油氣藏三元分類方法

專利名稱：油氣藏三元分類方法
技術領域：
本發明涉及到油氣勘探和開發中油氣藏三元分類方法。
背景技術：
自然界存在許多各種各樣的油氣藏，掌握油氣藏的基本特征和分布規律應該首先對其進行分類。油氣藏分類是石油地質學研究中的一項重要內容。它既屬于基礎理論的研究，又是應用性很強的研究。無論在理論認識或是從生產實踐的角度看，建立合理的油氣藏分類方法都是十分必要的。
綜觀過去的油氣藏分類法，尤其是基于勘探找油為目的，通常都依據圈閉形態和圈閉成因來分類，并在油氣勘探實踐中發揮了重要作用，這種分類的基礎在于油氣的勘探在實踐中表現為圈閉勘探。隨著勘探工作的不斷深入，人們對圈閉概念的理解也不盡一致。可以理解為由構造運動或沉積產生的構造或地質單元，也可理解為富集油氣的基本單元。勘探實踐越來越表明，我們尋找的和尋找到的油氣藏，都不是由單一圈閉形成的油氣藏，尤其是中低滲透率砂巖儲集層，是由多個規模較小的油氣藏組成，它可能是縱向不同油層組或同一油層組錯疊而成的砂體，或者是平面上的不同小斷塊組成的“小型油藏群”。
總之，尋找單一圈閉油氣藏的理念已不適應今后的勘探思路，若以圈閉形態為依據進行油氣藏的分類，那么，可能至今還有沒發生的新的圈閉類型，這也就是說相應的油氣藏分類永遠不能完善。從成藏機理方面來看，有些油氣藏的分類方法理論性不強，原則性不清，在實際的工作中有時難以操作。
石油地質學中的油氣藏分類，不能只滿足于對圈閉形態及成因的描述，而是油氣藏分類應反映油氣藏成因及各成因之間的關系，以及油氣藏形成機制和成藏的內在聯系，以便得出區域油氣藏分布規律。

發明內容
本發明的目的是提供油氣勘探開發中一種新的油氣藏三元分類方法，遵循了油氣藏分類的科學性和實用性，尤其是砂巖儲層的油氣藏的分類，解決了常規油氣藏的定量分類問題，使復雜油氣藏分類更精確，便于在油氣勘探開發中總結油氣藏的分布規律和深入認識油氣藏的成藏機理，從而提高油氣勘探開發的經濟效益。
本發明所采用的技術方案是該油氣藏三元分類方法包括下列各步驟第一步，考察油藏的地質情況，得到油藏的基礎數據；第二步，根據錄井油氣顯示和電測井綜合解釋結果確定油藏內井儲層含油流性質；第三步，根據第一步和第二步中的認識成果和數據，繪制油藏十字剖面圖；第四步，依據對油藏的認識成果，結合油藏剖面圖，算出構造、斷層和巖性對成藏的控制程度的貢獻值，再利用數值根據表1和圖1即可將該油藏定名。
表1

上述的構造是指以地層的構造變形為遮擋條件；斷層是指儲集層在某些方向受斷層遮擋；巖性是指以由于沉積條件變化而引起的儲集層物性變差或尖滅作為遮擋條件。
油氣藏三元分類法就是以反映油氣藏形成的最基本條件為原則，用構造、斷層和巖性為要素，利用三角圖表示如圖1所示，將油氣藏定量分為3類6亞類和6小類如上表1所示。
油氣藏三元分類的意義在于它從油氣富集成藏的基本原理出發，闡明了任何油氣藏的形成都不是由單一因素控制的，只是控制的程度不同。
油氣藏三元分類法需要對構造、斷層和巖性三個成藏要素進行定量，定量的原則是以各要素對成藏的控制程度來評估，對成藏的控制程度就是指對油氣藏油氣地質儲量的貢獻。
