地層傾角測井在大牛地氣田水平井區的應用

周功才 趙永剛 李功強 李永杰

1.中國地質大學(武漢) 2.中國石化集團華北石油局測井公司

地層傾角測井在大牛地氣田水平井區的應用

周功才1,2趙永剛2李功強2李永杰2

1.中國地質大學(武漢) 2.中國石化集團華北石油局測井公司

應用地層傾角測井得到的地層傾角及其傾斜方位角來研究和解決相關地質問題對油氣田的勘探開發具有重要意義。對大牛地氣田大12-66水平井區地層傾角測井資料開展了沉積環境分析、最大地應力判斷、裂縫識別,結合臨井資料進行了多井對比分析,確定了水平井區內上、下古生界的不整合面。研究結果表明:下古生界碳酸鹽巖和上古生界的太原組、盒二段、盒三段裂縫、微裂縫較發育,最大水平主地應力方向為北東—南西向;細分了太二段和山二段砂體的沉積微相,預測太二2層砂體的加厚方向為北東方向,山二1層砂體的加厚方向為北西方向,山二2層砂體的加厚方向為南東方向。研究成果為水平井布井、井眼軌跡設計提供了所需的地質信息。

大牛地氣田 地層傾角 水平井 沉積微相 地應力 裂縫(巖石) 應用

1 地層傾角測井資料地質分析

地層傾角測井是一種能直觀反映單井剖面地質構造的測井方法,通過相關對比等方法處理得到的傾角矢量圖(圖1),可以了解目的油氣藏砂體的地層產狀特征、砂體展布及古水流和物源方向、判斷地應力方向、識別裂縫等[1-7]。

圖1 地層傾角模式及與其相關的地質異常示意圖

1.1 研究區地質特征

大牛地氣田位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡的北部,現今構造面貌為一區域性西傾大單斜,坡降7～10 m/ km,在極其平緩的構造背景上發育有兩個方向的小幅度褶皺,以北東向為主,北西向為后期疊加的褶皺[8]。大12-27、大61-16、大61-17等3口井距離較近,便于進行砂體追蹤和地層對比,現以其為例進行地層傾角測井資料的地質分析。

1.2 構造解釋

3口井從整體上看,傾角處理井段地層構造較簡單,只有少數的褶皺與不整合,上石炭統太原組和下二疊統山西組還是有一定的差別,能夠區分;特別是上、下古生界的風化殼不整合面,在構造傾角圖上可以很明顯地看出,上古生界構造傾角變化較小,整體在3°左右,從中石炭統本溪組的風化面其傾角開始明顯變化,下古生界的碳酸鹽巖傾角整體數值變大,傾角矢量點少且亂,一致性變差,地層產狀不易確定。

1.3 沉積微相解釋

3口井所測地層傾角井段為奧陶系、石炭系和二疊系。據筆者近年來的研究,區域沉積環境是從太原組的濱淺海相到山西組的海陸過渡相,最后是上二疊統石盒子組的河流相。從傾角資料看,這3口井的二疊系大部分沉積傾角在10°以內,以低等能量沉積環境為主,石炭系地層大部分沉積傾角在10°～20°之間,以中等能量沉積環境為主。

判斷古水流方向,主要采用的是藍色模式法和矢量方位頻率圖法。在砂巖體中,藍色模式的矢量方向一般都指示古水流方向;矢量方位頻率圖中主峰的個數反映作用營力的個數,峰的方向指示古水流方向,而峰的離散反映水流方向的變化范圍(圖2)。

圖2 大61-17井沉積相分析圖

在3口井的沉積分析中,利用這種兩種方法,得到了不同目的層砂體的水流方向,同時預測了砂體延伸方向和加厚方向。

1.4 判斷地應力方向

3口井測量井段內橢圓井眼現象不太明顯,地應力較均衡,在不同時期構造形成過程中略有變化,確定的主應力方向為北東—南西向(圖3)。

1.5 識別裂縫

利用地層傾角測井識別裂縫效果較好,電導率異常檢測(DCA)求出由各極板與相鄰兩個極板的電導率的最小正差異,把這個最小正差異疊加在該極板的方位曲線上,作為判斷裂縫的標志。DCA成果圖直接顯示出裂縫的方位,排除了由地層層理等引起的電導率異常,突出了與裂縫相關的電導率異常。

