渝北地区飞仙关组储层评价研究

重庆科技学院

毕业设计（论文）题目渝北地区飞仙关组储层评价研究

院（系）石油与天然气工程学院

专业班级资源勘查工程2010级

学生姓名孙传云学号2010440232 指导教师肖松职称副教授

评阅教师赵东升职称教授

2014年5 月30 日

学生毕业设计（论文）原创性声明

本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

毕业设计（论文）作者（签字）：

年月日

重庆科技学院本科生毕业设计摘要

摘要

在前人对渝北地区构造背景、地层特征以及沉积格局及演化特征的研究基础上本文主要以测井曲线特征的分析、录井资料等，以碳酸盐岩储层地质学理论为指导，阐述了渝北地区飞仙关组构造演化，主要的沉积微相和成岩作用。重点对渝北地区飞仙关组碳酸盐岩储层控制因素及储层分布等作研究。划分出有利的储层相带。

渝北地区飞仙关组地层纵向上厚度大，横向上分布连续，总体上由相国寺构造南西至北东方向到邻北构造地层厚度逐渐变薄。渝北地区飞仙关期的很多时间内,其沉积环境基本处于孤立碳酸盐台地中,按沉积特征可划分为泻湖、潮坪、台地边缘、斜坡、和陆棚等亚相。渝北地区飞仙关组地层成岩过程中充填作用、重结晶作用、压实压溶作用、胶结作用属于不利于储集空间形成与演化的成岩作用,即破坏性成岩作用。而白云石化作用、泥晶化作用、溶蚀作用有利于储集体的形成与演化,即为建设性成岩作用。渝北地区飞仙关组地层储集层的孔隙度、厚度、孔隙度与含水饱和度、渗透率与含水饱和度关系研究表明，储集层孔隙度良好。储集层厚度较大。储集层渗透率好，在板东构造板东4井中渗透率达到990毫达西以上。

研究表明储层的分布与飞仙关组鲕粒滩的分布规律有关，储层主要受沉积微相、成岩作用和后期构造运动控制。渝北地区飞仙关组储层孔隙度好，存储空间大且分布连续，储层性能极好，分布范围广泛具有很大的勘探开发价值。

关键词：渝北地区飞仙关组地层划分与对比测井解释储层评价

重庆科技学院本科生毕业设计ABSTRACT

ABSTRACT

Based on previous studies tectonic setting, stratigraphy and sedimentary characteristics and evolution of the pattern on the paper mainly YuBei region characteristic curve analysis to logging, logging data, in order to carbonate reservoir geology theory as a guide, elaborated Feixianguan tectonic evolution Yubei district, the main sedimentary microfacies and diagenesis. Focus for research and other factors and reservoir distribution of Yubei district Feixianguan carbonate reservoir control. Divided favorable reservoir facies.

Yubei district Feixianguan formation on a large vertical thickness, laterally continuous distribution, the overall structure of the phase Temple to the North East to the South West to North neighborhood structure formation thickness gradually thinning. A lot of time in the region Feixianguan Y uBei period, its sedimentary environment in an isolated carbonate platform in basic, characterized by the deposition can be divided into the lagoon, tidal flat, platform edges, slopes, and continental shelf, such as sub-phases. Yubei district Feixianguan Formation diagenesis filling, recrystallization, pressure solution compaction, cementation reservoir space are not conducive to the formation and evolution of diagenesis that destructive diagenesis. The dolomitization, micritization, denudation conducive to the formation and evolution of the reservoir, namely constructive diagenesis. Porosity Yubei district Feixianguan Formation reservoirs, study the thickness, porosity and water saturation, permeability and water saturation relations show that the reservoir porosity is good. Reservoir thickness is large. Reservoir permeability is good, in Bando Bando four wells constructed penetration reached more than 990 md.

