川东地区复杂地层分层方法

红色泥岩 , 大安寨段的石灰岩 , 茅三段、 茅一 b 亚段、 断层造成地层增厚及地层重复; ∋ 岩层的塑性流动
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2007 年 11 月
用, 可以正确地引导现场地质工作。从宏观上对井 下地质情况进行判断 , 对复杂地层的分层都有很大 帮助。同时, 可以帮助预测井下地层压力的变化 , 给 钻井工程提供更好的服务 , 实现安全生产。 ( 3) 测井资料对比 用邻井或者相邻构造、 相邻区域的测井资料及 剖面与本井进行对比 , 看其相似程度及吻合性, 同时 也可校正本井的岩性定名。 在进行了地层对比 , 构造分析不能确定井下地 层层位, 井下情况不正常 , 又不能进行正常录井 ( 如 井漏无返、 桥浆钻进取不到砂样) 、 钻井工程又必须 搞清井下情况( 如临近固井、 取心等作业) 时, 可以经 过电测, 利用测井资料来对井下情况进行判断。测 井曲线解决现场地层问题 , 使用自然伽马和电阻率 曲线就可以了。用测井曲线进行分析对比, 与邻井 对比吻合不好时 , 应尽量从宏观上考虑 , 不要局限于 每个局部都能很好对应 , 只要大的特征曲线标志明 显( 如嘉四 4 亚段的硅质泥岩等) 即可确认地质层位。 ( 4) 其他资料对比 其他对比资料包括钻时 , 油、 气、 水、 漏显示, 钻 井液 性能, 碳酸 盐分析, 岩石薄片及生物 种属鉴定 等。钻时资料在一些有特征的地层及分层界线附近 反应比较清楚, 如岩盐钻时比较低, 部分断层附近裂 缝、 溶洞发育存在放空、 钻时加快的现象; 但是必须 结合岩屑才能确定, 不可单凭钻时武断分层, 同时也 要考虑到钻井液性能、 钻头类型、 钻头使用时间及钻 井参数对钻时的影响。 有一些构造油、 气、 水、 漏显示对层位的确定也 有一定指示作用。一些层位钻头刚接触到地层了界 线就有明显的显示。这种现象往往发生在上部地层 为盖层, 下部地 层为 储层 ( 如嘉 五 亚 段、 嘉四 亚 段、 下二叠统顶部、 石炭系顶部等 ) , 而且上、 下部地 层压力差距较明显的情况下。 在钻遇断层、 裂缝的时候 , 因地层的储集条件得 到改善, 钻井液柱压力与地层压力差异较大时, 也会 发生各种显示。综合分析这些资料, 对判定井底地 层、 构造情况有一定帮助。 目前综合录井技术已普及且日臻完善 , 对地层 判别帮助较大的是碳酸盐分析。在一些复杂的情况 下( 如使用井下动力钻具砂样太细等 ) , 可以帮助建 立地层剖面。另外, 分层界线处岩石的成分有较大 的变化, 可以借助碳酸盐分析帮助确定岩性及分层。
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川东地区复杂地层分层方法
胡可以 席代成 吴萍 谢春红 汪建华
( 四川石 油管理局地质勘探开发研究院 )
胡可以等 . 川东地区复杂地层分层方法 . 天然气工业 , 2007, 27( 11) : 16 18. 摘 要 四川盆地川东地区地质构造隆起幅度 高 , 断层发育 , 地 下构造 复杂 , 地层分 层困难 。 为此 , 探讨了 该 区现场复杂地质情况下的分层 、 卡层工作方法 。 结果认为 , 要提高该类复杂地层的 分层准确率 , 首先 必须取准原 始 资料 , 然后建立岩屑录井剖面 , 进而应用地震 、 构造 、 录井 、 测井 、 分析化验及区域地 质资料进行 综合分析 对比 , 才 能 对井下的地质情况做出正确的判断 , 以指导钻井 工程的顺利进行 。 主题词 四川盆地 东 复杂构造 地层划分 地层界面 综合评价
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第 27 卷第 11 期
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井工程和生产决策提供可靠的依据。 为了搞好现场地质工作 , 提高分层准确率, 特别 是在重要的地质层段 ( 如固井、 取心时) , 分层不能出 现丝毫差错, 必须严格把好卡层关。 针对地质录井工作的特点, 现将现场地质分层 工作中重要的操作技术和方法介绍如下。 1. 取准原始资料 复杂地层或重要分层井段根据需要可以适当加 密取样 , 根据现场具体情况决定用桶或砂样筛淘洗 岩屑。在关键井段, 技术人员应亲自参与录取及淘 洗砂样, 以利于准确掌握第一手资料。用桶淘洗砂 样有几大优点: 一是粗细岩样都可以很好地被保留 下来 , 砂样具有最好的代表性 ; 二是岩样漂洗至水清 后显得更干净, 便于进行湿样观察; 三是一些特殊地 层, 例如石膏层, 岩样淘洗至后期, 淘洗岩样的水略 呈乳白色 , 注意观察, 便可判断已钻至石膏层, 若等 砂样烤干后再观察则往往难以发现 石膏少了不 易寻找; 四是对于用桥塞泥浆钻进的岩样, 用桶淘洗 可以让桥堵物随水漂去 , 最后才能得到代表性较好
