楊 超 黃 丹 王小平 郭文強(qiáng)

(西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065)(中石油長(zhǎng)慶油田分公司蘇里格氣田研究中心，陜西 西安 710018)(陜西煤田地質(zhì)局一九四隊(duì)，陜西 銅川 727000)(西部鉆探測(cè)井公司，新疆 克拉瑪依 834000)

基于蛛網(wǎng)圖對(duì)比的測(cè)井相分析研究
——以三角洲前緣相為例

楊 超 黃 丹 王小平 郭文強(qiáng)

(西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065)(中石油長(zhǎng)慶油田分公司蘇里格氣田研究中心，陜西 西安 710018)(陜西煤田地質(zhì)局一九四隊(duì)，陜西 銅川 727000)(西部鉆探測(cè)井公司，新疆 克拉瑪依 834000)

不同水動(dòng)力環(huán)境會(huì)形成不同粒度特征的沉積微相并對(duì)應(yīng)不同的電測(cè)曲線形態(tài)特征，因此可以根據(jù)測(cè)井曲線形態(tài)來確定微相類型。為了對(duì)測(cè)井相有明確的認(rèn)識(shí)，借助曲線形態(tài)、蛛網(wǎng)圖及距離系數(shù)，利用Z3?1、Q19?6、ZH27三口井資料對(duì)三角洲前緣水下分流河道、水下分流間灣、河口壩3種微相進(jìn)行了分析。研究表明，蛛網(wǎng)圖在沉積微相分析中不具一般性，相反測(cè)井曲線形態(tài)對(duì)識(shí)別微相具有明顯的一般性，同時(shí)，這種一般性在距離系數(shù)上所反映的偏負(fù)與偏正特征與不同巖性在不同微相上的反映具有很好的一致性。

測(cè)井相；沉積微相；相形態(tài)；蛛網(wǎng)圖；距離系數(shù)

地球物理測(cè)井響應(yīng)可以直接或間接地反映出巖石的巖性、砂體的粒度、泥質(zhì)含量、沉積旋回等大量的沉積學(xué)信息，因此，測(cè)井資料研究可以用于識(shí)別不同沉積環(huán)境，其目的是通過測(cè)井響應(yīng)客觀地描述儀器探測(cè)時(shí)所穿過的地層狀況，研究其垂向序列特征和接觸關(guān)系，從而進(jìn)行沉積相分析[1]。蛛網(wǎng)圖是常用的一種測(cè)井參數(shù)分析沉積相的圖形法，其以各種參數(shù)值為輻射軸，通過參數(shù)之間的差異區(qū)分沉積微相[2]。然而，筆者在做測(cè)井相分析時(shí)發(fā)現(xiàn)自然電位和自然伽馬2種曲線具有非常穩(wěn)定的相形態(tài)，并且該特征在距離系數(shù)上所反映出的偏負(fù)偏正與不同沉積相巖性相比具有很好的一致性，而蛛網(wǎng)圖卻在相同微相中不具上述特征。下面，筆者以三角洲前緣相為例，通過蛛網(wǎng)圖對(duì)比進(jìn)行測(cè)井相分析研究。

1 測(cè)井相分析的基礎(chǔ)

1.1地質(zhì)基礎(chǔ)

粒度是衡量沉積能量的一種尺度。沉積能量由水流和波浪作用引起，其大小與水的動(dòng)蕩程度成正比。目前尚無直接測(cè)定沉積能量的方法，但粒度可以反映出沉積能量的高低[3]。一般的說，粗粒沉積出現(xiàn)在高能環(huán)境，細(xì)粒沉積物出現(xiàn)在低能環(huán)境。從物源到沉積盆地隨著沉積能量的逐漸變?nèi)?，沉積物顆粒粒度是逐漸減小的。即歷經(jīng)河流、三角洲、湖泊(海洋)，沉積物容納空間距離物源越來越遠(yuǎn)，沉積物顆粒大小明顯較小。同時(shí)說明，不同沉積環(huán)境下的積物粒度可以作為其相特征的判斷條件。

碎屑巖粒度減小到一定程度，砂巖就過渡到泥巖。由上述分析可知，粒度的排序與能量正相關(guān)，若強(qiáng)能量中有弱能量暫態(tài)，則粗碎屑中含有細(xì)碎屑，即砂巖中出現(xiàn)泥質(zhì)。強(qiáng)能量恒態(tài)到弱能量恒態(tài)是砂巖與泥巖2個(gè)端緣，恒態(tài)中有暫態(tài)，則出現(xiàn)泥質(zhì)、砂質(zhì)巖類。因此，可通過泥質(zhì)含量的變化來研究水動(dòng)力條件的變化，判斷沉積環(huán)境，識(shí)別沉積微相。