Studies have shown that the distribution and the distribution of Feixianguan oolitic reservoir is related to the reservoir by sedimentary microfacies, diagenesis and post-tectonic motion control. Yubei district Feixianguan good reservoir porosity, large storage space and a continuous distribution, excellent reservoir performance, distributed a wide range of great exploration and development value.

Keywords: Yubei area The Feixianguan Formation Stratigraphic division and correlation Logging interpretation Reservoir evaluation

目录

摘要.........................................................................................................I ABSTRACT...............................................................................................................II 1 前言 (1)

1.1研究目的 (1)

1.2储层评价 (1)

1.2.1地层划分与对比 (1)

1.2.2沉积微相研究 (1)

1.2.3 成岩作用研究 (1)

1.2.4 孔隙和物性特征 (2)

2 区域地质背景 (2)

2.1 地理位置 (2)

2.2区域构造特征 (2)

2.2.1 地质特征 (2)

2.2.2 构造演化史 (2)

3 渝北地区飞仙关组地层划分与对比 (3)

3.1 岩性特征 (3)

3.1.1岩性特征 (3)

3.1.2 地层厚度 (3)

4 沉积微相研究 (11)

4.1 沉积微相研究 (11)

4.1.1沉积微相岩石特征 (11)

4.1.2 沉积微相对油气存储的影响 (12)

5 成岩作用研究 (13)

5.1.1主要成岩作用 (13)

5.1.2 成岩作用对油气运移的影响 (14)

6储层参数特征评价 (15)

6.1.1孔隙度与有效储层 (15)

6.1.2孔隙度与含水饱和度 (20)

6.1.3渗透率与含水饱和度 (22)

6.1.4渝北地区飞仙关组储层有利区域预测 (24)

7主要研究成果 (26)

参考文献 (27)

致谢 (29)

1 前言

1.1研究目的

四川盆地发育了一套巨厚的陆相一海相沉积地层，成为滨太平洋构造域与特提斯构造域之间的一个大型海相、陆相叠合盆地。特别是盆地发育有机质含量较高并处于高度成熟和过成熟阶段、厚度较大、分布稳定的地层。在我国陆相和海相含油气盆地中占有重要的战略意义。目前，已在川南浅层气田、川东和龙门山中生代前陆盆地进行油气勘采，盆地的其他地区尚有空白，在晚中生代前陆盆地和古生代一早中生代海相盆地两个层次盆地中有望再次发现大、中型油气田。在四川盆地北部发现具有开采价值的油气资源。《渝北地区飞仙关组储层评价研究》是对四川盆地渝北地区三叠系飞仙关组地层进行定性定量研究，了解其储层分布情况和存储能力，认识储层评价的研究方法。

1.2 储层评价

在本次课题研究当中，将从以下几个方面进行研究。

1.2.1地层划分与对比

利用钻井资料对渝北区块各构造飞仙关组进行地层划分，并作出岩性特征描述、指出岩性特征的变化特征。编制地层岩性岩相，编绘实测地层刨面的岩性岩相柱状图。

1.2.2沉积微相研究

岩性是鉴别碳酸盐岩沉积相的基本标志之一，也是最易观察、最直接的参数。碳酸盐岩岩性标志主要表现在如下方面：颗粒－碳酸盐岩的颗粒特征在指相方面有重要的意义，不同的颗粒反映不同的沉积环境。利用薄片资料、钻井资料对飞仙关组沉积微相进行分析并指出有利相带。渝北地区飞仙关组岩石类型以灰岩为主，其次为泥页岩，偶见白云岩和岩溶角砾岩，其中灰岩又可分为鲕粒灰岩、生物碎屑灰岩、砂屑灰岩、微－粉晶灰岩等。

