大民屯凹陷元古界油氣藏內(nèi)幕結(jié)構(gòu)識別技術(shù)初探

劉興周

（中國石油遼河油田公司勘探開發(fā)研究院，遼寧盤錦 124010）

元古界油氣藏作為基巖油氣藏的重要組成部分，一直是油氣勘探的重要領域。遼河坳陷目前已探明的元古界石油地質(zhì)儲量接近億噸，都已成為效益良好的開發(fā)區(qū)塊。據(jù)王鐵冠院士的研究結(jié)果，元古界油氣藏并非都是“新生古儲”，尚存在大量的“自生自儲”油氣藏[1]。在勘探早期已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了元古界油藏都具有內(nèi)幕油藏的特征，前人對此已做過大量研究工作[2-5]。本文以遼河坳陷大民屯凹陷為切入點，深入探索元古界內(nèi)幕油氣藏的內(nèi)幕結(jié)構(gòu)劃分及刻畫技術(shù)，并應用該技術(shù)針對元古界油氣藏分布區(qū)開展研究工作。勘探實踐證實了該研究方法的準確性。

1 大民屯元古界內(nèi)幕油藏的成藏特征

1.1 地層分布及小層劃分

前人研究表明，中上元古界是研究區(qū)太古界基底第一沉積蓋層。由于受到多次構(gòu)造運動的影響，中上元古界在分布上都不具有原來沉積時的構(gòu)造特點，所有的地層都是殘存并超覆于太古界基底之上。鉆井資料表明，自下而上主要發(fā)育有長城系大紅峪組和高于莊組，巖性為白云巖、石英巖和板巖。由于地殼升降交替，構(gòu)造運動頻繁，海水時進時退，造成中上元古界沉積具有明顯的旋回性，無論是巖石礦物成份、巖石性質(zhì)，還是巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，總是有規(guī)律地在縱向上交替變化，成為了地層劃分及對比的依據(jù)。依據(jù)標志層，將長城系大紅峪組、高于莊組劃分為18個小層。勘探實踐表明，偶數(shù)小層多為較純的白云巖，但高4、高8小層為石英巖，表現(xiàn)為儲層特征；奇數(shù)層為板巖或泥質(zhì)云巖，表現(xiàn)為隔層特征。

1.2 元古界內(nèi)幕油藏控制因素

元古界內(nèi)幕油藏具有小層控油和高點富集的特點，偶數(shù)層為儲層，油氣顯示活躍；奇數(shù)層基本為非儲層，不含油氣。構(gòu)造高點控制了油氣的富集，同樣小層條件下，高部位油氣產(chǎn)能好。在已開發(fā)的靜北元古界潛山油氣藏，A84、A99井相距780 m，從兩口井鉆探情況來看，含油層位為g10、g8、g6小層，奇數(shù)層表現(xiàn)為隔層的特征；從產(chǎn)量來看，兩口井均在g6小層投產(chǎn)，其中A84井g6段小層高部位累計產(chǎn)油3×104t，A99井g6小層累計產(chǎn)油2 846 t，證實了元古界具有小層控油、高點富集的特征（圖1）。

2 大民屯元古界內(nèi)幕結(jié)構(gòu)分析

2.1 元古界內(nèi)幕巖性識別標準

元古界潛山巖性主要有三大類，即白云巖類、泥質(zhì)巖類以及石英巖。巖心觀察及試油結(jié)果證實，比較純的白云巖、灰?guī)r以及泥質(zhì)含量低的白云巖為儲層，泥質(zhì)巖類為非儲層。三種巖性在測井曲線上特征各異：白云巖類具有三低一高特征，即低自然伽馬、低補償中子、低聲波時差、高地層補償密度；石英巖類具有三低一高的特征，即低自然伽馬、低補償中子、高聲波時差、低補償密度；泥質(zhì)巖類具有三高一低特點，即高自然伽馬、高補償中子、高聲波時差、低地層補償密度[6]。根據(jù)這些特點可以對元古界潛山內(nèi)幕的巖性進行識別及劃分（表1）。

圖1 安84—安99井油藏剖面

表1 大民屯凹陷元古界巖性識別標準

2.2 元古界內(nèi)幕地層對比標志

大民屯地區(qū)主要存在大紅峪組，自下而上可劃分為兩個d1、d2小層，巖性自下而上從泥巖過渡到白云巖，一般把泥巖劃分為d1，白云巖劃分為d2。在d2小層底部，較純的白云巖中發(fā)育兩套深灰色的白云質(zhì)泥巖，上層厚2～3 m，下層厚4～5 m。該套泥巖自然伽馬值較高（70～100 API），成一對平角狀，俗稱“羊角泥巖”，是全區(qū)穩(wěn)定的標志層。

研究區(qū)內(nèi)還存在三套較為容易識別的石英巖地層，分別為g4、g8、g15小層。其頂覆、底伏小層的組合特征也可作為小層劃分的標志：g4段頂?shù)酌嫔舷掳l(fā)育的地層分別為g3及g5地層，g3段為純板巖發(fā)育段，g5段為板巖以及泥質(zhì)白云巖互層段；g8段相鄰的g7段為較好的隔層板巖，而g9段為較純的板巖，區(qū)別于g4段頂?shù)椎貙咏M合；g15段下伏的g14為純白云巖地層，其上覆的g16為灰?guī)r地層（表2）。

表2 高于莊組三套石英巖頂?shù)椎貙咏M合特征

除此之外，d2、g2、g6、g14為厚層純白云巖，g1、g3、g7為厚層純板巖，這些特征都可以在實踐過程中作為小層的劃分依據(jù)。在殘留地層較薄、難以見到可以識別旋回的情況下，小層的劃分可以根據(jù)鄰井地層劃分以及地層產(chǎn)狀確定（圖2）。

