準(zhǔn)噶爾盆地西北緣車排7井區(qū)八道灣組頂部有利儲(chǔ)層分布預(yù)測(cè)

張尚明, 程中疆, 金 萍 , 彭立才，曾慶梓

(1.中國(guó)石油新疆油田分公司，新疆 克拉瑪依 834000； 2.清華大學(xué)，北京 100084；3.山東科技大學(xué)，山東 青島 266590)

0 引 言

目前沉積相的研究主要有實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、測(cè)井技術(shù)、地震處理解釋技術(shù)、精細(xì)沉積相研究、建筑結(jié)構(gòu)要素分析、隨機(jī)建模技術(shù)等方法。準(zhǔn)噶爾盆地西北緣侏羅系勘探程度相對(duì)較低，主要發(fā)育有沖積扇沉積體系[1-3]，車排子地區(qū)侏羅系八道灣組沉積研究范圍相對(duì)較大[4-9]，但針對(duì)某井區(qū)的精細(xì)沉積和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究相對(duì)較少[10]。車排7井區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣車排子油田北部[11-12]，近年來(lái)在該區(qū)侏羅系八道灣組頂部試油，多井獲得油氣，部分井產(chǎn)水，油水關(guān)系復(fù)雜，主要原因是沉積相及有利儲(chǔ)層分布認(rèn)識(shí)不清。該文依據(jù)現(xiàn)有資料，綜合運(yùn)用沉積相、測(cè)井相、地震相及疊后地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)等技術(shù)手段對(duì)車排7井區(qū)的有利儲(chǔ)層分布進(jìn)行研究，為后期開發(fā)部署提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

車排子凸起位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣，其西北部為扎伊爾山，東部以紅車斷裂帶為界與昌吉坳陷相鄰，南部以艾卡斷裂帶為界與四棵樹凹陷相臨，為準(zhǔn)噶爾盆地的一個(gè)次一級(jí)構(gòu)造[13-14]。車排子地區(qū)侏羅系發(fā)育有齊古組(J3q)、西山窯組(J2x)、三工河組(J1s)、八道灣組(J1b)。其中，八道灣組主要為含礫粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和泥巖，呈不等厚互層，含煤層。車排子地區(qū)沉積相以扇三角洲為主[4]。車排7井區(qū)位于車排子凸起東部，其八道灣組自上而下進(jìn)一步劃分為J1b4+5、J1b3、J1b2、J1b14個(gè)砂層組，其西部發(fā)育車62井東斷裂，南部發(fā)育車82井北東斷裂。

2 沉積相特征

2.1 單井沉積旋回及沉積相特征

根據(jù)錄井和測(cè)井等資料，結(jié)合沉積學(xué)和高分辨率層序地層學(xué)等相關(guān)理論[15]，對(duì)車排7井區(qū)的5口重點(diǎn)井(車排7、車排701、車5027、車502和車369井)的八道灣組單井沉積相、沉積旋回進(jìn)行研究和劃分。以車排7井為例，圖1為八道灣組沉積相及微相特征。

圖1 車排7井沉積相及沉積旋回劃分Fig.1 The sedimentary facies and sedimentary cycle division of Well Chepai 7

八道灣組J1b1段(2 427.0～2 385.0 m)：該段為1個(gè)完整的沉積旋回。下段沉積旋回巖性由下至上為灰色粉-細(xì)砂巖、灰色泥質(zhì)細(xì)砂巖和灰色泥巖，反映了水體上升的過程。自然伽馬曲線(GR)值自下而上呈鋸齒狀增大。沉積環(huán)境由河口壩向遠(yuǎn)砂壩和水下分流河道間演變。上段沉積旋回巖性由下至上為灰色泥巖至灰色粉砂巖，反映了水體逐漸下降的過程。GR值自下而上呈鋸齒狀減小。沉積環(huán)境由水下分流河道間向遠(yuǎn)砂壩的席狀砂沉積演變。

八道灣組J1b2段(2 385.0～2 361.0 m)：該段為1個(gè)沉積半旋回。巖性由下至上為灰色粉砂巖和淺灰色粉—細(xì)砂巖，反映了水體下降過程，GR值自下而上呈鋸齒狀減小，沉積環(huán)境演化過程為遠(yuǎn)砂壩的席狀砂至河口壩沉積。

八道灣組J1b3段(2 361.0～2 329.0 m)：該段由2個(gè)完整沉積旋回構(gòu)成。下部沉積旋回的巖性由下至上為淺灰色粉-細(xì)砂巖、灰色砂質(zhì)泥巖、黑色煤層、灰色砂質(zhì)泥巖、灰色泥巖、黑色煤層、灰色粉砂質(zhì)泥巖和灰色含礫細(xì)砂巖。GR值自下而上呈鋸齒狀增大又減小。沉積環(huán)境演化過程為水下分流河道—漫灘沼澤—水下分流河道間—漫灘沼澤—水下分流河道間—水下分流河道—水下分流河道間。上部沉積旋回巖性由下至上為灰色含礫細(xì)砂巖、灰色砂質(zhì)泥巖和灰色含礫粉砂巖。GR值自下而上呈鋸齒狀增大又減小的特征。沉積環(huán)境演化過程為水下分流河道—水下分流河道間—水下分流河道。

