庫車拗陷迪那氣田古近系蘇維依組儲層精細劃分對比研究

張學偉，楊俊生，袁靜，吳永平，鄭廣全

1.中國石油大學（華東）地球科學與技術學院，山東青島266580；2.勝利油田魯明油氣勘探開發(fā)有限公司，山東東營257000；3.中國石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆庫爾勒841000

庫車拗陷迪那氣田古近系蘇維依組儲層精細劃分對比研究

張學偉1，2，楊俊生1，袁靜1，吳永平3，鄭廣全3

1.中國石油大學（華東）地球科學與技術學院，山東青島266580；2.勝利油田魯明油氣勘探開發(fā)有限公司，山東東營257000；3.中國石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆庫爾勒841000

對迪那氣田蘇維依組采用“標準層對比，旋回對比，分級控制”的地層對比方法，開展儲層精細劃分對比研究工作.研究區(qū)蘇維依組下伏和頂部的2個區(qū)域一級標準層以及內(nèi)部4個二級標準層是劃分氣層組和砂層組的關鍵；3個三級旋回、5個四級旋回以及19個五級旋回的沉積特征是進行砂層組和小層劃分對比的依據(jù).根據(jù)以上標準層和旋回特征將迪那氣田古近系蘇維依氣層組劃分為5個砂層組和19個小層.

迪那氣田；蘇維依組；標準層；沉積旋回；小層對比；新疆

0 前言

迪那氣田是塔里木油田公司最為重要的天然氣產(chǎn)區(qū)之一，是中國目前發(fā)現(xiàn)的儲量規(guī)模最大的凝析氣田［1］.該氣田的儲層為新近系吉迪克組、古近系庫姆格列木群和蘇維依組，其中蘇維依組為最主要儲層.自2005年投入開發(fā)以來，迪那氣田蘇維依組地層劃分一直沿用勘探階段的三分方案，并沒有建立完善的包括氣層組、砂層組、小層等油氣開發(fā)單元的地層對比方案.嚴德天等［2］、劉景彥等［3］、劉辰生等［4］分別對庫車前陸盆地、庫車拗陷和塔里木盆地古近系進行層序地層學研究，并將古近系蘇維依組劃分出2個三級層序；邵龍義等［5］在塔里木盆地古近系層序地層的研究中，將庫車拗陷古近系蘇維依組劃分為1個三級層序；石媛媛等［6］曾對塔里木盆地庫東-輪臺地區(qū)蘇維依組沉積儲層特征進行過研究，僅將蘇維依組劃分出4個砂層組；顏文豪等［7］曾對迪那2氣田地質(zhì)特征及儲層進行過研究，其中古近系蘇維依組地層劃分仍是沿用勘探階段的三分方案.綜合來看，前人的研究多集中在整個庫車拗陷和塔里木盆地，而針對迪那氣田的研究則相對較少，因此，有必要建立適用于迪那氣田古近系蘇維依組的地層精細劃分對比方案.

筆者應用“標準層對比，旋回對比，分級控制”地層對比方法，首次對迪那氣田古近系蘇維依組開展地層精細化分對比工作，利用橫向上分布穩(wěn)定的區(qū)域一級標準層劃分二級旋回（相當于氣層組），在二級旋回的控制下，利用二級標準層劃分和對比三級旋回、四級旋回（相當于砂層組），然后在四級旋回對比的控制下，利用五級、六級沉積旋回及巖性變化特征細分小層.在儲層精細化分和對比的過程中，縱向上按照沉積旋回的級次，由大到小逐級對比，將蘇維依組按照氣層組、砂層組、小層的對比順序逐級細分，以期建立起迪那氣田蘇維依組小層劃分對比方案，為后續(xù)沉積微相劃分、儲層非均質(zhì)性研究及合理開展剩余油氣等工作奠定基礎.

