1、12 石油地質學實例研究專題介紹黃驊盆地明化鎮組沉積、地質建模1匯 報 內 容一、引言及概況二、存在問題及研究思路三、精細層序地層格架四、沉積微相研究五、單河道識別及劃分六、儲層構型分析七、儲層地質知識庫八、三維地質建模九、總結和認識21. 重要的河流Egypt is the gift of the river! 古希臘Herodotus（公元前484年） Mississippi 阿根廷尼格羅河 內蒙阿拉爾 一、引言及概況地表重要地貌單元侵蝕、搬運自身沉積指示構造、氣候信息礦產資源3一、引言及概況2. 選題背景和依據我國已投入開發油田各類儲層所占的儲量百分比（裘懌楠，1997）河流成因油藏地質

2、儲量占已開發 油田儲量的主體，剩余油豐度高；曲流河儲層非均質性強，開發 從層間矛盾轉為層內矛盾。中石油已開發油田整體進入高含水 （60%）、高采出程度（70%） 的 “雙高”開發階段。當前油田日益老化和三次采油適用 范圍有限且成本較高的現實，“二次 開發”成熟油田成為必然的選擇。43. 非海相地層沉積作用的控制因素構造控制明顯、相變快、基準面變化復雜（Miall，1996） 一、引言及概況54. 河流沉積、層序、基準面響應于基準面變化的河流和臨濱地層沉積特征（Shanley and McCabe, 1991） 一、引言及概況6一、引言及概況5. 區域地質概況位置：港西一區位于天津市大港區，屬于

3、黃驊坳陷北大港構造帶西部。地層：自下而上為沙河街組、東營組、館陶組、明化鎮組、平原組。構造：斷層發育，斷裂復雜。北大港構造帶六 區四 區二 區三 區五 區一 區港西區1港西油田位于渤海灣盆地黃驊凹陷中部，北大港二級潛山構造帶西段，是港西古凸起基底上發育起來的新近系油氣藏。7明化鎮組命名：1961年在臨清坳陷明化鎮凸起中西部的華1井 。淺層含油層系，主要為棕紅色、灰綠色一套以細砂巖、粉砂巖和泥巖為主的河流相沉積。 埋深580-1730m厚度約為1150m氣候：濕熱 干涼（姚益民等，1994） 6. 黃驊凹陷地層序列一、引言及概況渤海灣盆地坳陷階段與下伏地層不整合接觸8一、引言及概況沉積：明下段發

4、育曲流河沉積、物源來自研究區北部。儲層：屬高孔高滲膠結疏松的砂巖儲層，儲層非均質性強。含油面積3.3km2，地質儲量756104t，采出程度30.05%，儲層為新近系上新世明化鎮組，油藏埋深618.4-1250.0m。2009年6月底采油井開53口，日產油191t/d，含水84.32%，注水井開36口，日注水2066m3/d。已整體進入“雙高”開采階段。7. 油田開發現狀9一、引言及概況8. 油田開發階段通過多年的治理，注采保持平衡，存水率保持平穩。壓力從2005年開始逐步回升，目前已達到10.27MPa，接近地層原始壓力。油層動用程度從2006年開始逐步提高，目前達到78.3%。 10匯 報

5、 內 容一、引言及概況二、存在問題及研究思路三、精細層序地層格架四、沉積微相研究五、單河道識別及劃分六、儲層構型分析七、儲層地質知識庫八、三維地質建模九、總結和認識11二、存在問題及研究思路1. 存在問題油藏地下認識的偏差和儲層非均質導致油層層間動用程度不均衡，壓力 縱向差異增大，導致油層出力不均。 油層局部出現優勢滲流通道，低效、無效注入水循環嚴重，油井產量持 續下降，水油比急劇上升，開發效益變差。 注采井網不完善，油井多向受效所占的比例較小，水驅控制程度及波及 體積有待提高。 剩余油分布復雜。由于研究區斷層發育較多，井網不完善，造成主力砂 體水淹程度高，剩余油高度分散，常規挖潛手段實施效果

6、日益變差，挖 潛難度增大。 因此，有必要在早期油藏描述的基礎之上，結合目前生產動態資料對港西油田一區一斷塊進行定量化、數字化的精細油藏描述，建立三維儲層沉積微相分布模型、三維儲層參數（孔隙度、滲透率等）分布模型，為有效解決當前油田開發中存在的問題提供依據。12二、存在問題及研究思路單井相劃分單河道研究儲層構型分析儲層地質知識庫建立精細層序地層格架小斷層識別儲層原型模型沉積相研究平面展布特征分析收集和整理地震、地質、測井、測試等數據和資料垂向演化規律研究儲層三維地質建模研究地震精細解釋構造模型屬性模型地震儲層預測結果地震精細解釋沉積模式油田取心井資料儲層原型模型2. 研究思路133. 工作量時間