本發明的有益效果是采用上述的油氣藏三元分類法是對常規油氣藏，尤其是砂巖儲層的油氣藏的分類，不包括水動力、裂縫及古潛山等特種油氣藏的分類；油氣藏三元分類法解決了常規油氣藏的定量分類問題，方法科學、合理、實用，使復雜油氣藏分類更精確。油氣藏三元分類法揭示了油氣藏的基本原理，闡明了任何油氣藏的形成都不是由單一因素作用的結果，只是控制程度有別；油氣藏三元分類法將常規油氣藏分3類6亞類和6小類，類型清晰。油氣藏定名能提供更多的成藏信息，在勘探領域應用有利于發現油氣藏的分布規律。


圖1是油氣藏三元分類圖；圖2是QJ油藏扶余油層油藏剖面圖；圖3是QJ油藏高四組油層油藏剖面圖；圖4是QJ油藏扶余油層含油面積圖；圖5是QJ油藏高四組油層含油面積圖；圖6是高四組扶余油層和高臺子油層的油藏三元分類圖。
具體實施例方式下面將結合實例對本發明作進一步說明該油氣藏三元分類方法的具體實施的過程第一步，考察油藏的地質情況，研究油藏的區域石油地質特征，主要是生油層、儲集層和蓋層的形成時間及相互關系，收集試油、測井、地震和鉆井數據；第二步，利用取芯井和試油數據制定油層有效厚度標準，再根據錄井油氣顯示和電測井資料，綜合解釋油藏內目的儲層含流體性質；第三步，利用地震資料編制油層頂面構造圖，構造圖比例尺為1∶25000或1∶50000，并用鉆井分層數據校正。根據第一步和第二步中的認識成果和數據，繪制油藏十字剖面圖，結合單井試油和烴檢測認識成果在油層頂面構造圖上圈定油藏的含油面積；第四步，依據對油藏的綜合研究的認識成果，結合油藏剖面圖、含油面積圖，計算出構造、斷層和巖性對成藏控制程度的貢獻值，也就是對地質儲量的貢獻，然后根據表1和圖1將該油藏定名。
應用實例第一步，考察油藏的地質情況，研究油藏的區域石油地質特征，主要是生油層、儲集層和蓋層的形成時間及相互關系，收集試油、測井、地震和鉆井數據。
QJ油藏構造上位于松遼盆地北部中央坳陷區齊家—古龍凹陷北端。勘探主要目的層為下白堊統青山口組二、三段的高臺子油層和泉四段的扶余油層。
為了認清該區的構造形成和演化，利用探井資料通過恢復古構造方法編制了該區高臺子、扶余油層頂面構造發育史平面圖，利用地震剖面編制了構造發育史剖面圖。
從扶余油層頂面構造演化趨勢看出，在青山口組到嫩江組沉積時(100Ma-73Ma)，大慶長垣為大型負向構造，是一個東高西低，北高南低的古斜坡。齊家北處于大慶長垣的喇—薩構造西側，這個時期一直處于西北高、東南低的古斜坡。嫩江組沉積以后(73Ma)，由于差異構造抬升，形成了大慶長垣雛形，姚家組沉積前本區喇西鼻狀構造也具雛形。構造主體位于g702-g704-g703之間，這種構造格局一直保持到明水組沉積末期。隨著大慶長垣構造幅度增加，至泰康組沉積末，大慶長垣構造完全定型，也就形成了本區以喇西鼻狀構造為主體的喇西鼻狀構造群現今的構造格局。本區長期繼承性發育的單斜構造傾伏于齊家凹陷生油中心，對油氣運移具有一定的指向和誘導作用。
從構造發育史剖面圖可看出，本區中淺層斷層主要有三個發育時期。第一次是在青山口組沉積時期，斷層活動頻繁，T2層斷層最多，部分上斷至TlG4層；第二次是在姚家組—嫩江組沉積時期，斷層活動較弱，僅發育個別小斷層；第三次是嫩江組沉積以后至第三系沉積前，此時隨著全盆地大規模的構造運動，構造反轉，斷裂活動較強，使淺層斷裂與深部斷裂相接，主干斷裂斷距增大，斷層控制了構造圈閉的形成與分布。此時又是油氣大量生排期，斷層成為油氣運移的良好通道。因此，該區構造、斷裂與油氣生成具有良好的時空配置關系，為油氣富集創造了條件。
