渤海海域缝洞-孔隙型碳酸盐岩潜山储层发育规律研究.pdf

Oct.20232023年10 月Journal of Xian UniverNatural Science Edition)No.4Vol.26第2 6 卷第4期西安文理然科学版）文章编号：10 0 8-556 4（2 0 2 3)0 4-0 10 0-0 4渤海海域缝洞-孔隙型碳酸盐岩潜山储层发育规律研究陈斌，党胜国,别旭伟，黄保纲（1.中国海油集团能源经济研究院，北京10 0 0 13;2.中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津30 0 452）摘要：通过综合分析钻井、录井、测井、分析化验、地震资料，认为渤海海域曹妃甸古生界潜山主要受古地貌、断裂系统及岩性差异等因素综合影响，储层非均质性强.印支、燕山、喜山多期构造运动形成的三组主干断裂，控制了潜山圈闭和古地貌的形成及演化；古地貌及断裂活动强度控制岩溶作用规模及深度；海侵初期和海退中晚期局限台地和开阔台地相形成的白云岩、灰质云岩、云质灰岩、亮晶颗粒灰岩有利于形成有效储层.基于潜山储层发育特点和形成机理，通过低频增强体和蚂蚁体属性融合，预测潜山优质储层分布规律.研究成果对渤海古生界潜山油气藏的勘探开发具有一定的指导意义.关键词：古生界潜山；碳酸盐岩；主控因素；古地貌；断裂系统；岩性差异；地震预测中图分类号：P624文献标志码：AResearch on the Development Law of Reservoir of FractureCavity-Pore Carbonate Rock Buried Hill in Bohai SeaCHEN Bin,DANG Sheng-guo,BIE Xu-wei?,HUANG Bao-gang?2(1.Energy Economics Institute of China National Offshore Oil Corporation(CNO00C),Beijing 100013,China;2.Tianjin Branch,CN00C（Ch i n a）Co.,Lt d.,T i a n j i n 30 0 452,Ch i n a)Abstract:Through comprehensive analysis of drilling,logging,analysis and testing,and seis-mic data,it is believed that the Paleozoic buried hill in Caofeidian,Bohai Sea area,is mainlyaffected by factors such as paleogeomorphology,fault system and lithologic differences,and thereservoir is highly heterogeneous.The formation and evolution of buried hill traps and ancientlandform are controlled by three sets of main faults formed by multiple tectonic movements inIndochina,Yanshan,and Xishan.The ancient landform and the intensity of fault activitycontrol the scale and depth of karst processes.The formation of dolomite,calcareous limestone,cloudy limestone,and bright grain limestone in the early stage of marine invasion and the mid-dle to late stage of marine regression is conducive to the formation of effective reservoirs.Basedon the development characteristics and formation mechanism of buried hill reservoirs,the distri-bution pattern of high-quality buried hill reservoirs is predicted through the fusion of low-fre-quency enhancers and ant body attributes.The research results have certain guiding significance收稿日期：2 0 2 3-0 4-15作者简介：陈斌（19 8 0 一），男，河南洛阳人，中国海油集团能源经济研究院工程师，硕士，主要从事油气田开发和石油地质综合研究、油气储量研究.