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由于碳酸盐分析需人工选样。因此选样时必须注意 样品的代表性。 因现场条件有限 , 岩石薄片及分析化验、 生物种 属鉴定等, 一般都未进行。现场在岩性定名时遇有 不能确定的特殊岩性 , 可送实验室鉴定。在现场遇 分层困难, 可选取有代表性的岩样进行鉴定, 利用古 生物种属在一定时期繁殖生存的特点来进行地质分 层。这种方法适用于地质时代间隔较长的层段, 一 般在系与系之间、 或者沉积间断时间较长的层位之 间才较准确。 ( 5) 综合分析对比中值得注意的几个方面 1) 在复杂地质层段分层工作中 , 必须将每一道 工序所要求的资料取全取准, 各种基础工作做好后, 再进行分析对比, 在分析对比中切忌单凭一项资料 就下结论, 重点在于综合分析。 2) 一个地质层位的确定 , 在综合分析对比中 , 如 果出现疑难 , 各项资料不能互相对应 , 就应该重新检 查已有的资料是否有误、 对比的方法是否准确 , 找出 不能对应的原因 , 切忌牵强附会下结论。 3) 在现场地质技术工作中 , 各项资料的收集整 理及分析要严格执行地质设计, 但在地质分层中绝 不能以设计的井深和单层厚度作为分层的依据, 而 只能以本区域的分层标志作为分层的依据 , 设计厚 度只是重要的参考依据。 4) 对钻井施工及地质资料收集影响不大的层段 ( 即不固井、 不 取心的层 段 ) , 如果 地质分层 难度很 大 , 不能判断, 应尽量继续钻进, 等地质录井收集到 足够的资料 , 或钻至下部有特征比较明显的层段 ( 或 者标志层) 出现 , 这时再用下部清楚的层位来向上反 推 , 以确定上部复杂井段的地层界线。
的砂样; 五 是 用清 水强 钻, 或 者用 井下 动 力钻 具、 层倒转 , 如云安厂、 大池干井、 凉水井、 茨竹垭等构造 PDC( 金刚石 ) 钻头钻进时, 岩样细小 , 用桶淘洗才能 的井地层倒转现象比较普遍。对所钻构造的形态进 将岩样很好的保留下来, 而且淘洗得干净。岩样淘 洗干净后 , 先观察湿样, 湿样颜色鲜艳、 清晰, 易于发 现新出现的岩屑。 2. 建立岩屑录井剖面 将岩屑定名描述后绘制成剖面。地层复杂时 , 要尽量综合应用多种手段使岩屑定名更准确。 3. 综合分析对比 分析对比的目的主要是确定各井目前井下钻头 所钻地层、 构造的位置, 预测井下地层及构造的变化 趋势以及油气水显示等。 ( 1) 地层对比 地层对比的要点就是要抓住各层段岩石的特征 及地层组合特征 , 以及各层分层的岩石、 电性依据 , 特别是要尽力抓住区域标志层的岩性特征。川东地 区的主要标志 岩性如: 嘉四 4 亚段中下部 的硅质泥 岩; 嘉二 亚段底部的蓝灰色泥岩等 ; 铝土质泥岩一 般出现在龙潭组底部和梁山组地层中。其他还有一 些带有局限性的辅助标志层, 如雷一 2 亚段地层的紫 栖二段的浅色石灰岩 ; 栖一段近底部的燧石结核灰 岩等。地质技术人员都必须准确地掌握。在复杂的 地质层段 , 抓住了这些标志岩性, 就等于确定了井底 的地层层位。这样从已知到末知, 先确认上部或下
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行分析 , 结合地层 层序变化 , 可以判断地 层是否倒 转。但是, 地层倒转是在构造受力相当强烈的情况 下形成 的, 构造形 变大, 地 层组合也相应 会发生变 化 , 而且还常伴生有断层 , 所以, 实钻的地层剖面在 倒转点上、 下对称性较差 , 必须做认真细致地分析对 比工作才能确定。 对构造的分析判断主要是借助于地层变化来进 行的 , 同时还要应用地震反射横剖面图及构造图对 构造分析作宏观指导。构造上部的断层造成的地层 复杂带 , 因靠近地表 , 地震资料杂乱无章, 可借鉴性 较差。因此 , 录井地层剖面的建立和对地层组合、 岩 性特征的分析对比, 就显得尤为重要。 构造分析的目的主要是通过研究构造的受力情 况、 受力后构造可能产生的形变类型 , 以及这些形变 对地层产生的影响 , 最后将地层复杂情况归结为属 于哪一种构造变动。如: # 断层造成地层重复和缺 失 ; ∃ 断层牵引造成地层倾角增大使地层增厚 ; % 断 层牵引形成的地层倒转; &构造剧烈转折端及伴生 产生 刺穿! 而引起地层缺失等。其他还有单纯的地 层倾角增大引起的地层增厚等。这些复杂情况有的 可以在一口井中同时出现 , 有的则单一出现。 构造分析对下步工作的预测具有重要的指导作 ∀ 17 ∀