1.2.3成岩作用研究

成岩作用是沉积物沉积之后转变为沉积岩，直至因构造运动重新抬升至地表遭受风化作用之前或变质作用以前所发生的化学、物理和生物的作用,以及这些作用所引起的沉积物或沉积岩结构组分的变化。由于碳酸盐矿物本身的化学活泼性,常导致碳酸盐岩成岩作用强烈,使其原始面貌大为改观。渝北地区下三叠统飞仙关组地层沉积至今已有2.44亿年的历史,在这漫长的地质时期中,飞仙关组地层经历了由地表至地下6千余米的埋藏过程,使其经历的成岩环境多次重叠,成岩作用及其变化呈多类型、多期次的长期叠加,其结果不仅改变了原岩结构组分和储层性质,还将原来以原生孔隙为主的沉积物转变为以次生孔隙为主的储层。利用薄片资料对成岩作用类型及演化作出分析。

1.2.4储层参数特征评价

在碳酸盐岩储层研究中，确定储层中孔隙类型和成因是非常必要的，因为通过孔隙的成因研究可以了解储层形成的机制，也是预测储层的分类的基础。本次课题利用测井解释资料、岩心物性测试资料对储层孔隙度、渗透率、含水饱和度、含气性、有效储层厚度作出分析，并预测储层平面分布规律。

2 区域地质背景

2.1地理位置

渝北区位于重庆主城东北部，地跨东经106°27'30"～106°57'58"、北纬29°34'45"～30°07'22"之间。北接四川省广安地区的华蓥市，西连北碚、合川区，南与江北区毗邻、东邻长寿区，同巴南、南岸、沙坪坝区隔江相望。面积约3900km2（图2.1）。

2.2.1地质特征

渝北地处华蓥山主峰以南的巴

渝平行岭谷地带，地势从西北向东

南缓缓倾斜。全境自西向东由华蓥

山、铜锣山、明月山三条北西至南

东走向的条状山与宽谷丘陵交互组

成的平行山谷。南面多低丘，海拔

450～154米，中间为低地，海拔

799～449米，北面为高山，海拔

1459～7990米。渝北地区地质属于

沉积岩广泛发育地段，地质上以华

蓥山帚状褶皱和宣汉～重庆平行褶

皱，褶皱带呈北北东方向上分布，

褶皱紧密，狭长而不对称，背斜窄，

图2.1研究区地理位置及工区范围示意图(郑荣才2007) 向斜宽，断裂少。地貌多呈垄岗状，

桌状山、长岭岗错落于岭谷间，地势起伏较大。谷坡河流两岸多溶洞，多地喀斯特地貌

分布范围广。四川盆地是一大型构造盆地和沉积盆地,沉积基底形成于前震旦系变质岩

系的基础上发育的。晋宁运动使前震旦纪地槽褶皱发生回返,使得南方扬子地台开始形

成。此后又经历了加里东、海西、印支、燕山和喜山等多次构造运动,导致震旦系至中

三叠统形成一套以海相碳酸盐岩为主的地层,并经历了多次成岩作用,在纵向上形成了

多套生、储、盖组合。渝北地区下三叠统飞仙关组鲡粒滩储层正是在此基础上形成的。

2.2.2构造演化史

四川盆地是特提斯构造域巨型油气富集带中一个大型古生代一中新生代海相一陆

相叠合盆地。经历了中一晚元古代晋宁运动，澄江运动扬子地台基底形成，澄江期晚期

一印支中期，印支晚期一燕山早期海相盆地，燕山晚期一喜马拉雅期陆相盆地四个发展

演化阶段。形成巨厚的海相一陆相沉积地层。三叠系地层分为上下两套沉积序列，中下

三叠统包括飞仙关组、嘉陵江组、雷口坡组，为一套浅海相灰岩、泥灰岩、紫红色页岩、砂质泥岩、鮞粒灰岩、白云岩夹泥页岩及石膏层沉积。其中，飞仙关组、嘉陵江组、雷口坡组中的鮞粒灰岩、灰岩与白云岩孔隙发育。