通讯作者：党胜国（19 8 0 一），男，陕西渭南人，中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海石油研究院高级工程师，硕士，主要从事油气田开发和石油地质综合研究、勘探开发一体化等研究.101第4期陈斌，海海域缝泥孔原型碳酸育规律研究for the exploration and development of Paleozoic buried hill oil and gas reservoirs in theBohai Sea.Key words:Paleozoic buried hills;carbonate rock;main control factors;ancient landform;fracture system;lithological differences;earthquake prediction曹妃甸古生界潜山油藏位于渤海西部海域，油藏埋深310 0 42 0 0 m，主要含油目的层为奥陶系中下统和寒武系上统海相灰岩和白云岩储层.潜山上覆沙河街组和东三段泥岩既是烃源岩，又是良好的盖层，油气通过不整合面和断裂运移至潜山成藏，形成“新生古储型”似层状构造油藏.油田受印支、燕山和喜山期多期构造运动的影响，发育北西向、近东西向、北东向三组主干断裂系统，控制了研究区潜山圈闭的形成和演化，潜山整体构造表现为被三组主干断裂复杂化的断块构造.由于研究区潜山埋藏深度大、储层厚度变化大、储层非均质性强、地震资料品质差，储层成因机理复杂，优质储层预测难度大，呕需理清优质储层发育主控因素，明确优质储层分布规律1潜山储层发育主控因素曹妃甸古生界潜山经历了印支、燕山、喜山多期多幕构造运动改造和长期的风化淋滤作用，形成了孔、洞、缝复合发育的储集体，综合地质、地震、测井资料分析，认为断裂系统、古地貌、岩性差异是控制研究区古生界潜山储层发育程度的三大主要因素 1-5,1.1断裂系统对储层的控制作用印支运动到燕山运动早期，受秦岭造山运动和伊泽奈崎板块向华北板块俯冲作用影响,研究区形成了一系列北西向、近东西向逆冲断层，地层抬升，遭受剥蚀，古生界地层出露地表；燕山运动中晚期在南北向弱伸展作用下，一系列北东向走滑断裂开始形成并发育，到喜山运动早期，在南北向强拉张作用下，北东向走滑断裂进一步发育，北西向、近东西向断裂构造反转.从活动期次分析，北东向走滑断裂大多长期活动，斜向断距大，向上断穿新生印支期断裂燕山期断裂图1曹妃甸古生界潜山断裂系统纲要图代地层，是最主要的控储断层，其次为北西向、近东西断层（图1）.三组主干断裂延伸长度318 km，断距50 550 m，控制了潜山圈闭和古地貌的形成及演化，潜山内幕发育大量的次生小断裂，进一步改善了潜山储集空间，增强了储层渗流能力，有利于风化淋滤作用进行.断裂活动强度控制岩溶作用规模及深度 6-8 ，从已钻井统计结果分析，靠近走滑断裂、多组断裂交汇带、次生小断裂发育区已钻井揭示储层厚度较大、物性较好1.2古地貌对储层的控制作用北东向、北西向和近东西向三组主干断裂的形成和演化控制了研究区古生界潜山古地貌特征，包括地形起伏、地表水分布和物源补给区位置，它与古气候条件一起对太古界潜山储层具有一定控制作用 9-11.通过基于平衡剖面的构造演化分析、基于地层倾角和断层校正的残余厚度法古地貌恢复研究，表明研究区整体具有“南部高北部低”“东块高西块低”的古构造格局（图2）.根据古地貌特征可进一步划分为岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶洼地三个单元.岩溶斜坡区储层发育最好，成像测井资料及三维地震资料提取的地层倾角体属性（Dipangle）显示地层坡度在15左右，为地表水系及古河流的有利发育区，增强风化淋滤作用和溶蚀作用持续进行，形成孔、缝、洞体系发育较好的有利储层，钻井揭示有效储层厚度在9 0 135m.岩溶高地由于古地貌高，剥蚀作用强，残余地层厚度薄，地层倾角在15 35之间，地层较陡，不利于古河流发育和地表水的持续溶蚀，钻井揭示有效储层厚度小于8 5m.岩溶洼地为汇水102第2 6 卷西安文理学自然科学版）区，溶蚀作用减弱，充填作用增强，储层发育程度差，钻井揭示有效储层厚度小于40 m.1.3岩性差异对储层的控制作用研究表明，碳酸盐岩中主要矿物方解石和白云石具有不同溶蚀特征 12-13.在表生及浅埋藏条件下，方解石的溶蚀速率高于白云石；在深埋藏条件下，随着温度压力的升高，在弱酸性条件下，白云石的溶蚀速率高于方解石.方解石的溶蚀作用主要发生在颗粒表面及边缘接触部位，沿矿物的解理方向进行，阶梯状溶痕极为发育，而白云石由于选择性溶蚀，溶蚀作用深人颗粒内部，溶孔、溶缝极为发育，岩石表面呈“蜂巢状”K注岩溶洼地碧溶洼地岩浴洼地岩溶斜坡岩溶高地岩溶斜坡图2曹妃甸古生界潜山顶面古地貌形态图曹妃甸古生界潜山主要含油地层为中奥陶统下马家沟组和下奥陶统亮甲山组、冶里组，寒武系上统凤山-长山组局部发育，岩性以泥晶、粉晶、粒屑灰岩为主，次为泥粉晶、显微晶、中细晶白云岩，云质灰岩和灰质云岩，少量的泥质灰岩和泥质云岩.在岩溶作用下形成孔、缝、洞发育的似层状风化壳型储层.从形成的沉积环境分析，研究区主要发育海侵初期和海退中晚期的局限台地和开阔台地相沉积，白云岩储层主要发育于局限台地相，开阔台地相以泥晶、粉晶灰岩沉积为主，造成了空间岩相分布的差异性.