火焰山地区二叠系梧桐沟组沉积储层研究

王丽云，郭 翔，阴学彬，王 硕，石 楠

(中国石油东方地球物理公司研究院乌鲁木齐分院，新疆 乌鲁木齐 830016)

0 引 言

中国稠油资源分布极为广泛,据不完全统计,在22个大中型含油气盆地和地区中已发现了数量众多的稠油油藏。吐哈油田稠油勘探突破始于1994年，火焰山构造带中南部的Ac1井完井试油见到了少量稠油，表明该地区具有形成稠油油藏良好的地质条件。但是，从近些年的较多失利井的分析中发现，储层认识不清是制约火焰山地区油气勘探的关键因素。针对以上问题，首次对火焰山地区梧桐沟组的沉积储层特征进行了系统研究，在此基础上，应用有效的物探技术开展精细储层预测，落实有利目标区，为火焰山地区二叠系梧桐沟组近亿吨级的储量发现起到了重要的作用[1-2]。

1 研究区概况

研究区位于吐哈盆地火焰山构造带中段，隶属于新疆吐鲁番地区鄯善县，南部为三堡乡及鲁克沁镇，北部为火焰山，西部为H8井区，东部为库木塔克沙漠。研究区内西部为玉北地区，南部为鲁克沁油田，东部主要为英也尔地区，东北部为连木沁地区。

火焰山地区稠油在充注期为正常原油，而后由于发生抬升和生物降解作用,从而形成稠油。该地区的原油普遍遭受了生物降解作用，其各个地区原油的降解程度也各不相同,其中构造低部位的吐玉克地区降解程度相对较弱，位于高部位的英也尔地区降解程度较高。

2 沉积体系研究

2.1 物源方向的研究

此次研究主要采用了重矿物方法进行物源方向的判断[3]。通过对工区部分井进行了重矿物组分的对比分析发现，位于研究区西部玉北地区的Yx3井重矿物组分以磁铁矿、白钛矿等为主，反映其母岩性质为中基性岩，而东部英也尔-连木沁地区的L4-S、L23、Y10井等重矿物组分以绿帘石、黝帘石、磁铁矿、白钛矿、石榴石等为主，反应了偏酸性及变质岩性质的母岩特征，两者差异明显。同时，结合ZTR指数，沉积物搬运距离越远，ZTR指数越高；反之越小。英也尔地区自东向西分布的Y14、Y5、Y6井ZTR指数分别为18.0%、22.2%、31.4%，表明沉积物自东向西搬运。玉北地区自西向东分布的Yx3、Y113井ZTR指数分别为20.5%、23.4%，表明沉积物自西向东搬运。综上所述，判断火焰山地区二叠系梧桐沟组具有东西双向物源，连木沁和英也尔地区物源来自东向，玉北地区物源来自西向。

2.2 单井及连井相分析

该研究从曲线组合特征、测井相横向变化规律、录井岩性和颜色、标志岩相的取心资料等方面对工区内的几十口井进行单井沉积相分析。划分出水上分流河道、水下分流河道、支流间湾、滩坝砂、滨浅湖等沉积微相。

火焰山地区东西向连井剖面西起鲁西凸起Yb401井附近，东至库木凸起Y1102C井附近，中间经过Yb1、Yb3、Yb5、Yb2、Y8、Y2、Y6井，该剖面横跨研究区东西方向，相带纵向分布齐全，贯穿扇三角洲平原、扇三角洲前缘、滨浅湖等几种沉积亚相。剖面上反映出以Y8井为界的东西两大物源较为清晰，为两大沉积体系边界界定提供了依据(图1)。