3 渝北地区飞仙关组地层划分与对比

3.1岩性特征

3.1.1 岩性特征

根据渝北地区钻井地质综合资料和区域地质特征，飞仙关地层可划分为四段。其中飞四、飞二段以钙质泥岩发育为主，飞三、飞一段以灰岩为主。

f4）顶部以深紫色灰质页岩为主，其下是深灰褐色泥晶灰岩及深灰色灰飞四段（T

1

质页岩。下部是暗紫色页岩和深灰绿色页岩互层夹深灰褐色泥晶灰岩，部分呈砂、砾屑灰岩。其中灰岩普遍含暗紫色砾屑、生物骨屑。飞四段地层厚度为9-30米。

f3）顶部以深灰褐色泥晶灰岩夹鲕粒灰岩为主。灰岩普遍产生重结晶现飞三段（T

1

象，由上至下绿色砂屑含量增多。上部是鲕灰岩含生物骨屑灰岩，鲕粒为隐晶质，中部是灰岩，局部可以见到泥质斑点。鲕状灰岩偶尔有深色泥质条纹及方解石脉。下部为褐灰色灰岩、浅灰色鲕状灰岩。飞三段地层厚度为123-210米。

f2）顶部以深灰色灰质页岩为主，其下以为暗紫色灰质页岩、泥灰岩夹飞二段（T

1

褐灰色灰岩为主。灰质页岩，致密，性脆。灰岩中泥质含量普遍较多，常有砾屑及暗紫色泥质纹。中部是灰紫色页岩与褐灰色灰岩互层。下部以暗紫色页岩与灰紫色页岩及褐灰色灰岩为主。飞二段地层厚度为159-197米。

飞一段（T

f1）上部以褐灰色泥晶灰岩与紫色泥灰岩互层为主。中部以暗紫色泥灰

1

岩夹灰色砂质页岩为主。泥灰岩由上而下颜色变暗，泥质增重，常向灰质页岩过渡。下部为灰紫色泥灰岩与深灰带绿色泥灰岩互层。飞一段地层厚度为100-158米。

3.1.2 地层厚度

分别选取渝北地区飞仙关组地层各构造研究分析其飞仙关组地层厚度变化特征，并绘制飞仙关组地层厚度对比柱状图。

根据相国寺构造各井地层厚度资料，对飞仙关组地层进行厚度对比，且绘制由南西致北东方向分层柱状图（图3.1）。相国寺构造飞仙关组地层由南西致北东方向地层厚度逐渐变薄。

图3.2铜锣峡构造南西-北东飞仙关组地层对比柱状图

表3.2铜锣峡构造飞仙关组地层分层数据表

根据铜锣峡构造各井地层厚度资料，对飞仙关组地层进行厚度对比，且绘制由南西致北东方向分层柱状图（图3.2）。铜锣峡构造飞仙关组地层由南西致北东方向地层厚度由厚变薄。

→NE41°

图3.3坂东构造南西-北东飞仙关组地层对比柱状图

根据坂东构造各井地层厚度资料，对飞仙关组地层进行厚度对比，且绘制由南西致北东方向分层柱状图（图3.3）。坂东构造飞仙关组地层由南西致北东方向地层厚度变薄。

→NE39°

图3.4坂桥构造南西-北东飞仙关组地层对比柱状图

表3.4板桥构造飞仙关组地层分层数据表

井位

T1f3段-T1f1段

厚度（m）顶深(m) 底深(m)