1 區(qū)域地質(zhì)背景

迪那氣田位于塔里木盆地庫車拗陷秋里塔格構造帶東部，該構造帶是庫車前陸盆地中部的一個弧形構造帶，呈近東西向展布.其中部褶皺沖斷隆起較高，向東逐漸傾伏，分割了拜城、陽霞凹陷（圖1）［7-8］.自中生代以來，庫車拗陷的古地理格局為北山南盆，北高南低的古地形決定了迪那地區(qū)古流向主要為由北向南.古近系沉積時期庫車拗陷氣候干旱炎熱，北部發(fā)育多個沖積扇-扇三角洲沉積體系.自北部物源區(qū)向南部的沉積區(qū)，依次為沖積扇、扇三角洲平原、扇三角洲前緣和濱淺湖沉積［9］（圖2）.

迪那氣田蘇維依組主要為扇三角洲前緣沉積.該套沉積自上而下細分為3個巖性段：蘇一段上部以褐色粉砂巖、細砂巖為主，夾薄層泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，下部發(fā)育兩套厚層狀雜色礫巖、砂礫巖、含礫砂巖；蘇二段中上部以高電阻率低自然伽馬礫巖、含礫砂巖發(fā)育為特征，下部泥巖較發(fā)育，底部為分布穩(wěn)定的褐色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖；蘇三段電性上自然伽馬呈槽狀，特征明顯，以砂巖集中發(fā)育為特征，巖性以褐色粉砂巖、細砂巖為主，夾薄層褐色粉砂質(zhì)泥巖（圖3）.

2 地層精細劃分對比方案

古近系庫姆格列木群頂部發(fā)育一套厚約30 m的泥巖，自然伽馬曲線上呈高幅齒狀，主要為濱-淺湖相沉積，與蘇維依組底部砂巖、砂礫巖突變接觸，該套泥巖在全區(qū)分布穩(wěn)定，為一級標準層（見圖4標準層Ⅰ）；新近系吉迪克組底部發(fā)育一套厚約10 m的雜色中礫巖、細礫巖，在自然伽馬曲線上呈低值齒化箱狀，主要為泥石流沉積，與下伏蘇維依組頂部砂泥巖呈平行不整合接觸，該不整合界面也可作為一級標準層（見圖4標準層Ⅵ）.蘇維依氣層組（EⅠ）由這2個一級標準層所限定.根據(jù)內(nèi)部的二級標準層及沉積旋回特征將蘇維依氣層組劃分為5個砂層組，自上而下依次命名為EⅠ1、EⅠ2……EⅠ5，其中EⅠ1和EⅠ2砂層組相當于蘇一段，EⅠ3和EⅠ4砂層組相當于蘇二段，EⅠ5砂層組相當于蘇三段.各砂層組進一步劃分為2～6個小層不等，共計19個小層（圖4）.

3 砂層組劃分和對比

圖1 庫車前陸盆地構造單元劃分及迪那氣田位置Fig.1 The tectonic units of Kuqa foreland basin and the position of Dina gasfield

圖2 迪那地區(qū)古近系沉積背景圖（據(jù)塔里木油田資料）Fig.2 Palaeogene sedimentary setting of Dina gasfield（From the Tarim Oilfield）

圖3 迪那氣田蘇維依組綜合柱狀圖（據(jù)塔里木油田資料）Fig.3 Comprehensive column of Suweiyi Formation in Dina gasfield（From the Tarim Oilfield）

圖4 迪那氣田蘇維依組地層劃分對比圖（迪那201井）Fig.4 Stratigraphic division and correlation for Suweiyi Formation in Dina gasfield（DN201 well）