該區高臺子油層沉積主要受盆地北部物源控制，砂體主要以河口壩、遠砂壩、席狀砂為主，砂體呈條帶狀、透鏡狀和席狀分布，平面錯迭連片，主力油層主要集中于青二、三段下部地層的高四組，砂體呈近南北向伸展，單砂層數一般4～15層，單砂層厚度一般在1.2～4.2m，鉆遇砂巖總厚度為9～34m，砂地比變化在8～50％之間。儲層的孔隙度主要分布在10～20％，平均孔隙度為15％，滲透率主要分布在0.2～34.8×10-3μm2，平均滲透率為11.4×10-3μm2。
扶余油層沉積時期主要受北部物源影響，為淺水湖泊三角洲沉積體系，主要發育低水位三角洲前緣相沉積，砂體以水上、水下分流河道和決口扇沉積為主，近南北向展布，位于主河道擺動帶上砂巖厚度大、物性好，砂體橫向上連通性差，平面上砂體錯迭連片，為形成大面積巖性油藏創造了條件。扶余油層單砂層數一般在4～8層，單砂層厚度一般在1.4～4.0m，鉆遇砂巖總厚度為10～24m，砂地比變化在12～35％之間。扶余油層孔隙度分布在7～19％，滲透率分布在0.08～30×10-3μm2，平均孔隙度為12％，平均滲透率為5×10-3μm2。
據油源對比研究，該區高四組油層和扶余油層的油來自于本區青一段生油巖，但大部份油源來自齊家北向斜。
收集試油(表2)、測井(表略)、地震(表略)和鉆井數據(表略)。
表2QJ油藏試油數據表

扶余油層有2口井取得高壓物性資料見表3。
表3QJ油藏扶余油層高壓物性數據表

高臺子油層和扶余油層地面流體性質見表4。
表4QJ油藏高臺子、扶余油層流體性質統計表

第二步，利用取芯井和試油數據制定油層有效厚度標準，再根據錄井油氣顯示和電測井資料，綜合解釋油藏內目的儲層含流體性質。
1.制定有效厚度物性下限標準QJ油藏扶余油層儲層物性變化大，非均質性較強，無典型的下限層，無法用試油成果確定下限，因此利用該區豐富的取芯資料，采用經驗統計法確定物性下限。即做試油后有產能的取芯井段儲層內分析樣品的孔隙度、滲透率直方圖，取累計頻率約10％處對應的孔、滲值為下限(同時參考突變較明顯處)，這個值表明在其以下最大儲量丟失小于10％，確定的物性下限標準為孔隙度為9.0％，滲透率為0.1×μm2。從孔、滲關系圖(圖略)可以看出，孔隙度9.0％與滲透率0.1μm2是匹配的。
高臺子油層面積內僅2口井，主要油層還未取芯，故未制定物性下限標準，全部采用電測標準劃分有效厚度。
2.制定有效厚度電性下限標準由于本區扶余油層引進系列少，并且進行了取芯，其余均為國產系列，對引進系列未作標準，以試油成果為依據，按物性下限標準劃分有效厚度，只制作了國產系列的電性下限標準。高臺子油層3口井(g701、g702、j62)均為國產系列，考慮到該區與齊家南地區毗鄰，具有相似的成藏條件，而且儲層巖性、物性基本相同，因此與齊家南地區建立了國產系列標準。
3、制定儲層油水層判別標準扶余油層選取了測井系列中識別流體性質的自然電位曲線，反映地層真電阻率的深三側向電阻率曲線，建立交繪圖(圖略)，圖版應用了10口井，油層15層，同層6層，水層6層，漏掉2個油水同層，圖版精度92.6％。圖中油、油水、水區分界線為二條斜線，其上方為油區，下方為水區，兩條斜線之間為油水同層區。兩條斜線方程分別為上方(RLL3D)＝1.9019(SP)-4.3636下方(RLL3D)＝1.9019(SP)-10.091式中RLL3D——深三側向電阻率，Ω·m；SP—自然電位幅度，mv；QJ地區高臺子油層高四組油層以純油層為主，沒有試油的純水層，因此沒有作油水層判別圖版。
