动态物源控砂模式汇总.docx

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动态物源控砂模式汇总

文章编号:

100020747（20100620763206

“动态物源”控砂模式

赖维成1,2,宋章强2,周心怀2,徐长贵2,李建平2,王晓刚2

（1.中国地质大学（北京;2.中海石油（中国有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院

基金项目:

国家重大专项“大型油气田及煤层气开发,近海隐蔽油气藏勘探技术”课题（2008ZX050232002

摘要:

油气勘探的进程对物源的供给和分配研究提出了更精细的要求。

动态物源是指物源的供给与分配是随时空的变化而变化的,不同层序位置、湖平面变化不同阶段,物源区的大小均是变化的,影响沉积作用的发生;不同古地貌位置,物源供给与分配是有差异的,影响沉积砂体的非均质分布。

物源区的变化是个动态的过程,后期被覆盖的低凸起区在沉积的早期都有可能是物源区,这样就重新认识了凹陷中许多远离大物源区的继承性凹中隆,认为它们在沉积早期都可能成为物源区并在周边形成一定规模的沉积砂体,而不是传统观点的“找砂禁区”。

忽视物源的动态变化性,导致埕北低凸起中部的储集层预测失利;重视动态物源的分析,使JZ2521井区储集层预测取得成功,突破了传统的勘探“禁区”。

图8参15关键词:

动态物源;层序地层;储集层预测;油气勘探

中图分类号:

TE122.2　　　文献标识码:

A

Modelofdynamicsourcecontrollingsand

LaiWeicheng1,2,SongZhangqiang2,ZhouXinhuai2,XuChanggui2,LiJianping2,WangXiaogang2

（1.ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China;2.ExplorationandDevelopmentInstitute

ofBohaiOilField,CNOOCLtd.Tianjin,Tianjin300452,China

Abstract:

Exploratorycourseandresearchingdevelopmentrequireanintensiveresearchonsourcesupplyanddistribution.Dynamicsourcemeansthatsourcesupplyanddistributionchangeswithtemporalandspatialvariation.Sourcesupplyareaisvariableindifferentsequencesandlakeleveltransformationstages,whichaffectsedimentationinturn.Sourcesupplyanddistributionisdiscrepantindifferentpalaeogeomorphicpositions,affectingsandsedimentnonhomogeneousdistribution.Changeofsourceareaisadynamiccourse.Lowerupliftscoveredbylatersedimentmaybesourceareainearlystage.Underthisunderstanding,manysuccessiveuplifts2in2depressionfarawayfromlargesourceareasareeffectivesourcearea,manysand2bodiescouldbefoundaroundthere,andtheyarenotforbiddenzonesforfindingsand.IgnorancefordynamicsourcecausedthefailureofreservoirpredictionintheChenbeiarea,andrecognitionofitmakedasuccessintheJZ2521area.

Keywords:

dynamicsource;sequence;reservoirprediction;petroleumexploration

　　物源是储集砂体的物质基础,无物源则无储集层。

传统的物源分析都集中在对盆地边缘大物源供给方向的分析,注重通过各种手段研究与判定物源方向[124],其中也包括利用地震资料进行研究[5,6]。

近年来,石油勘探由凸起区向凹陷区、从构造圈闭向岩性圈闭发展,对物源研究的要求越来越精细。

同时,层序地层学的发展及古地貌研究为物源供给与分配精细化研究提供了基础[7,8]。

1“动态物源”的概念

动态物源是指物源的供给与分配是随时空变化而变化的。

不同层序位置、湖平面变化不同阶段,物源区的大小是变化的,影响沉积作用的发生;不同古地貌位置,物源供给与分配是有差异的,影响砂体的非均质分布。

传统物源分析是对物源分布的一种静态认识,不能精确地反映不同时期物源的变化情况,特别是盆内低凸起的物源状况得不到清晰反映。

物源的供给与分配是个动态过程且受古地貌影响,这一认识随着层序地层学和古地貌研究的发展已经得到了很好的佐证,坡折、沟谷、调节带对砂体的控制即反映了物源分配相对于古地貌的动态变化[9214]。

此外,层序发育过程中,提供物源的剥蚀区的大小随湖平面的变化而变化,对盆内凸起区产生非常显著的影响,这一点也逐渐引起研究者的注意[7],本文将对此进行重点讨论。

在湖相断陷盆地的断陷活跃期（如渤海湾盆地的沙河街组沉积时期,盆内箕状断陷活动加剧且活动强度不均,盆地内形成被许多低凸起分割的断陷湖盆沉积[15],随着充填继续这种分割性逐步消失。

在这个过程中,物源的供给与分配就是一个动态的过程,仔细分析这个动态过程才能为沉积模式的建立提供准确的思路,进而准确地进行储集层预测。

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　　石　油　勘　探　与　开　发

　2010年12月　　　　　　　　PETROLEUMEXPLORATIONANDDEVELOPMENT　　　　　　　Vol.37　No.6　

2陆相断陷盆地动态物源控砂机理

传统物源分析将研究层段顶的剥蚀范围作为物源

区,这其实是整套地层沉积之后静态的物源区范围。

这种方法对于大物源的剥蚀区具有很好的指示作用,但相对较小的盆内凸起物源区则得不到有效反映,结果造成盆内低凸起由于远离物源,而被认为是湖相的无砂沉积区,成为找砂的“禁区”。