3口井的奧陶系馬五段裂縫都較發育(圖4),有的井在太二段、山二段、盒一段、盒二段、盒三段的微裂縫有不同程度的發育。

2 地層傾角測井資料區域分析

選取了區域內水平井主目的層太二段和山二段主砂體,追蹤了砂體的延伸方向和加厚方向,為在周圍區塊施工水平井做了前期的基礎工作。大66-68—大61-17—大23井的太二段進行連井對比,發現太二2層砂體沿北東向南西方向逐漸變薄,預測太二2層砂體的加厚方向可能為北東方向;山二段砂體有多套砂體沉積,根據3口井的傾角資料,重點追蹤了山二1層、山二2層兩套砂體,由大61-16—大61-9—大61-17—大66-33井的山二段進行連井對比,發現山二1層砂體沿北西向南東向逐漸變薄,山二2層砂體沿南東向北西向逐漸變薄的趨勢,預測山二1層砂體的加厚方向為北西方向,山二2層砂體的加厚方向為南東方向。

3 結論

圖3 3口井最大地應力方向玫瑰圖

1)地層傾角的構造分析發現上、下古生界的不整合面在區域上分布明顯。

圖4 大12-27井馬五段裂縫發育DCA圖

2)3口井的地應力方向為北東—南西向。

3)由地層傾角的裂縫發育DCA圖可知,下古生界碳酸鹽巖裂縫普遍較發育,上古生界的太原組、盒二段和盒三段裂縫或微裂縫較發育。

4)通過多井儲層沉積微相研究,預測太二2層砂體的加厚方向可能為北東方向,山二1層砂體的加厚方向為北西方向,山二2層砂體的加厚方向南東方向,同時密集的地層傾角資料可以為水平井布井、井眼軌跡設計提供需要的地質信息。

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Application of dip-log in horizontal wells of the Dan iudi Gas Field

Zhou Gongcai1,2,Zhao Yonggang2,Li Gongqiang2,Li Yongjie2
(1.China University of Geosciences,Beijing 100083,China;2.Logging Com pany of N orth China(H uabei) Petroleum A dm inistration Bureau,Sinopec Group,X inxiang,Henan 437000,China)

NATUR.GAS IND.VOLUM E 30,ISSUE 6,pp.39-41,6/25/2010.(ISSN 1000-0976;In Chinese)

The app lication of stratigraphic dip and dip azimuth data in geological studies are of great significance for explo ration and development of oil and gas fields.The dip-logsof the ho rizontalwell Da12-66 in the Daniudi Gas Field are used in the analysisof sedimentary setting,definition of themaximum earth stress and identification of fractures.The inter-well correlation is also performed by using the dip-logs of adjacent wells.The unconfo rmity between the Upper and Lower Paleozoic in thiswellblock is recognized.It is revealed that fractures and micro-fractures are relatively well developed in the Lower Paleozoic carbonates and the Upper Paleozoic Taiyuan Fo rmation and the second and third membersof the Shihezi Fo rmation.Themaximum horizontal p rincip le earth stress is in the NE-SW direction.The sedimentary microfacies of the second member of the Taiyuan Formation and the second member of the Shanxi Formation are recognized.It is p redicted that the second sand unit in the secondmember of the Taiyuan Formation thickens in the NE direction.In contrast,the first sand unit in the second member of the Shanxi Formation thickens in the NW direction,w hile its second sand unit thickens in the SE direction.These understandings p rovide necessary information fo r ho rizontal well placement and well trajectory design.

Daniudi Gas Field,stratigraphic dip,horizontalwell,sedimentary microfacies,earth stress,fracture(rock),app lication DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.06.010

周功才,1964年生,高級工程師;現任中國石化集團華北石油局測井公司副經理,從事測井技術管理工作。地址: (437000)河南省新鄉市洪門。電話:(0373)5795605。E-mail:hbsjzhougc@vip.163.com

周功才等.地層傾角測井在大牛地氣田水平井區的應用.天然氣工業,2010,30(6):39-41.

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.06.010

2010-02-21 編輯 韓曉渝)

Zhou Gongcai,senior engineer,bo rn in 1964,ismainly engaged in technicalmanagement of logging.

Add:Hongmen,Xinxiang,Henan 437000,P.R.China

Tel:+86-373-5795 605E-mail:hbsjzhougc@vip.163.com