高峰，司馬立強(qiáng)，閆建平，李燁 （西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，四川成都610500）

高樹(shù)芳 （中石油青海油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，甘肅 敦煌736200）

目前巖性識(shí)別技術(shù)中，常規(guī)手段主要有取心分析、巖屑錄井和鉆后測(cè)井資料的解釋處理［1～3］。運(yùn)用取心資料識(shí)別巖性較為直觀、準(zhǔn)確，但受成本的制約，取心井及取心層段十分有限［4］，且該地區(qū)早期鉆井目的層是深層海相碳酸鹽巖地層，淺層陸相致密地層取心分析資料相對(duì)較少；巖屑錄井識(shí)別巖性具有一定的滯后性，且依賴于巖屑錄井資料的質(zhì)量［3］。針對(duì)該地區(qū)大安寨段致密儲(chǔ)層巖性的測(cè)井識(shí)別，主要通過(guò)巖心資料、巖屑錄井與測(cè)井資料綜合分析，重點(diǎn)分析了泥巖、灰?guī)r、砂巖與電性的響應(yīng)關(guān)系，利用自然伽馬、三孔隙度、深側(cè)向電阻率、伽馬能譜等測(cè)井項(xiàng)目的數(shù)據(jù)進(jìn)行交會(huì)分析，其中自然伽馬、深側(cè)向電阻率、釷、鉀測(cè)井曲線巖性響應(yīng)關(guān)系較好，選擇自然伽馬、釷／鉀比值曲線重疊進(jìn)行巖性識(shí)別，識(shí)別結(jié)果與巖心資料、巖屑錄井結(jié)果一致，為大安寨段儲(chǔ)層評(píng)價(jià)工作奠定了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)也對(duì)有類(lèi)似地質(zhì)特征地層的巖性識(shí)別有一定的指導(dǎo)意義。

1 巖性識(shí)別難點(diǎn)

川東北地區(qū)侏羅系地層主要是一套河流－湖泊相沉積［5］，其中大安寨段地層為典型的濱湖－淺湖 （介殼灘）－半深湖沉積模式。從川北凹陷至大巴山前緣帶，大安寨段巖性由泥巖和介殼灰?guī)r過(guò)渡到含介殼的粉砂巖［6］。研究區(qū)位于川北凹陷內(nèi)，鉆井資料顯示研究區(qū)內(nèi)大安寨段地層巖性發(fā)育有泥巖、頁(yè)巖與泥灰?guī)r、粉砂巖、細(xì)砂巖，局部發(fā)育介殼灰?guī)r。其中部分粉砂巖為鈣質(zhì)膠結(jié)，受鈣質(zhì)膠結(jié)影響，粉砂巖測(cè)井響應(yīng)特征與灰?guī)r常規(guī)測(cè)井響應(yīng)特征均為低自然伽馬，高深側(cè)向電阻率，三孔隙度反映均不明顯；細(xì)砂巖則或多或少具有與黏土巖相似的測(cè)井響應(yīng)特征［7］，均給常規(guī)測(cè)井曲線識(shí)別巖性帶來(lái)極大的困難。而介屑灰?guī)r儲(chǔ)層是川東北地區(qū)大安寨段一個(gè)重要的油氣產(chǎn)層［8］，能夠快速準(zhǔn)確有效地識(shí)別出灰?guī)r是大安寨段儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。因此，該地區(qū)大安寨段巖性識(shí)別的主要任務(wù)是剔除與灰?guī)r測(cè)井響應(yīng)特征類(lèi)似的粉砂巖的干擾，有效地區(qū)分出灰?guī)r。

針對(duì)大安寨段巖性的測(cè)井響應(yīng)特征，筆者利用交會(huì)圖法綜合分析優(yōu)選了對(duì)巖性敏感的自然伽馬、釷和鉀測(cè)井曲線，經(jīng)過(guò)一定的刻度進(jìn)行重疊作為測(cè)井識(shí)別巖性的主要技術(shù)手段。

