油层组。通过大量钻测井资料分析新安边油田长7油层组地层厚度约80-m,自上向下依次划分为长71、长72、长73三个小层。
区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西部。构造呈西倾单斜特点,整体地层坡度小,平均横向每公里坡降5米,未见明显的构造圈闭,在区内西倾单斜的背景上发育近东西向排状鼻隆,油藏受构造影响较小。
2.1.2区域沉积背景
晚三叠世湖盆时期的岩石标志较为清晰,我国鄂尔多斯盆地在这个时期经过了不断的演化,总共经历了四个时期,从最初的发育沉降期到盆地迅速扩张整体抬升期再到第三阶段的下沉沉积期,最后是消亡期。鄂尔多斯盆地延长组的油气分布储存量是整个鄂尔多斯盆地最多油气层之一,其经过不断演化和沉积,根据资料统计,已经勘探到该延长组的油层总共有10个,从长10期开始初步形成了盆地雏形,大约在长10期—长7期之间经过高速演化,发育达到鼎盛期,而在长6期间湖盆缓慢了沉降速度,直到长4期和长5期之间湖盆再次下沉慢慢的趋于停滞发育,由于受到长时间的自然环境的影响以及湖侵力度增强大约在长3至长1期就慢慢的不存在了。
盆地长7主要沉积相类型为三角洲相和湖泊相沉积,其中,研究区长7油藏以三角洲前缘亚相水下分流河道微相为主。砂体走向为近北东~南西向,垂向上分流河道叠置,平面上连片性较好。
图2-2长7沉积相平面分布图
沉积构造类型:发育平行层理、波状层理、小型交错层理、滑塌变形等。
虫孔构造多分布于三角洲前缘的分流间湾中,是陆相沉积或浅水沉积的标志;局部可见植物根茎,这是判断三角洲前缘的重要标志。
图2-3和图2-3为研究区内某井位不同深度的岩石沉积构造图。
图2-3胡,长7,.80米图2-4胡,长7,.43米
黑色泥岩,见植物根茎米虫孔构造
2.2地层划分
2.2.1地层划分原则及方法
地层的划分原则是以岩层顺序来进行的,在划分地层的时候必须要以地层单元为参照基础,从而便于对比。地层的划分是一个复杂的过程,需要依据各个地层形成所属特征和分布特征进一步的严密且细致的划分,同时也要遵循岩层顺序原则,按照精密度的程度来对地层单元进行划分。需要结合岩石的形成,岩石的特点,发展变化以及沉积方式,初步形成了地层划分的雏形;然后根据地层划分的雏形加以修缮和严密细分,当然这些精细化划分是要充分的考虑测井岩性剖面特征以及结合测井曲线特征和数据来对组段进行深一步的划分;接着就是需要对分层界限的划定,分层界限的划定是要参考岩石的沉积情况和岩石的薄厚度来进进行确定的;最后就是验证地层划分的准确性是否达标,划分层次是否合理,融合以上3点数据数据来和单井进行对比,从而更好的验证地层划分的正确性。
在对地层进行划分的时候,需要对划分标准有界定,通过在不同的地层中寻找确定好上下层的参考标识层,中间层的界定和划分是由上下层岩石的厚薄程度和岩石的大小因素来控制的;层位的分析原则都是由上而下进行的,而验证方法则相反,都经过由下层到上层把不同层的特点整理汇总,实现标准的地层划分和对比。地层的划分都是由大层到小层,只有确定好大层位,才能结合沉积旋回规律更精准的对小层进行细分,最终对同一层的厚度进行比较,进一步的利用多井对比验证地层划分的是否准确和合理。
2.2.3延长组地层划分方法
