发布时间:2025-01-31 05:10:24
隔夹层分类方案很多,可以按隔夹层的岩性、产状、分布形式、出现位置、成因进行分类。
1. 岩性分类
在碎屑岩储层中,隔夹层一般可分为3类 (图3-46)。
◎泥粉砂岩隔夹层:岩性主要为泥岩、粉砂质泥岩、炭质泥岩、含泥粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂岩等组成,是主要的隔夹层类型。其成因有两种:一是半深湖或深湖正常沉积条件下形成;二是由高能向低能转换过程形成。由于成因不同,其分布连续性也不同。与湖相有关的隔夹层常常分布稳定,侧向连续好,而与高能向低能转换过程形成的隔夹层常常稳定性很差。
图3-46 隔夹层岩性类型与电性特征
该类隔夹层的电性特征:深侧向电阻率低,一般小于3Ω·m;微电极曲线幅度和幅度差小;声波时差高值,一般在325μs/m以上;自然伽马值高;井径曲线有扩径。
◎钙质砂岩隔夹层:指储层内碳酸盐胶结物沉淀不均一作用而形成致密非渗透砂岩层。一般出现于砂层顶部和底部,俗称为 “顶板”、“底板”。而与古环境有关的早期钙质夹层则通常形成于河道内具有原始高孔渗部位,呈板状或球状。该类隔夹层分布不稳定,具有随机分布特点。钙质胶结作用的发生基本上堵死了孔隙及喉道,使砂岩致密化,使储层原始沉积的不均一性更为复杂化。
钙质砂岩隔夹层的电性特征:深侧向电阻率高于或接近油层电阻率;微电极曲线为尖峰且幅度差小;声波时差明显低值,一般小于180~200μs/m。
◎砾岩隔夹层:包括泥砾岩夹层、泥质砾岩等。泥砾岩隔夹层指由定向或非定向排列的泥砾构成的非渗透或低渗透岩层,属于河道的滞留沉积物。此类隔夹层通常沿冲刷面向河道边缘变薄尖灭,其厚度随河道古水流能量的变化而变化,一般为5~70cm不等。由于泥砾具有定向性,且其依附的砂岩通常为块状,因而储层具有各向异性的特征。泥质砾岩隔夹层指泥质含量高、组构杂乱、物性差、微观非均质性强的混杂砾岩,与泥石流沉积有关。主要分布在冲积扇、浊积扇辫状河道和泥石流中。
砾岩隔夹层的电性特征:微电极曲线介于泥岩和钙质层之间,有一定幅度差;深侧向电阻率较低,一般为3.5~13Ω·m;声波时差为中等,一般为270 μs/m左右;自然伽马值中等。
2. 产状分类
由于古地貌和沉积方式差异,隔夹层产状表现出多种形式。根据隔夹层与储层顶面及隔夹层与隔夹层之间的产状关系,可以把隔夹层划分如下3类 (图3-47)。
图3-47 隔夹层产状类型概念图
◎平板式(图3-47A):隔夹层倾角与储层顶面倾角几乎一致,隔夹层与隔夹层之间的倾角也大致具有相同的一系列隔夹层的排列形式。该类隔夹层主要出现在加积作用形成的储层内,如辫状河道砂体内 (图3-48)。
◎斜列式 (图3-47B):隔夹层与储层顶面呈一夹角,隔夹层具有倾向相同、倾角相近的一系列隔夹层的排列形式。这种隔夹层一般出现于侧积和前积作用形成的砂体内,如曲流河点砂坝 (图3-49) 和三角洲前缘的河口坝。
◎紊乱式(图3-47C):隔夹层倾向和倾角变化没有规律的一系列隔夹层的排列形式。很显然,这种隔夹层形成时的沉积方式比较复杂,在形成过程中既有侧积作用,也有加积作用发生,而且方向不稳定,主要在季节性变化较大的河流砂体中出现。
图3-49 曲流河砂体储层模式
3. 分布形式分类
隔夹层分布形式是指隔夹层分布连续性和形态。不同环境下隔夹层的分布特征差异很大:在小型河流中,由于碎屑物质供给不足,砂体一般呈透镜状,河道切割能力差,在河流经过的地方隔夹层相对较薄,河道未经过的地方,隔夹层厚度大;在大中型河流中,砂体错综复杂,隔夹层较差;在三角洲环境中,由于朵叶体分布面积大,整体废弃时湖侵范围广,所以隔夹层分布一般较为稳定,但在水下分流河道发育的条件下,上下砂体叠合在一起,使隔夹层不完全连续。不同学者根据针对隔夹层分布的特点,给出了各自不同的描述术语。
