河包場地區須家河組儲層有利區帶預測

摘 要

摘要：四川盆地河包場地區上三疊統須家河組儲層非均質性強、氣水關系復雜，進行高分辨率層序地層劃分，預測砂巖儲層發育的主力層系與有利區帶，對于天然氣的勘探開發部署具有重要意
摘要：四川盆地河包場地區上三疊統須家河組儲層非均質性強、氣水關系復雜，進行高分辨率層序地層劃分，預測砂巖儲層發育的主力層系與有利區帶，對于天然氣的勘探開發部署具有重要意義。利用露頭、巖心、測井、地震等多種資料，建立層序地層格架，將該區須家河組劃分為4個三級層序、11個四級層序，每個四級層序又可細分為7～10個五級層序。研究結果表明：①主力氣層發育于sq21(須家河組二段上亞段)、sq23(須家河組四段下亞段)；②聚氣相帶為水下分流河道與河口壩；③對重點四級、五級層序進行了儲層精細刻畫，綜合考慮儲能系數、沉積微相、試氣資料及所處構造位置等因素，評價出14個Ⅰ類、Ⅱ類儲層有利區帶。其中Ⅰ類儲層有利區帶包括：包22-包24-包淺4井區、包21-包1 包淺001-6井區、包33-包16包45井區、包淺208井區、包27-包淺205井區、包淺4、包淺001-6、包206井區、包39井區。
關鍵詞：四川盆地；河包場地區；晚三疊世；層序地層格架；沉積微相；儲集層評價；有利區帶；儲集層精細描述
    河包場地區位于四川盆地南部的隆昌、榮昌、大足、銅梁縣境內，區域構造位置跨越兩個二級構造單元，西南端位于川東南中隆高陡構造區的自流井構造群，東北端屬于川中古隆平緩構造區的威遠-龍女寺構造群，在由西南向東北方向下傾的單斜背景上發育由多個小型鼻隆組成的巨型鼻狀構造。勘探實踐表明，該區須家河組發育河流三角洲-湖泊沉積體系，儲層以低孔、低滲為主，非均質性較強[1]，氣水關系復雜，氣水分布不嚴格受構造控制。因此，對該區須家河組進行高分辨率層序地層劃分對比，查明層序格架中砂巖儲層發育的主力層系與有利區帶，對天然氣的勘探開發部署具有重要的指導意義。
1 層序地層劃分對比
    研究區上三疊統須家河組為一套砂、泥巖地層，厚510～630m，自下而上分為6個巖性段。其中須一、須三、須五段以灰、黑色泥巖為主夾薄層灰色砂巖及煤層；須二、須四、須六段則為淺灰、灰白色砂巖夾薄層黑色泥巖，砂泥巖互層構成啟生自儲的天然氣儲蓋組合。
    基于露頭、巖心、測井、地震四位一體、識別層序界面，采用旋回對比、分級控制，建立三、四、五級層序地層格架。
    三級層序(SQ1～SQ4)的層序界面為不整合面或大型沖刷侵蝕面。層序界面在地震剖面中表現為削截與上超等反映地層不協調關系的地震反射，代表區域性的侵蝕間斷或無沉積型的間斷[2～4]。SQ1底界為須一段與下部嘉陵江組五段白云巖或雷口坡組二段石灰巖的超覆不整合面。SQ4頂界為須六段與上部地層自流井不整合接觸面。SQ2、SQ3、SQ4的底界分別為發育于須二、須四、須六段大套砂巖內部的大型沖刷侵蝕面[5～6]，其主要特征為：①底部存在礫石或者泥礫，礫石有時有定向排列，有時雜亂無章，這種泥礫層在剖面上可連續追蹤，自然伽馬曲線呈箱形或鐘形，底部呈突變接觸關系；②發育大規模的起伏不平的侵蝕面，侵蝕底面明顯下切到先前的沉積體中，下切深度一般為1m左右；③有時存在風化形成的黏土層或者菱鐵礦結核，此類現象出現在水上暴露的環境中；④有時存在大規模的植物莖干的堆積并且與其他巖性混雜在一起，此類現象一般發育在水下環境中的相對靜水湖灣地帶等；⑤有時發生物源的改變，比如由石英巖屑砂巖突變為長石巖屑砂巖，由于長石遭受風化而在露頭剖面上形成一個松軟帶。
   三級層序的湖泛面出現在須一、須三、須五及須六段的泥巖段，發育于較純的灰色泥巖、紫紅色泥巖或黑色碳質泥巖中，一般對應自然伽馬曲線高值段，在三角洲前緣環境中出現在進積/退積轉換面附近。
   三級層序SQ1～SQ4與巖性段的對應關系見圖1。在此基礎上又可劃分出11個四級層序(sq12～sq43，對應于三級層序的體系域)。每個四級層序又可被細分為7～10個不等的五級層序旋回，從而可以進行單砂體級別的儲層精細刻畫。
    通過層序地層劃分對比，結合試氣結果和油氣解釋成果，確定了重點含氣層位(圖1)。sq22(須三段)是區內最重要的烴源巖兼區域蓋層，它形成于須家河組最大湖侵期，其上下緊鄰的sq23(須四下亞段)和sq21(須二上亞段)為最有利聚氣層位。次要含氣層位包括sq31(須四上亞段)和、sq33(須六下亞段)，sq13(須二下亞段)鉆遇出含氣水層。
 