7、段工作內容2008. 10-2009. 01先后到大港油田研究院和采油廠收集基礎數據，包括地質研究成果（前人項目報告）、測井曲線（178口井）、地震數據、取心井資料2009. 02-2009. 06對工區數據進行重新整理和消化，查閱論文相關文獻,把握研究內容和思路，編寫文獻綜述，充分掌握國內外研究現狀和進展2009. 07-2009. 10對工區178口井進行小層劃分對比2009. 11-2010. 03數據加載，建立研究區Petrel工區，劃分單井沉積相60個單層的構造圖和平面沉積相圖，建立層序地層格架初步建立研究區地質模型2010. 04-2010. 05文獻查新，編寫開題報告和中期報告2

8、010. 06-2010. 10單河道識別和劃分、構型分析和儲層地質知識庫研究2010. 11-2011. 01進一步完善儲層地質模型2011.02至今繼續查閱文獻，編寫學位論文，盲審，修改，答辯二、存在問題及研究思路14匯 報 內 容一、引言及概況二、存在問題及研究思路三、精細層序地層格架四、沉積微相研究五、單河道識別及劃分六、儲層構型分析七、儲層地質知識庫八、三維地質建模九、總結和認識15三、精細層序地層格架1. 河流相地層劃分對比方法切片法 （裘亦楠，1987）等高程法 （裘亦楠，1987；吳元燕等，2005）高分辨率層序地層學（Cross,2000; 鄧宏文，2002）多種資料綜合的層

9、序地層分析方法地震剖面測井曲線巖心、露頭古土壤法 （葉良苗等，1991）16NmNmNmNg結合地震解釋成果，尋找區域性標志層，明確層段分層界限。在各段內尋找局部標志層，依據組合特征，按照“旋回對比，分級控制”的原則，由大到小，由粗到細，逐級進行劃分對比。三、精細層序地層格架2. 地震分層17三、精細層序地層格架3. 標志層 館陶組頂部厚層塊狀砂巖（Gx47-4-1） 明上段底部厚層砂巖（Gx46-7）明油組底部厚層砂體（Gxx44-6）18三、精細層序地層格架 測井曲線頻譜分析4.GR敏感19三、精細層序地層格架基準面旋回Gx43-6-6分層主要曲線組合（Gx38-8-1） 5.20三、精細

10、層序地層格架6. 地震解釋分層和斷層21測井旋回分析與地震合成記錄相互印證，校正分層井旁道合成記錄井旁道2-1-12-1-32-4-12-5-22-7-12-9-280090010001100942946950938934932928924920(ms)(meter)80090010001100942946950938934932928924920(ms)(meter)三、精細層序地層格架7. 井震結合校正分層22三、精細層序地層格架3個油組共劃分：22個小層，60個單層明油組：6個小層，17個單層 明油組：9個小層，22個單層明油組：7個小層，21個單層8. 劃分結果23三、精細層序地層格架

11、24三、精細層序地層格架8. 劃分結果二維剖面25三、精細層序地層格架9. 地層格架柵狀圖二維三維互動、實現全區分層閉合26匯 報 內 容一、引言及概況二、存在問題及研究思路三、精細層序地層格架四、沉積微相研究五、單河道識別及劃分六、儲層構型分析七、儲層地質知識庫八、三維地質建模九、總結和認識27淺水氧化弱氧化的沉積環境：G225井，紫紅色、棕紅色、淺棕紅、雜色，含少量灰綠色、褐色、淺灰、暗灰綠色，并且見有大量的鈣質結核和鐵質結核，砂巖中見有泥質團塊和泥礫四、沉積微相研究1. 沉積特征：泥巖顏色28巖屑長石砂巖概率百分比 %顆粒直徑 密閉取心井Gx43-6-6，井深1006.40m，Nm2-4

12、-3四、沉積微相研究跳躍+懸浮1. 沉積特征：成分、結構29四、沉積微相研究1. 沉積特征：成分、結構巖性及儲集空間顯微照片（Gx43-6-6） 30G225井明化鎮組曲流河沉積相典型沉積構造 四、沉積微相研究1. 沉積特征：沉積構造31四、沉積微相研究2. 沉積微相單元測井響應32四、沉積微相研究曲流河點壩要素模式圖（Smith, 1987）（Allen, 1964） 3. 曲流河模式（Walker, 1984）33研究區總共182口井，60個單層（Gx43-6-6）四、沉積微相研究4. 單井相劃分34四、沉積微相研究5. 刻畫平面沉積微相單井相識別依據井數據刻畫沉積相地震反演得到的砂巖發育

