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本文将新技术、新方法与研究难点和空白结合起来;以层次分析思想为主线;将高分辨层序地层学原理、沉积相精细分析、储层非均质研究及储层流动单元研究纳为一体;将定性地质分析与定量参数分析相结合;由大到小、由粗到细分层次进行储层非均质性分析和储层流动单元研究;并取得了如下主要认识:1.在综合分析研究工区内90口钻井的测井资料、岩芯观察描述成果及岩-电响应模型建立的基础上,结合高分辨率地震资料,运用高分辨率层序地层学理论与方法,依据可容纳空间和A/S比值的变化趋势,开展了90口钻井的长、中、短期基准面旋回识别。
2.全面分析了长、中、短期旋回的类型、垂向相序与发育特征,将地层旋回的类型划分向上“变深”的非对称型短期旋回(A型)和对称型短期旋回(C型)2大类,且以A型旋回为主。在此基础上,建立了下石盒子组的中短期旋回地层格架,并在地层格架内开展砂体的精细对比与空间分布特征研究,建立了辫状河道砂体与曲流河道砂体的垂向叠置与侧向迁移模式。利用高分辨率层序地层学的相分异作用及体积分配原理,根据沉积微相的横向的变化与联系推测砂体之间的横向关系,大大提高了砂体对比的可操作性和准确性,提高了井间砂体预测的精度。
3.充分利用能够反映沉积学特征的各种信息和技术手段,在中短期旋回内利用“相控等时”原理对工区内的90口钻井进行逐一的单井沉积微相分析,结合地震反演资料建立了沉积相演化与平面分布图。
4.通过中短期旋回内储层的宏观、中观和微观非均质性研究,从储层的岩性组成、垂向连通性与夹层分布、横向连续性、产能、裂缝发育程度、物性、碎屑成分、孔隙类型、孔隙结构、成岩作用等方面全面深入地分析了MSC4、MSC5旋回内储层的非均质性特征及其对气藏产能的影响。
5.根据非渗流层和界面的规模和性质,将隔挡层分为隔层和夹层(岩性夹层和物性夹层)。认为:隔层是指短期旋回之间的不渗透岩层,所分隔的层次实体主要为相邻短期旋回内的砂层组或单砂层,界面类型为沉积界面。常由泥岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质和钙质粉砂岩组成,其空间分布主要受基准面和沉积微相控制,一般分布较稳定,规模也相对较大。夹层则指短期旋回内单砂岩之间的相对非渗透性岩层。其规模一般较小,横向延伸也距离也较小。总体上,河道砂岩中心部位,夹层相对不发育,河道侧翼多发育岩性和物性夹层。本区河道砂岩多为多期河道叠置而成的厚层砂岩,单期河道之间既可以切割,也可以切叠。如果河道之间互相切割严重,则岩性夹层不发育,偶然发育物性夹层;而如果河道之间互相切叠,则有可能岩性及物性夹层同时发育。垂向上,岩性夹层多分布在单个河道砂的底部,物性夹层多分布在河道砂岩的中上部,如果河道砂岩切割下部河道砂岩,则在河道砂岩的底部也可发育物性夹层。
6.从基准面旋回与流动单元的层次性分析入手,选取孔隙度(Por)、渗透率(Perm)和含气饱(Sg)等三个参数,根据聚类分析结果并结合储层的压汞曲线类型,将流动单元划分为A、B、C、D四种类型。并在此基础上开展单井成因砂体级的中小尺度的流动单元的识别与评价,分析了盒二、盒三段各短期旋回内流动单元的垂向叠置样式与侧向分割特征,探讨了基准面旋回与流动单元的关系,并结合岩石物理相查明了大开15井区主要短期旋回流动单元的平面分布特征。认为:流动单元的发育位置、规模与类型均受控于基准面变化及A/S值条件。