动态物源存在的根本原因在于沉积的旋回性。

沉积是渐进的过程,任何一个物源区被新沉积的沉积物覆盖都不是突变的,而是经历了漫长的地质历史时期。

物源区的大小也不是固定不变的,物源区的范围受基准面旋回控制,基准面变化影响物源区的扩大和收缩。

现今的物源区范围,只是地质历史上某一个特定时期的物源范围,并不能完全反映地质历史时期物源区的动态变化过程。

即便是在同一个层序内,不同的体系域沉积时期,其物源区的大小也是不同的,在低水位期,湖平面降低,沉积范围退缩,物源区扩大;在高水位期,由于沉积范围扩大,局部小物源的作用减弱或消失（见图1

。

图1　基准面变化与物源范围变化模型

　　动态物源的新认识能较为准确地反映物源分布在

不同时期的变化,认为物源区的变化是个动态的过程,后期被覆盖的低凸起区在沉积早期都有可能是物源区。

这样就重新认识了凹陷中许多远离大物源区的继承性凹中隆,认为其在沉积早期都可能成为物源区并在周边形成一定规模的沉积砂体,而不是“找砂禁区”。

储集层发育禁区的认识突破意味着勘探禁区的突破。

动态物源分析的关键在于提高层序地层分析的精度,只有在高分辨率层序地层分析的基础上才能在原来认为非物源区的地方找到物源。

同时,将分析物源区变化与层序解释结合起来,解决了精细研究沉积体分布的难题,在静态分析认为不可能有砂的地方找到砂体。

3动态物源控砂实例

3.1忽视物源动态变化导致储集层预测失利

埕北低凸起是位于渤海海域西南部埕北凹陷的盆内低凸起,该凸起由西北向东南倾伏（见图2,在东南坡折沟谷配置区胜海地区东营组底部发现很好的储集砂体,某公司以此为类比,在中部坡折沟谷配置区预测砂体并钻井,钻后证实并无砂体存在。

笔者曾较详细地分析过其失利原因[7],认为其储集层预测失败的根本原因就是忽视了物源区的动态变化过程。

中部坡折沟谷配置区比东南坡折沟谷配置区高许多,在东营组沉积时期,随着沉积基准面的上升,物源区不断缩小。

在沉积基准面上升早期,中部坡折带仍然处于剥蚀区,东南部埕岛油田坡折沟谷配置区主要沉积以埕北低凸起为物源的近源浊积砂。

近湖泛期时,中部坡折带才处于沉积区,而此时的物源区范围已大大缩小,而可容纳空间大大增加,相对之下物源供给严重不足,因此,中部坡折带沟谷配置区（见图2沉积了一套灰色泥岩夹云质泥岩,而不是浊积砂。

湖泛期,全区沉积了一套厚层泥岩,覆盖整个埕北低凸起。

湖泛期以后的基准面下降期,全区沉积了一套以埕子口凸起为物源的相对远源的三角洲砂体。

由此可以看出,埕北低凸起中部坡折带与沟谷配置的地方虽然也处于最佳的空间位置,但是由于其位置较高,在层序演化与物源变化的耦合过程中错过了最佳配置阶段,因此并没有沉积埕北低凸起东南的浊积成因砂体。

图2　埕北低凸起东营组沉积前古地貌

　　因此,物源分析不能简单地进行类比,认为在凸起

的某一部位找到砂体,在配置条件相同的另一部位也能找到同类砂;而在提高层序分析精度的基础上,研究物源的动态变化过程,才能准确预测砂体的分布。

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3.2基于动态物源分析成功预测JZ2521井区储集层3.2.1JZ2521井区储集层预测的难点

传统观点认为,JZ2521井区沙三段位于扇三角洲前端的湖相区,而东部剥蚀区太小（见图3,不能提供形成较大规模砂体的物源,且JZ252121井钻井也证实储集层发育程度非常差,因此难以确定本区是否存在储集层

。

图3　对JZ25213.2.2应用动态物源概念准确预测JZ2521井区储集层

　　要在原来认为不可能有储集层的地方找到储集层,

就必须突破传统思路,更细致、更系统地分析本区的地质情况。

笔者研究发现,JZ2521井区所在的辽西低凸起西侧沙三段沉积厚度远大于东侧,说明沙三段沉积早期低凸起高部位及东侧大部分地区都是剥蚀区。

从宏观地震相看,断层主体根部的楔形体、断层北部调节带的楔形前积、断层南部调节带的近叠瓦前积都证实了辽西低凸起近物源的存在。

由此突破传统思维,提出了动态物源的新概念,即物源区的规模随层序的发育和沉积作用的进行呈动态变化过程。

这一认识为在大物源不能到达的地区寻找沉积体提供了新的思路,即盆内低凸起在层序发育早期可作为物源区,并在其周围沉积砂体,对于类似辽西低凸起的盆内低凸起具有重要意义。