响, 出现大规模的海退, 四川盆地的雏形基本形成 , 结束了海相沉积的历史而进入内陆湖盆沉积阶段。 质目的而被迫改变设计为定ຫໍສະໝຸດ Baidu侧钻井。 侏罗纪末期的燕山运动及第三纪开始的喜山运动构 成了四川盆地现今的构造格局。 纵观石炭纪以后的地史发展情况 , 川东地区经 历了从海相到陆相的沉积发展过程, 形成了一套由 碳酸盐岩、 硫酸盐岩、 碎屑岩、 泥质岩为主 , 岩性、 岩 相多变的地层剖面。 2. 构造特征 川东地区 的构造格 局主要定 型于喜 山运动时 期, 构造褶皱强烈, 平面上一系列北东向高陡背斜近 平行排列 , 背斜狭窄 , 向斜宽缓。东北部因受大巴山 弧形构造的影响, 构造走向从北东向逐渐转为北东 东向 东西向。由于受挤压力作用 强, 主背斜断层 发育 , 常将构造切割成断块或断鼻。大断层的下盘
作者简介 : 胡可以 , 1963 年 生 , 高级工 程师 ; 1985 年本科毕业于原 西南石油学院石油地 质专业 ; 现从事科技管理工作 。地 址 : ( 610051) 四川省成都市建设路一段 83 号。电话 : ( 028) 86015609 。 E mail: hekey i321454@ 163. co m
三、 复杂地质层段分层的操作方法
现场地质 录井分层 是比较复 杂的一项 系统工 程 , 其中任何一个环节出现差错都可能导致分层失
常伴生潜伏构造。潜伏构造保存条件较好, 是油气 误。特别是在复杂地质层段分层时, 现场技术人员 聚集 的主要场所 , 也是目前 油气钻探的主 要目标。 要熟练地掌握实际操作技术和工作方法 , 以获取准 历年的钻探成果表明 , 构造上部的断层主要影响嘉 确的资料信息, 认真综合分析和准确判断井下情况, 陵江组及其以上地层 , 断层除破坏构造的有效圈闭 , 并及时进行信息反馈以对下步工作做出预测, 为钻
一、 川东地区地质特征
造成地层的重复或缺失外, 断层附近的地层也常因
断层的 牵引! 现象而形成 陡带 ! 或造成倒转, 石膏 1. 地层沉积特征 川东地区主要指四川盆地华蓥山以东的区域。 层等塑性较强的岩石因受力不同, 在局部常大幅度 增厚或减薄, 同时大段石膏层中的脆性碳酸盐岩因 目前油气钻探的对象主要是石炭系及其以上地层。 志留纪末期以后 , 四川盆地主要经历了加里东、 石膏在挤压作用下的塑性流动产生 刺穿! 而缺失的 海西、 东吴、 印支、 燕山运动及第三纪开始的喜山运 现象也时有发生。在钻探目的层之一的石炭系, 部 动等的影响, 中三叠世以前的地层以海相沉积的碳 酸盐岩、 硫酸盐岩为主。中三叠世末因印支运动影 分构造是由断层形成的圈闭。因此井底目标一般靠 近断层。这些断层使钻井工程常在目的层以上的栖 霞组一段及梁山组钻遇断层复杂带 , 因难以达到地
部分层 准确、 清楚 的地层, 再逐步向疑难 井段推进 ( 先易后难 ) , 最终达到解决问题的目的。 川东地区地质复杂情况常发生在嘉陵江组以上 地层, 这套地层岩石物性差别大 , 厚度变化也大。进 行厚度对比时, 要充分考虑到因岩石物性不同而产 生的差异形变对地层厚度的影响。 ( 2) 构造分析 川东地区的构造主要是受东西方向的挤压力而 形成 , 主构造隆起 幅度大, 断层发育且普 遍为逆断 层。断层逆牵引带与构造剧烈转折端, 往往伴随次 级断层的发生。因此 , 在钻遇这种现象时, 现场地质 工作者笼统将它称为 地层陡带! 。地层岩性突变、 地层组合不连续、 地层层序重复、 次生矿物发育, 明 显的还有断层角砾出现 , 这种现象一般可判定为断 层。多条断层出现, 或断层引起地层厚度大幅度异 常 , 一般称之为 断层复杂带! 。断层复杂带封闭性 较差, 位于上部井段 ( 嘉二段以上 ) 的断层附近常有 井漏发生, 但这种现象不可反推应用。 高陡构造以及大断层的逆牵引带很容易形成地
二、 易形成的几种复杂情况
( 1) 钻井工艺技术: 定向井、 水平井、 空 ( 氮 ) 气钻 进、 P DC 钻头钻进、 桥浆钻进等易造成地层、 岩屑识 别困难。 ( 2) 钻井工程复杂: 井漏 , 桥浆洗井液、 水泥频繁 堵漏, 钻具事故多, 钻井工程措施频繁变化等。 ( 3) 地质复杂: 地层横向变化大 , 地层厚度异常, 断层, 地层倒转等影响。