1.2地球物理基礎(chǔ)

測(cè)井曲線是一種模擬信號(hào)，其能量的變化可以影響測(cè)井曲線的幅度和形態(tài)。因此，可以根據(jù)測(cè)井曲線的幅度與形態(tài)的變化，獲得古沉積水動(dòng)力條件及其沉積能量大小的信息[4]。對(duì)于電測(cè)曲線來說，不同曲線代表的信號(hào)不同，因而也就代表了不同的能量信息，但它們都直接或間接地反映了沉積能量或水動(dòng)力情況，由此可以判定不同的沉積微相。

1)自然電位 由于濃度差而產(chǎn)生的擴(kuò)散作用和泥質(zhì)顆粒的選擇吸附作用，使得砂巖井壁上產(chǎn)生擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)、泥巖井壁上產(chǎn)生吸附電動(dòng)勢(shì)、含砂泥巖或含泥砂巖井壁上產(chǎn)生擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)，這些電動(dòng)勢(shì)通過砂巖、泥巖和井液放電而形成自然電流。自然電流在井液部分產(chǎn)生的電位降落，即自然電位測(cè)井中測(cè)得的自然電位：

ΔV=IR1=E-I(R2+R3)

(1)

式中，R1、R2、R3分別是自然電流回路中井液、砂巖、泥巖的電阻，Ω；I為總自然電流強(qiáng)度，A；E為總電動(dòng)勢(shì)，V。

擴(kuò)散作用使得砂巖井壁上富集負(fù)離子，吸附作用使得泥巖井壁上富集正離子，因此孔隙性、滲透性好的純砂巖，將出現(xiàn)明顯的負(fù)異常，該負(fù)異常隨著泥質(zhì)含量的增加而降低，直到純泥巖基線并轉(zhuǎn)向泥巖，即砂巖自然電位異常的幅度值隨著粒度的減小、泥質(zhì)含量的增大而降低。因此，可以通過自然電位幅值變化判定沉積環(huán)境。

同時(shí)由式(1)可知，巖層電阻率越高，自然電流造成的電位降落分配在巖層內(nèi)部越多，分配在井液部分越少，則在其他條件不變的情況下，巖層電阻率越高，自然電位曲線幅度越低。因此，自然電位曲線與電阻率曲線可以組合成不同的相形態(tài)，借以判定沉積微相[5]。

2)自然伽馬 自然伽馬測(cè)井是在井內(nèi)測(cè)量巖層中自然存在的放射性核衰變過程中放射出來的伽馬射線的強(qiáng)度。沉積巖的放射性主要來自其吸附的次生放射性物質(zhì)。沉積物的粒度越小，其比表面就越大，因而吸附次生放射性物質(zhì)的能力就越強(qiáng)；同時(shí)，沉積物的粒度越小，其沉積時(shí)間就越長(zhǎng)，這樣就有充分的時(shí)間使放射性物質(zhì)從溶液中分離出來并與細(xì)粒沉積物一起沉積下來。因此，泥質(zhì)含量越高、粒度越小，自然伽馬幅值就越高，泥巖-細(xì)砂巖-粗砂巖的伽馬幅值越來越低，借此可以利用自然伽馬來研究沉積物粒度的變化，從而判定沉積能量，識(shí)別沉積微相。

2 三角洲沉積微相特征及測(cè)井相特征

2.1水下分流河道

注：GR為自然伽馬；SP為自然電位。圖1 水下分流河道特征

沉積物以砂、粉砂為主，泥質(zhì)極少。厚層-中厚層砂巖向上逐漸過渡為細(xì)砂巖與粉山巖，與下伏巖層呈突變接觸，底部常發(fā)育沖刷線，含泥礫。單個(gè)河道砂體的電測(cè)曲線一般呈微齒或光滑的中幅箱形或鐘形，多期河道砂體疊置時(shí)曲線呈箱形或鐘形疊加(見圖1)。從圖1可以看出，Z3-1井和Q19-6井都為箱形水下分流河道，但在蛛網(wǎng)圖上兩者并沒有明顯的相同形態(tài)特征，Z3-1井和Q19-6井中RMN(微電位)和RML(微梯度)的差異較小，說明其砂體為低滲砂體；在距離系數(shù)上，Z3-1井和Q19-6井自然電位值與層段內(nèi)最小值的距離分別為0.35和0.31，表現(xiàn)為相對(duì)負(fù)偏，自然伽馬值與層段內(nèi)最小值的距離分別為0.17和0.32，表現(xiàn)為相對(duì)負(fù)偏。