(1)MSC4、MSC5储层可划分为4类岩石物理相:弱压实、弱胶结、弱溶蚀粗粒岩屑石英砂岩相(A),较强压实、较强胶结、较强溶蚀粗粒岩屑砂岩、长石岩屑砂岩相(B),强压实、强胶结、弱溶蚀中粒长石岩屑砂岩相(C)及强压实、强胶结、弱溶蚀细砂岩相(D)。A类流动单元主要对应于A类岩石物理相,高产层主要为A类流动单元。
(2)小尺度储层流动的层次性是由基准面旋回及储层的非均质性引起的,并直接控制砂体与流动单元在垂向上的叠置样式。从流动单元间的界面和非渗流层的类型看,其垂向叠置样式主要表现为二种类型,即单一型和复合型。单一型流动单元由单砂体组成,流动单元内流体的流动规律一致,内部无阻隔流体流动的界面或夹层,垂向上相邻流动单元间由隔层或夹层分隔,分隔界面主要为沉积微相界面;一般发育在中期旋回中下部的低可容空间、低A/S值条件下,主要受控于沉积微相的变化。复合型是指二个或二个以上流动单元在垂向上相互叠置,流动单元之间无隔、夹层及明显的分割面或仅发育较薄的物性夹层;一般发育在中期旋回的中上部的高可容空间、高A/S值条件下,主要受控于成岩作用的差异。
(3)从流动单元单元的侧向分割方式看可分为2种类型,一类是流动单元在侧向上直接与非渗流层(隔层或夹层)接触,流动单元与隔挡层之间存在明显的界面。另一类是流动单元之间的侧向接触,没有明显的分隔界面,只是侧向相邻流动单元的渗流条件不同而已;沉积微相、古地形地貌条件、水动力条件的差异及其由此引起的后期成岩作用的差异,是造成储层非均质性和渗流条件差异的主要原因。
(4)流动单元的发育位置受基准面及A/S值变化的控制。小尺度流动单元一般发育在短期旋回底部的最低可容空间条件下,其侧向分割性明显受基准面旋回和沉积微相的控制。从中期旋回看,底部的最低可容空间条件下沉积的砂体厚度大,砂体连通性好,侧向延伸距离远,其相应的流动单元在侧向上的连通性也好;而在中期旋回中上部的中高可容空间条件下,砂体多为孤立的单砂体,砂体侧向连通性差,延伸距离短,相应的流动单元在侧向上的连通性也较差。
(5)短期旋回内砂体的规模直接决定小尺度流动单元的规模,而短期旋回砂体的规模则决定于其所处的中、长期基准面旋回的位置,总体上具有随着A/S值增加流动单元厚度减小,横向延伸距离变短的趋势。而在每个中期旋回内,也存在相似的规律性,即在中期旋回的最低可容纳空间条件下的短期旋回流动单元的厚度最大,横向延伸距离大。
(6)流动单元类型与基准面变化过程中A/S值的变化存在密切的联系。在LSC2长期旋回内,高可容纳空间条件下的MSC5中期旋回内的A类流动单元最为发育,反映在LSC2长期旋回内,随着可容空间和A/S值的增加,中期旋回流动单元的类型呈现由劣到优的变化趋势。而形成这一特征的根本原因是在LSC2长期旋回内,随可容空间条件和A/S值的变化,由早至晚呈现由辫状河向曲流化辫状河或曲流河的转化趋势,正是由于河道性质的转化才导致不同类型的河道砂岩的岩石相类型、成岩作用及孔隙结构特征的差异,最终导致其渗流能力的差异。相反,在各中期旋回内,旋回底部的低可容、低A/S值条件下堆积的流动单元类型相对较优,A类流动单元一般发育在各中期旋回的底部,中高可容空间、A/S值条件下形成的流动单元类型相对较差。这是因为在低可纳空间、A/S值条件下堆积的河道砂岩的碎屑颗粒相对较粗,石英含量相对较高、填隙物与岩屑含量相对较低,孔隙结构相对较好,因而其渗流能力也相对较好。