2 巖性識(shí)別方法研究

2．1 交會(huì)圖法

交會(huì)圖法是一種測(cè)井資料解釋技術(shù)［8］，這種方法識(shí)別巖性的實(shí)質(zhì)是根據(jù)幾種對(duì)巖性敏感的測(cè)井信息，在二維或三維空間中分群［9］。利用已有的取心分析資料對(duì)測(cè)井曲線進(jìn)行標(biāo)定，通過(guò)交會(huì)分析優(yōu)選出對(duì)巖性敏感的測(cè)井項(xiàng)目的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，這種方法可以將大量的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)用圖示的方法直接反映出來(lái)，有助于不同巖性測(cè)井響應(yīng)特征和趨勢(shì)的明朗化，能夠簡(jiǎn)單有效直觀地看出各種巖性測(cè)井響應(yīng)特征的分界和所分布的區(qū)域。

研究區(qū)內(nèi)大安寨段地層巖性包括泥巖、灰?guī)r和砂巖。通過(guò)研究區(qū)內(nèi)6口井在大安寨段的取心分析資料和巖屑錄井資料綜合標(biāo)定，利用研究區(qū)內(nèi)14條測(cè)井曲線數(shù)據(jù)分別交會(huì)分析，優(yōu)選出對(duì)巖性敏感的自然伽馬、釷和鉀測(cè)井曲線為識(shí)別巖性的主要測(cè)井曲線。

研究區(qū)內(nèi)大安寨段地層泥巖的自然伽馬測(cè)井響應(yīng)為高值，隨著泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)的增加自然伽馬測(cè)井響應(yīng)也相應(yīng)的增高，如圖1所示，應(yīng)用自然伽馬 （qAPI）－深側(cè)向電阻率 （ρlld）交會(huì)圖可以較好地識(shí)別出泥巖。由于釷不溶于水，且以懸浮形式搬運(yùn)，在高能環(huán)境下釷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比低能環(huán)境下高，而鉀剛好相反，低能環(huán)境下質(zhì)量分?jǐn)?shù)比高能環(huán)境下質(zhì)量分?jǐn)?shù)高［10］，如圖2所示，利用釷的質(zhì)量分?jǐn)?shù) （w（Th））－鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù) （w（K））交會(huì)圖能較好地區(qū)分出砂巖和灰?guī)r。

圖1 Y2井qAPI－ρlld交會(huì)圖

2．2 特征曲線重疊法

重疊法是指采用統(tǒng)一量綱、統(tǒng)一橫向比例和統(tǒng)一繪圖基線繪出的原始測(cè)井曲線或計(jì)算參數(shù)曲線，然后將這些曲線重疊，按曲線幅度差來(lái)進(jìn)行地層評(píng)價(jià)的方法［11］。在油田實(shí)際應(yīng)用中普遍采用含水孔隙度與有效孔隙度雙孔隙度重疊法和聲波、中子、密度三孔隙度重疊法對(duì)儲(chǔ)層流體性質(zhì)進(jìn)行判別。針對(duì)大安寨段地層泥巖自然伽馬值高，灰?guī)r釷鉀比值高，砂巖釷鉀比值低的特點(diǎn)，將自然伽馬曲線和釷鉀比值曲線進(jìn)行適當(dāng)?shù)目潭戎丿B，采用改進(jìn)后的測(cè)井曲線重疊法，可以快速地將泥巖、砂巖和灰?guī)r直觀地顯示出來(lái)。