2.2分流間灣

分流間灣為水下分流河道之間相對(duì)凹陷的(湖)海灣地區(qū)，其水體與海相同，為尖端指向陸地的楔形泥質(zhì)沉積體。沉積物以泥質(zhì)為主，含少量粉砂和細(xì)砂，多為洪水季節(jié)洪水溢出水下分流河道的細(xì)粒沉積物，還有進(jìn)入湖(海)的泥、粉砂在靜水條件下垂向加積的結(jié)果，具有水平層理和透鏡狀層理。電測(cè)曲線常呈線形(基線)或齒化線形(見圖2)。從圖3可以看出，Z3-1井和Q19-6井都為線形分流間灣，但在蛛網(wǎng)圖上二者并沒有明顯的相同形態(tài)特征，Z3-1井和Q19-6井中RMN和RML的差異較小，說明其砂體為低滲砂體；在距離系數(shù)上，Z3-1井和Q19-6井自然電位值與層段內(nèi)最小值的距離分別為0.72和0.84，表現(xiàn)為相對(duì)正偏，自然伽馬值與層段內(nèi)最小值的距離分別為0.65和0.57，表現(xiàn)為相對(duì)正偏。

2.3分流河口壩

分流河口壩位于水下分流河道的河口處，由河流攜帶的碎屑物質(zhì)在河口處因流速降低堆積而成，由于受湖(海)水的沖刷和簸選作用，使泥質(zhì)沉積物被帶走，故分選好，砂質(zhì)純凈，隨著三角洲不斷向湖心方向推進(jìn)而覆蓋在前三角洲粘土沉積之上，因而在縱向上出現(xiàn)由下向上變粗變厚的反韻律層序，發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理。電測(cè)曲線常呈漏斗形，幅度低于其上部的水下分流河道，而高于下部的席狀砂或遠(yuǎn)砂壩(見圖3)。從圖2可以看出：ZH27井和Q19-6井都為漏斗形河口壩，但在蛛網(wǎng)圖上二者并沒有明顯的相同形態(tài)特征，RMN和RML在ZH27井中具有較大差異，說明其砂體為相對(duì)高滲砂體，RMN和RML在Q19-6井中具有較小差異，說明其砂體為低滲砂體；在距離系數(shù)上，ZH27井和Q19-6井自然電位值與層段內(nèi)最小值的距離分別為0.13和0.49，表現(xiàn)為相對(duì)負(fù)偏，自然伽馬值與層段內(nèi)最小值的距離分別為0.27和0.1，表現(xiàn)為相對(duì)負(fù)偏。

圖2 分流間灣特征

圖3 河口壩特征

3 結(jié) 論

1) 粒度的排序與能量正相關(guān)，若強(qiáng)能量中有弱能量暫態(tài)，那么粗碎屑中則含有細(xì)碎屑，即砂巖中出現(xiàn)泥質(zhì)。強(qiáng)能量恒態(tài)到弱能量恒態(tài)是砂巖與泥巖2個(gè)端緣，恒態(tài)中有暫態(tài)，則出現(xiàn)泥質(zhì)、砂質(zhì)巖類。

2)曲線形態(tài)與蛛網(wǎng)圖相比在識(shí)別沉積微相時(shí)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和可識(shí)別性；通過距離系數(shù)可以看出自然電位和自然伽馬在水下分流河道中表現(xiàn)為相對(duì)穩(wěn)定的負(fù)偏，在分流間灣中表現(xiàn)為相對(duì)穩(wěn)定的正偏，在河口壩中表現(xiàn)為相對(duì)穩(wěn)定的負(fù)偏。

[1]宋璠,侯加根,張震,等.利用測(cè)井曲線研究陸相湖泊沉積微相[J].測(cè)井技術(shù)，2009,33(6):589-591.

[2]鄒長(zhǎng)春,尉中良.地球物理測(cè)井[M].北京:地質(zhì)出版社,2005.

[3]黃智輝,陳曜岑.煤田地球物理測(cè)井[M].武漢:武漢地質(zhì)學(xué)院出版社,1986.

[4]宋振嶺.利用測(cè)井資料研究沉積環(huán)境[J].河南地質(zhì)，1988,6(4):65-66.

[5]丁次乾.礦場(chǎng)地球物理[M].東營(yíng):石油大學(xué)出版社,2002.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.11.027

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16731409(2012)11N08004