地层油气藏综合评价技术

如题所述

地层圈闭识别评价与优选阶段的主要任务是识别、发现、落实、评价圈闭,最终优选钻探目标。因此,地层圈闭识别评价与优选综合配套技术方法系列的特点就是针对圈闭尺度的精细技术和方法的精细应用。

与构造油气藏相比,地层超覆油气藏主要存在三个方面的勘探难点,一是地层圈闭识别、发现、落实、评价难度大; 二是地层圈闭岩性、物性、含油性的钻前预测难度大; 三是地层油气藏成藏条件钻前预测的可靠性程度低。

针对上述地层油藏勘探的地质任务及难点,通过开展相应的技术攻关,在勘探实践中,逐步探索形成了一套比较完善的地层超覆油气藏勘探综合评价方法,即 “六步法”:①高精度层序建格架; ②构造分析划区带; ③不整合形态定靶区; ④沉积相带找储层;⑤ “三线”研究描圈闭; ⑥综合评价选目标。

1.高精度层序建格架

划分区域地层层序,建立等时层序地层格架,确定主要的成油组合和勘探层系,确定不整合层序界面及其级别。在层序地层学研究基础上,建立层序地层格架,确定层序界面级别和不整合界面发育位置和分布范围,在地震剖面资料上落实不整合界面。然后在区域层序格架基础上,进一步细化层序,划分体系域,甚至划分准层序 (或准层序组),建立更高级别的等时地层格架。

通过层序地层研究,对同一时期形成的各类沉积砂体进行精细研究,建立等时对比关系,是地层油气藏勘探的一个关键环节,主要方法是在三级层序划分的基础上,要根据钻井地质特征和地震反射特征进行精细的层序划分,在较高级别等时格架控制下建立新的地层对比关系,并确定出沉积体系域的类型和分布范围。

以往的地层划分与对比,以单井划分和井间对比为主,在对比中强调岩性和电性在横向上的相似性和一致性,并用井的划分对比结果标定地震层位,容易导致不同时期沉积砂体相互对比的穿时现象。勘探实践表明,这种工作方法已远远不能适应地层油气藏勘探的需要。地层油气藏的勘探,更注重沉积砂体在等时地层格架内的空间展布与变化。层序地层建立的是等时地层格架,注重 “井—震”间的联合地层划分与对比及两者之间的互相修正。通过层序地层研究建立等时地层格架,会取得两个显著的效果: 一是恢复原始沉积面貌,避免遇见地震反射轴尖灭和变化就 “开断层”的解释方法和习惯,略去了原本不存在的断层; 二是恢复地层横向上的岩性变化,彻底改变以往 “粗对粗、细对细”的岩性地层对比方案,有利于砂体的识别、对比和追踪,能够客观反映砂体的空间展布。

2.构造分析划区带

陆相地层油气藏勘探的主要对象是孤立分布或存在明显侧向变化的沉积砂体,并且要求具有良好的保存条件,因此开展地层油气藏的勘探,就要优选具有稳定构造背景的地区。这些地区断裂活动不强烈,断层断距小、延伸短、规模小,具有岩性地层油气藏形成的良好地质条件。

分析研究区的构造属性,恢复研究区构造发育史,在建立的等时地层框架内,剖析构造对主要勘探目的层沉积发育的控制作用,判断可能的地层圈闭类型及有利发育区,避免由于强调储集体的重要性而忽视构造背景的研究。因为形成储集体的沉积体系实际上受到构造背景的严格控制,大的鼻状构造背景 (或隆起带背景)是形成油气大面积聚集的必要条件,而油气具体在何种部位更富集则取决于沉积微相及储层物性的好坏,即构造控制成藏、储层控制富集,由此确定构造背景及构造演化过程对沉积体系发育的控制关系,分析局部构造与有利储集砂体的空间配置关系,初步构建油气成藏模式,明确地层油气藏的有利勘探方向。

3.不整合形态定靶区

地层不整合面是形成地层超覆圈闭的前提条件,其本身又是油气横向运移的主要输导通道。不整合面的发育特征直接与地层圈闭的储层发育特点、圈闭的有效性、油气的运聚能力密切相关,是地层油藏形成的重要控藏因素,也是决定性因素。油气主要沿着不整合面的上下分布,不整合面的性质、形态、坡度及其与区域断裂、各层序砂体的匹配关系控制着地层油藏的形成。

研究发现,坡折型不整合 (图9-19)及一陡一缓角度组合圈闭的有效性最好,油气最为富集,为优选钻探靶区。具有多级坡折的阶梯式不整合圈闭的有效性最好,是地层油藏发育的最佳场所,往往是多个砂层叠合含油,含油面积大。原因如下:

1)根据断坡控砂理论,坡折带储层最发育,砂体沿着坡折带呈串珠状展布。

2)坡折处风化程度相对较低,封盖条件较好。

在太平油田和陈家庄油田,成功的探井大都处于坡折带上 (图 9-20)。

图 9-19 多级坡折带背景下地层圈闭发育控制模式图

图 9-20 超覆油藏典型剖面

通过总结勘探实践,并研究不整合坡度特征 (图 9-21),发现地层倾角 θ1越小,顶部盖层封堵条件越好,油柱越高。不整合面倾角 θ2越大,侧向封堵条件越好,油柱越高。即有利于成藏的地层、不整合面倾角组合类型为一缓一陡型。

开展工区不整合面的封闭性研究。从不整合面上、下岩层的组合关系,确定不整合面的封闭性,依据不整合界面的构造研究,利用构造高点,结合储层尖灭线,预测不整合圈闭位置及分布范围。落实地层不整合面的发育和展布状况,研究圈闭与不整合面的依存关系,落实砂体展布与不整合面的特征属性之间的关系,确定有利储层发育带。再结合砂体顶面和底面特征,进行圈闭的分析评价,优选出有利的成藏区带。

图 9-21 地层油藏坡度特征分析

4.“三线” 研究描圈闭

以往在构造圈闭的落实过程中,重点是 “追踪某一地震反射层面,开展精细构造解释,落实局部构造高点”。地层圈闭落实的重点是 “精细沉积砂体解释,识别、确定地层的超覆线、剥蚀线、砂体的尖灭线,追踪砂体空间展布形态,落实储集体高点”。

在地层圈闭的落实过程中,首先落实三条线,即岩性尖灭线、地层超覆线、地层剥蚀线,确定地层圈闭类型及有利含油区带。在此基础之上,针对砂体进行构造解释,落实砂体顶面构造形态,对砂体的厚度变化进行定量分析。进而综合岩性尖灭线、地层超覆线、地层剥蚀线、砂体顶面构造线和砂体厚度等值线的分析,确定砂体的空间展布,落实圈闭。在济阳坳陷北部,存在多种三线相交形成圈闭的模式 (图 9-22),均可形成有效的地层圈闭。

5.沉积相带找储层

在建立起的等时地层格架基础上,明确主要勘探目的层系的沉积相类型,恢复古沉积环境,圈定有利沉积相带的分布范围; 研究储集层的成岩演化和储集性能,评价优选有利的储集砂体发育区。

6.综合评价选目标

对地层圈闭储集体的空间展布形态进行精细刻画,对形成油藏的盖层条件、圈闭有效性等进行评价,是地层油藏勘探过程中至关重要的一个环节。目前储层预测方法的快速发展,各种针对性预测软件的不断推出与完善,为客观认识地层油气藏的特征提供了强有力的技术支持与保障。济阳坳陷地层油藏的总体特点是储层厚度薄,横向变化快,针对不同的地质条件、不同的勘探目标,在做好地层模型、沉积模型、与构造模型控制的基础上,优化合理的预测技术与方法,在层序地层等时格架的约束下,对储集体的空间分布、岩性、物性与含油性进行预测,为井位部署、油藏研究和储量计算提供依据,圈定有利成藏区带,提高钻探成功率。

“六步法”综合评价方法技术的优点主要包括以下几个方面:

图 9-22 三线相交控圈闭模式图

1)适合于陆相地层圈闭的综合评价。

2)以 “井-震” 联合标定的高精度层序格架作为综合评价的基础,克服了常规钻井、测井分层控制地震标定的传统习惯,避免了由于剥蚀面附近因缺乏典型分层标志,分层不稳定,造成的地震 “穿层”现象。

典型实例如沾北 5 井,该井为 20 世纪 90 年代初完钻的老井,主力油层最初认为是中生界,在 90 年代后期某些研究人员将其划分为沙一段地层,而 “十五”期间,通过高精度层序格架内的井-震联合标定将其划分为馆下段,从而发现了太平油田沾 130 块。

3)陆相断陷盆地地层圈闭的发育受物源的控制,通过构造分析,建立构造特征与地层圈闭发育的关系,减少了仅凭反射特征识别地层圈闭的 “盲目性”。

4)以不整合的性质、形态、坡度等特征,综合评判圈闭的有效性,确定有利靶区,扩大了评价参数范围,改变了地层圈闭地震评价难的历史,提高了圈闭预测的准确性。

5)以 “三线” 的精细描述为圈闭落实的重点,提高了钻探成功率。

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