4、有效厚度取舍層標準每種測井曲線在反映巖性、物性、含油性上各有其特點，因此有針對性地選擇曲線編制圖版可取得較好的效果。深三側向電阻率基本反映了地層的真電阻率，在消除鈣質、泥質影響后，一般隨著含油飽和度增高電阻率增大，而干層電阻率較低，所以深三側向電阻率可有效地區分油層與干層。聲波時差測井曲線主要反映的是儲層的巖性和孔隙度。
扶余油層應用11口井，油層15層，同層6層，干層7層，鈣層7層，編制了深三側向電阻率與聲波時差關系圖版，出現1個誤入點，圖版精度97.1％。確定了有效厚度劃分標準深三側向電阻率≥12Ω·m，聲波時差≥225μs/m。
高臺子油層高三、高四組應用本區2口井油層8層與齊家南地區資料點一起編制了深三側向電阻率與微梯度電阻率、聲波時差關系圖版，圖版精度94.5％。確定了有效厚度劃分標準深三側向電阻率≥11Ω·m，聲波時差≥225μs/m，微梯度電阻率≥4.5Ω·m。
5、扣低阻夾層圖版扶余油層應用7口井，夾層10層，非夾層11層，編制了微梯度中值和微梯度回返程度圖版來扣除泥質夾層，微球回返程度≥28％為扣除低阻夾層標準，出現誤入2個，漏掉1個，圖版精度86％。
高臺子油層借用齊家南地區扣低阻油層標準，微球回返程度≥27％為扣除低阻夾層，圖版精度90.9％。
上述圖版精度均在86％以上，滿足儲量計算要求。
表5QJ油藏有效厚度電性下限標準匯總表

6、有效厚度取值按著前述的有效厚度劃分標準對探區內各井層進行有效厚度劃分。g708井區扶余油層含油面積內13口井，單井累計有效厚度分別為2.0m～11.2m，井點算術平均值為5.56m，面積權衡為5.5m，儲量計算采用值為5.5m。
高四組油層g701井區含油面積內2口井，有效厚度為2.4～3.1m，井點算術平均值為2.75m，面積權衡為2.1m，儲量計算采用值為2.1m。
第三步，利用地震資料編制油層頂面構造圖，構造圖比例尺為1∶25000或1∶50000并用鉆井分層數據校正。再根據第一步和第二步中的認識成果和數據，繪制油藏十字剖面圖，結合單井試油和烴檢測認識成果在油層頂面構造圖上圈定油藏的含油面積。
儲量工區是由2003年三維地震成果，用探井分層數據進行統一校正，最終繪制出該區高四組頂面和扶余油層頂面構造圖(圖略)，構造圖比例尺在1∶25000或1∶50000，落實了構造、斷層的形態。構造圖的精度滿足計算預測儲量的要求。
根據第一步和第二步中的認識成果和數據繪制油藏十字剖面圖。
圖2是QJ油藏扶余油層油藏剖面圖；圖3是QJ油藏高臺子油層油藏剖面圖。
結合單井試油和烴檢測認識成果在油層頂面構造圖上圈定油藏的含油面積。
圖4是QJ油藏扶余油層含油面積圖；圖5是QJ油藏高四組油層含油面積圖。
第四步，依據對油藏的綜合研究的認識成果，結合油藏剖面圖、含油面積圖，估算出構造、斷層和巖性對成藏控制程度的貢獻值，再根據表1和圖1將該油藏定名。