砂層組的劃分與對比主要以二級標準層及三級和四級沉積旋回為依據(jù).一般來說，識別出的標準層越多，地層對比就相對越容易、越準確［10-11］.二級標準層是局部范圍內(nèi)可用的對比標志，也稱輔助標準層［12］.蘇維依組內(nèi)部識別出4個二級標準層.其中標準層Ⅱ位于蘇維依組EⅠ4砂組底部，即EⅠ45小層，相當于蘇二段底部泥巖，該標準層厚7～20 m，巖性以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，研究區(qū)中鉆遇率達70%，電性特征表現(xiàn)為指狀高自然伽馬、齒狀低電阻率，主要為扇三角洲前緣水下分流間灣沉積；標準層Ⅲ位于蘇維依組EⅠ4砂層組頂部，即EⅠ41小層，該標準層厚度5～15 m，巖性以泥巖及粉砂質(zhì)泥巖為主，在研究區(qū)中鉆遇率達80%以上，電性特征表現(xiàn)為漏斗型自然伽馬、齒狀低電阻率，自然伽馬曲線幅度上大下小，反映了水動力條件和物源供給逐漸增強的過程，沉積物粒度下細上粗，呈典型的反韻律結(jié)構（圖4），主要為濱-淺湖相沉積；標準層Ⅳ位于蘇維依組EⅠ3砂層組頂部，即EⅠ31小層，該泥巖標準層厚度為5～10 m，在迪那地區(qū)鉆遇率達80%，電性表現(xiàn)為齒化高自然伽馬、齒化箱型低電阻率，為扇三角洲前緣沉積；標準層Ⅴ位于蘇維依組EⅠ2砂層組頂部，即EⅠ21小層，該標準層厚度為9～18 m，以底部發(fā)育粉砂巖或細砂巖等砂質(zhì)沉積為特征，向上逐漸過渡為泥巖，呈典型正韻律結(jié)構，在迪那地區(qū)鉆遇率達80%以上，電性特征多表現(xiàn)為指狀和箱型自然伽馬、齒狀低電阻率（圖5）.三級旋回代表湖盆水域的擴張與收縮，不同三級旋回之間地層是連續(xù)的，常有湖侵層分隔［12］.迪那氣田蘇維依組由3個三級旋回構成，自下而上依次命名為SC1、SC2和SC3.SC1由標準層Ⅰ和標準層Ⅲ這兩套湖侵層所分隔，為扇三角洲前緣-濱淺湖沉積；SC2為一套扇三角洲前緣沉積，其上發(fā)生相變，為SC3底部扇三角洲平原沉積（圖4）.四級旋回是沉積條件變化所形成的沉積層，它與砂層組大體相當［12-141］，其頂部或底部發(fā)育較穩(wěn)定的二級標準層［15］.

三級旋回SC1呈正旋回特征，它由2個粒度向上變細的四級旋回組成，分別相當于EⅠ4砂層組和EⅠ5砂層組.位于EⅠ4砂層組底部的EⅠ45小層為劃分EⅠ4、EⅠ5砂層組的二級標準層（標準層Ⅱ）.EⅠ5砂層組以砂巖集中發(fā)育為特征，厚度15～30 m，主要由泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖和細砂巖組成，向上泥質(zhì)含量增多，自然伽馬曲線多呈槽狀，特征明顯，主要為扇三角洲前緣沉積.EⅠ4砂層組以泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，夾褐色中-細砂巖、粉砂巖，自然伽馬曲線多呈指狀和齒狀，電阻率曲線呈齒狀（圖5），主要為扇三角洲前緣-濱淺湖沉積.

三級旋回SC2呈反旋回特征，由1個粒度向上變粗的四級旋回組成，相當于EⅠ3砂層組.位于EⅠ4砂層組頂部的EⅠ41小層為劃分EⅠ3、EⅠ4砂層組的二級標準層（標準層Ⅲ）.EⅠ3砂層組以礫巖和含礫砂巖發(fā)育為特征，厚度40～60 m，自然伽馬曲線多呈箱形，電阻率曲線呈指狀尖峰，主要為扇三角洲前緣沉積.

