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申荣荣, 赵永刚, 唐明远, 阴旭航, 杜家满, 于明航. 鄂尔多斯盆地DND气田马家沟组马五段小层划分探析[J]. 录井工程, 2024,35(1): 112-118.
SHEN Rongrong, ZHAO Yonggang, TANG Mingyuan, YIN Xuhang, DU Jiaman, YU Minghang. Exploration and analysis of subdivision in member 5 of Majiagou Formation of DND gas field in Ordos Basin[J]. Mud Logging Engineering, 2024,35(1): 112-118.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2024.01.018  
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鄂尔多斯盆地DND气田马家沟组马五段小层划分探析
申荣荣①,②, 赵永刚①,②, 唐明远③, 阴旭航①,②, 杜家满①,②, 于明航①,②
①西安石油大学地球科学与工程学院
②西安石油大学陕西省油气成藏地质学重点实验室
③中国石化华北油气分公司勘探开发研究院
通信作者：赵永刚 1976年生,教授,西安石油大学硕士生导师,研究方向为沉积学与储层地质。通信地址：710065 陕西省西安市雁塔区西安石油大学电子二路18号。电话：13636809726。E-mail：yg_zhao@126.com

作者简介：申荣荣 1998年生,西安石油大学矿物学、岩石学、矿床学专业在读硕士研究生,研究方向为储层地质学。通信地址：710065 陕西省西安市雁塔区西安石油大学电子二路18号。电话：18762068662。E-mail：1925771704@qq.com

收稿日期: 2024-01-11
基金: 国家自然科学基金项目“烃源岩早期产物对致密油充注聚集的控制机理研究”（编号：42072185）; 中国石油化工股份有限公司华北油气分公司项目“大牛地气田马家沟组古岩溶水系统研究”（编号：34550008-21-ZC0609-0017）
摘要

鄂尔多斯盆地DND气田中奥陶统马家沟组自下而上划分为6段,其中马五段是该气田下古生界主要产气层,随着对DND气田马五段气藏的开发力度不断加大,马五6-马五10亚段的小层精细划分已日益迫切。为此在继承鄂尔多斯盆地中东部马五1-马五5亚段小层成熟划分方案的基础上,利用岩心、薄片、录井、测井资料针对研究区136口井的马五段尤其是马五6、马五7亚段进行亚段及小层的精细划分,寻找并确定标志层,利用对碳酸盐岩岩性敏感的光电吸收截面指数曲线区分石灰岩与白云岩地层,将自然伽马、自然电位、声波时差等多种测井响应结合识别碳酸盐岩岩性段。研究表明：目前可将马家沟组马五段划分出10个亚段和21个小层;马五6亚段“四分”,厚度范围为4.6~13.3 m,平均值8.8 m;马五7亚段“三分”,厚度范围为5.9~15.3 m,平均值9.8 m。马五6、马五7亚段小层精细划分在鄂尔多斯盆地尚属首次,将为DND气田及其他气田的马家沟组中组合气藏小层划分提供重要参考。

关键词: 马家沟组; 马五段; 马五6亚段; 马五7亚段; 小层精细划分; 鄂尔多斯盆地
中图分类号:TE132.1 文献标志码:A
Exploration and analysis of subdivision in member 5 of Majiagou Formation of DND gas field in Ordos Basin
SHEN Rongrong①,②, ZHAO Yonggang①,②, TANG Mingyuan③, YIN Xuhang①,②, DU Jiaman①,②, YU Minghang①,②
①School of Geosciences and Engineering, Xi'an Shiyou University, Xi'an, Shaanxi 710065,China
②Shaanxi Provincial Key Laboratory of Petroleum Accumulation Geology, Xi 'an Shiyou University, Xi'an, Shaanxi 710065,China
③Exploration & Development Research Institute of Sinopec North China Oil and Gas Branch, Zhengzhou, Henan 450000,China
Abstract