(1) 大庆油田依据不同沉积环境下隔夹层分布的特点,可将其划分为4种分布类型(吕晓光,1998)。
◎连续分布的隔夹层:主要分布于三角洲分流平原碎屑物供给不足的小型河流及三角洲间湾地区。岩性为紫红、绿色及杂色块状泥岩,致密。平面上连续但不稳定,井点钻遇率大于85%,平均厚度1.5~3.5m(图3-50)。
◎局部分布的隔夹层:分布于泛滥-分流平原地区,由大中型河流泛滥沉积形成。岩性主要为泥岩。由于河道的叠加和切割作用,该类隔夹层分布范围*在河间地区,分布极不稳定,厚度变化大,侧向上不易追踪对比 (图3-51)。井点钻遇率一般为40%~50%,平均厚度在1m左右。
◎均匀分布的隔夹层:分布于外前缘相水动力条件稳定的地区,由三角洲整体废弃形成。主要由具水平层理的灰色或灰黑色泥岩和致密的钙质层组成。分布稳定,平面上连续好,厚度变化不大,平均为1~2m,分布均匀,钻遇率一般在85%以上 (图3-52)。
◎条带状分布的隔夹层:分布于水动力变化相对频繁的内前缘地区,受水下分流河道和湖盆波浪的共同作用形成。主要由灰绿色泥岩和粉砂岩组成,具有波状层理和不规则水平层理。该类隔夹层平面分布不稳定,井点钻遇率为50%~60%,厚度变化也较大,平均为1~3m,是均匀分布的隔夹层和局部分布的隔夹层的过渡类型(图3-53)。
图3-50 连续分布的隔夹层
图3-51 局部分布的隔夹层
图3-52 均匀分布的隔夹层
图3-53 条带状分布的隔夹层
(2) 李琳等 (2002) 在研究辽河曙二区缓坡浊积岩储层隔夹层时,将隔夹层的分布形式分为3类:
◎连续分布的隔夹层:平面分布连续性好,钻遇率一般大于80%,厚度大 (平均为15~30m)。这种隔夹层主要为泥质隔夹层,多形成于半深湖或深湖的正常沉积,质纯致密,厚度在1.5m以上即可作为开发层系的隔层 (图3-54A)。
◎条带状分布的隔夹层:平面上呈带状分布,钻遇率一般为30%~80%,厚度不大,一般在1~5m之间。主要形成于沟道间或扇中前端 (图3-54B)。这种隔夹层可作为小范围注采井网开发层系的隔层。
◎零星分布的隔夹层:平面上分布零散,呈土豆状,钻遇率小于30%,厚度较小,一般在0.2~2.5m之间。岩性主要为钙质,少部分为泥质。主要形成于辫状沟道之中。这类隔夹层一般不能作为开发层系的隔层 (图3-54C)。
图3-54 曙二区缓坡浊积岩储层隔夹层分布形式
(3) 根据泥岩隔夹层的分布范围,Richardson (1986) 等总结了泥岩隔夹层连续性特征,把其划分为确定型泥岩隔夹层和随机型泥岩隔夹层。
◎确定型泥岩隔夹层:是指其大小和空间位置具有确定性的泥岩层。具体讲应满足下列条件:(1)位于储层单元的边界;(2)泥质含量大于40%;(3)井间可对比追踪;(4)出现在地层压力-深度图上地层压力跳跃的位置。
确定型泥岩隔夹层呈连续的或不连续的。连续的泥岩隔夹层延伸较长 (300m),其垂向渗透率极小,相邻两砂层表现为独立的储层。不连续的泥岩隔夹层只在局部地区对流体的流动起阻挡作用。
◎随机型泥岩隔夹层:该类隔夹层的特点:厚度薄 (0.3~0.6m),其厚度仅与沉积时的局部地形有关,而与隔夹层长度无关;在井间不可对比,似乎是随机地分布在砂岩中。可用密度 (每米砂层厚度中的隔夹层厚度) 和频率 (每米砂层厚度中的隔夹层数)来表示其分布与发育特征。尽管隔夹层分布是随机的,但密度分布不是随机的,其等值线很有规律性。这些隔夹层具有减弱流体渗流能力。
4. 出现位置分类
油气层划分的重要依据是油气层单元之间的隔夹层分布。小层是油气层的基本单元,因此根据隔夹层出现的位置与小层之间的关系,可以把隔夹层划分为层内夹层和层间隔层。