根据坂桥构造各井地层厚度资料，对飞仙关组地层进行厚度对比，且绘制由南西致北东方向分层柱状图（图3.4）。坂桥构造飞仙关组地层由南西致北东方向地层厚度无明显变化。

→NE38°

图3.5邻北构造南西-北东飞仙关组地层对比柱状图

表3.5邻北构造飞仙关组地层分层数据表

T f段-T f段

根据邻北构造各井地层厚度资料，对飞仙关组地层进行对比，且绘制由南西致北东方向分层柱状图（图3.5）。邻北构造飞仙关组地层由南西致北东方向地层厚度变化不大。

→NE39°

根据渝北地区各构造地层厚度资料，对飞仙关组地层进行厚度对比，由南西致北东方向各构造，且选取各个构造的南西端和北东方两口井数据（表3.6），绘制由南西至北东分层柱状图（图3.6）。渝北区飞仙关地层由南西至北东厚度变化不定，最大差值150米。总体上飞仙关组地层由南西至北东厚度逐渐变薄。平均厚度在400米至480米之间。在整个渝北地区呈连续分布。

根据对渝北地区各钻井分层数据绘制地层厚度变化趋势图，飞仙关组在全区几乎连续分布，厚度由南向北逐步变薄（图3.7）。区域上飞仙关组岩性及厚度基本稳定。上下分别与嘉陵江组、长兴组整合接触。

图3.7渝北地区飞三地层厚度等值线图

4 沉积微相研究

4.1沉积相特征

4.1.1沉积微相岩石特征

渝北区三叠系飞仙关组地层经历了海进，海侵，海退再海侵四个阶段。飞四段为台地蒸发岩沉积环境，飞三段为开阔台地沉积环境，飞二段为台地边缘浅滩，飞一段为陆棚沉积环境。飞仙关期沉积的大部分时间内，渝北地区水体循环处于正常状态，邻近广海，远离物源区陆源沉积少，因而局限台地沉积主要出现在飞四段，在飞仙关组中发育的局限台地相以沉积灰岩及泥灰岩为主，偶见薄层云质石膏、泥质云岩。

①鲕粒滩

主要位于台地上潮下高能的环境沉积中，主要受潮汐作用的影响，呈席状体展布。鲕粒滩体具有纵向上不稳定和平面上不规则以及单层厚度不大的特征。常与潮坪环境或泻湖沉积的泥状灰岩呈互层状。纵向上组成多个次一级旋回，形成不规则的鲕滩叠复体。其岩性主要为亮晶生屑鲕粒灰岩和亮晶鲕粒灰岩或含砾屑鲕粒灰岩为主(图4.1，a)。

a板东4井（T1f3），编号1－51，微－亮晶鲕粒灰岩，全貌，对角线长4mm，（-），井深：3124～3132m b板东3井（T1f3），编号1－127，水平纹层状微晶灰岩，微晶灰岩中的缝合线及微裂缝，对角线长4mm,（-），井

深：2780.4～2780.7m

图4.1渝北地区飞仙关组鲕粒灰岩岩心照片（郑荣才 2007）

②泻湖微相

主要位于鲕粒滩坝以后的低能环境。在鲕粒滩坝发育的情况下，其后的泻湖与潮坪相似，并常与潮坪紧密伴生，二者难于区分。因此将它们统一归为局限海台地相。沉积物以灰，深灰色裂缝发育的泥晶灰岩为主 (图4.1，b)，夹薄层颗粒灰岩和藻灰岩，在干燥的气候条件下常出现白云岩、硬石膏和岩盐沉积。

③陆棚亚相

主要处于台地边缘靠近向海一侧的较深水能环境之中,地形坡度不是很大，水深位于风暴浪基面和正常浪基面之间,水动力条件总体较弱,间歇性的风暴作用少,可在短时间

内形成高能沉积环境,其充氧条件也大大有利于生物的生长与发育。

④台地边缘亚相

主要位于较深水陆棚或斜坡与浅水台地之间的过渡带,水体较深在浪基面附近，环境水体较浅, 水动力条件强,受到来自广海波浪作用的影响大,主要沉积了一套较粗的颗粒沉积物，台地边缘沉积体由大套亮晶颗粒灰岩组成,多呈带状沿台地边缘展布。