三級旋回SC3呈正旋回特征，它由1個粒度向上變粗的四級旋回和1個粒度向上變細的四級旋回組成，分別相當于EⅠ1砂層組和EⅠ2砂層組.位于EⅠ3砂層組頂部的EⅠ31小層為劃分EⅠ2、EⅠ3砂層組的二級標準層（標準層Ⅳ）.EⅠ2砂層組厚度30～50 m，上部由粉砂巖、泥質(zhì)粉砂和泥巖組成，為扇三角洲前緣沉積；下部發(fā)育兩套厚層狀雜色礫巖、含礫砂巖、砂礫巖，相當于蘇一段底部礫巖層，電性特征呈箱形低自然伽馬和箱形高電阻率，區(qū)域?qū)Ρ刃院茫瑸樯热侵奁皆练e.位于EⅠ2砂層組頂部的EⅠ21小層為劃分EⅠ1、EⅠ2砂層組的二級標準層（標準層Ⅴ）.標準層Ⅴ之上的EⅠ1砂層組巖性以紅褐色、褐色粉—細砂巖、粉砂巖為主，厚度30～55 m，自然伽馬曲線呈齒化箱形，電阻率曲線多為低幅齒狀，主要為扇三角洲前緣沉積（圖5）.

圖5 迪那氣田蘇維依組砂層組劃分對比圖Fig.5 Division and correlation for sand groups of Suweiyi Formation in Dina gasfield

4 小層劃分和對比

在利用三級、四級旋回特征劃分砂層組的基礎上，在四級旋回控制下，利用砂層組內(nèi)部五級旋回及六級旋回特征對小層單元進行劃分和對比.五級旋回是同一環(huán)境下形成的微相單元，如扇三角洲前緣單一水下分流河道沉積（正韻律）或單一河口砂壩沉積（反韻律），它相當于開發(fā)地質(zhì)研究中的小層［12-14］.迪那氣田蘇維依組小層沉積類型可劃分為2種，即粒度向上變細正旋回和粒度向上變粗反旋回.在砂層組對比的基礎上，以單井巖心和測井資料中識別出的五級旋回甚至六級旋回為對比依據(jù)，通過井間的反復對比，確定小層頂?shù)捉缦蓿罱K在5個砂層組中劃分出19個小層（圖4）.

4.1 小層沉積旋回類型

研究區(qū)蘇維依組小層沉積類型以正旋回型為主，也見少量反旋回型.小層中常見單個或多個水道化礫巖-含礫不等粒砂巖-粉砂巖組成的正粒序，頂、底多見沖刷面（圖6A-1）.扇三角洲前緣水下分流河道、天然堤、河道間等沉積亦可組成的正粒序結(jié)構，頂、底為弱沖刷面或間斷面（圖6A-2，圖6A-3）.研究區(qū)也見以扇三角洲前緣河口壩、水下分流河道間和遠砂壩沉積為反韻律特征的五級旋回.扇三角洲前緣河口壩-河道間-前緣席狀砂沉積組合縱向上呈反粒序結(jié)構（圖6B-1），河道間-遠砂壩沉積亦可組成粒度向上變粗的五級旋回（圖6B-2）.在遠離河口的扇三角洲前緣河口壩、遠砂壩和席狀砂沉積區(qū)，常見水下分流河道間-遠砂壩-河口壩的縱向疊加（圖6B-3），粒度自下而上加粗，呈反韻律特征.

4.2 小層沉積特征

利用單井巖心、測井資料識別出的五級旋回甚至六級旋回，對小層級別的地層單元進行劃分.以EⅠ35小層為例說明利用五級旋回劃分小層的過程.圖7為迪那202井蘇維依組EⅠ35小層巖心相序列及其沉積相解釋，該井第5次取心井段4953.3～4962.4 m，巖心中獲取了一個完整的正旋回.該小層下部單元由6個向上變細的六級旋回構成，底部為塊狀雜基支撐礫巖，向上漸變?yōu)橹?粗砂巖或細砂巖，其中礫巖見礫石的定向排列，砂巖中發(fā)育斜層理；上部單元由2個向上變細的六級旋回構成，由紅褐色中砂巖、細砂巖、粉砂巖，向上漸變?yōu)槟噘|(zhì)粉砂巖，頂部含泥礫，砂巖具塊狀構造（圖7）.EⅠ35小層下部由6個六級旋回構成的粗粒沉積與上部由2個六級旋回構成的細粒沉積一起組成一個完整的向上變細的五級旋回，該旋回為扇三角洲平原分流河道沉積.該分流河道頂部的粉砂巖與其上的雜基支撐礫巖呈突變沖刷接觸，代表了一個分流河道沉積旋回的結(jié)束與另一個分流河道沉積旋回的開始.此巖性突變面是EⅠ35小層與其上部EⅠ34小層的分界面.