◎层内夹层 (也叫旋回层内夹层):是小层内部的隔夹层,是在河流、三角洲连续沉积过程中各种不同水动力条件下形成的,种类多,形态复杂。如曲流点坝间的废弃河道充填物,点坝内侧积体间的披覆细粒沉积物,河床底部透镜状滞留沉积物,河口砂坝和顺直分流中水平状充填的薄夹层,交错层组底部的泥砾层,各种层理和纹理间纹层状薄细粒沉积物等都属于层内夹层。它们大都为各种形式的透镜体,分布范围极其有限,厚度亦有变化,除废弃河道充填物外,一般都很薄。300m井距条件下难于或根本不能对比。一般也只起局部渗透性遮挡作用,其中规模较小者对宏观油水运动影响不大 (图3-55)。
◎层间隔层 (也叫旋回层间隔层):是小层之间的隔夹层,是河流泛滥时期或三角洲叶状体废弃时期形成的泥质、粉砂质等细粒沉积物,往往具有较广泛的分布范围、相对稳定的层位、大致水平的原始产状及良好的垂向渗透性遮挡作用。300m井距条件下一般可以追溯对比。在河流环境中,砂体呈强烈的透镜状,层位错综复杂,砂体间互相切割,使得这类隔夹层保留程度较差,层位也起伏不平。由于三角洲叶状体分布面积广阔,分流水道切割能力较弱,废弃时湖泊侵入范围较广,因而层间隔层分布广而稳定,保留程度亦好,尤其在前缘相中基本上呈平板式分布 (图3-56)。
图3-55 河道砂体层内夹层类型
图3-56 层间隔层分布特征
5. 成因分类
事实上,隔夹层的成因不仅控制着隔夹层的岩性、物性,而且也控制着其平面分布特征。隔夹层成因复杂,不仅与水动力能量有关,而且与碎屑物供给、搬运方式及成岩作用有关。因此目前还没有统一的隔夹层的成因分类方案,研究者可以根据研究区的储层沉积成因和成岩作用特点提出本地区隔夹层成因分类。
(1) G.M.Geehan (1988) 等在研究Prudheo Bay油田Ivishak组时提出了6种隔夹层成因类型。Ivishak组是一套厚90~190m的大型三角洲、河流相复合体,内部划分为2个层。Ivishak下部为三角洲沉积物,厚达30m,覆盖于Kavik页岩前三角洲沉积物之上,主要由河口坝复合体和分流河道组成。Ivishak组上部为厚60~150m,由河流相组成。Ivishak组储层内有6种成因的隔夹层(图3-57,图3-58)。
◎厚层状前三角洲粉砂岩和泥岩:具有常见的滑塌构造,偶见薄层极细砂岩,富含炭质碎屑。
◎薄层点坝内粉砂岩和泥岩:具有滑塌构造并富含炭质碎屑。
◎沼泽或海湾厚层泥岩:薄纹层状、含极细的砂岩透镜体。
◎废弃河道泥岩:厚0.6~2.5m,常有滑塌构造并与砂岩和泥砾石混合。
◎厚层斑状泛滥平原粉砂岩:偶见泥裂泥岩和致密胶结的砂岩互层。
◎滞留、披覆及坍塌泥岩:厚度小于0.6m,常见波痕和纹理。
(2) A.C.MacDonald (1996) 等研究北海Statfjord油田Statfjord组河流相泥质隔夹层后提出4种成因类型。
◎泛滥平原泥岩:通常在1~10m厚,有的厚达20m。厚层段泛滥平原泥岩可发现成壤现象,表明正常情况下河间地区是暴露的,只在洪水期才被淹没。
图3-57 普鲁德霍湾油田东部两口井Ivishak组微相与相关成因的泥岩相
图3-58 普鲁德霍湾油田东部两口井Ivishak组微相和相关成因的泥岩相
◎黑色层状泥岩:直接覆盖在粗粒砂岩上,是在废弃河道沉积环境中形成的。多数层状泥岩在井间不能对比。
◎小型薄泥岩:发育于向上变细的河道砂岩顶部,有1m厚。这些泥岩层可能沉积在心滩砂坝顶部的小洼地中。
◎泥屑角砾岩:也是一种潜在的非渗透性隔夹层,是由扁平撕裂状的泥岩碎屑组成,厚度通常小于0.5m,代表由河道侧向迁移对泛滥平原侵蚀形成的河道滞留沉积,存在于砂体内不同部位。
泛滥平原和废弃河道泥岩是Statfjord油田最主要的隔夹层 (图3-59)。
图3-59 典型沉积层序的岩心描述