鄂尔多斯盆地延长组指的是中生代三叠系形成的地层,该期的地层结构和沉积复杂,根据不同系的油层组、厚度、岩性、标志层,把它划分3个组(富县组、延长组、纸房组),其中延长组进行了细致划分,包含了10个油层组。
如下表2-1。
表2-1延长组地层分层表
鄂尔多斯盆地延长组的岩石性质各不相同,在不同组层表现都不一样,延长组划分分别是长1—长10期,这期间沉积的岩石颜色主要如下:暗色、浅灰色、灰褐色、灰色粉、灰黑色、褐灰色、灰绿色;富县油层组以杂色泥岩、灰白色的为主,纸房组的则是灰岩、棕紫色泥岩,灰绿色砂岩为主。通过岩石属性可以清晰的分析出下部的岩石沉积都是以中、粗砂岩为主,中部的岩石属性发育则是因为河流与湖泊共同作用下,形成了粗粒大小不同的岩石,以湖泊三角洲沉积为主;上部的岩石沉积特征则主要是河流的作用形成的。鄂尔多斯盆地延长组的岩石厚度北面的比南面的薄,粗细度方面是北面的比南面的更粗一点,最厚的是纸房组。综上数据,延长组的岩石变化比较明显,岩石沉积颗粒由大到小,不断重复沉积(沉积旋回),根据对比延长组的岩石变化、标志层特征和不同岩性、层位特征(测井曲线特征)可以对延长组进行细致的划分,总共可以划分为长10至长1为止的10个油层组。
此次的重点研究分析主体是长7层,该层位的划分非常规,其标志层相对的比较特殊,通过分析可以清晰的观察到长7主要是以页岩为参考标志的。页岩主要是黏土经过一段比较长时间的沉淀而形成的,页岩的组成的成分比较多且复杂,在沉积过程中不仅有铁、铝等自生矿物,而且经过检测高岭石、蒙脱石等粘土矿物含量比较高,另外还含有其它碎屑矿物。页岩的硬度比较低,在外力作用下容易碎裂,其形成过程中主要是黏土压紧,而且由于黏土本身就比较细腻,所以形态上呈现薄页状层理。
页岩在测井曲线上的特征:
1.电阻率一般5-30(Ω·m)炭,质页岩和油页岩较大,其大小取决于碳化程度和含油率;
2.自然电位为正值,颗粒越细,岩石越致密则偏正越多;
3.微电极与泥岩相似,变质较深的页岩微电极曲线读数增大;
4.自然伽马射线强度脉冲强度高,与泥岩相似;
5.中子伽马射线强度脉冲中等;
6.钻时低或中等;
7.井径大于或等于钻头直径。
2.2.3地层划分结果及其构造
1)划分标志
碳质泥岩或凝灰质层,表现为高自然伽马及声波时差、低电阻率、大井径尖峰状跳跃。张家滩页岩是良好的标志层,高自然伽马、高声波时差、低电阻率、大井径。
图2-5研究区胡27井长7段地层与其上覆长6段地层划分标志
图2-6研究区胡长7段地层划分标志
图2-7研究区胡38长7段地层与其下伏长8段地层划分标志
2)地层格架的建立
在单井地层划分的基础上,设计连井对比剖面35条,根据方位可划分为东北、西南,这2个方位向剖面包括18条,而剩下的17条向剖面主要分布在西北和东南方向。由此全方位的研究整个区域的地层分析和对比剖面,搭建等时地层格架。
图2-8研究区地层格架图
3)地层剖面对比图
沿纵剖面(垂直物源方向),如图2-9、图2-10;
和横剖面(顺物源方向),如图2-11、图2-12。
纵剖面(垂直物源方向):
横剖面(顺物源方向):
2.3地层特征
本次新安边油田南部地区研究的目的层位长7油层组。区域上长7底部K1,长6底部K2标志层特征较明显,采用标志层+沉积旋回方法,将长7油层组自下而上再细分为长73、长72、长71三个小层
2.3.1地层对比结果
表2-2底层结果对比表