根據(jù)圖1和2所示大安寨段泥巖qAPI普遍在50API以上，ρlld小于100Ω·m，灰?guī)r和砂巖w（Th／K）界限經(jīng)過(guò)刻度大約在7左右，因此將自然伽馬曲線和釷鉀比值曲線經(jīng)過(guò)刻度進(jìn)行重疊結(jié)合深側(cè)向電阻率曲線綜合分析可以將泥巖、灰?guī)r和砂巖識(shí)別出來(lái)，其判別標(biāo)準(zhǔn)為：泥巖 （qAPI＞55API）；灰?guī)r （qAPI＜55API，w（Th／K）＜7）；砂巖 （qAPI＜55API，w（Th／K）＞7）。這種方法的實(shí)質(zhì)是采用逐級(jí)剝離的方式利用對(duì)泥巖敏感的自然伽馬曲線將泥巖首先識(shí)別出來(lái)，再用釷鉀比值將砂巖和灰?guī)r區(qū)分出來(lái)，如圖3所示這種方法對(duì)于該地區(qū)巖性識(shí)別，特別是有利于儲(chǔ)層發(fā)育的灰?guī)r識(shí)別效果較好，與巖屑錄井和巖心描述資料基本一致。利用qAPI－w（Th／K）重疊法對(duì)研究區(qū)內(nèi)14口井大安寨段儲(chǔ)層巖性進(jìn)行識(shí)別，大安寨段共劃分儲(chǔ)層98層，其中巖性識(shí)別符合層位83層，巖性識(shí)別符合率達(dá)84．7%，該方法在該地區(qū)應(yīng)用效果較好。

圖3 qAPI－w （Th／K）重疊識(shí)別巖性

3 實(shí)際資料處理應(yīng)用

由前面的分析可知，通過(guò)交會(huì)圖法和特征曲線重疊法可以定性地識(shí)別出泥巖、灰?guī)r和砂巖，但在地層中往往存在兩種或多種混合巖性。為了能較好地識(shí)別出有利儲(chǔ)層發(fā)育的巖性較純的灰?guī)r，在實(shí)際應(yīng)用中一般采用高分辨率自然伽馬能譜曲線，計(jì)算出泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)φ（sh），通過(guò)對(duì)φ（sh）進(jìn)行標(biāo)定，將巖性分為純灰?guī)r、含泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r和泥巖，具體識(shí)別思路如圖4所示。其區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)為：

純灰?guī)r φ（sh）＜10%

含泥灰?guī)r 10%≤φ（sh）＜25%

泥質(zhì)灰?guī)r 25%≤φ（sh）＜50%

泥巖 φ（sh）≥50%。

上述巖性識(shí)別方法可以識(shí)別大安寨段地層的主要巖性，特別是識(shí)別利于儲(chǔ)層發(fā)育的純灰?guī)r和含泥灰?guī)r，如圖5所示，對(duì)進(jìn)一步儲(chǔ)層劃分和儲(chǔ)層參數(shù)建模奠定了基礎(chǔ)。

圖4 巖性識(shí)別思路

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）大安寨段地層發(fā)育有泥巖 （頁(yè)巖）、灰?guī)r （含泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r）和砂巖 （粉砂巖、細(xì)砂巖），受鈣質(zhì)膠結(jié)影響部分粉砂巖與灰?guī)r測(cè)井響應(yīng)特征類(lèi)似，細(xì)砂巖與泥巖測(cè)井響應(yīng)特征類(lèi)似，使得該地區(qū)巖性識(shí)別工作難度較大。

圖5 Y3井測(cè)井解釋成果圖

2）在取心資料和錄井資料標(biāo)定常規(guī)測(cè)井資料的基礎(chǔ)上，利用交會(huì)圖法優(yōu)選出對(duì)巖性敏感的自然伽馬、釷和鉀曲線，將自然伽馬和釷鉀比值曲線經(jīng)過(guò)刻度重疊使用，可以較好地識(shí)別出泥巖、灰?guī)r和砂巖，識(shí)別結(jié)果與巖心觀察和巖屑錄井結(jié)果基本一致。

3）通過(guò)測(cè)井資料處理后，利用該方法識(shí)別大安寨段儲(chǔ)層巖性，符合率達(dá)84．7%，較好地解決了該地區(qū)巖性識(shí)別困難的難題，為后續(xù)的儲(chǔ)層劃分和儲(chǔ)層建模奠定了較好的基礎(chǔ)。

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