松辽盆地白垩纪沉积层序中的青山口组、嫩江组地层沉积时期是两期最大湖泛期,广泛发育厚层暗色泥岩,其中青山口组源岩有机质丰度高,在中央坳陷区基本进入成熟—高熟演化阶段,是盆地中、浅层含油气组合的主力烃源岩及古龙页岩油赋存层系。
古龙页岩油主要分布在青一段(图 1左),分为夹层型、纯页岩型以及发育在齐家凹陷北部的互层型页岩油,岩性以厚层页岩夹粉砂岩、白云岩及介壳灰岩的薄夹层为特征[1]。互层型页岩油受三角洲内前缘相带控制,以砂泥互层为主,单砂层厚度一般大于2m。本文针对齐家古龙凹陷北部的青一段页岩油顶部互层型河道砂岩,通过井震对比、分析河道砂岩井震响应特征,利用地震切片定性表征河道的空间展布,应用波形指示反演精细刻画了多期河道内部砂体分布特征,最后经过综合成藏条件分析,优选具有最佳成藏条件的河道砂体目标,为井位部署提供了依据。
研究区不同部位的钻井揭示,青一段顶部纵向上发育1~2套河道砂体,单砂层厚度一般为1~5m。通过综合分析多口井河道砂岩的测井特征和地震波形特征(图 1),认为河道砂岩的测井响应主要为钟形、箱形曲线特征,测井曲线表现为高速、中高电阻率和中低GR的电性特征,河道砂体含油后电阻率更高。从过井地震剖面上可以看到河道砂岩呈现明显的透镜状、丘形和平行强振幅反射特征(图 1右箭头指示处)。青一段顶部河道砂岩位置的地震波形特征横向上变化大、同相轴连续性差,河道砂岩上、下的地震波组相对连续性好,横向也相对稳定。
2.2 地震切片表征河道空间展布在地震沉积学理论指导下,利用高分辨率三维地震资料和地震等时切片技术揭示沉积体的空间展布形态及其内部结构,从而实现对沉积体的精细刻画。地层切片技术充分利用了地震资料横向分辨率较高的特点,可以较好地显示沉积体在平面上的展布,有助于对沉积体进行精细刻画。应用单个地层切片,在平面上识别出多套沉积体横向展布情况,精细表征河道展布特征;应用相互关联的多个地层切片,在垂向上识别多个沉积体空间分布,刻画不同期次沉积体演化发育情况[2]。
沿青一段顶面向下每隔1ms提取一系列沿层地震振幅属性切片,可以发现该地区清晰的鸟足状三角洲前缘分流河道空间展布特征(图 2),表明青一段顶部地层沉积时期物源供给充沛,属于典型的建设型三角洲沉积环境。该鸟足状三角洲前缘分流河道呈北北东向展布,与齐家古龙凹陷的南北向长轴物源方向一致。水下分流河道相互交织和分叉,从研究区北部往南延伸到J45井附近,研究区分流河道最长达17.3km,地震切片揭示河道总面积为44.8km2。
在三角洲前缘水下分流河道边界刻画基础上,为了更好地研究河道内砂体展布情况,优选波形指示反演方法进行河道砂体分布预测。这种方法的反演结果垂向上与测井符合,横向上与地震特征保持一致,有效提高了反演纵、横向分辨率[3-4]。
通过波形指示反演优选敏感参数,获得具有分辨率高、与井吻合好、与地震波形特征吻合的波形指示反演波阻抗数据体。沿青一段顶部提取反演波阻抗等时地层切片,利用波阻抗高值区可以更精细地刻画青一段顶部河道边界内河道砂体的有利发育部位。
图 3显示青一段高阻抗的河道砂体有利部位主要位于研究区中、北部的近物源端,向南延伸的河道尾端波阻抗值较低、砂体物性相对较差。高位域水下分支河道分为早、晚两期,其中,早期河道(图 3左)主要分布在研究区中西部地区,河道整体呈北北东向和近南北向展布,J95、J98井区的河道属于早期河道;晚期河道(图 3中)主要分布在研究区东部,河道整体呈现北北西向展布,J50、J58、J63、J80等井区的河道属于晚期河道。研究区中部的J57、J53、J79等井区同时发育青一段顶部早、晚两期河道,为两期河道继承性发育区。从过J57井的地震、反演叠合剖面(图 3右)来看,透镜状地震波形和高阻抗特征明显,反演剖面和波阻抗切片揭示的上、下两套河道砂体清晰可辨,该井位于两期北东向分支河道的尾端,河道宽度较窄、砂体相对较薄。
研究区多口钻井钻遇河道,但是由于钻遇的河道位置及砂体组合等条件不相同,导致有些井见到油气显示,甚至产出工业油流,有些井则钻遇干层或者水层。因此,需要对河道砂体的成藏条件进行分析,对成藏模式进行总结,为松辽盆地青山口组互层型页岩油勘探提供可靠依据。
分析河道上已钻井砂体测井响应特征,认为青一段顶部发育的两期河道砂体成藏明显受岩性和物性控制。物性较好的河道砂体GR测井曲线幅值更低、曲线更光滑,具有明显箱形或钟形特征,被周围泥页岩包围,具有更好的成藏条件。如图 4所示,J50、J57等井区晚期河道GR幅值均在80API左右,砂岩物性更好,射孔试油均获工业油流。J57、J95等井区早期河道砂体虽然较厚,但是GR幅值均大于100API,河道砂体物性相对较差,造成这两套砂体成藏条件差,测井解释为干层或含油水层。
同时,通过构造条件分析认为除了主要受岩性、物性控藏以外,河道砂体的构造高部位对于互层型页岩油河道砂体成藏也具有明显的控制作用。如J53井位于河道边部,GR幅值为80API,储层物性相对较好,但该井位于研究区中南部构造相对低部位,构造方面的成藏条件相对较差,因此该井河道砂体测井解释为水层。另外,通过分析发现,青一段顶部两期河道砂体同时发育时,晚期河道砂体的成藏条件好于早期河道砂体,也说明了构造位置较高的砂体更易成藏。
通过以上成藏条件综合分析,认为研究区青一段顶部多期河道砂体相互叠置,沿河道内部砂体分布不连续,河道砂体成藏主要受河道砂体及其物性控制,构造高部位对成藏也有明显控制作用。
结合已钻井、成藏模式分析和河道砂体预测等成果,在研究区优选有利目标井位,优选原则是:在地震资料上透镜状河道砂体反射特征明显、位于构造相对高部位、附近已钻井获油气显示或获工业油流。
4 结论通过对松辽盆地齐家古龙凹陷北部互层型页岩油河道砂岩精细预测研究,获得了以下认识。
(1) 等时地震切片可以有效表征研究区三角洲前缘复杂分支河道边界和空间分布特征;波阻抗反演沿层切片能够精细刻画多期河道内部砂岩分布。
(2) 研究区互层型页岩油河道砂体成藏模式是典型的构造背景控制下的岩性油藏,呈现河道内部物性好的砂岩控制“一砂一藏”、在构造高部位富集的特点。通过有利目标综合评价和优选,为今后该区互层型页岩油河道砂岩油藏勘探开发奠定基础。
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