The Majiagou Formation of the Ordovician in the DND gas field of the Ordos Basin is divided into six members from bottom to top. Among them,the Ma 5 member is the main gas producing layer in the Lower Paleozoic of the gas field. With the increasing development efforts of the Ma 5 gas reservoir in the DND gas field, the fine division of small layers in the Ma 56-Ma 510 subzone has become increasingly urgent. On the basis of inheriting the subzone division plan of Ma 51-Ma 55 in the central and eastern part of the Ordos Basin,this article uses core,thin section,mud logging,and well logging data to finely divide the subzone and small layers of Ma 5,especially Ma 56 and Ma 57,in 136 wells in the study area. The main task is to search for and determine the marker layer by using the photoelectric absorption cross-section index curve sensitive to carbonate rock lithology to distinguish between limestone and dolomite formations. Multiple logging responses such as natural gamma, natural potential, and acoustic time difference are combined to identify carbonate rock lithology sections. Currently,the Majiagou Formation Ma 5 member can be divided into 10 sub sections and 21 small layers;The Ma 56 subzone is divided into four parts, with a thickness range of 4.6-13.3 m and an average thickness of 8.8 m;The Ma 57 subzone is divided into three parts,with a thickness range of 5.9-15.3 m and an average thickness of 9.8 m. The fine division of subzone in Ma 56 and Ma 57 is the first time in the Ordos Basin, which will provide important reference for the subdivision of combined gas reservoirs in the Majiagou Formation of DND and other gas fields.

Keyword: Majiagou Formation; member 5 of Majiagou Formation; Ma 56 subzone; Ma 57 subzone; fine division of small layers; Ordos Basin
0 引言

精细地层划分是气田开发中后期一项极为重要的基础工作, 其有助于解决气田开发过程中分层开采、储量计算、气藏精细地质建模及数值模拟等问题, 为研究各个小层的特征提供基础数据库, 对气田开发具有重要意义[1, 2, 3, 4]。DND气田的油气发现始于1985年Y 24井, 经过多年的勘探开发积累了大量的钻井资料, 具备进行地层精细研究的良好条件[5, 6]。DND气田中奥陶系地层广泛发育, 自上而下分为马家沟组、亮甲山组、冶里组[3, 4, 5]。前人研究成果以及大量的完井资料显示, 完整的马家沟组包含6个岩性段, 马家沟组是DND气田奥陶系地层的主体, 也是勘探开发的重点层位, 且DND气田下古生界碳酸盐岩层系是该气田最重要的储产量接替阵地[7, 8]。随着DND气田的勘探进入成熟阶段, 上古生界获得探明储量的难度逐渐加大, 而奥陶系经过多年的勘探已经取得很好的进展, 显示其具有很好的勘探开发潜力。随着奥陶系马家沟组中下组合勘探的逐渐深入, 对鄂尔多斯盆地中东部马家沟组马五1-马五5亚段小层划分已趋成熟, 而对马五6-马五10亚段小层划分正处于探索阶段。

本次研究对136口新老探井的测井资料和岩心资料进行收集与整理, 尤其是对其岩性特征、电性特征进行梳理, 在研究区马五1-马五5亚段小层划分的基础上, 重点开展了马五6-马五10亚段中马五6、马五7亚段的小层划分, 为DND气田与邻区马家沟组中下组合的划分提供实例和重要参考。

1 区域地质背景

鄂尔多斯盆地在中奥陶统马家沟组沉积期是一个内部地势较低, 周围为古陆或隆起的碳酸盐岩台地[9, 10, 11]。DND气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部, 在奥陶系马家沟组沉积期为西翘东倾格局向北西-南东倾转变的整体构造格局。马家沟组是其中一个重要的地层单元, 在地质构造上, 马家沟组的分布范围较广, 且其地质构造的差异导致了岩相的多样性[12, 13]。

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组是一套广阔的碳酸盐岩内陆棚的蒸发岩沉积, 发育以碳酸盐岩为主, 夹蒸发岩的地层[13, 14]。马家沟组沉积期发生过多次海进和海退, 马一段、马三段和马五段时期为海退沉积, 在研究区海退期形成的沉积相为局限台地蒸发相, 其中马五段作为研究区马家沟组重点勘探开发层段被细划分为10个亚段; 马二段、马四段和马六段时期为海进沉积, 其中马四段沉积时海侵范围最大, 海平面上升, 研究区基本处于水下的低能环境, 沉积相为开阔海台地相[14, 15]。马家沟组历经两次海侵海退, 岩性种类多样, 对关键井的岩心观察、薄片鉴定表明, 主要发育灰岩、白云岩、石膏、盐岩及相关过渡岩性。

