劉倩茹，薛林福，潘保芝，白燁，張程恩

（1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130026；2.吉林大學(xué)地球探測科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，吉林 長春 130026）

0 引 言

梨樹斷陷下白堊統(tǒng)營城組、沙河子組砂礫巖儲集體為快速沉積的產(chǎn)物，具有成分成熟度低、結(jié)構(gòu)成熟度低、巖性縱橫向變化大、非均質(zhì)性強(qiáng)的特點，部分砂礫巖、砂巖和粉砂巖無論從電測井還是放射性測井曲線上均較難區(qū)分［1－2］。傳統(tǒng)利用測井信息進(jìn)行巖性識別的方法較多，常用交會圖版法識別巖性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊聚類、主成分分析等方法也已在巖性識別中得到了廣泛應(yīng)用。孟凡順等［3］運(yùn)用基于主成分分析的距離判別分析對砂巖、礫巖和泥巖進(jìn)行了劃分，準(zhǔn)確率較高，但所選取的樣本數(shù)量較少。魯國明［4］運(yùn)用巖性識別指數(shù)對東營凹陷的砂礫巖巖性進(jìn)行了判別，建立了巖性識別曲線LIC，取得了很好的應(yīng)用效果。

本文通過對梨樹斷陷砂礫巖儲層特征的認(rèn)識，結(jié)合常規(guī)測井資料建立了該區(qū)砂礫巖巖性與測井響應(yīng)的關(guān)系，提出了主因子（F）結(jié)合巖性識別指數(shù)（L）進(jìn)行巖性識別的方法。該方法充分利用各種測井信息及其組合，使得礫質(zhì)、砂質(zhì)和泥質(zhì)類巖石巖性識別符合率得到了有效提高，滿足了實際生產(chǎn)需求。

1 梨樹斷陷砂礫巖特征

根據(jù)研究區(qū)薄片資料分析，該區(qū)主要發(fā)育砂礫巖、細(xì)礫巖、含礫砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖和泥巖等多種巖性。為建立測井信息與砂礫巖巖性之間的關(guān)系，提取研究區(qū)13口井165個薄片對應(yīng)的自然伽馬（GR）、電阻率（Rt）、密度（DEN）、補(bǔ)償中子（CNL）、聲波時差（AC）、光電吸收截面指數(shù)（Pe）等7種測井信息，剔除部分受井眼影響或含油性影響數(shù)據(jù)點，其余154個薄片數(shù)據(jù)點主要?dú)w為3大類巖性——礫質(zhì)類（砂礫巖、細(xì)礫巖）、砂質(zhì)類（含礫砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖）和泥質(zhì)類（粉砂質(zhì)泥巖、泥巖）。

由于巖心是巖性最原始最直接的表征，而EMI成像測井縱向分辨率很高，能夠直觀反映礫石大小及形態(tài)，因此在巖性識別過程中結(jié)合巖心、EMI成像圖和地質(zhì)資料總結(jié)了松遼盆地梨樹斷陷幾種主要巖性的基本特征（見表1）。

表1 梨樹斷陷主要巖性特征總結(jié)

通過交會圖對比發(fā)現(xiàn)，GR、Rt、AC和CNL與巖性關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)（見圖1、圖2）。泥質(zhì)類巖石具有高自然伽馬、高補(bǔ)償中子、高聲波時差、低電阻率的特點，成像圖上表現(xiàn)為暗色條帶狀；砂質(zhì)類巖石和礫質(zhì)類巖石具有中自然伽馬、中聲波時差的特點，成像圖上表現(xiàn)為淺黃色—白色層理狀，含礫石時可在成像圖上看到清晰的礫狀亮斑，且礫質(zhì)類巖石電阻率相對更高一些。表2給出了154個薄片數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計得到的自然伽馬、聲波時差、中子及電阻率的曲線特征值。

