摘要：應(yīng)用地層傾角測(cè)井得到的地層傾角及其傾斜方位角來(lái)研究和解決相關(guān)地質(zhì)問(wèn)題對(duì)油氣田的勘探開(kāi)發(fā)具有重要意義。對(duì)大牛地氣田大12-66水平井區(qū)地層傾角測(cè)井資料開(kāi)展了沉積環(huán)境分析、最大地應(yīng)力判斷、裂縫識(shí)別，結(jié)合臨井資料進(jìn)行了多井對(duì)比分析，確定了水平井區(qū)內(nèi)上、下古生界的不整合面。研究結(jié)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(fā)育，最大水平主地應(yīng)力方向?yàn)楸睎| 南西向；細(xì)分了太二段和山二段砂體的沉積微相，預(yù)測(cè)太二₂層砂體的加厚方向?yàn)楸睎|方向，山二₁層砂體的加厚方向?yàn)楸蔽鞣较颍蕉?sub>2層砂體的加厚方向?yàn)槟蠔|方向。研究成果為水平井布井、井眼軌跡設(shè)計(jì)提供了所需的地質(zhì)信息。

關(guān)鍵詞：大牛地氣田；地層傾角；水平井；沉積微相；地應(yīng)力；裂縫(巖石)；應(yīng)用

   地層傾角測(cè)井是一種能直觀反映單井剖面地質(zhì)構(gòu)造的測(cè)井方法，通過(guò)相關(guān)對(duì)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(chǎn)狀特征、砂體展布及古水流和物源方向、判斷地應(yīng)力方向、識(shí)別裂縫等^[1～7]。

 

   大牛地氣田位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡的北部，現(xiàn)今構(gòu)造面貌為一區(qū)域性西傾大單斜，坡降7～10m/km，在極其平緩的構(gòu)造背景上發(fā)育有兩個(gè)方向的小幅度褶皺，以北東向?yàn)橹?，北西向?yàn)楹笃诏B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(jìn)行砂體追蹤和地層對(duì)比，現(xiàn)以其為例進(jìn)行地層傾角測(cè)井資料的地質(zhì)分析。

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

    3口井所測(cè)地層傾角井段為奧陶系、石炭系和二疊系。據(jù)筆者近年來(lái)的研究，區(qū)域沉積環(huán)境是從太原組的濱淺海相到山西組的海陸過(guò)渡相，最后是上二疊統(tǒng)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(nèi)，以低等能量沉積環(huán)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(huán)境為主。

判斷古水流方向，主要采用的是藍(lán)色模式法和矢量方位頻率圖法。在砂巖體中，藍(lán)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(gè)數(shù)反映作用營(yíng)力的個(gè)數(shù)，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)。

 

    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(shí)預(yù)測(cè)了砂體延伸方向和加厚方向。

3口井測(cè)量井段內(nèi)橢圓井眼現(xiàn)象不太明顯，地應(yīng)力較均衡，在不同時(shí)期構(gòu)造形成過(guò)程中略有變化，確定的主應(yīng)力方向?yàn)楸睎|-南西向(圖3)。

 

    利用地層傾角測(cè)井識(shí)別裂縫效果較好，電導(dǎo)率異常檢測(cè)(DCA)求出由各極板與相鄰兩個(gè)極板的電導(dǎo)率的最小正差異，把這個(gè)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(biāo)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(dǎo)率異常，突出了與裂縫相關(guān)的電導(dǎo)率異常。

    3口井的奧陶系馬五段裂縫都較發(fā)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(fā)育。

    選取了區(qū)域內(nèi)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?chē)鷧^(qū)塊施工水平井做了前期的基礎(chǔ)工作。大66-68-大61-17-大23井的太二段進(jìn)行連井對(duì)比，發(fā)現(xiàn)太二₂層砂體沿北東向南西方向逐漸變薄，預(yù)測(cè)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(jù)3口井的傾角資料，重點(diǎn)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(jìn)行連井對(duì)比，發(fā)現(xiàn)山二₂層砂體沿北兩向南東向逐漸變薄，山二₁層砂體沿南東向北西向逐漸變薄的趨勢(shì)，預(yù)測(cè)山二₁層砂體的加厚方向?yàn)楸蔽鞣较?，山?sub>2層砂體的加厚方向?yàn)槟蠔|方向。

    1) 地層傾角的構(gòu)造分析發(fā)現(xiàn)上、下古生界的不整合面在區(qū)域上分布明顯。

   2) 3口井的地應(yīng)力方向?yàn)楸睎|-南西向。

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

   4) 通過(guò)多井儲(chǔ)層沉積微相研究，預(yù)測(cè)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?yàn)楸蔽鞣较?，山?sub>2層砂體的加厚方向南東方向，同時(shí)密集的地層傾角資料可以為水平井布井、井眼軌跡設(shè)計(jì)提供需要的地質(zhì)信息。

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(本文作者：周功才^1，2 趙永剛² 李功強(qiáng)² 李永杰² 1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)；2.中國(guó)石化集團(tuán)華北石油局測(cè)井公司)