八道灣組J1b4+5段(2 342.5～2 307.5 m)：該段由1個(gè)完整沉積旋回和半個(gè)水體上升半旋回構(gòu)成。下部沉積旋回巖性由下至上為灰色含礫粉砂巖、灰色泥巖、灰色粉砂質(zhì)泥巖、灰色泥巖、灰色粉砂質(zhì)泥巖、灰色泥巖、灰色粉砂質(zhì)泥巖、淺灰色含礫粉砂巖。GR值自下而上呈鋸齒狀先增大后減小。沉積環(huán)境演化過程為水下分流河道—水下分流河道間—水下分流河道。上部半沉積旋回巖性為淺灰色含礫粉砂巖、黑色煤層至深灰色泥巖。GR值自下而上呈鋸齒狀增大。沉積環(huán)境演化過程為水下分流河道—漫灘沼澤—水下分流河道間。

結(jié)合沉積背景和其他單井相的分析可知，車排7井八道灣組主要是扇三角洲前緣亞相沉積，該沉積可進(jìn)一步識(shí)別出水下分流河道、水下分流河道間、河口壩—遠(yuǎn)砂壩、席狀砂和漫灘沼澤5個(gè)沉積微相。

2.2 連井沉積相剖面

在重點(diǎn)單井沉積旋回及沉積相分析的基礎(chǔ)上，對(duì)貫穿車排7井區(qū)的近南—北向的連井剖面(車5027—車502—車369—車排701—車排7井)進(jìn)行了八道灣沉積微相劃分與對(duì)比(圖2)。八道灣組沉積時(shí)期，自下而上水體呈上升趨勢(shì)。J1b1段和J1b2段中下部砂體較為發(fā)育。J1b2段頂部和J1b3段中下部主要為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖及煤層，反映水體的加深且水體比較穩(wěn)定。J1b3段中上部砂體比較發(fā)育，但厚度小于J1b1段和J1b2段中下部砂體。J1b4+5段主體為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，頂部發(fā)育薄煤層和薄砂層。沉積相類型為扇三角洲前緣亞相沉積，沉積微相包括水下分流河道、水下分流河道間、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、席狀砂和漫灘沼澤。剖面上八道灣組沉積時(shí)期，橫向上由西向東，沉積粒度逐漸變細(xì)，水體逐漸加深，巖石顏色隨著水體深度的增加，從灰色逐漸過渡到還原性更強(qiáng)的灰綠色；縱向上由于水體的周期性變化造成砂巖和泥巖交互沉積，且八道灣組由下至上單砂體厚度明顯減薄，泥質(zhì)所占比例逐漸增加，表明水體逐漸加深。

由圖2可知：車502井J1b4+5段頂部(2 496.0～2 500.0 m)和車5027井頂部為油層，而車369井J1b4+5段頂部(2 486.0～2 485.0 m)和車701井頂部為水層，因此，車502井和車369井之間可能存在砂體尖滅或斷層。波阻抗反演證實(shí)為砂體尖滅。

圖2 連井沉積相剖面

3 地震沉積學(xué)特征及波阻抗反演

3.1 地震沉積學(xué)特征

地震相是地下沉積地質(zhì)體在地震剖面上響應(yīng)特征的綜合反映，不同的地質(zhì)體在地震剖面上往往具有不同的地震相響應(yīng)特征，主要體現(xiàn)在地震頻率和振幅變化等多個(gè)方面。依據(jù)不同的響應(yīng)特征，可進(jìn)一步落實(shí)物源方向，劃分沉積微相，預(yù)測(cè)有利沉積相帶等[16-18]。基于該認(rèn)識(shí)，在無(wú)巖心研究區(qū)開展地震相和地震屬性分析，可輔助識(shí)別沉積相類型，確定其平面展布。運(yùn)用三維地震資料，在對(duì)八道灣組的地震地質(zhì)層位精細(xì)解釋的基礎(chǔ)上，運(yùn)用地震沉積學(xué)相關(guān)技術(shù)和方法，獲得了八道灣組地震相(圖3)及相關(guān)地震屬性的地層切片(圖4)。