13、強度單井平面互動35四、沉積微相研究 河道砂體呈窄條帶狀，寬度80-300米，厚度3-6米，寬厚比30-100。這類河道主要為小型支河道，多條河道在平面上呈網狀或分支條帶狀。這類砂體為研究區內最為發育的砂體分布型式。窄帶狀（Nm2-5-2）建立了全區60個單層的平面沉積微相6. 平面沉積微相展布特征36建立了全區60個單層的平面沉積微相四、沉積微相研究 寬帶狀（Nm2-7-1） 河道砂體呈寬帶狀，寬度500-1000米，厚度亦較大。其中，明化鎮組厚度為318.4米，寬厚比100-300。這類砂體主要為復合河道成因，由曲流河側向加積而成。在平面上多與窄帶狀砂體共存，呈分支條帶狀或網狀。6. 平面

14、沉積微相展布特征37四、沉積微相研究6. 平面沉積相展布特征北東向物源38四、沉積微相研究7. A/S旋回變化曲流河道砂體受控于A/S旋回性變化的時空演化模式 39Nm1-1-1Nm2-7-1Nm2-3-2Nm1-5-2Nm3-1-1Nm3-7-3Nm3-5-2Nm1-3-2Nm2-1-1Nm2-9-1Nm2-5-3沉積微相縱向演化8.40匯 報 內 容一、引言及概況二、存在問題及研究思路三、精細層序地層格架四、沉積微相研究五、單河道識別及劃分六、儲層構型分析七、儲層地質知識庫八、三維地質建模九、總結和認識41五、單河道識別及劃分1.單河道連通性模型（呂曉光等，1997） （岳大力，2008）

15、 42五、單河道識別及劃分2.地震反演刻畫井間砂體連通關系43五、單河道識別及劃分3. 廢棄河道平面形態（Nm1-5-2）44五、單河道識別及劃分高程差；河道規模差異；河間砂體。廢棄河道4. 識別標志45五、單河道識別及劃分5. 砂體結構模型順物源方向垂直物源方向46匯 報 內 容一、引言及概況二、存在問題及研究思路三、精細層序地層格架四、沉積微相研究五、單河道識別及劃分六、儲層構型分析七、儲層地質知識庫八、三維地質建模九、總結和認識47六、儲層構型分析曲流河沉積構型（Nichols, 2009）儲層構型（reservoir architecture），亦稱為儲層建筑結構，是指不同級次儲層構成

16、單元的形態、規模、空間展布及疊置關系。在油氣勘探開發領域，地下沉積儲層構型主要用于油氣田開發 。1. 概念48六、儲層構型分析2. 曲流河沉積現代和古代(Donselaar and Overeem, 2008)450m15m49廢棄河道點壩復合體廢棄河道活動河道河間/泛濫平原點壩拉丁美洲玻利維亞中北部馬莫雷河（Rio Mamore）六、儲層構型分析2. 現代曲流河50曲流帶砂巖儲層非均質性的級次（Ambrose et al., 1991）儲層構型（儲層內部非均質性形成滲流屏障和滲流差異）是控制這部分剩余油的重要素。應用現代油藏描述技術進行構型分析，對二次采油具有重要意義。宏觀中觀微觀已動用儲層

17、六、儲層構型分析3. 研究意義51六、儲層構型分析4. 點壩沉積構型要素河道伊敏河，海拉爾段嫩江，大慶段平面模式側積體、側積面、側積層點壩是由一組疊瓦狀排列的側積體組合而成，側積體之間發育有側積泥巖。 側積泥巖一般延伸到砂體的1/2-2/3深度。 52河北拒馬河點壩側積體沉積迭式（薛培華，1991）六、儲層構型分析 點壩構成的三要素，即曲流河點壩砂體由側積體、側積層和側積面三個要素組成。側積層（即側積泥巖夾層）是指側積體之間沉積的泥質層，往往表現為斜插的泥楔，傾向指向河道遷移方向的一側，傾角范圍一般在5-30。由多個側積體組成的點壩砂體在平面上呈新月形，在剖面上呈楔狀，在空間上則為規則的疊瓦狀

