何小胡，張迎朝，張道軍，左倩媚，何衛(wèi)軍，董貴能

（中海石油有限公司湛江分公司，廣東 湛江524057）

0 引 言

成像測井技術(shù)應(yīng)用對于沉積和儲層的相關(guān)研究相對較少［1－8］。經(jīng)過近十多年的探索應(yīng)用，電成像測井沉積相分析逐漸成為油田勘探開發(fā)中重要的組成部分之一，并形成測井沉積學(xué)的核心內(nèi)容［9－15］。目前，成像測井沉積相分析的核心任務(wù)可以歸納為4個方面，即地層巖性識別、沉積構(gòu)造識別、沉積微相綜合分析和古水流向及砂體幾何形態(tài)分析。其研究方法是以成像測井資料為主、常規(guī)測井資料為輔，融合巖心地質(zhì)分析資料，通過巖心與測井的對比分析以及切實(shí)有效的處理解釋，建立可靠的地層沉積相剖面。

成像測井技術(shù)在牽引流沉積方面的研究較多，許多研究成果已經(jīng)在各大油田取得非常好的應(yīng)用效果，然而在深水重力流沉積的應(yīng)用仍較少，存在的問題尚有待進(jìn)一步解決，主要體現(xiàn)在4個方面：①巖性識別基本屬于定性階段［16－17］，以肉眼根據(jù)圖像色度明暗確定，即使有基于圖像定量的處理也是忽略了地層中所含流體性質(zhì)、沉積成因和隨井深加深成巖程度變化等帶來的影響，因此不能真正反映地層沉積成因；②沉積構(gòu)造解釋進(jìn)展大［18－21］，已經(jīng)可以識別出許多類型層理構(gòu)造、變形構(gòu)造、生物成因構(gòu)造和一些特殊沉積體，但公開發(fā)表的研究很少見到關(guān)于成像測井資料與巖心資料的一致性對比，這也對成像測井資料的可靠性產(chǎn)生一定的影響；③深水重力流沉積的研究成果相對較少，運(yùn)用成像測井技術(shù)進(jìn)行沉積微相相關(guān)研究則更少，海（湖）底扇體與三角洲沉積有許多相似的沉積構(gòu)造，沉積微相識別難度較大；④具有定向性是成像測井的一大優(yōu)勢，通過交錯層理的拾取確定古水流向的基本方法已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用［22－24］，由于重力流沉積多發(fā)育塊狀層理（砂質(zhì)碎屑流沉積或鮑瑪序列A段）和平行層理（鮑瑪序列B段），這些層理均無指示古水流向的意義，交錯層理段（鮑瑪序列C段）往往不發(fā)育，況且?guī)r心尺度尚難以識別，成像測井圖像識別難度更大，因此尚沒有較好的方法來判別重力流沉積古水流向。

南海西部油田自2007年以來，在四大盆地先后有50余口井開展了成像測井技術(shù)研究。針對目前成像測井技術(shù)在深水重力流沉積的研究和應(yīng)用中遇到的一些問題，開展了針對性研究。

1 巖性識別

深水重力流儲集砂體規(guī)模較小，橫向分布不穩(wěn)定，巖性變化快，砂泥互層明顯，非均質(zhì)性強(qiáng)，錄井資料精度相對較低，已經(jīng)無法滿足沉積微相的研究，但是鉆井取心費(fèi)用太高，而成像測井?dāng)?shù)據(jù)連續(xù)垂向分辨率能達(dá)到5mm，分層精度更是可達(dá)厘米級，這對于識別巖性（尤其是砂巖中的泥質(zhì)或鈣質(zhì)薄層）非常有用，采用旋轉(zhuǎn)井壁取心與成像測井資料的組合采集，修正復(fù)雜地質(zhì)層段地質(zhì)錄井資料的失誤，恢復(fù)正確的巖性剖面及相應(yīng)的沉積環(huán)境。根據(jù)潿西南凹陷WZH12－1S－1井的地質(zhì)錄井資料，該井在3 178～3 180m以及3 182～3 184m井段地質(zhì)錄井均描述為細(xì)砂巖。通過對該井段成像測井圖像仔細(xì)觀察，認(rèn)為該層段的圖像在局部卻反映出典型的泥巖特征，電阻率相對較低，動靜態(tài)圖像上均呈暗色或黑色，且發(fā)育低角度的水平層理。通過這些特征識別出的泥巖與旋轉(zhuǎn)井壁心資料吻合的非常好（見圖1）。此外通過圖像還識別出另3套薄層的泥巖，泥巖的厚度大約在10～20cm，顯然這種精度地質(zhì)錄井和常規(guī)測井無法達(dá)到。

