河包场地区须家河组储层有利区带预测

摘 要

摘要：四川盆地河包场地区上三叠统须家河组储层非均质性强、气水关系复杂，进行高分辨率层序地层划分，预测砂岩储层发育的主力层系与有利区带，对于天然气的勘探开发部署具有重要意
摘要：四川盆地河包场地区上三叠统须家河组储层非均质性强、气水关系复杂，进行高分辨率层序地层划分，预测砂岩储层发育的主力层系与有利区带，对于天然气的勘探开发部署具有重要意义。利用露头、岩心、测井、地震等多种资料，建立层序地层格架，将该区须家河组划分为4个三级层序、11个四级层序，每个四级层序又可细分为7～10个五级层序。研究结果表明：①主力气层发育于sq21(须家河组二段上亚段)、sq23(须家河组四段下亚段)；②聚气相带为水下分流河道与河口坝；③对重点四级、五级层序进行了储层精细刻画，综合考虑储能系数、沉积微相、试气资料及所处构造位置等因素，评价出14个Ⅰ类、Ⅱ类储层有利区带。其中Ⅰ类储层有利区带包括：包22-包24-包浅4井区、包21-包1 包浅001-6井区、包33-包16包45井区、包浅208井区、包27-包浅205井区、包浅4、包浅001-6、包206井区、包39井区。
关键词：四川盆地；河包场地区；晚三叠世；层序地层格架；沉积微相；储集层评价；有利区带；储集层精细描述
    河包场地区位于四川盆地南部的隆昌、荣昌、大足、铜梁县境内，区域构造位置跨越两个二级构造单元，西南端位于川东南中隆高陡构造区的自流井构造群，东北端属于川中古隆平缓构造区的威远-龙女寺构造群，在由西南向东北方向下倾的单斜背景上发育由多个小型鼻隆组成的巨型鼻状构造。勘探实践表明，该区须家河组发育河流三角洲-湖泊沉积体系，储层以低孔、低渗为主，非均质性较强[1]，气水关系复杂，气水分布不严格受构造控制。因此，对该区须家河组进行高分辨率层序地层划分对比，查明层序格架中砂岩储层发育的主力层系与有利区带，对天然气的勘探开发部署具有重要的指导意义。
1 层序地层划分对比
    研究区上三叠统须家河组为一套砂、泥岩地层，厚510～630m，自下而上分为6个岩性段。其中须一、须三、须五段以灰、黑色泥岩为主夹薄层灰色砂岩及煤层；须二、须四、须六段则为浅灰、灰白色砂岩夹薄层黑色泥岩，砂泥岩互层构成启生自储的天然气储盖组合。
    基于露头、岩心、测井、地震四位一体、识别层序界面，采用旋回对比、分级控制，建立三、四、五级层序地层格架。
    三级层序(SQ1～SQ4)的层序界面为不整合面或大型冲刷侵蚀面。层序界面在地震剖面中表现为削截与上超等反映地层不协调关系的地震反射，代表区域性的侵蚀间断或无沉积型的间断[2～4]。SQ1底界为须一段与下部嘉陵江组五段白云岩或雷口坡组二段石灰岩的超覆不整合面。SQ4顶界为须六段与上部地层自流井不整合接触面。SQ2、SQ3、SQ4的底界分别为发育于须二、须四、须六段大套砂岩内部的大型冲刷侵蚀面[5～6]，其主要特征为：①底部存在砾石或者泥砾，砾石有时有定向排列，有时杂乱无章，这种泥砾层在剖面上可连续追踪，自然伽马曲线呈箱形或钟形，底部呈突变接触关系；②发育大规模的起伏不平的侵蚀面，侵蚀底面明显下切到先前的沉积体中，下切深度一般为1m左右；③有时存在风化形成的黏土层或者菱铁矿结核，此类现象出现在水上暴露的环境中；④有时存在大规模的植物茎干的堆积并且与其他岩性混杂在一起，此类现象一般发育在水下环境中的相对静水湖湾地带等；⑤有时发生物源的改变，比如由石英岩屑砂岩突变为长石岩屑砂岩，由于长石遭受风化而在露头剖面上形成一个松软带。
   三级层序的湖泛面出现在须一、须三、须五及须六段的泥岩段，发育于较纯的灰色泥岩、紫红色泥岩或黑色碳质泥岩中，一般对应自然伽马曲线高值段，在三角洲前缘环境中出现在进积/退积转换面附近。
   三级层序SQ1～SQ4与岩性段的对应关系见图1。在此基础上又可划分出11个四级层序(sq12～sq43，对应于三级层序的体系域)。每个四级层序又可被细分为7～10个不等的五级层序旋回，从而可以进行单砂体级别的储层精细刻画。
    通过层序地层划分对比，结合试气结果和油气解释成果，确定了重点含气层位(图1)。sq22(须三段)是区内最重要的烃源岩兼区域盖层，它形成于须家河组最大湖侵期，其上下紧邻的sq23(须四下亚段)和sq21(须二上亚段)为最有利聚气层位。次要含气层位包括sq31(须四上亚段)和、sq33(须六下亚段)，sq13(须二下亚段)钻遇出含气水层。
 