2 沉積相類型及分布
   通過野外露頭、鉆井巖心的觀察研究，結合測井曲線特征分析，認為在河包場氣田須家河組地層中主要發育三角洲前緣亞相，其次為三角洲平原亞相和濱淺湖沉積。常見的沉積微相包括分流河道、分流間洼地、水下分流河道、河口壩、前緣遠砂壩、前緣席狀砂、分流間灣泥巖、前三角洲泥巖以及濱淺湖泥巖等。
    水下分流河道發育灰色、淺灰色、灰白色、綠灰色粗粒、中粒砂巖，巖石類型以長石巖屑砂巖、巖屑長石砂巖為主，部分為巖屑砂巖、巖屑石英砂巖。平行層理、楔狀交錯層理、塊狀構造、沖刷充填構造相當發育。
    河口壩砂體的巖性組合以灰色、淺灰色中粒砂巖為主，局部過渡為中-粗粒、中-細粒砂巖，垂向上組成向上變粗的逆粒序，常與水下分流河道微相共生。巖石中普遍含炭化植物樹枝及細小炭屑和云母片，發育楔狀交錯層理、平行層理、波狀層理及沙紋交錯層理。與水下分流河道相比，塊狀構造和沖刷充填構造相對較少。
    遠砂壩以深灰色、綠灰色、褐灰色的粉砂巖、泥質粉砂巖為特征，夾有少量薄層細砂巖，發育變形紋層狀構造、包卷層理、砂球、砂枕以及泄水構造和浪成沙紋層理，巖石中含有大量細小炭屑和云母片，基本上沒有炭化的植物樹枝。
    前緣席狀砂是河口壩、遠砂壩受到波浪、潮汐和沿岸流強烈改造和再分布的席狀砂層，以灰色、深灰色細粒砂巖、粉砂巖為主，砂粒分選好，砂體中發育平行層理、沙紋交錯層理。
    三角洲平原分流河道發育不等厚的砂泥巖互層，以砂質沉積為主，夾粉砂巖、碳質泥巖及煤層，垂向上具有下粗上細的間斷性正韻律，常發育板狀、槽狀交錯層理及沖刷充填構造，化石少，底部可見植物碎片，自然伽馬曲線多呈鐘形或箱形。
    為了查明層序格架中的沉積相分布，對重點四級、五級層序進行了巖性統計，編制了各層序的砂地比分布圖，結合測井相分析、露頭觀察和巖心描述資料，編制了各層序的沉積相平面分布圖。
    從sq13(須二下亞段)至sq31(須四上亞段)發生了湖退-湖進-湖退完整的沉積旋回，除sq22(須三段)期以淺湖沉積為主外，工區內主要被三角洲前緣沉積所占據；沉積物源來自工區的南部、東南部及東部，發育4～6支水系；從sq13(須二下亞段)至sq31(須四上亞段)，主導沉積體系具有由南向東遷移的趨勢，且河道分支增多。
    確定重點五級層序，進行儲層精細刻畫，對sq13-6、sq21-4、sq21-6、sq23-3、sq23-7、sq31-4、sq31-7、sq33-2、sq33-7等9個重點含氣的五級層序進行了儲層的精細刻畫。以五級層序sq23-7為例(圖2)，其沉積沉積物源主要來自工區南部及東南部方向，區內發育三角洲平原水上分流河道、河道間洼地，三角洲前緣水下分流河道、河口壩、遠砂壩及席狀砂等沉積微相，并可精細刻畫出河道主體與河道側翼。河包場氣田主要處于水下分流河道、河口壩砂體主體發育帶。分流河道砂巖厚度在10m以上；河口壩砂巖厚度為8～10m，其發育位置包括包淺207-包淺205井區、包淺201井區、包4井區、包46井區等。遠砂壩的砂巖厚度一般為2～4m，分布在河口壩前端，由于受湖水的改造而形成的席狀砂呈帶狀分布，二者呈過渡關系，不易區分。
 