图1火焰山地区二叠系梧桐沟单井及连井相分析

2.3 属性分析技术的应用

结合地震属性进行分析，选用了能够反映砂体分布特征的均方根振幅属性(RMS)展开沉积体系研究。均方根振幅属性很好地显示扇体、河道砂的横向变化。有效带宽属性能反映沉积环境的稳定性，带宽宽表示沉积较为复杂，沉积环境动荡；带宽窄表示均质的沉积体模式，沉积环境比较稳定。在建模和精细解释的基础上沿层提取了均方根振幅属性，进行沉积体系范围及形态刻画。均方根振幅属性能反映砂岩的富集程度，高值表示砂岩富集，低值表示泥岩富集。有效带宽属性反映沉积环境，高值代表沉积物非均质性强，属高能沉积环境；低值代表沉积岩性较为单一，属低能沉积环境[4](图2)。

图2火焰山地区二叠系梧桐沟组均方根振幅属性

2.4 二叠系梧桐沟组沉积相平面展布特征

综合以上分析，总结出火焰山地区二叠系梧桐沟组的沉积相平面特征(图3)。火焰山地区二叠系目的层受西部鲁西、东部库木凸起整体影响，发育东西方向双物源的扇三角洲沉积。东物源体系自下而上沉积范围逐步扩大，而西物源体系自下而上逐渐减小。

图3 吐哈盆地火焰山地区二叠系梧桐沟组二段沉积相

由于梧桐沟组沉积期构造运动活跃，发育一条近东西向的正断层，断距达数百米，断层控制沉积，在玉北西北部及英也尔北部形成二次垮塌沉积，沉积范围向北扩大。

结合岩性组合及地震属性特征，梧一段沉积期，水体较浅，沉积物向湖方向推进，东西两向发育扇三角洲平原及前缘相。南部Ac1井附近发育一沉积体系，范围较小，向北推进。梧二段沉积期，水体逐渐加深，中后期达到最深。初期前缘相广泛发育，沉积物搬运距离远，砂岩分选磨圆好，多为灰色细砂岩或含砾细砂岩，储层物性好。西部及东部地区沉积体系各有3个分支。梧三段沉积期，整体为湖侵过程。底部发育前缘沉积，向上水体加深，为湖泊相沉积。该阶段东部沉积体系北移，英也尔主体多为湖相沉积。玉北地区前缘相仍然发育2个分支，主体Yb1—Yb6方向沉积体系向北扩大[5-7]。

3 储层预测

结合井上出油气情况与沉积体系的研究结果认为，油气富集区为前缘相带的水下分流河道发育区，通过有利相带优选，在河道的砂体发育区开展精细储层预测。通过对多种方法应用效果进行对比分析，最终采用了BP监督神经网络反演法和有监督模式识别有利储层预测方法(SPR)。

3.1 BP监督神经网络反演

BP监督神经网络反演即误差反传播(back-propagation)神经网络法，适合于有一定已知井的情况下对储层进行分析和预测。其是将测井数据与井旁地震道数据输入BP神经网络进行整体训练，从而建立起地震数据与测井数据之间的非线性映射关系，实现测井曲线反演，反演确定重点区有利储层分布,该方法主要针对储层的分布和厚度进行预测[8-12]。

应用该方法，分别对工区内玉北地区和英也尔地区的重点区块进行了储层预测(图4a、b)，利用工区内的14口井对预测结果进行验证，2个区块的验证符合率均达到了83%以上，预测精度较高。

图4BP神经网络算法与SPR有监督模式储层预测效果

3.2 有监督模式识别(SPR)有利储层预测方法

其是在已知样本类别的情况下，利用Fisher线性分类法和K近邻分类算法，根据用户定义的样本自动进行分类，确定每一个观测点与已知样本的相似程度，进而确定观测点本身的性质。该方法适合于有一定已知井的情况下开展有利储层定性分析和预测。该方法主要针对储层的含油气藏进行预测[9-12]。

应用该方法，对玉北及英也尔地区的重点区块进行了储层含油气性预测(图4c、d)，用工区内的14口井对预测结果进行了验证，2个区块的验证符合率均达到了85%以上，预测精度较高。