统计结果表明:各小层地层厚度较稳定,仅在局部井点有差异。由于各小层地层砂地比差异,使地层存在了一定程度的差异压实,这样就会形成了井和井之间的平均地层厚度不同,不过通过以上数据可以看出3个小层之间的平均地层厚度相差幅度并不大,所以稳定性还是不错的。
2.3.2地层构造特征
地层构造整体表现为东高西低趋势,局部发育多条低幅鼻状隆起,各小层纵向构造继承性较好。
图2-13研究区长71顶面构造图图2-14研究区长72顶面构造图
图2-15研究区长73顶面构造图
通过对研究区域地质概况、特征及地层划分等研究,可以对研究区得基本概况有一定的了解,从而在后期的储层非均质性方面的研究提供了基础数据。
第三章储层微观非均质性
3.1储层岩石学特征
3.1.1岩石类型
通过对长7砂样品进行收集和研究,发现长7储层砂岩石种类主要成分还是以长石类的为主,长石英类的次之,含岩屑类的第三,另外还含有少量的水云母、方解石和硅质,而自生类的矿物类型以高岭石、铁方解石为主。
表3-1研究区长7砂岩成份统计表
图3-1研究区长7砂岩成份直方图
图3-2长71岩石碎屑颗粒成分三角图
图3-3长71岩石碎屑颗粒成分三角图
图3-4长73岩石碎屑颗粒成分三角图
从图看到,三个小层均以长石含量最高,石英次之,岩
屑含量最少。研究区长7段储层以长石砂岩为主和少量的岩屑质长石砂岩。
3.1.2岩石组分
1)碎屑组分
岩屑的形成主要是经过地质运动之后而产生的碎屑,通过对长7层砂岩成分分析,可以直观的看出该层的岩屑主要成分是云母的居多,3个小层都是如此,长73虽然比其它2个小层的云母岩含量少,但相较于其它石岩的类型还是占比比较高的。另外,灰岩、花岗岩的整体含量都很低,不足2%。总体上长7层的岩屑的含量不超过30%。
图3-5研究区长7砂岩岩屑成份直方图
2)填隙物组分
填隙物成份主要以铁方解石主;其次为绿泥石填隙、水云母和硅质;也可见少量高岭石、铁白云石等;通过数据可以直观的看到填隙物含量最高的铁方解石含量超过了50%,但是综合平均下来填隙物占比不超过20%。
图3-6研究区长7砂岩填隙物成份直方图
3.1.3岩石特征
研究区长7砂岩分选性均以中等为主,其次为好;磨圆度以次棱角状为主;根据分选及磨圆直方图可看出研究区目的层段储层岩石结构成熟度较好。
图3-7研究区长7砂岩分选性直方图
图3-8研究区长7砂岩磨圆度直方图
3.2储层成岩作用
新安边油田南部地区长7储层由于沉积年代较早,埋深较大,所以在埋藏过程中,其内部储层一般都经历了极其复杂的成岩作用,而在整个过程当中,进一步改变了砂岩本来状态,其内部孔隙被填充或者压缩,与此同时,次生孔隙的出现也给砂岩带来了极大的影响。所以,全面透彻的对砂岩的成岩作用实施分析勘察,可以进一步保障储层评价以及预测。
3.2.1主要成岩作用
成岩作用主要对后期孔隙度、渗透率的分布造成巨大影响,这种影响可以分为两类,一类是破坏性成岩作用,即造成储层物性变差的成岩作用,另一类是建设性成岩作用,即可以使储层物性变好的成岩作用。
根据研究区目标层段取相关专业的设备进行研究,通过芯井铸体薄片以及扫描电镜和阴极发光进行勘察,进一步成岩自生矿物的种类和其覆盖在孔隙的位置以及关联性进行了整体研究,最后发现,在新安边油田南部地区的砂岩在成岩的时候,基本上会出现以下五类作用:机械压实、胶结以及交代、溶蚀、破裂这个五种作用。