⑤潮坪微相

主要位于台内平均海平面附近,水深处于平均低潮线和平均高潮线之间, 水动力条件较弱,水体盐度变化较大。受波浪影响小,主要受到潮汐作用的控制,常沉积一套旋回性的细粒沉积物 ,干早炎热的气候有利于蒸发白云化作用和膏盐类矿物的形成。

4.1.2沉积微相对油气存储的影响

鲕粒滩亚相具有良好的存储空间，是油气储存的有利相带，可形成鲕粒滩油气藏。台地蒸发岩环境形成碳酸盐岩沉积，碳酸盐岩是重要的烃源岩和储集层是油气聚集的良好相带。潮坪相的石膏层，泥灰岩，泥晶云岩，泥页岩，以及台地泻湖相的泥晶灰岩。这些致密岩层的发育是鲕滩储渗体中的油气流得以封盖保存的必要条件之一。

5 成岩作用研究

渝北地区下三叠统飞仙关组地层沉积至今已有2.44亿年的历史,在这漫长的地质时期中,飞仙关组地层经历了由地表至地下6千余米的埋藏过程,使其经历的成岩环境多次重叠,成岩作用及其变化呈多期次、多类型的长期叠加,这不仅改变了原岩结构组分和储层性质,还将原来以原生孔隙为主的沉积岩转变为以次生孔隙为主的储层。

5.1.1主要成岩作用

成岩作用对碳酸盐储层的影响是具有双重性的,即可形成新的成岩组构和产生新的储集空间，又可破坏早期的沉积、成岩结构和早期形成的孔隙。渝北区飞仙关组储层主要成岩作用有重结晶作用、泥晶化作用、充填作用、压实压溶作用、白云石化作用、胶结作用、溶蚀作用等。

①泥晶化作用

泥晶化作用对沉积物孔隙的增加影响不大,但是它增加了颗粒的抗压程度,对后来的铸模孔及粒内溶孔的形成和保存创造了良好的条件。

②压实、压溶作用

压实、压溶作用主要是地表之下的沉积物随着埋藏深度的增加,压力和温度的升高,其孔隙度降低、厚度减小, 微裂缝和缝合线的形成及结构组分的破坏。这一变化过程中,压实、压溶作用起着重要的作用（图5.1，郑荣才2007）。

图5.1 渝北地区飞仙关组地层压实压溶作用特征图5.2 渝北地区飞仙关组地层胶结作用特征③胶结作用

胶结作用是指从孔隙溶液中沉淀出胶结物,将松散的沉积物固结起来的作用。它主要是指原始孔隙中沉积物的沉淀,不包括次生孔隙内化学沉淀物的充填作用。胶结作用是使储层孔隙度降低的又一主要原因（图5.2，郑荣才2007）。

④充填作用

充填作用是指次生孔隙被物理化学或生物化学成因的自生矿物的充填过程,其结果是在次生孔隙内发生晶体的生长。这类晶体就是化学沉淀充填物,主要有石英、石膏、

方解石、白云石、沥青及少量的萤石等。

⑤重结晶作用

重结晶作用的产生及其作用的强弱,决定于重结晶之前矿物的成分、成分的均一性和颗粒大小,一般情况下是溶解度大、颗粒细、成分越均一的矿物最容易发生重结晶作用。渝北地区飞仙关组储层重结晶作用主要是受到来自原岩结构组分的影响,主要发生在浅埋藏阶段的泥晶灰岩发生重结晶作用形成粉晶灰岩。

⑥溶蚀作用

溶蚀作用是使储层孔隙度增加的一个重要原因。

5.1.2成岩作用对油气运移的影响

鲕粒灰岩内碎屑灰岩都可以成为油气运移的通道和储集体。充填作用、重结晶作用、压实压溶作用、胶结作用属于不利于储集空间形成与演化的成岩作用,即破坏性成岩作用。而白云石化作用、泥晶化作用、溶蚀作用有利于储集体的形成与演化,即为建设性成岩作用。