2 马家沟组小层划分的现状

鄂尔多斯盆地中东部中奥陶统马家沟组自下而上划分为6段（马一段-马六段）, 其中马五段自上而下划分为10个亚段（马五1-马五10亚段）, 这已在鄂尔多斯盆地油气地质领域得到广泛认可。近年来, 中国石化华北油气分公司又将马家沟组划分为3个组合：马五1-马五4亚段为马家沟组上组合; 马五5-马五10亚段为马家沟组中组合; 马四段-马一段为马家沟组下组合[13, 14, 15]。中国石油长庆油田将鄂尔多斯盆地北部奥陶系划分为3个含气组合：马五1-马五4亚段为上部含气组合（奥陶系上组合）; 马五5-马五10亚段为中部含气组合（奥陶系中组合）; 马四段及其以下为下部含气组合（奥陶系下组合）[14]。本文以中国石化华北油气分公司马家沟组划分方案为准, 即马家沟组划分为上、中、下3个组合。

研究区所在的鄂尔多斯盆地东北部马家沟组马五段地层保存相对完整, 大多数井中缺失马六段, 或马六段剥蚀严重。为满足科研及生产需要, 前人对鄂尔多斯盆地马家沟组马五段的亚段划分和小层精细划分做了大量工作。本文在DND气田马家沟组地层划分的基础上, 通过对136口探井马五段亚段和小层的精细划分, 进一步完善了DND气田马家沟组马五段小层划分方案。

3 马家沟组马五段小层精细划分
3.1 马五段划分依据及方法

小层划分与对比是准确进行地质研究和油气藏开发的基础。测井能够反映岩性、电性和部分流体信息[16, 17, 18], 自然伽马、自然电位、声波时差等多种测井响应能很好地识别碳酸盐岩岩性, 且光电吸收截面指数曲线对白云岩等地层响应敏感, 在碳酸盐岩地层中利用测井曲线及岩性剖面, 可以对其进行小层精细划分与对比。由于碳酸盐岩远比碎屑岩复杂, DND气田碳酸盐岩地层的小层划分与对比虽可以借鉴碎屑岩地层小层对比的做法, 但也有其特殊性。标志层、测井曲线形态在碳酸盐岩地层的小层划分对比中仍然很重要, 结合录井资料, 对研究区136口探井马五段开展小层精细划分。

3.1.1 标志层及其特征

在地层划分与对比中, 标志层的使用已经得到了多数研究者的认可, 标志层的发育程度及对其认识程度极大地影响了地层划分的正确与否[18, 19, 20, 21]。DND气田奥陶系马家沟组的地层划分中, 首先是依据区域内具有明显特征可作为地层对比标志的特殊岩性段, 通常认为DND气田中马家沟组的标志层有9个, 而在马五段自上而下钻遇的标志层有K1、K2、K3、K4、K5、K6共6个（表1）[7]。这些标志层岩性特征明显、层位稳定、分布范围广、易于区别, 并且从测井曲线上比较容易确定这些标志层的岩性, 因此寻找并确定标志层是进行小层划分的关键性基础工作。

表1 马五段标志层及其特征

3.1.2 碳酸盐地层的电性特征

在地层划分中, 测井曲线可以帮助我们确定地层的岩性和分界面[22, 23, 24]。由于取心井有限, 地层的划分与对比也要依赖于测井曲线进行。岩性剖面和测井曲线组合使用, 可以实现小层的精细划分与对比, 利用测井曲线可以有效地识别研究区马五段碳酸盐岩岩性（表2）, 便于马五段小层划分。

表2 研究区马五段碳酸盐岩不同岩性测井响应特征

本次划分对比优选自然伽马（GR）、自然电位（SP）、声波时差（AC）、密度（DEN）、中子孔隙度（CNL）、电阻率和井径（CAL）测井曲线, 同时参考了光电吸收截面指数（PE）曲线[22, 23]。因为PE曲线对于该套地层的岩性特别敏感, 可用来区分石灰岩、白云岩、硬石膏等岩石类型, 在碳酸盐岩剖面中, 一般白云岩显示低值, 硬石膏、石灰岩显示高值。在碳酸盐岩地层中自然电位测井曲线在石灰岩、白云岩等岩性剖面显示清晰且出现大段异常。自然伽马测井曲线能够比较准确地反映各类岩性, 其中硬石膏、石膏、岩盐的值最低。电阻率测井用于地层对比时, 常与自然电位或自然伽马配合, 在本次研究中分别用深侧向电阻率（RLLD）测井和浅侧向电阻率（RLLS）测井根据其测井曲线变化特征来反映不同的岩石类型。声波时差测井在碳酸盐岩剖面中, 硬石膏、石膏、岩盐的值介于白云岩和石灰岩之间。井径测井一般根据井眼大小变化, 与其他测井配合进行对比。