QJ油藏石油預測儲量計算分兩個油層組第一，扶余油層組；第二，高臺子油層高四組第一，扶余油層組該區扶余油層的砂體以水上、水下分流河道和決口扇沉積為主，近南北向展布，位于主河道擺動帶上砂巖厚度大、物性好，砂體橫向上連通性差，平面上砂體錯迭連片，受儲層物性好的儲集砂體及鼻狀構造背景的有機配合共同控制形成的油藏。扶余油層垂向上油水分布關系較簡單，主要為上油下水，局部為全段純油。油層多集中在扶余油層中上部，油藏埋深在1958.2-2248.8m，油藏中部埋深2106.5m，油柱高度在19.2-73.8m，平均油柱高度52.5m。全區無統一油水界面，平面油水分布總體上有一定的分布規律，在構造高部位油層層數多，但油氣富集程度主要取決于砂巖發育狀況及儲層物性的好壞，位于構造頂部的g708井產能較高。
石油地質儲量計算按儲量規范要求，采用容積法計算，其基本計算公式如下N＝100·A·H·Ф·Soi·ρ/Boi式中A—含油面積H—平均有效厚度Ф一平均有效孔隙度
Soi—含油飽和度ρ—平均原油密度Boi—平均體積系數扶余油層按一個儲量計算單元，儲量參數見表6，石油預測地質儲量為3101×104t。
①構造因素控制的含油面積98km2，區內已成藏的有2～5層砂體，g701、g702、g704、g705、g708、j8等6口探井的有效厚度分別為5.2m、4.4m、4.3m、4.8m、3.4m、2.0m，平均有效厚度為4.0m，單儲系數為5.0×104t/km2.m。
地質儲量Q＝單儲系數×平均有效厚度×含油面積＝5.0×4.0×98.0＝1960×104t構造因素的石油地質儲量占總地質儲量的百分數為1960/3101＝63.2％。
②巖性是第二成藏因素，許多透鏡狀砂體成為好的油層，g708井高產與其物性好有很大關系，g704井43號層是單一的透鏡狀砂體，有效厚度分別為2.1m；還有j72井的29號層、j8的26號層、j81的94號層都是因巖性尖滅或透鏡狀砂體成藏，有效厚度分別為4.4m、2.0m、2.1m、4.4m，平均有效厚度為3.2m，含油砂體面積45.0km2，單儲系數為5.0×104t/km2.m。
地質儲量Q＝單儲系數×平均有效厚度×含油面積＝5.0×3.2×45.0＝720×104t巖性因素的石油地質儲量占總地質儲量的百分數為720/3101＝23.2％。
③斷層對各別砂體有遮擋成藏作用，但對成藏的控制作用小于巖性，j81的92、94號層和g72井110、111、112號層都是因斷層遮擋成藏，有效厚度分別為2.4m、2.6m，平均有效厚度2.5m，含油面積33.6km2，單儲系數為5.0×104t/km2.m。
地質儲量Q＝單儲系數×平均有效厚度×含油面積＝5.0×2.5×33.7
＝421×104t斷層因素的石油地質儲量占總地質儲量的百分數為421/3101＝13.6％。
總之，QJ油藏扶余油層的構造、巖性和斷層三元素對成藏控制程度分別為63.2％、23.2％、13.6％，因此，該區塊扶余油層是巖性—構造油藏(圖2、圖4、圖6)。
第二，高臺子油層高四組高四組油層位于青一段生油層之上，本應對成藏有利，但由于它是一套三角洲內前緣分流河道和遠砂壩，砂體發育而斷層少，由于缺少遮擋條件，成藏的砂體數量較少。石油地質儲量計算按儲量規范要求，采用容積法計算，其基本計算公式如下N＝100·A·H·Ф·Soi·ρ/Boi式中A—含油面積H—平均有效厚度Ф—平均有效孔隙度Soi—含油飽和度ρ—平均原油密度Boi—平均體積系數高四組油層按一個儲量計算單元，儲量參數見表6，石油預測地質儲量為305×104t。