1、机械压实作用
通过适量的上覆重力以及静水压力对沉积物进行施压,让那些残留在物质粒间的孔隙里面的水分释放出来,这个过程就称之为机械压实。通过这个过程,让原有额碎屑颗粒形态得以改变,减小沉积物的体积,加大其密度,并且将云母及其他软组分通过这个过程能够渗透进孔隙,让原有的孔隙降低间距,尽量让其他物质无法渗透。
以上过程与埋深具有密切关系,研究区长7段地层现今埋深主要集中在1.9-2.5km,如果考虑到早白垩世末期的剥蚀作用,则延长组地层在早白垩世末埋深达到最大,埋深约2.2-2.9km。
颗粒成分的差异对压实作用也具有较大的影响,研究区长7段含有大量千枚岩、云母等软岩屑,在强烈压实作用下发生明显变形,使储层砂岩通过颗粒形式来呈现,而颗粒间则基本上都是通过线来链接,部分当然其中也有一部分是呈点-线接触或凹凸状连进行链接的。
图3-9新安边南部长7储层碎屑接触方式统计直方图
2、胶结作用
胶结作用常常使组成砂岩的矿物、或填隙物成份发生变化,同时导致孔隙及孔隙的连通性发生较大的变化。本研究区砂岩中的胶结物主要有铁方解石、水云母、方解石及硅质等。其基本上都产生于碎屑颗粒沉淀而来,仅有少部分是通过颗粒次生加大以及矿物质之间的交代而产生,他们通常都是覆盖在砂岩的孔隙里面,减小孔隙并且进一步渗透,从而产生了致密储层。新安边油田南部地区长7地层砂岩中填隙物总量在8.42%~15.11%之间,平均在12%左右。主要以为铁方解石、绿泥石填隙为主;其次为水云母、高岭石和硅质;在本文所分析的新安边油田南部地区基本上其胶结种类可以分为:孔隙式以及加大孔隙式胶结两种。
3、交代作用
一些矿物在受到外部作用的时候进一步溶解,从而产生的溶解孔隙,那些从孔隙当中积累下来的矿物质将原有矿物取代,进一步产生了全新矿物,这个矿物并不同于原有的矿物成分,就好比将方解石通过相应的作用交代而成了石英,就称之为交代作用。交代产生的矿物,能够将矿物的边缘进行交代,改变矿物原有的模样或者形状,也可以称之为假晶。
对处于新安边油田南部地区的砂岩研究,发现的该地的交代作用基本上都是通过碳酸盐这一物质进行的。而通过相关专业的设备可以看到碎屑颗粒在碳酸盐的作用下进行交代,整个环境的发展也是由慢变快的,基本上都是通过石英、长石、岩屑颗粒进行交代。一般而言,基本上那些覆盖在粒间孔隙里面的碳酸盐胶结物,全部都是交代于矿物的边角位置实施的、交代的,所以很多交代的物质的边缘基本上都是不规律的,呈现的形态也是各异的。与此同时,极少部分的交代情况会出现在沿长石里面。而结合相关专业的设备据铸体薄片可以发现部分的石英颗粒在产生次生加大后还是可以通过碳酸盐矿物进行交代,综上所述,不难看出石英次生加大情况,并不是产生在碳酸盐交代后,而是出现在其之前。
4、溶蚀作用
对处于新安边油田南部地区的砂岩进行研究,通过据铸体薄片,还有相应的扫描电镜等专业设备和方式分析发现,他们在晚成岩A期曾经出现了外力无法阻止的剧烈溶蚀,因此,在砂岩中也出现了许许多多的孔洞,这是由于溶蚀产生的。该地区的砂岩处于晚成岩A期的过程中时,由于当时的地层作用发生的溶蚀,每当地层当中的有机质处于温度过高的情况下,就会制造出许许多多的有机酸,然后进一步渗透到砂岩储集层里面,从而导致砂岩内部的孔隙介质PH值大大减少,最后将原有的碱性质地转化成为酸性。而处于酸性介质以后,