亮甲山组、冶里组地层沉积时期海平面变化快，发育局限台地和开阔台地相交互式沉积，储层白云岩含量高，下马家沟组地层沉积时期海平面较深，发育开阔台地相沉积，储层以灰岩为主.从平面分布来看，古地貌相对高部位的岩溶高地和岩溶斜坡区，地层剥蚀量大，主要出露亮甲山组、冶里组地层，古地貌相对低部位的岩溶洼地，地层剥蚀量小，主要出露下马家沟组地层，从钻井资料分析，亮甲山组和冶里组储层的有效厚度9 0.4m125.0m，净毛比41.1%6 8.5%、单层厚度5.1m13.9m、总孔隙度3.9%6.0%，四项指标普遍好于下马家沟组储层（表1）.表1古生界潜山地层单井有效储层参数统计表地层有效厚度/m净毛比/%单层厚度/m总孔隙度/%下马家沟组21.277.218.942.72.88.62.54.1亮甲山组+冶里组90.4 125.041.168.55.113.93.96.02潜山优质储层分布预测2.1地质模式约束下地震储层预测考虑潜山储层似层状发育模式、储集空间特征和形成机理，基于叠后窄方位三维地震资料，开展方差、曲率、绕射波、振幅、低频增强、蚂蚁体等敏感类地震属性研究 14-17 ，提取潜山储层发育段2 0 0 m内的地震属性，分析认为单一属性与已钻井符合程度较低，符合率约50%，因此在单属性研究的基础上开展了多属性融合研究.通过地震属性融合研究，认为低频增强体和蚂蚁体属图3潜山储层叠后低频增强体和蚂蚁体融合属性预测图性能能较好反映井点储层钻遇情况，低频增强体在裂缝充填油气后，会放大与非裂缝区的低频分量差异；蚂蚁体属性能较好反映宏观断裂与大尺度裂缝的分布情况，融合后的预测结果符合潜山储层发育规律，优质储层主要分布在古地貌较高部位和近断裂系统发育区（图3）.通过统计分析井点净毛比和地震属性的比变化关系，与井点符合率提高至约8 0%，预测精度得到了显著提升.另外基于叠前地震资料，开展古地貌约束下的叠前密度反演，认为均方根密度属性能较好区分碳酸圆仲责任编辑103陈斌，海海域缝洞：一孔隙型碳酸盐育规律研究第4期盐岩储层与非储层，和总孔隙度相关性较高，预测结果与钻井吻合率约6 3%，与地质认识符合程度较高，古地貌高部位储层好于低部位，也能较好的反映曹妃甸古生界潜山储层的分布规律.2.2潜山钻井漏失情况与生产特征潜山钻井液漏失量大小通常反映储层缝洞系统发育程度的高低或储层好差.从潜山已钻井统计结果分析，潜山断裂发育区和古地貌较高部位大部分井发生漏失，累计漏失量从48 8 132 m不等，主要集中分布在30 0 30 0 0 m之间.漏失井初期产能在49 450 m/d，主要集中分布在6 0 12 0 m/d之间.通过统计分析已钻井漏失量和初期产能的关系，认为漏失量越大，初期产能就越高，初期产能与漏失量总体呈正相关性.结合潜山储层发育主控因素、地震预测结果，认为地震预测储层有利区、古地貌较高部位、近北东向走滑大断裂井普遍性发生漏失，且漏失量较大，同时生产井的初期产能也相应较高.3小结（1)古生界碳酸盐岩潜山经历了印支、燕山、喜山多期构造运动改造和长期的风化淋滤作用，在断裂系统、古地貌、岩性差异三因素共同作用下，控制形成了潜山优质储层发育区，构造运动控制下的断裂和古地貌为主导外因,沉积环境控制的岩性差异为主导内因.(2)叠后多属性融合预测及叠前古地貌与密度体属性预测表明古生界潜山优质储层发育在古地貌较高，近大断裂、次生断裂发育区，具有钻井液漏失量大、初期产能高的特征.（3)古生界潜山优质储层发育模式为，平面上储层主要发育在古地貌斜坡区、长期活动大断裂和多组断裂的交汇带附近，主要含油气层位亮甲山组、冶里组储层发育程度好于马家沟组储层。参考文献1程鑫，周立宏，操应长，等.黄骅坳陷大港探区下古生界碳酸盐岩潜山差异演化及优质储层成因 J.石油与天然气地质,2 0 2 1,42(3)：6 7 3-6 8 9.2肖述光，李慧勇，李飞，等.渤海西部中新生代多旋回构造演化与潜山形成 J.海洋地质前沿,2 0 2 0,36(6)：1-10.3白海丰.塔南凹陷断裂系统及对潜山形成演化控制作用 D.大庆：东北石油大学，2 0 0 9.4徐静，霍春亮，叶小明，等.基于多尺度融合的巨厚复杂裂缝性储层精细表征 J.中国海上油气,2 0 2 1,33(3）：9 3-9 9.5陈扬.渤中2 1-2 2 构造区潜山碳酸盐岩岩溶储层研究 D.成都：成都理工大学,2 0 2 0.6付晓飞，胡春明，李景伟.贝尔凹陷布达特群潜山演化及含油气性J.石油学报,2 0 0 8（3）：356-36 2.7王宇，徐春强，郭玲莉，等.渤海湾盆地石白坨东42 8 潜山构造成因解析J.大地构造与成矿学，2 0 2 1,45（1）：2 19-228.8侯明才，陈扬，王粤川，等.渤中2 2-1构造碳酸盐岩储层岩溶识别及影响因素J.西南石油大学学报（自然科学版),2 0 2 1,43(1):17-2 9.9刘海宁.下古生界潜山储层发育特征与控藏作用研究 J.中国石油大学胜利学院学报，2 0 2 1,35（1：6-10.【10 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