由圖3可知：虛線范圍基本反映了車排7井區(qū)八道灣組頂部15 ms時(shí)窗內(nèi)砂體的分布范圍及其來(lái)自西部的物源方向。圖4分別從地震振幅和頻率屬性的角度反映了J1b4+5段頂部砂體展布特征。由地震振幅地層切片可知，砂體表現(xiàn)為較強(qiáng)振幅且連續(xù)分布的特點(diǎn)，砂體邊界清晰，主要呈朵狀(車排7—拐9井附近)及條帶狀(車5027—車502井附近及車排701—車369井附近)展布，物源來(lái)自西部。由地震頻率地層切片可知，砂體表現(xiàn)為中等頻率且連續(xù)分布的特點(diǎn)(紅色為低頻、綠色為中頻、藍(lán)色為高頻)，砂體邊界清晰，呈朵狀及條帶狀展布。

圖3 車排7井區(qū)八道灣組頂部地震相

3.2 波阻抗反演

為更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)車排7井區(qū)八道灣組頂部砂體分布范圍，對(duì)重點(diǎn)井的八道灣砂泥巖波阻抗特征進(jìn)行了研究。得出研究區(qū)目的層泥巖波阻抗小于9 kg·m-2·s-1，砂巖波阻抗大于9 kg·m-2·s-1，通過波阻抗可區(qū)分砂泥巖。

根據(jù)波阻抗反演結(jié)果可知：八道灣組頂部車排7井產(chǎn)油段附近發(fā)育3套砂體，分別為位于工區(qū)北部的車排7—拐9井砂體、中部的車排701—車369井砂體和南部的車502—車5027井砂體。砂體由西向東(或東南)方向展布特征較為清晰，物源來(lái)自區(qū)域西部。波阻抗反演地層切片與地震相、地震振幅和頻率地層切片反映的砂體分布特征基本吻合(圖4、5)。結(jié)合連井剖面中八道灣組頂部油氣產(chǎn)層分布狀況可知，車排7—拐9井所在砂體和車502—車5027井所在砂體是最有利儲(chǔ)層。

圖4 J1b4+5段頂部產(chǎn)油水段地層切片

依據(jù)地震相、地震振幅和頻率地層切片特征，結(jié)合單井相、連井相剖面及車排7井區(qū)八道灣組構(gòu)造特征，繪制出了車排7井區(qū)八道灣組段頂部沉積相平面展布圖(圖6)。如圖6所示，由西向東方向，八道灣組頂部主要發(fā)育扇三角洲前緣水下分流河道、水下分流河道間和濱淺湖沉積。由西向東方向隨著水體深度的增加，砂體分布逐漸減少。

4 砂體分布新認(rèn)識(shí)及其應(yīng)用建議

通過對(duì)比前期該區(qū)儲(chǔ)層砂體分布預(yù)測(cè)可知，砂體展布范圍和分布形態(tài)上均有較大的差距。同時(shí)，中部的車排701—車369井所在的砂體前期并沒有被預(yù)測(cè)出來(lái)，而連井剖面上可以看出，該砂體是存在的(圖2)。綜合連井剖面、地震相、地震振幅和頻率地層切片、波阻抗反演地層切片所反映的砂體分布特征，該文預(yù)測(cè)的八道灣組頂部砂體分布規(guī)律更加合理，符合實(shí)際地質(zhì)規(guī)律。

圖5 車排7井八道灣組頂部產(chǎn)油段波阻抗反演地層切片

圖6 八道灣組頂部沉積相平面圖

依據(jù)八道灣組頂部有利儲(chǔ)層分布預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合研究區(qū)重點(diǎn)井的油氣產(chǎn)層分布特點(diǎn)，建議拐9井八道灣組頂部試油，同時(shí)，車排7—拐9井砂體和南部的車502—車5027井砂體2個(gè)有利儲(chǔ)集砂體擴(kuò)邊。車排7井區(qū)八道灣組含油面積為20.47 km2，石油地質(zhì)儲(chǔ)量為820×104t。

5 結(jié) 論

(1) 八道灣組沉積相研究表明，八道灣組主要發(fā)育扇三角洲前緣亞相，包括水下分流河道、水下分流河道間、河口壩、遠(yuǎn)沙壩、席狀砂和漫灘沼澤5個(gè)微相。

(2) 八道灣組的J1b1、J1b2、J1b3和J1b4+5的4個(gè)砂層組，由下至上單砂體厚度明顯減薄，橫向上由西向東，沉積粒度逐漸變細(xì)，水體逐漸加深。

(3) 地震相、地震振幅和頻率地層切片、波阻抗反演地層切片相結(jié)合，能較好地預(yù)測(cè)八道灣組頂部砂體平面展布規(guī)律。

(4) 八道灣組頂部主要發(fā)育由西向東展布的3個(gè)相對(duì)獨(dú)立的扇三角洲水下分流河道砂體；北部的車排7—拐9井砂體和南部的車502—車5027井砂體含油，是最有利儲(chǔ)層分布區(qū)，可以進(jìn)一步擴(kuò)邊評(píng)價(jià)；中部的車排701—車369井砂體含水。