)報，2001，19（2）：249－255.