对于JZ2521井区,沙三段的剥蚀区随着沉积作用的进行而逐渐变小,沙三段顶所示剥蚀区相当于最小剥蚀区。

结合层序地层分析,可以得出本区沙三段在初次湖泛时期的剥蚀区,作为最大剥蚀区（见图4。

从

图4　JZ2521井区沙三段低位沉积末期与高位沉积末期剥蚀区分布示意图

最大剥蚀区的分布可以看出,初次湖泛期辽西低凸起

呈多个孤岛地貌,能为周边提供较多的沉积物源。

　　应用动态物源概念重新分析本区沉积体系,认为辽西低凸起在沙三段沉积时期虽然远离大物源区,但沙三段沉积早期低凸起区本身可提供物源,在其周边沉积近源扇体作为储集层。

在此新地质沉积模式指导下,综合层序地层、古地貌、宏观地震相和地震属性分析沙三段不同沉积时期的沉积相,得出了合理的沉积相分布图（见图5。

　　研究结果表明,该区储集层预测的问题在于忽视

5

67　2010年12月　　　　　　　　　　　　　　　　　赖维成等:

“动态物源”控砂模式

图5　JZ2521井区沙三中亚段湖侵期沉积体系展布图

了辽西低凸起的物源。

动态物源概念在该区的应用突破了传统的“找砂禁区”,同时由于低凸起物源供给砂体的近源性和局限分布性,越靠近构造高部位,单层厚度越大,储集物性越好,且后期厚层泥岩封盖性好,易形成优良的储盖组合,勘探意义重大。

3.2.3预测与实钻结果对比

从钻后地震剖面上可以看出,西部JZ192221井区与东部JZ2521井区各井砂体不是同一时期的沉积物（见图6。

两地重矿物组分的差异也表明来自不同物源。

从沙三段重矿物含量分布图来看,两区块的重矿物成分及含量差异都较大,JZ192221井区以高含量的锆石为特征,JZ2521井区以高白钛矿与锆石含量为特征（见图7a。

从ZTR指数（锆石2电气石2金红石指数分布也可以看出,JZ192221井区ZTR指数远大于JZ2521井区（见图7b,这也说明了东、西方向不同的物源供给状况。

从岩石构架颗粒的成熟度看,JZ192221井区成分成熟度比JZ2521井区高得多,岩屑含量及种类亦不同,也说明两区块可能来自不同的物源。

从砾石成分上看（见图8,JZ2521井区砾石成分复杂,有花岗岩、凝灰熔岩,同时大砾中含小砾,成分为花岗岩、英安岩、含陆屑泥晶云岩等,反映其物源搬运距离较近,且较复杂。

实钻后多种资料都证明辽西低凸起在沙河街组层序发育早期可作为物源为周边提供沉积体,同时也证明动态物源的思路是正确的。

动态物源概念的提出为本区及类似盆内低凸起的储集层预测提供了新的思路,产生了很好的勘探效益。

JZ2521井区已经获得石油地质储量1.268×108m3（油当量,成为渤海最大的轻质油油田。

　　在动态物源模式的指导下,在传统观点认为无储集层的渤海海域JZ2022井区北端和南端,以及秦皇岛2922井区都发现了小物源的近源小扇体,并发现了3个中型油田,取得非常好的经济效益。

667石油勘探与开发・学术讨论　　　　　　　　　　　　　　Vol.37　No.6　

767　2010年12月　　　　　　　　　　　　　　　　　赖维成等:

“动态物源”控砂模式

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4242430.LiDesheng.CharacteristicsofgeologicalstructureinBohaiBay2172220.4结论　　传统物源分析是对物源分布的静态认识,不能精确地反映不同时期物源的变化情况,特别是不能清晰地反映盆内低凸起的物源状况。

动态物源是指物源的供给与分配是随时空的变化而变化的。

不同层序位置、湖平面变化不同阶段,物源区的大小是变化的,它影响着沉积作用的发生;不同古地貌位置,物源供给与分配是有差异的,它影响着砂体的非均质分布。

物源的供给与分配是个动态的过程,坡折、沟谷、调节带对砂体的控制反映了物源分配相对于古地貌的动态变化。

层序发育过程中,提供物源的剥蚀区的大小如何随湖平面的变化而变化对于盆内的凸起区有着非常显著的影响。

渤海埕北凹陷埕北低凸起忽视物源动态变化性导致储集层预测失利及重视动态物源分析成功预测JZ2521井区储集层2个实例说明,将物源的研究与层序研究、古地貌研究结合起来,使物源研究精细化,对沉积模式的建立和储集层预测都具有非常重要的意义。

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4092415.PetroleumWangZecheng,ZhengHongju,XuAnna,etal.Oil2gasexplorationPetroleum第一作者简介:

赖维成（19732,男,四川成都人,中海石油（中国有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院高级工程师,现为中国地质大学（北京在读博士研究生,主要从事层序地层和油气勘探方面的研究工作。

地址:

天津市塘沽区609信箱,中海石油（中国有限公司天津分公司勘探开发研究院,邮政编码:

300452。

E2mail:

laiwch@cnooc.com.cn收稿日期:

2009206219　　修回日期:

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