18、砂體。4. 點壩沉積構型要素538種構型要素：CH（河道）、LA（側向加積沉積物）、SB（砂質底形）、GB（礫石壩和礫石質底形）、OF（漫岸細粒沉積）、FM（大型前積底形）、LS（紋層砂席）、SG（沉積重力流沉積物）單砂體內部構型刻畫技術方法是根據沉積體系本身具有的層次性和結構性從系統論的觀點出發，依據沉積體系內部界面及其界面間所限定的巖相與界面類型組成的特有幾何形態和巖性相組合，共劃分為6級層次界面和8種構型要素（Miall,1991） 。六、儲層構型分析5. 河流沉積構型要素和界面546級界面：1級：交錯層系（微型底形）；2級：交錯層系組（小型底形）；3級：點壩增生單元（中型底形）；4級：

19、點壩（巨型底形）；5級：河道單元（河道復合體；6級：河道帶（河道沉積體系）單砂體內部構型刻畫技術方法是根據沉積體系本身具有的層次性和結構性從系統論的觀點出發，依據沉積體系內部界面及其界面間所限定的巖相與界面類型組成的特有幾何形態和巖性相組合，共劃分為6級層次界面和8種構型要素。六、儲層構型分析5. 河流沉積構型要素和界面55構形單元符號主要巖相組合幾何形態及相互關系河道CH任意組合指狀、透鏡狀；上凹侵蝕基底；規模和形態變化很大；內部第二次侵蝕面普遍礫石壩和礫石質底形GBGm、Gp、Gt透鏡狀，毯狀；通常為板狀體；夾SB砂質底形SBSt、Sp、Sh、Si、Sr、Se、Ss透鏡狀、席狀、毯狀、楔狀

20、；存在于河道充填中，決口扇、砂壩扇、砂壩頂、小砂壩順流加積的大型底形DASt、Sp、Sh、Si、Sr、Se、Ss位于扁平狀或河道基底之上的透鏡體，內部和頂部夾有向上凸的3級界面側向加積沉積LASt、Sp、Sh、Si、Sr、Se、Ss、G和F少見楔狀、席狀、舌狀，具有內部側向夾積面的特征沉積物重力流SGGm、Gms舌狀、席狀、通常夾有SB紋層砂席LSSh、Si、少量St、Sp、Sr席狀、毯狀越岸細粒沉積OFFm、Fi薄至厚毯狀；通常夾有SB，可能充填有廢棄河道沉積（Miall, 1996）六、儲層構型分析6. 河流沉積構型要素分類56點壩構型與測井（Bridge and Tye, 2000） 疊

21、置點壩砂體測井響應模式圖（Bridge,2000）泛濫平原曲流河充填變化及相應沉積物分配方式 (Trimble, 1993)六、儲層構型分析7. 構型要素的測井響應57單井識別點壩（45-5-1）六、儲層構型分析8. 單井識別點壩構型58六、儲層構型分析CABCDCD復合河道砂體，逐級解剖，識別各級界面，確定單河道、點壩砂體及其內部構型分布，最終建立構型地質模型=剩余油分布。ABNm2-7-1局部9. 側積層分析59六、儲層構型分析針對重點層位Nm2-7-1，在復合河道內部劃分單河道和點壩，并對側積層的分布進行初步研究。10. 平面構型分布模型60已有的研究實例河流寬度/m河流深度/m河流寬深

22、比傾角/參考文獻瑪納斯河26398吳勝和（2008）美國科羅拉多州Piceance盆地7589.811Pranter et al(2007）西班牙Ebro盆地新近系162825Nichols G J(2007)愛爾蘭西部Clare盆地1307.517.36Wynna R B(2007加拿大英屬哥倫比亞中東部1901314.59Arnott R W(2007)美國德克薩斯州Freestone煤礦3351423.83Dale M(2006)加拿大Whitehorse煤礦151.11510Long D G F(2005)日本Joban煤礦2021011KomatsubaraJ(2004)美國阿肯色州

23、Big Rock7212618Abreu V et al(2003)安哥拉M9 upper field8010816Abreu V et al(2003)飲馬河3557.020尹燕義（1998）西班牙Iberian盆地1527.525Garaci-Gil S(1993)l-點壩長度（m）w-河流滿岸寬度（m）d-河流滿岸深度（m）d六、儲層構型分析11. 構型經驗公式61Gx43-6-6井在1150-1160m井段發育點壩沉積，在砂體中部1155m處發育約0.8m厚的泥巖夾層，判斷為點壩內部側積泥巖夾層。該泥巖夾層對應的地層傾角矢量圖表明，此處泥巖夾層傾向大體一致、傾角在3-7左右，通過計算得