3.2 研究区马五段小层划分与对比

在了解区域构造、沉积演化规律的基础上, 根据研究区马家沟组地层岩性特征和电性特征, 特别是测井曲线的识别标准和客观解释, 寻找并确立小层划分对比的标志层, 遵循先对比段和亚段、再对比小层和参考厚度等原则, 对DND气田136口井的数据进行整理。为保证马五段小层划分对比的准确性, 首先要优选出全井段碳酸盐岩发育良好且井内层数齐全、测井曲线的旋回特征明显、井位相对集中并能明显反映出标准层标志的井作为骨干井, 且骨干井要尽量尊重前人的原小层分界的底界。

对研究区61口骨干井进行小层划分对比并统计分析, 其中对全部井的马五1-马五5亚段进行了小层划分, 各井都存在明显的剥蚀现象; 57口井发育马五6亚段, 18口井发育马五7亚段, 只有14口井钻至马五8-马五10亚段, 多数井目前没有钻到, 随着新井的不断增加, 建议后续对马五8-马五10亚段开展小层划分。

根据测井曲线特征以及岩性剖面, 识别标志层并适当参考地层厚度和岩性厚度进行小层划分, 这里以研究区西部DK 13-FP8井马五段小层划分为例（图1）。马五段中的马五6亚段可细分为马五61、马五62、马五63、马五64 4个小层, 厚度范围在4.6~13.3 m之间, 厚度均值为8.8 m。马五7亚段又细分为马五71、马五72、马五73 3个小层, 厚度范围在5.9~15.3 m之间, 厚度均值为9.8 m。各小层的特征如表3所示。

图1 DK 13-FP8井马五3-马五7亚段小层划分

表3 DK 13-FP8井马家沟组马五6、马五7亚段小层特征

通过地层对比剖面来检验本次研究中的单井小层划分结果, 做到小层划分在全研究区的闭合, 完成研究区内马家沟组马五段小层的划分对比工作。

在对比过程中选取层位齐全的井进入小层对比剖面, 以DND气田D 57井-S 102井地层对比剖面（图2）为例。该剖面位于研究区的中部, 呈南北向分布, 自北向南依次为D 57、D 107、S 301、S 401、S 102井, 将马五52小层从底部拉齐作为地层对比基线。该剖面中5口井都存在明显的剥蚀现象, 其中D 57井顶部层位为马五31, D 107井顶部层位为马五32, S 301井顶部层位为马五21, S 401井顶部层位为马五21, S 102井顶部层位为马五14。

图2 DND气田D 57井-S 102井地层对比剖面（N-S）

从图2可以看出, 马五段小层划分过程中马五6亚段“ 四分” 、马五7亚段“ 三分” , 连井对比效果相对较好, 邻井间具有较好的对比性, 且马五6和马五7亚段小层延伸相对稳定, 具有大致相当的厚度。

综上, 本文通过对研究区内136口探井马五段进行小层划分, 重点对61口骨干井进行小层对比, 完善了DND气田马家沟组马五段小层划分方案（表4）。精细的小层划分对比可为DND气田马五段气藏精细描述和气藏高效开发提供必要的地质基础。

表4 DND气田马家沟组马五段小层划分方案
4 结论

（1）对DND气田136口井马五段进行亚段及小层精细划分, 通过寻找并确定标志层, 利用对碳酸盐岩岩性敏感的光电吸收截面指数曲线区分石灰岩与白云岩地层, 结合自然伽马、自然电位、声波时差等多种测井响应识别碳酸盐岩岩性段, 将该气田的马家沟组马五段划分出10个亚段和21个小层。

（2）根据本文所提及的思路与方法将马五6亚段进行“ 四分” , 厚度范围在4.6~13.3 m之间, 厚度均值8.8 m; 马五7亚段进行“ 三分” , 厚度范围在5.9~15.3 m之间, 厚度均值9.8 m。马五6、马五7亚段小层的精细划分在鄂尔多斯盆地尚属首次, 可为DND气田马五段气藏精细描述和气藏高效开发提供必要的地质基础。

（3）讨论了马家沟组小层划分现状, 在此基础上完善了DND气田马家沟组马五段小层划分方案, 并且目的层段的进一步精细划分与对比, 有助于结合生产应用。

编辑 孔宪青

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