圖6 迪那氣田蘇維依組小層沉積序列典型類型圖Fig.6 Typical types of sublayer sedimentary sequence of Suweiyi Formation in Dina gasfield

圖7 迪那202井蘇維依組EⅠ35小層巖心相序列圖Fig.7 Core sequence of EⅠ35sublayer of Suweiyi Formation of DN202 well

在單井劃分小層的基礎上，還需利用井間對比來提高小層劃分對比的準確性.以EⅠ2砂層組為例說明砂層組內(nèi)小層劃分過程.EⅠ2砂層組底部為礫巖、含礫砂巖，向上逐漸過渡為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和泥巖，整體呈向上變細的四級旋回，沉積環(huán)境由扇三角洲平原過渡為扇三角洲前緣.該砂層組由3個向上變細的五級旋回構成，每個五級旋回相當于一個小層，并且3個小層自下而上分別與扇三角洲平原分流河道、前緣席狀砂、前緣水下分流河道沉積微相對應.橫向上自DN3井至DN11井有泥巖含量增多、砂巖含量降低的特點（圖8），顯示出沉積環(huán)境由扇三角洲前緣向濱淺湖的過渡.

4.3 小層劃分方案的應用

本文所及小層劃分方案在迪那氣田蘇維依組儲層細分對比中取得了很好的效果，有效識別了過井斷層，解決了迪那地區(qū)過井斷層識別難等問題，同時該劃分方案提高了對該區(qū)蘇維依組砂體展布的認識和優(yōu)質(zhì)儲層分布的預測，使得該區(qū)地質(zhì)儲量計算更為精確，也為迪那氣田合理開發(fā)技術政策的制定奠定了基礎.

5 結(jié)論

（1）迪那氣田古近系蘇維依組儲層由2個一級標準層所界定，分別為庫姆格列木群頂部厚層泥巖和蘇維依組頂部的平行不整合界面.蘇維依組內(nèi)部識別出4個巖性以泥巖為主、電性特征突出、平面分布較穩(wěn)定的二級標準層.

（2）在標準層識別的基礎上，利用蘇維依組內(nèi)部3個三級旋回和5個四級旋回的沉積特征劃分對比砂層組，并在砂層組對比的基礎上利用五級旋回細分小層.

（3）采用“標準層對比，旋回對比，分級控制”的地層對比方法對迪那氣田古近系蘇維依組儲層進行精細劃分，根據(jù)上述標準層及沉積旋回特征，縱向上將蘇維依組儲層共劃分了1個氣層組，5個砂層組和19個小層.

［1］朱光有，楊海軍，張斌，等.塔里木盆地迪那2大型凝析氣田的地質(zhì)特征及其成藏機制［J］.巖石學報,2012,28（8）:2479—2492.

［2］嚴德天，王華，王家豪.庫車前陸盆地古近系露頭層序地層學［J］.地質(zhì)科技情報,2006,25（5）:21—26.

［3］劉景彥，丁孝忠，邱以鋼，等.新疆庫車坳陷古近系蘇維依組高精度層序地層及其發(fā)育的主控因素探討［J］.高校地質(zhì)學報,2009,15（3）: 318—327.

［4］劉辰生，郭建華，郭世釗.塔里木盆地古近系層序地層學研究［J］.西北大學學報：自然科學版,2012,42（5）:813—818.

