断层转换区低级序断层分布特征及其对剩余油的控制作用_路智勇.pdf

2020年第11期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-09-12修回日期 2020-09-27 基金项目 本项目受中国石化胜利油田博士后基金资助。 第一作者简介 路智勇 （1976-） ， 男 （汉族） ， 山东淄博人， 教授级高级工程师， 现从事开发地质方面的科研及管理工作。 断层转换区低级序断层分布特征 及其对剩余油的控制作用 路智勇*1， 全宏 1， 白青林1， 刘中伟1 ， 刘金友 1 ， 杨婷 2 ， 王福金 1 （1.中石化胜利油田分公司现河采油厂， 山东 东营 257000； 2.胜利石油工程公司培训中心， 山东 东营 257000） 摘要 断层转换带内部低级序断层较为发育， 严重破坏了储层的连通性与完整性， 在开发中后期， 精细刻画低级序断层分布特征是挖掘剩余油潜力的必要条件。以营26叠覆型转换带为研究区， 利 用蚂蚁追踪与测井断裂系数计算等技术精细描述了其内部的低级序断层分布特征， 发现高级序断层 的尾端、 转弯及交汇处是低级序断层的密集发育区。低级序断层一般与主干断层呈雁列式、 平行式 或帚状分布， 或者在主断层的两侧呈羽状分布。低级序断层与注采井网的匹配关系及对砂体的错断 控制着区内的油水矛盾、 注采矛盾以及储采矛盾， 从而制约着剩余油沿主断层呈窄条带状展布、 或者 在帚状低级序断层发育处形成锯齿状剩余油分布区。 关键词 断层转换区； 低级序断层； 剩余油； 营26叠覆型转换带； 蚂蚁追踪； 张扭应力场 中图分类号 TD82.72 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202011-0091-04 断层转换区， 又名断层转换带， 是指在统一的伸展 构造体系之中， 沿构造走向出现的横切的， 并导致主体 构造走向与形态发生变化的调节伸展变形的构造[1]。 断层变换带的产生常与主干断层的应力释放导致的构 造变形不守恒有关， 而这些部位极易诱发大规模低级 序断层的产生[2]。受其复杂断裂特征的控制， 地震资料 品质差， 同向轴杂乱不清， 而注采井网的部署又具有局 部扎堆的不均匀性， 成为制约断层转换区低级序断层 精细识别的重要因素， 对低级序断层的分布只有一个 模糊的描述[3]。 本文以济阳坳陷东营凹陷中的营26叠覆型断层转 换带为目标区， 通过相干体、 蚂蚁体与测井精细对比结 合开发矛盾分析精细刻画了低级序断层的分布特征， 阐明了低级序断层对剩余油的控制作用。 1区域地质概况 营26断层转换带位于济阳坳陷中东营凹陷的中央 隆起带的核部， 为两条二级断层营1断层的倾末端与营 31断层尾端相互叠覆的区块。除转换带轴心部位外， 断块南北两翼断层继承性较好， 从上到下逐步向轴心 推移。油层集中在构造高部位， 油水关系复杂。自西 向东受东部边缘次级断层的影响略呈不对称的地堑状 展布， 西翼断层发育较多， 断裂特征较复杂， 断距较大， 对油水的控制作用强 （图1） 。 2低级序断层的识别 营26断块三维地震体的主频约在25Hz左右， 分辨 率以及信噪比较差， 相干体技术只能对高级序断层有清 晰的反应， 而低级序断层只能看到模糊的断裂痕迹[4]。 对三维地震相干体进行蚂蚁追踪处理， 采用模糊数学 的方法量化分析蚂蚁追踪识别低级序断层合的效果 后[5]， 优选出合理的蚂蚁追踪参数。对提取的三维地震 蚂蚁体采用克里格算法， 进行断裂系统的三维提取[6-8]， 发现断裂的形态及空间组合样式均与研究区张扭作用 下同时伴有底辟上拱的复杂应力机制相符。 同地震资料相比， 测井资料在垂向上具有较高的 分辨率， 虽然测井曲线是岩性、 沉积及流体等地质因素 的综合响应， 但是低级序断层对井身的微小错动也会 在测井曲线上有清晰的反映[9]。利用研究区高密度的 注采井网， 在屏蔽掉孔隙、 孔隙流体及其他地质因素的 91 ChaoXing 2020年第11期西部探矿工程 影响， 选取同一沉积微相中距离最近的两口井， 计算两 井同一小层对应测井曲线的综合差异系数。另外， 在 低级序断层发育处， 小波重构后的高频声波时差曲线 齿化程度增加， 低频电阻率曲线明显回返[10]。将得到 的低级序断层断点投影到小层顶面构造图上， 在蚂蚁 追踪结果与地质规律的指导下进行低级序断层断点的 剖面与平面组合。 