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辫状河砂岩储层宏观非均质性研究

王文楷  
【摘要】:低渗透致密砂岩天然气高效勘探和开发的关键技术是储层的非均质性描述与评价,而其中宏观非均质性描述涉及到天然气富集区的优选、开发井的井距优化、水平井导向、渗流半径的量化以及不同级次砂体的结构、三维形态和叠置关系等要素。这些要素的获取不可能仅凭井下的资料完成。因此露头和井下资料结合的储层地质建模成为储层砂体宏观非均质性研究的重要手段。鄂尔多斯盆地石盒子早期(盒8下)广泛发育的辫状河砂岩储层是鄂尔多斯盆地上古生界万亿方天然气田的主力层位之一。新近的研究成果显示鄂尔多斯盆地北缘的千里山地区和盆内的召30井区在盒8下沉积期处于同一相区一辫状河相区。这为本论文开展露头与覆盖区相结合的储层宏观非均质性研究提供了可能。基于此,本文选择了千里山露头剖面和召30井区盒8下段为研究对象,综合运用沉积地质学、高分辨率层序地层学、矿物岩石学以及储层构型分析等理论和技术方法,系统开展盒8下段的层序界面类型、层序特征研究,进而建立其高分辨层序地层格架,在高分辨层序格架内,从层内、层间和平面三个不同角度对辫状河储层的宏观非均质性展开了深入的研究,取得了以下几个认识:(1)精细的沉积微相分析表明,由于河道的频繁迁移改道而形成的废弃河道沉积,以及泛滥平原、决口扇等细粒沉积物在各心滩砂体之间形成渗流屏障是导致辫状河砂岩储层强烈宏观非均质性的原因之一(2)在层序界面级次和特征研究的基础上,运用高分辨率层序地层学理论与技术,将盒8下段辫状河沉积划分为一个长期、两个中期和六个短期旋回。其中,短期旋回和中期旋回主要发育向上变“深”非对称型旋回,长期旋回结构为以上升半旋回为主的不完全对称型。以中期层序界面和洪泛面为地层框架,以短期层序为等时地层对比单元,建立了高精度的等时地层格架,为等时格架内储层宏观非均质性研究奠定了基础。(3)首次在高分辨率层序地层格架内展开了辫状河储层砂体构型分析。中期基准面旋回层序格架内砂体的构型分析揭示了盒8下段辫状河有利储集砂体发育于中期基准面上升初期,砂体纵向切割叠加、横向相互拼接,砂体展布范围宽而广,复合河道砂体内部泥质夹(隔)层发育程度低,储层连续性好,非均质性弱;短期基准面旋回内的砂体构型分析定量刻画了盒8下段单一河道及河道带砂体规模,其中单一河道砂体最小宽度46.40m,最大宽度494.89m,平均宽度208.36m,河道带最小宽度109.76m,最大宽度8807.3m,平均宽度2244.12m。等时格架内砂体的构型分析为盆内天然气富集区的优选、井间距的优化和水平井导向提供了客观、科学的依据。(4)首次对鄂尔多斯盆地北部盒8下段辫状河露头剖面进行了构型分析,共识别出十五类岩相和六类成因单元,获取了砂体的三维参数,其中单砂体最小厚度0.18m,最大厚度3.2m,最大长度232m,最大宽度68.4m,平均厚度0.78m,平均宽度39.68m,平均长度43.59m,长,厚:介于12-67,均值为58;宽/厚介于19-59,平均均值为24。拟合了单砂体长度/厚度以及宽度/厚度的函数关系式:L=44.829h+12.484,W=46.5 h0.577,为井区内小层砂体对比和井下砂体延展的推测提供了依据。(5)从层内非均质性、层间非均质性和平面非均质性入手,以召30井区为依托,对辫状河储层的宏观非均质性进行了综合评价,评价认为:SSC1短期旋回夹层分布频率最高,层内非均质性最强,储层层内非均质性受短期基准面旋回控制;SSC6短期旋回发育于中期基准面的转换期,砂地比最高、分层系数也最高、单砂层平均厚度最薄、隔层分布频率最大,层间非均质性最强,储层层间非均质性受中期基准面旋回控制;SSC6沉积时期溢岸沉积的广泛分布致使砂体在平面上连通程度差,平面非均质性最强,储层平面非均质性受沉积微相展布的控制。


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