通過在潿西南凹陷應(yīng)用實(shí)踐表明，借助高品質(zhì)的成像測井圖像，不僅可以識別出錄井過程中漏失的薄層，還可以識別出準(zhǔn)確的巖性界面位置，很大程度上修正和完善地質(zhì)錄井剖面。

圖1 WZH12－1S－1井泥巖薄層Star圖像特征

2 識別重力流沉積典型沉積構(gòu)造

成像測井相對測井取心成本較低，且連續(xù)測量井段較長，通常都能達(dá)到幾百米，連續(xù)且高直觀性的圖像為儲層沉積微相的研究提供了直觀的依據(jù)。成像測井資料判斷重力流沉積主要依據(jù)：變形構(gòu)造是否發(fā)育；圖像上能否識別出完整或不完整的鮑瑪序列，而沖刷現(xiàn)象、遞變層理以及交錯層理等沉積構(gòu)造都不是判斷重力流的直接依據(jù)。

2.1 沖刷面和遞變層理

沖刷面一般為一凹凸不平的界面，沖刷面以下的巖性較細(xì)且多以泥巖為主［見圖2（a）］，其上部的巖性一般較粗，且多以含礫砂巖或粗砂巖為主。在重力流沉積中，砂巖之間的疊覆沖刷現(xiàn)象［見圖2（b）］也很常見，成像測井圖像上沖刷面顯示為一高低不平坦的界面，具體呈現(xiàn)形態(tài)有“V”字型界面、倒“V”字形界面、凹凸不平的界面及正弦曲線狀界面。沖刷面之上通常發(fā)育正粒序遞變層理［見圖2（c），圖2（d）］，即由底部砂礫巖以及含礫粗砂巖，向上逐漸變?yōu)榇稚皫r、中細(xì)砂巖和泥巖的沉積序列組成。遞變層理中除粒度變化較大外，單個旋回的厚度規(guī)模差別也較大，多與沉積微相相關(guān)。

圖2 典型沉積構(gòu)造（沖刷面與正粒序）

2.2 變形構(gòu)造

變形構(gòu)造［25］也稱同生變形構(gòu)造，是指在沉積作用的同時或在沉積物固結(jié)成巖之前處于塑性狀態(tài)時發(fā)生變形所形成的各種構(gòu)造。沉積物沉積后，在固結(jié)成巖之前，還處于富含孔隙水的狀況下所發(fā)生的形變，均稱同生變形構(gòu)造。變形程度可以從輕微的扭曲層到復(fù)雜的褶曲層、破碎層及變位層。通常，這樣的變形構(gòu)造是局部性的，基本上局限于未形變層內(nèi)的一個層，常出現(xiàn)在粗粉砂、細(xì)砂沉積層中，主要受顆粒的黏性、滲透性和沉積速率控制。由于成像測井圖像具有很強(qiáng)的直觀性，可以識別出多種不同的變形構(gòu)造（見圖3），每一種構(gòu)造都有不同的沉積特征。

2.3 鮑瑪序列

鮑瑪序列往往發(fā)育在砂礫巖、含礫砂巖和粗砂巖與深湖泥頁巖交互的環(huán)境中，在深水重力流沉積（海底扇和湖底扇）中尤為常見。鮑瑪序列在圖像上主要特征是底部為侵蝕面，侵蝕面之上發(fā)育塊狀層理或遞變層理（鮑瑪序列A段），遞變層理之上可見一些平行層理（鮑瑪序列B段），層理面與層系界面互相平行，二者之間沒有明顯的夾角，在平行層理之上通?？梢娸^多的變形層理和一些小型交錯層理（鮑瑪序列C段），通常頂部的細(xì)粒沉積往往會被下一期的沉積侵蝕，僅保留AB段（見圖4），而呈現(xiàn)疊覆沖刷的特征，這種不完整的鮑瑪序列在圖像中較常見，也是重力流沉積中最常見的沉積組合序列。在整個井段中往往可見1～2個完整鮑瑪序列，而較常見的往往是多個非典型的鮑瑪序列縱向疊加。