3低级序断层分布特征 将以上三种方法识别出的低级序断层在剖面和平 面上进行叠合， 筛选出符合地质规律的低级序断层， 总 结低级序断层的组合样式。 3.1低级序断层剖面分布特征 营26块沙二段低级序断层的剖面形态多变， 组合 样式复杂， 主要沿着主干断层密集分布， 一部分与主断 层斜交呈侧列式展布。不同级别断层的断面均较陡， 具有一定的平滑性， 表现出明显的张扭性。不同级别 的断层在垂直于主断层构造走向的地震剖面上以 “包 心菜式” 、 负花状构造、 多级 “Y字型” 和阶梯状 （图2） ， 在平行于构造走向的低级序断层剖面上则以 “地堑状” 组合样式为主， 两侧的断层则成平行式或者阶梯状分 布。低级序断层间的交叉切割现象较严重， 反映了区 内强烈的剪切作用。 3.2低级序断层平面分布特征 营26断层转换带内部各砂层组均受到三条雁列式 调节断层的切割与错断， 内部又被其派生的次级断层 复杂化， 整体被切割成呈网状展布的次级断块区。不 同层位及不同级次断块内的低级序断层的平面分布及 组合样式也不尽相同。西部次级断块内的低级序断层 多呈 “人字型” 及侧列式组合样式， 断层弯曲度大， 形态 不规则； 中部次级断块内的低级序多呈侧列式、 雁列式 与帚状分布， 同时伴有放射状的组合样式， 西部次级断 块内的断层多呈雁列式、 帚状、 鱼骨状与平行式分布， 同时还伴有网格状的组合样式。 另外， 低级序断层的发育规模与砂层组内部砂岩 图1营26断层转换带断裂特征平面图及剖面 ①营1断层； ②营31断层； ③营8断层 图2低级序断层的剖面形态及与主断层的组合样式 层和泥岩层的互层频率有关， 二者的互层频率越高， 低 级序断层越发育。这可能与砂泥岩互层频率高的地层 应力场变化较快， 受到构造外力的作用时容易在垂向 和平面上产生应力的释放有关[11-12]。 92 ChaoXing 2020年第11期西部探矿工程 4低级序断层对剩余油的控制作用 营26断块区油井平均含水率在98.5， 已经处于 高含水阶段， 开发矛盾逐渐尖锐， 尤其是对低级序断层 的认识不清， 导致其严重影响着现在的注采矛盾、 油水 矛盾和储采矛盾， 制约着对剩余油的进一步挖潜。 图3 （a） 显示， 在低级序断层精细解释前， 并没有发 现断块内的3条次级断层， 从Y26X1井分别向Y26X18 和 Y26X4 两口井注水， Y26X18 井水驱效果较好， Y26X4 井几乎不见效， 精细解释后发现 Y26X1 和 Y26X4井之间被一条低级序断层阻挡， 破坏了砂体的 连通性。同理， 从Y26-5向Y47-15井注水受到低级 序断层的封隔， 效果较差。综合分析以后， 重新落实区 内的油水界限， 划定了新的低级序断层控制型的剩余 油分布区。 图3 （b） 在重新构造解释前， 三口井同处一个次级 断块， 自上而下依次是QD2、 Y45和Y31-14三口井， 但 是不符合上油下水的地质规律， 重新对构造解释后， 发 现三口井分别处于3个次级断块中， 为三个独立的油水 系统。 总体来看， 营26断层转换带内控制剩余油分布的 重要因素是注采井网与低级序断层分布位置的匹配关 系， 早期部署注采井网时对低级序断层分布认识不清， 导致剩余油富集在低级序将注水井格挡在外的封闭 半封闭的高部位区。 5结论及认识 （1） 低级序断层多具有剪性， 在地震同向轴上变现 为 “似断似连” 的现象， 在这种条件下相干体技术不能 清晰地描述低级序断层的展布， 而结合测井差异系数 计算的蚂蚁体追踪技术则能精确地刻画低级序断层的 展布。 （2） 低级序断层的分布特征和组合样式在剖面上 主要有多级 “Y字型” 、 阶梯状、 负花状构造以及地堑与 地垒的组合样式， 在平面上则表现为 “人字型” ， 帚状、 雁列式、 侧列式与鱼骨状， 这主要与区内的张扭应力场 有关。 （3） 区内的开发矛盾中以注采矛盾最为严重， 控制 注采矛盾的因素是注采井网与低级序断层分布位置的 不匹配， 低级序断层对砂体连通性破坏导致注水井无 法有效驱替采油井， 从而造成剩余油富集在低级序断 层把注水井封隔在外的构造高部位地区。 参考文献 [1]周建生,杨池银,陈发景,等.黄骅坳陷横向变换带的构造特征 及成因[J].现代地质,1997, 114425-433. 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