2.3 元古界內(nèi)幕結(jié)構(gòu)刻畫

元古界內(nèi)幕油藏的勘探重點是內(nèi)幕結(jié)構(gòu)的刻畫，在單井小層劃分的基礎上，通過分析能夠在明確元古界內(nèi)幕地層的小層分布之后，開展內(nèi)幕地層結(jié)構(gòu)的刻畫。由于研究區(qū)的測井資料年代跨度大，在有新資料的地區(qū)，采用地層傾角資料確定各井之間的小層對比關(guān)系，沒有地層傾角資料的井間對比采用“三點法”開展內(nèi)幕小層的對比，在上述對比基礎上，地震資料品質(zhì)較好的地區(qū)借鑒地震資料開展內(nèi)幕小層的對比[6]。

（1）應用三點法確定地層產(chǎn)狀。應用三點法求取小層產(chǎn)狀的前提如下：①同一斷塊內(nèi)有三口以上鉆井，并且通過小層識別證實三口井均揭示同一套小層；②參與計算的三口井相距不太遠，并且三口井不在一條直線上；③三口井范圍內(nèi)地層層面平整，產(chǎn)狀無變化。根據(jù)地質(zhì)學原理可以計算出地層的真實產(chǎn)狀[7]。

（2）利用地層傾角確定小層產(chǎn)狀。高分辨率地層傾角測井能夠提供精細的沉積構(gòu)造信息，可以利用地層傾角來確定小層產(chǎn)狀[8-12]。在使用該資料確定地層產(chǎn)狀時應該注意：目前所測的地層傾角資料大部分來源于成像測井，自動拾取的傾角包含信息復雜，有的代表的是斷裂信息，有的傾角反映的是局部的裂縫信息，因此在地層傾角信息拾取過程中需要人機交互拾取，保證拾取的傾角信息代表地層的產(chǎn)狀。在層段選擇上一般選用井徑穩(wěn)定的板巖段地層真傾角作為小層對比的依據(jù)。

（3）利用地震資料確定內(nèi)幕結(jié)構(gòu)。計算各類巖性之間反射系數(shù)時，石英巖、白云巖按照理論骨架密度與時差計算，板巖按照本區(qū)統(tǒng)計數(shù)值進行計算。石英巖：密度2.65 g/cm3，縱波速度為5 492 m/s（骨架時差為55.5 μs/ft）； 白云巖：密度2.87 g/cm3，縱波速度為7 344 m/s（骨架時差為41.5 μs/ft）；板巖：密度2.5 g/cm3，縱波速度為5 079 m/s（骨架時差為60 μs/ft）。元古界內(nèi)幕巖性差異是利用原始地震剖面反射特征來判別內(nèi)幕結(jié)構(gòu)的基礎，要求每個小層的巖性較純，并且通過井周地層傾角驗證的地震剖面才能作為內(nèi)幕產(chǎn)狀的確定依據(jù)。

圖3為過an84主線剖面，其元古界內(nèi)幕小層為北東傾向，而an84井的地層傾角資料識別該井的井周地層產(chǎn)狀也為北東傾向，因此，在研究內(nèi)幕地層結(jié)構(gòu)過程中，地層產(chǎn)狀可以根據(jù)地震剖面來拾取。

圖2 大民屯凹陷元古界小層特征及小層劃分

2.4 利用測井多屬性反演確定元古界內(nèi)幕特征

元古界內(nèi)幕巖性的巖石物理存在差異，在研究中也可以借鑒多屬性反演來確定內(nèi)幕反射特征。元古界的巖性復雜，反射特征在時差上差異較小，因此儲層波阻抗反演預測方法就失去了意義[13-16]。在對元古界巖性識別過程中發(fā)現(xiàn)，自然伽馬曲線對元古界巖性響應特征明顯。該特征為巖性橫向預測提供了依據(jù)，利用自然伽馬測井多屬性反演對元古界內(nèi)幕進行預測，結(jié)果表明，地震預測地震產(chǎn)狀的結(jié)果與地質(zhì)研究的結(jié)果具有較好的對應性（圖4，圖5），但在巖性的厚度預測上與單井的吻合性相對較差，圖5中鉆井揭示s268井的板巖厚度較大，但地震預測板巖厚度小。從單井分析來看，該井的板巖中夾雜著一些泥質(zhì)云巖，在地震預測過程中，這些泥質(zhì)白云巖對圍巖影響較大，造成了地震預測的差異。

圖3 元古界內(nèi)幕小層反射特征

圖4 s262—S268—s299井自然伽馬測井多屬性反演剖面

圖5 沈275—s262—s299井元古界內(nèi)幕地層產(chǎn)狀對比

元古界內(nèi)幕結(jié)構(gòu)的識別結(jié)果有效地指導了元古界內(nèi)幕油氣藏的勘探，將勘探目標由潛山高點拓展到內(nèi)幕小層高點，拓展了元古界勘探領域。近年來通過內(nèi)幕小層的研究，在大民屯元古界潛山部署實施了一批探井，獲得了突破，有效地拓展了大民屯凹陷的勘探領域。

3 結(jié)論

大民屯凹陷元古界內(nèi)幕地層可劃分為 18個小層，偶數(shù)層為儲層，奇數(shù)層為隔層；巖性主要為白云巖、泥質(zhì)巖及石英巖；油氣藏具有小層控油和高點富集的特點；勘探的重點是內(nèi)幕結(jié)構(gòu)的刻畫，可利用三點法、地層傾角確定小層產(chǎn)狀，利用地震資料確定內(nèi)幕結(jié)構(gòu)，利用測井多屬性反演確定內(nèi)幕特征。