［5］邵龍義，羅文林，顧家裕，等.塔里木盆地古近系層序地層研究［J］.古地理學報,2007,9（3）:283—292.

［6］石媛媛，洪才均，房曉璐，等.塔里木盆地庫東-輪臺地區(qū)蘇維依組Ⅱ砂組沉積儲層特征［J］.石油實驗地質(zhì),2014,36（4）:422—428.

［7］顏文豪，李建明，王冬梅，等.庫車坳陷迪那2氣田地質(zhì)特征與沉積儲層研究［J］.天然氣地球科學,2009,20（1）:86—93.

［8］馬玉杰，謝會文，蔡振忠，等.庫車坳陷迪那2氣田地質(zhì)特征［J］.天然氣地球科學,2003,14（5）:371—374.

［9］楊帆，孫玉善，譚秀成，等.迪那2氣田古近系低滲透儲集層形成機制分析［J］.石油勘探與開發(fā),2005,32（2）:39—42.

［10］孫杰，張世奇，魏垂高，等.東營凹陷現(xiàn)河莊油田沙二段儲層精細劃分與對比［J］.西部探礦工程,2006（4）:138—141.

［11］隋軍，呂曉光，趙翰卿，等.大慶油田河流-三角洲相儲層研究［M］.北京：石油工業(yè)出版社,2000:80—85.

［12］裘亦楠，薛叔浩.油氣儲層評價技術［M］.北京：石油工業(yè)出版社, 2001:248—254.

［13］劉波，趙翰卿，于會宇.儲集層的兩種精細對比方法討論［J］.石油勘探與開發(fā),2001,28（6）:94—96.

［14］劉波.基準面旋回與沉積旋回的對比方法探討［J］.沉積學報,2002, 20（1）:112—117.

［15］劉林玉.新疆鄯善油田三間房組的小層對比［J］.沉積與特提斯地質(zhì),2000,20（3）:25—32.

FINE DIVISION AND CORRELATION OF THE PALEOGENE SUWEIYI FORMATION RESERVOIR IN DINA GASFIELD,KUQA DEPRESSION

ZHANG Xue-wei1,2,YANG Jun-sheng1,YUAN Jing1,WU Yong-ping3,ZHENG Guang-quan3

1.College of Geosciences and Technology,China University of Petroleum,Qingdao 266580,Shandong Province,China; 2.Luming Exploration and Development Co.Ltd.,shengli Oilfield,Dongying 257000,Shandong Province China; 3.Research Institute of Exploration and Development,Tarim Oilfield Company of PetroChina,Korla 841000,Xinjiang,China

The stratigraphic correlation methods,which include marker bed correlation,cycle correlation and hierarchical control,are adopted to carry out fine division and correlation of the reservoir of Suweiyi Formation in Dina gasfield.Two primary marker beds at the top of and underlying the Suweiyi Formation and four internal secondary marker beds are key to divide gas layer group and sand group,while the sedimentary characteristics of three third-order cycles,five fourth-order cycles and 19 fifth-order cycles are the basis to divide sand group and sublayer.The Suweiyi Formation of Paleogene can be divided into 5 sand groups and 19 sublayers based on the characteristics of marker beds and sedimentary cycles above.

Dina gasfield;Suweiyi Formation;marker bed;sedimentary cycle;sublayer correlation;Xinjiang

圖8 迪那氣田蘇維依組EⅠ1-2砂組及其小層連井對比圖Fig.8 Correlation for EⅠ1-2sand group and sublayers of Suweiyi Formation in Dina gasfield

1671-1947（2015）03-0248-07

P618.130.2

A

2015－02－11；

2015-03-18.編輯：張哲．

中國石油天然氣股份有限公司項目“迪那2氣田低孔低滲裂縫性儲層描述及預測”（041011100008）.

張學偉（1989—），男，中國石油大學（華東）在讀碩士研究生，地質(zhì)學專業(yè)，主要從事沉積學及層序地層學研究，通信地址山東省青島市黃島區(qū)長江西路66號，E-mail//164273378@163.com