3.3 预测效果

从平面展布上(图4a、c)可以看出，玉北地区主要发育北西向、南东向河道沉积，在Yb2井周缘则存在砂坝沉积，有利储层主要分布在Yb1井和Yb6井周缘，预测玉北地区扇体有利储层面积为122.0 km2，勘探潜力较大。

英也尔地区储层横向变化快，主要发育有南东向河道沉积(图4b、d)，在河道之间存在间湾，泥质含量较多，也导致了多口探井的钻探失利，如Y1101、Y1105、Y17、L28等地区，有利储层主要分布在Y1102井周缘和Y11井南东方向。通过预测认为，英也尔地区扇体有利储层分布范围为161.1 km2，同样具有较大的勘探潜力。

根据研究成果，结合构造特征，建议在玉北和英也尔地区部署2口井：Yb602井和Y1106井。通过钻探，Yb602井在梧桐沟组试油获得日产54.3 m3/d的高产工业油流，Y1106井在梧桐沟组试油获得日产68.0 m3/d的高产工业油流，取得了显著效果。

4 结 论

(1) 首次对火焰山地区梧桐沟组沉积体系进行了系统研究，确定了吐哈盆地火焰山地区二叠系梧桐沟组发育东西2套沉积体系，玉北地区沉积物来自西物源，英也尔及连木沁沉积物来自东物源，均为扇三角洲沉积，沉积体系平面分布情况获得了突破性认识。

(2) 在研究区运用BP监督神经网络反演和有监督模式识别(SPR)有利储层预测方法能够有效地进行有利储层预测，预测结果精度较高，在勘探部署工作中应用效果好。

(3) 根据该次的研究成果，火焰山地区下一步有2个有利的勘探方向:一是在玉北地区向北、西北方向探索扇三角洲前缘有利砂体；二是在英也尔地区向西扩展英也尔扇体前缘含油气性。

[1] 李红哲，杨占龙，吴青鹏，等.沉积相分析在岩性油气藏勘探中的应用——以吐哈盆地胜北洼陷中侏罗统白垩系为例[J].天然气地球科学，2006,17(5)：698-702.

[2] 朱文斌,马瑞士，郭继春，等.吐哈盆地及邻区早二叠世沉积特征与构造发育的耦合关系 [J].高校地质学报，2002,8(2)：160-168.

[3] 张景琦，韩小峰，杨占龙.吐哈盆地鄯善弧形带三间房组二段重矿物物源分析[J].岩性油气藏，2014,26(6)：34-39.

[4] 张荣忠，季玉新，崔凯，等．油储地球物理综合描述技术[J].勘探地球物理进展，2002,25(1)：55-62.

[5] 周进高,张帆，郭庆新，等.鄂尔多斯盆地下奥陶统马家沟组障壁潟湖沉积相模式及有利储层分布规律 [J].沉积学报，2011,29(1):64-71.

[6] 李文厚,柳益群，冯乔，等.吐哈盆地前侏罗系沉积相带与砂体的展布特征 [J].西北地质，1997,18(2):10-14.

[7] 穆朋飞，刘丰，汪文斌，等.吐哈盆地丘东洼陷侏罗系水西沟群沉积相研究 [J].长江大学学报(自然科学版)，2009,3(6):182-185.

[8] 曹思远，梁春生.储层预测中BP神经网络的应用[J].地球物理学进展，2002，17(1):84-90.

[9] 孙耀庭,刘雅利,巩建强,等.济阳坳陷沾化凹陷沙四上亚段灰质滩坝储层评价[J].中国石油勘探,2016,21(5): 62-69.

[10] 段中钰 ,郭宏伟.碳酸盐岩洞穴型储层散射特征有限元正演模[J].中国石油勘探,2016,21(5): 103-109.

[11] 沈禄银,潘仁芳,谢冰,等.多信息融合的页岩油储层自动分层技术[J].中国石油勘探,2016,21(5): 110-116.

[12] 王伟明，李勇，汪正江，等.致密砂岩储层岩石脆性评价及相关因素分析[J].中国石油勘探,2016,21(6):50-57.