2 沉积相类型及分布
   通过野外露头、钻井岩心的观察研究，结合测井曲线特征分析，认为在河包场气田须家河组地层中主要发育三角洲前缘亚相，其次为三角洲平原亚相和滨浅湖沉积。常见的沉积微相包括分流河道、分流间洼地、水下分流河道、河口坝、前缘远砂坝、前缘席状砂、分流间湾泥岩、前三角洲泥岩以及滨浅湖泥岩等。
    水下分流河道发育灰色、浅灰色、灰白色、绿灰色粗粒、中粒砂岩，岩石类型以长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩为主，部分为岩屑砂岩、岩屑石英砂岩。平行层理、楔状交错层理、块状构造、冲刷充填构造相当发育。
    河口坝砂体的岩性组合以灰色、浅灰色中粒砂岩为主，局部过渡为中-粗粒、中-细粒砂岩，垂向上组成向上变粗的逆粒序，常与水下分流河道微相共生。岩石中普遍含炭化植物树枝及细小炭屑和云母片，发育楔状交错层理、平行层理、波状层理及沙纹交错层理。与水下分流河道相比，块状构造和冲刷充填构造相对较少。
    远砂坝以深灰色、绿灰色、褐灰色的粉砂岩、泥质粉砂岩为特征，夹有少量薄层细砂岩，发育变形纹层状构造、包卷层理、砂球、砂枕以及泄水构造和浪成沙纹层理，岩石中含有大量细小炭屑和云母片，基本上没有炭化的植物树枝。
    前缘席状砂是河口坝、远砂坝受到波浪、潮汐和沿岸流强烈改造和再分布的席状砂层，以灰色、深灰色细粒砂岩、粉砂岩为主，砂粒分选好，砂体中发育平行层理、沙纹交错层理。
    三角洲平原分流河道发育不等厚的砂泥岩互层，以砂质沉积为主，夹粉砂岩、碳质泥岩及煤层，垂向上具有下粗上细的间断性正韵律，常发育板状、槽状交错层理及冲刷充填构造，化石少，底部可见植物碎片，自然伽马曲线多呈钟形或箱形。
    为了查明层序格架中的沉积相分布，对重点四级、五级层序进行了岩性统计，编制了各层序的砂地比分布图，结合测井相分析、露头观察和岩心描述资料，编制了各层序的沉积相平面分布图。
    从sq13(须二下亚段)至sq31(须四上亚段)发生了湖退-湖进-湖退完整的沉积旋回，除sq22(须三段)期以浅湖沉积为主外，工区内主要被三角洲前缘沉积所占据；沉积物源来自工区的南部、东南部及东部，发育4～6支水系；从sq13(须二下亚段)至sq31(须四上亚段)，主导沉积体系具有由南向东迁移的趋势，且河道分支增多。
    确定重点五级层序，进行储层精细刻画，对sq13-6、sq21-4、sq21-6、sq23-3、sq23-7、sq31-4、sq31-7、sq33-2、sq33-7等9个重点含气的五级层序进行了储层的精细刻画。以五级层序sq23-7为例(图2)，其沉积沉积物源主要来自工区南部及东南部方向，区内发育三角洲平原水上分流河道、河道间洼地，三角洲前缘水下分流河道、河口坝、远砂坝及席状砂等沉积微相，并可精细刻画出河道主体与河道侧翼。河包场气田主要处于水下分流河道、河口坝砂体主体发育带。分流河道砂岩厚度在10m以上；河口坝砂岩厚度为8～10m，其发育位置包括包浅207-包浅205井区、包浅201井区、包4井区、包46井区等。远砂坝的砂岩厚度一般为2～4m，分布在河口坝前端，由于受湖水的改造而形成的席状砂呈带状分布，二者呈过渡关系，不易区分。
 