3 儲層有利區帶預測
    對河包場須家河組而言，沉積微相是巖石物性最宏觀、最直接的控制因素。因為不同沉積環境水動力條件的不同，可導致巖石的類型、粒度的差異、分選性和磨圓度甚至孔隙水的差異，進而導致儲層的物性差異[7～8]。須家河組不同沉積微相的孔滲分布統計結果表明，水下分流河道、河口壩砂巖的孔滲值相對較高，是較好的儲層。
    須二段的水下分流河道砂巖平均孔隙度為11.24%，平均滲透率為0.35×10-3μm2，其河口壩砂巖平均孔隙度為10.23%，平均滲透率為0.25×10-3μm2，是該段兩類優質儲層。
    須四段的水下分流河道砂巖平均孔隙度為9.1%，平均滲透率為0.4×10-3μm2，物性明顯好于其他砂體，是該段最優質儲層；河口壩平均孔隙度為7.9%，平均滲透率為0.23×10-3μm2，是僅次于分流河道的又一優質儲層。
    通過最小孔喉半徑法、壓汞分析參數相關法，孔隙度、含水飽和度與相對滲透率組合法等方法的相互比較和驗證，確定須家河組的儲層物性下限[9～11]，須二段、須四段的儲層孔隙度下限為8%和7%，滲透率下限均為0.2×10-3μm2。
    須二段氣藏受構造-巖性雙重控制，其上部(sq21)儲層物性相對較好，連通性好。須四段主要發育巖性氣藏，氣藏分布與構造位置關系不大，其下部層位(sq23)儲層發育較好。
    根據儲能系數(有效儲層厚度與孔隙度之積)，結合沉積微相，試氣資料及所處構造位置，對儲層有利區帶進行了評價預測。
    在對sq21(須二上亞段)進行儲層分類評價時，以儲能系數大于1、0.5～1、小于0.5分布作為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ儲層的分類依據，以區塊內是否有獲得工業油氣流井作為分類的劃分標準。Ⅰ類有利區位于鼻狀構造上，儲層發育好，儲能系數大于1，且有工業氣流井；Ⅱ類有利區位于鼻狀構造上，儲層發育較好，儲能系數為0.5～1，且有工業氣流井；Ⅲ類有利區位于鼻狀構造之外，但儲層較發育，儲能系數在0.5～1。綜合評價出Ⅰ類有利區4個，Ⅱ類有利區2個，Ⅲ類有利區3個。Ⅰ類有利區塊位子包22井-包24井-包淺4井區、包21-包1-包淺001-6井區、包33井-包16井-包45井井區、包淺208井區；Ⅱ類較有利區塊位于包淺201-包27井區、包淺203-包淺001-11井區、包42井區(圖3)。
 
    sq23(須四下亞段)評價出Ⅰ類有利區3個，Ⅱ類有利區5個，Ⅲ類有利區5個。Ⅰ類有利區塊位于包27井-包淺205井區、包淺4-包淺001-6-包206井區、包39井區；Ⅱ類較有利區塊位于界33、界20井區、包14等井區。
4 結論
    1) 河包場地區須家河組可劃分為4個三級層序、11個四級層序，每個四級層序又可細分為7～10個五級層序。主力氣層發育于sq21(須二上亞段)、sq23(須四下亞段)，次要含氣層位包括sq31(須四上亞段)和sq33(須六下亞段)和sq13(須二下亞段)。對重點四級、五級層序進行了儲層的精細刻畫。
    2) 通過巖心相、測井相分析，結合砂地比圖件的編制，查明了沉積微相的類型及分布。研究區須家河組的主要沉積微相包括分流河道、分流間洼地、水下分流河道、河口壩、遠砂壩、席狀砂、分流間灣以及濱淺湖灘壩等，有利沉積微相為水下分流河道與河口壩。
    3) 綜合考慮儲能系數，沉積微相，試氣資料及所處構造位置，對儲層有利區帶進行了評價預測。sq21(須二上亞段)評價出Ⅰ類有利區4個、Ⅱ類有利區2個、Ⅲ類有利區3個，sq23(須四下亞段)評價出Ⅰ類有利區3個、Ⅱ類有利區5個、Ⅲ類有利區5個。
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(本文作者：李熙姑 張滿郎 周兆華 鄭國強 郭振華 谷江銳 中國石油勘探開發研究院廊坊分院)