24、到該側積泥巖的平均傾角為4.8。 六、儲層構型分析12. 側積泥巖夾層及地層傾角測井圖6213. 對子井計算側積層傾角tan()= H/L= 2.52/40.81= 0.061259, = 3.51sin()= d/L= 19.76/40.81= 0.484195, = 28.96 D= cos()L= cos(28.96)40.81= 35.707tan()= H/D= 2.52/35.71= 0.070574, = 4.04校正六、儲層構型分析Gx47-4井區63w/d=-ln(/37.993)/0.1051=18-22 a= 37.993e-0.1051w/d, R2 = 0.7985

25、(經驗公式)M=N/tan=3.25/tan(4.04)=46.43m 14. 對子井求取側積體規模 六、儲層構型分析64匯 報 內 容一、引言及概況二、存在問題及研究思路三、精細層序地層格架四、沉積微相研究五、單河道識別及劃分六、儲層構型分析七、儲層地質知識庫八、三維地質建模九、總結和認識65七、儲層地質知識庫 儲層地質知識庫是指通過對研究目標的沉積成因、沉積規模、空間幾何形態和展布規律等的總結認識和儲層單井模型的統計分析而得到的一系列參數，可以為選擇隨機模擬方法（或實現）及模擬結果的精度分析提供地質依據。 1）現代沉積和模擬，現代沉積區（尤其是河流、沖積相）可以在任意密度內取樣，幾乎不受空

26、間限制。 2）露頭分析是最直觀和最基礎的手段，可以直接觀察，取樣也較為方便，對出露較好的露頭區的研究能夠取得比密井網區更加精確的地質知識， 3）密井網區最能反映油田生產實際，按一定準則繪制的沉積微相分布圖可以彌補二維露頭剖面描述的微相砂體幾何特征的不完整性。1. 概念和方法66七、儲層地質知識庫代碼巖相類型顏色沉積構造沉積環境解釋Gmg基質支撐礫巖淺灰色反粒序到正粒序河道底部滯留沉積Gt層狀礫巖淺灰色槽狀交錯層理小型河道充填Sr細-粉砂巖灰色波狀交錯層理較低流態波痕Sm鈣質含泥礫砂巖灰色塊狀層理河道下部沉積Sp, St斜層理細砂巖灰色、灰褐色槽狀、板狀交錯層理河道下部沉積Fl砂巖、粉砂巖、泥巖

27、灰色細紋層，小波痕越岸、廢棄河道、泛濫沉積Fsm粉砂巖、泥巖淺灰色塊狀河漫灘沼澤、廢棄河道Fm泥巖、粉砂巖紫紅色、褐色塊狀，干燥收縮裂縫越岸、廢棄河道Fr泥巖、粉砂巖灰色塊狀，植根，生物擾動作用植根層、土壤層C煤層、碳質泥巖深灰色、黑色植物化石，泥質薄膜植被沼澤沉積2. 巖性巖相庫67七、儲層地質知識庫3. 沉積微相庫68七、儲層地質知識庫高可容納空間階段層序界面比較發育，大多數河道砂體呈復合河道帶砂體，洪泛細粒沉積物較少，煤層一般不發育，古土壤層相對發育 層序界面不太發育，河道多呈孤立狀，復合河道砂體少見，洪泛細粒沉積物較多，煤層豐富、較薄，富含豐富的有機質4. 曲流河沉積模式庫低可容納空間

28、階段陸相層序地層。69七、儲層地質知識庫層間非均質性特征 主要沉積微相層內非均質評價參數5. 儲層非均質性隔夾層參數統計70匯 報 內 容一、引言及概況二、存在問題及研究思路三、精細層序地層格架四、沉積微相研究五、單河道識別及劃分六、儲層構型分析七、儲層地質知識庫八、儲層三維地質建模九、總結和認識71八、儲層三維地質建模高含水后期地質建模思路1.72八、儲層三維地質建模2. 建模工區范圍73八、儲層三維地質建模3. 構造模型斷層模型層面模型74八、儲層三維地質建模4. 沉積微相模型75八、儲層三維地質建模主要沉積微相單元砂體孔隙度和滲透率分布 5. 數據分析76八、儲層三維地質建模單層砂巖變差函數擬合圖（Nm3-5-1） 層位主方位次方位垂向變程（m）角度（）變程（m）角度（）變程（m）Nm1-2-160569