3 储层有利区带预测
    对河包场须家河组而言，沉积微相是岩石物性最宏观、最直接的控制因素。因为不同沉积环境水动力条件的不同，可导致岩石的类型、粒度的差异、分选性和磨圆度甚至孔隙水的差异，进而导致储层的物性差异[7～8]。须家河组不同沉积微相的孔渗分布统计结果表明，水下分流河道、河口坝砂岩的孔渗值相对较高，是较好的储层。
    须二段的水下分流河道砂岩平均孔隙度为11.24%，平均渗透率为0.35×10-3μm2，其河口坝砂岩平均孔隙度为10.23%，平均渗透率为0.25×10-3μm2，是该段两类优质储层。
    须四段的水下分流河道砂岩平均孔隙度为9.1%，平均渗透率为0.4×10-3μm2，物性明显好于其他砂体，是该段最优质储层；河口坝平均孔隙度为7.9%，平均渗透率为0.23×10-3μm2，是仅次于分流河道的又一优质储层。
    通过最小孔喉半径法、压汞分析参数相关法，孔隙度、含水饱和度与相对渗透率组合法等方法的相互比较和验证，确定须家河组的储层物性下限[9～11]，须二段、须四段的储层孔隙度下限为8%和7%，渗透率下限均为0.2×10-3μm2。
    须二段气藏受构造-岩性双重控制，其上部(sq21)储层物性相对较好，连通性好。须四段主要发育岩性气藏，气藏分布与构造位置关系不大，其下部层位(sq23)储层发育较好。
    根据储能系数(有效储层厚度与孔隙度之积)，结合沉积微相，试气资料及所处构造位置，对储层有利区带进行了评价预测。
    在对sq21(须二上亚段)进行储层分类评价时，以储能系数大于1、0.5～1、小于0.5分布作为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ储层的分类依据，以区块内是否有获得工业油气流井作为分类的划分标准。Ⅰ类有利区位于鼻状构造上，储层发育好，储能系数大于1，且有工业气流井；Ⅱ类有利区位于鼻状构造上，储层发育较好，储能系数为0.5～1，且有工业气流井；Ⅲ类有利区位于鼻状构造之外，但储层较发育，储能系数在0.5～1。综合评价出Ⅰ类有利区4个，Ⅱ类有利区2个，Ⅲ类有利区3个。Ⅰ类有利区块位子包22井-包24井-包浅4井区、包21-包1-包浅001-6井区、包33井-包16井-包45井井区、包浅208井区；Ⅱ类较有利区块位于包浅201-包27井区、包浅203-包浅001-11井区、包42井区(图3)。
 
    sq23(须四下亚段)评价出Ⅰ类有利区3个，Ⅱ类有利区5个，Ⅲ类有利区5个。Ⅰ类有利区块位于包27井-包浅205井区、包浅4-包浅001-6-包206井区、包39井区；Ⅱ类较有利区块位于界33、界20井区、包14等井区。
4 结论
    1) 河包场地区须家河组可划分为4个三级层序、11个四级层序，每个四级层序又可细分为7～10个五级层序。主力气层发育于sq21(须二上亚段)、sq23(须四下亚段)，次要含气层位包括sq31(须四上亚段)和sq33(须六下亚段)和sq13(须二下亚段)。对重点四级、五级层序进行了储层的精细刻画。
    2) 通过岩心相、测井相分析，结合砂地比图件的编制，查明了沉积微相的类型及分布。研究区须家河组的主要沉积微相包括分流河道、分流间洼地、水下分流河道、河口坝、远砂坝、席状砂、分流间湾以及滨浅湖滩坝等，有利沉积微相为水下分流河道与河口坝。
    3) 综合考虑储能系数，沉积微相，试气资料及所处构造位置，对储层有利区带进行了评价预测。sq21(须二上亚段)评价出Ⅰ类有利区4个、Ⅱ类有利区2个、Ⅲ类有利区3个，sq23(须四下亚段)评价出Ⅰ类有利区3个、Ⅱ类有利区5个、Ⅲ类有利区5个。
参考文献
[1] 殷孝梅，彭军，何琰，等.包界地区上三叠统须家河组储层特征[J].断块油气田，2008，15(5)：9-22.
[2] 田继军，姜在兴，李熙酷，等.川西前陆盆地上三叠统层序地层学研究[J].天然气工业，2008，28(2)：30-33.
[3] 胡晓强，陈洪德，纪相田，等.川西前陆盆地侏罗系层序地层[J].西南石油学院学报，2006，28(2)：16-19.
[4] 高志勇，罗平，郑荣才，等.四川磨溪-龙女寺构造香溪群高分辨率层序地层分析[J].成都理工大学学报，2005，32(6)：57-63.
[5] 谢武仁，李熙豁，张满郎，等.川中地.区上三叠统须四段厚层砂体成因及油气运移通道分析[J].石油学报，2008，29(4)：54-58.
[6] 田继军，姜在兴，李熙甜，等.川中上三叠统须二段厚层砂岩的成因及其对储层、气藏的控制[J].大庆石油地质与开发，2008，27(2)：34-37.
[7] 李熙酷，张满郎，谢武仁.川西南地区上三叠统须家河组沉积相特征[J].天然气工业，2008，28(2)：54-57.
[8] 周跃宗，雷卞军，赵永刚，等.川中-川南过渡带嘉二段成岩作用及其储层发育[J].西南石油学院学报，2006，28(2)：11-16.
[9] 高阳，蒋裕强，缪灏，等.河包场地区上三叠统须家河组储层下限研究[J].西部探矿工程，2008，12(5)：59-62.
[10] 张庄，曾伟，杨西燕.蜀南地区上三叠统须家河组成岩相划分[J].西南石油学院学报，2006，28(6)：13-15.
[11] 魏小薇，谢继容，唐大海，等.低孔渗砂岩储层基质物性下限确定方法研究——以川中LA构造沙一段油藏为例[J].天然气工业，2005，25(增刊A)：82-85.
 
(本文作者：李熙姑 张满郎 周兆华 郑国强 郭振华 谷江锐 中国石油勘探开发研究院廊坊分院)