①斷層是第一成藏因素，區內g701井的39號層是分流河道砂體，在上傾方向受斷層遮擋成藏，有效厚度為1.4，控制含油面積24.0km2(表6)，單儲系數為6.1×104t/km2.m。
斷層控制的地質儲量Q＝單儲系數×平均有效厚度×含油面積＝6.1×1.4×24.0＝205×104t斷層因素的石油地質儲量占總地質儲量的百分數為205/305＝67.2％。
②巖性是第二成藏因素，區內已成藏的有4層砂體，g701井34、37號層和g709井66、74號層是透鏡狀砂體，有效厚度分別為1.3m、0.4m、1.0m、1.4m，兩口井平均有效厚度為2.0m，控制含油面積8.2km2，單儲系數為6.1×104t/km2.m。
巖性控制的地質儲量Q＝單儲系數×平均有效厚度×含油面積＝6.1×2.0×8.2＝100×104t巖性因素的石油地質儲量占總地質儲量的百分數為100/305＝32.8％(表6)。
③構造因素對成藏有一定的作用，由于該油藏處于鼻狀構造前緣，油藏的油柱高度為30多米，構造對油的聚集成藏有一定的作用，油藏西側的g72井的高四組油層處在較低部位，試油也獲得了工業油流，說明構造對該區高四組油層的成藏不起絕對作用。參考g701井和g709井高四組油層的油柱高度與儲層砂體的物性關系，構造因素對成藏的儲量增加應在10％左右，那么巖性因素和斷層因素各扣除5％。
總之，QJ油藏高四組油層的斷層、巖性、構造三元素對成藏控制程度分別為27.8％和62.2％，10.0％。因此，QJ油藏高四組油層是巖性一斷層油藏(圖3、圖5、圖6)。
表6 QJ油藏三元要素控制儲量計算明細表

(注上述地質儲量為預測石油地質儲量)
權利要求
1.一種油氣藏三元分類方法，其特征在于包括下列各步驟第一步，考察油藏的地質情況，得到油藏的基礎數據；第二步，根據錄井油氣顯示和電測井綜合解釋結果確定油藏內井儲層含油流性質；第三步，根據第一步和第二步中的認識成果和數據，繪制油藏十字剖面圖；第四步，依據對油藏的認識成果，結合油藏剖面圖，算出構造、斷層和巖性對成藏的控制程度的貢獻值，然后利用貢獻值即可對該油藏定名。
2.根據權利要求1所述的油氣藏三元分類方法，其特征在于構造是指以地層的構造變形為遮擋條件。
3.根據權利要求1所述的油氣藏三元分類方法，其特征在于斷層是指儲集層在某些方向受斷層遮擋。
4.根據權利要求1所述的油氣藏三元分類方法，其特征在于巖性是指由于沉積條件變化而引起的儲集層物性變差或尖滅作為遮擋條件。
全文摘要
本發明涉及一種油氣藏三元分類方法。目的是提供油氣勘探開發中一種油氣藏三元分類的方法。其特征在于包括下列步驟，第一步，考察油藏的地質情況，得到油藏的基礎數據；第二步，根據錄井油氣顯示和電測井綜合解釋結果確定油藏內井中儲層含油流性質；第三步，根據第一步和第二步中的認識成果和數據，繪制油藏十字剖面圖；第四步，依據對油藏的認識成果，結合油藏剖面圖，算出構造、斷層和巖性對成藏的控制程度的貢獻值，再利用貢獻值根據表1和圖1即可將該油藏定名。本發明遵循了油氣藏分類的科學性和實用性，解決了常規油氣藏的定量分類問題，使復雜油氣藏分類更精確。
文檔編號G01V9/00GK1749780SQ20051010662
公開日2006年3月22日 申請日期2005年9月21日 優先權日2005年9月21日
發明者林景曄, 林鐵峰, 尹大慶, 陳萍, 施立志 申請人:大慶油田有限責任公司