表2 各類巖性測井值統(tǒng)計表

2 巖性識別主因子

表3為所有主成分總方差解釋。第1主成分F1對應(yīng)特征值為3.329 3，累計方差貢獻(xiàn)率為83.23%；第2主成分F2對應(yīng)特征值為0.381 44，累計方差貢獻(xiàn)率為92.77%。圖3為第1主成分F1和第2主成分F2的交會圖，其中

式中，x1、x2、x3、x4分別為將樣本點的自然伽馬GR、電阻率對數(shù)值lgRt、補(bǔ)償中子CNL、聲波時差A(yù)C標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)。結(jié)合主成分F1和F2形成了主因子F

式中，λ1和λ2分別為主成分F1和F2對應(yīng)的特征根。

表3 主成分的總方差解釋

3 巖性識別指數(shù)結(jié)合主因子識別巖性

常規(guī)測井曲線中自然伽馬、聲波時差及巖性參數(shù)N均能較好地反映巖性。由于受巖石結(jié)構(gòu)和成分復(fù)雜性的影響，用單條曲線不能有效區(qū)分巖性。綜合利用這三者形成了巖性識別指數(shù)L，結(jié)合F和L進(jìn)行巖性識別［8－10］。

式中，φNf為水的中子孔隙度，%；φNma為中子骨架值，%；φN為中子測井值，%；ρf為水的密度值，g／cm3；ρma為密度骨架值，g／cm3；ρb為密度測井值，g／cm3；d為GR—AC交會圖上的點到參考點（0，150）的距離（參考點顯示的是測井?dāng)?shù)據(jù)基礎(chǔ)值）；N為在中子測井值和密度測井值交會圖上，如果把某一單礦物骨架點（φ＝0）和水點（φ＝100%）引1條直線，由這種礦物組成的各種孔隙度的巖石按照體積模型的概念都將落在這條直線上，N就是這條直線的斜率。

圖4為主因子F及巖性識別指數(shù)L的交會圖，礫質(zhì)類、砂質(zhì)類、泥質(zhì)類數(shù)據(jù)點更為集中，能夠有效地對三大類巖性進(jìn)行區(qū)分。

圖3 主成分分析F1—F2交會圖

在該地區(qū)同時利用了自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊聚類及主成分分析算法進(jìn)行了巖性識別，4種方法回判符合率對比結(jié)果見表4。顯然，主因子F結(jié)合巖性識別指數(shù)L進(jìn)行識別符合率更高，其中礫質(zhì)類的符合率達(dá)到90%，砂質(zhì)類的符合率達(dá)到88.89%，泥質(zhì)類的符合率為94.23%，整體符合率為90.91%，符合實際生產(chǎn)的需要。

圖4 主因子F及巖性識別指數(shù)L交會圖

圖5為梨樹斷陷×井巖性識別綜合解釋圖。剖面上出現(xiàn)了3類主要的巖性：礫質(zhì)類、砂質(zhì)類和泥質(zhì)類。圖5中第7道為F—L巖性識別結(jié)果，第8道為EMI成像測井圖，可以看出F—L巖性識別結(jié)果與EMI圖像顯示及錄井巖性符合良好，與測井曲線特征也具有很好的一致性，證明了該方法的實用性及有效性。準(zhǔn)確識別巖性為進(jìn)一步研究儲層“四性”關(guān)系及含油氣性打下了堅實的基礎(chǔ)，對油氣田開發(fā)及評價具有重要的意義。

表4 4種方法回判正確率統(tǒng)計表

圖5 梨樹斷陷×井巖性識別綜合解釋圖

4 結(jié) 論

（1）針對砂礫巖儲層的特殊性，根據(jù)巖心及EMI成像測井分析巖性，總結(jié)了松遼盆地梨樹斷陷主要巖性的特征。

（2）以主成分分析方法為基礎(chǔ)，通過主因子F結(jié)合巖性識別指數(shù)L進(jìn)行巖性識別，區(qū)分出了礫質(zhì)類、砂質(zhì)類和泥質(zhì)類巖石。

（3）與自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊聚類及主成分分析方法進(jìn)行對比，該方法具有較高的識別符合率，能夠滿足實際生產(chǎn)需求。

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