3 儲層沉積微相綜合分析

南海西部油田2010年在鶯歌海盆地中深層發(fā)現(xiàn)的 DF1－1－14 井、潿西南凹陷的WZ11－7E－1 井、WZ12－1S－1井、WZ12－1W－1井以及均鉆遇了深水盆底扇沉積，由于4口鉆井均沒有鉆井取心資料，但是都采集了成像測井資料（FMI和Star）和旋轉(zhuǎn)井壁心資料，此時成像測井資料在儲層沉積微相的精細(xì)研究過程中發(fā)揮了較大的作用。

成像測井圖像上可以直觀識別的特征：①巖性整體較粗，砂泥混雜，礫石在成像圖上表現(xiàn)為亮色的斑點(diǎn)或斑塊狀，與周圍介質(zhì)在顏色上差別明顯，礫石磨圓差，無定向性，砂巖中常夾有泥質(zhì)條帶；②發(fā)育塊狀層理，正粒序特征明顯，底部常見沖刷現(xiàn)象，偶見交錯層理；③全井段變形構(gòu)造發(fā)育，常見的變形構(gòu)造有火焰構(gòu)造（負(fù)載構(gòu)造），泥巖撕裂構(gòu)造，包卷變形構(gòu)造等；④鮑瑪序列較常見，且多以AB段的疊加為主，單層厚度往往小于1m，全井段僅見2個完整的鮑瑪序列，詳細(xì)特征見圖5成像解釋。根據(jù)錄井和井壁取心資料，WZ12－1S－1井流一段主要的巖性為砂礫巖、含礫粗砂巖、中細(xì)砂巖和泥巖，砂巖分選和磨圓均較差，結(jié)構(gòu)和成分成熟度都很低；粒度概率曲線以2段式為主，其中主要為滾動和懸浮搬運(yùn)組分為主，為重力流特征反應(yīng)，部分可見3段式，有一定的牽引流存在，但非主體，且跳躍搬運(yùn)部分直線的斜率較小，表明分選程度較差。測井曲線的整體形態(tài)為齒化箱型以及多個鐘型的縱向疊加（見圖5），反映正韻律的沉積疊加為主。該井所對應(yīng)的地震上的反射特征為透鏡狀外部形態(tài)，內(nèi)部雜丘狀亂狀反射。

通過建立內(nèi)扇濁積水道等典型沉積微相成像測井解釋圖版，綜合巖性及粒度分析成果、測井曲線型態(tài)、宏觀的地震相特征，將主要的儲層段劃分為湖底扇相、內(nèi)扇和中深湖亞相以及水道、濁積砂和深湖泥等微相，其中水道為主要儲集層。

圖5 WZH12－1S－1井內(nèi)扇濁積水道成像解釋圖版

4 判別重力流沉積古水流向

判別重力流沉積的古水流向，確定古物源方向?qū)τ趯ふ矣欣麅鄮б约案鼉?yōu)質(zhì)的儲層具有重要指導(dǎo)意義。然而在重力流沉積古水流向解釋過程中很難拾取具有古水流指向意義的交錯層理，主要是由于重力流沉積多發(fā)育塊狀層理（碎屑流沉積或鮑瑪序列A段）和平行層理（鮑瑪序列B段），這些層理都無法指示古水流向，而交錯層理段（鮑瑪序列C段）往往不發(fā)育，巖心尺度尚難以識別，成像圖像更難以準(zhǔn)確拾取，因此常用的傾角矢量圖法已經(jīng)很難準(zhǔn)確判定重力流沉積古水流向。研究表明在砂巖交錯層理不發(fā)育的情況下，通過準(zhǔn)確拾取泥巖的傾角和傾向信息，可以間接確定古水流向。

4.1 形變泥巖判別古水流

圖6 濁積水道古流向與泥巖傾向關(guān)系示意剖面圖

以WZ12－1S－1井為例。圖6右上方為一大型濁積水道，水道底部發(fā)育大型塊狀層理，由于塊狀水道砂密度相對較大，且分布范圍有限，橫向上對下覆泥巖產(chǎn)生差異壓實(shí)作用，導(dǎo)致下覆泥巖發(fā)生變形，頂部的泥巖變形程度較大，底部泥巖變形程度較小，且泥巖的傾向與水道的流向相垂直。由于變形多發(fā)生在水道主體的兩側(cè)，變形程度較大的泥巖往往位于水道主體的一側(cè)，因此泥巖的傾向就指示水道主體的方向，這也同樣指示了水道砂體加厚的方向。

WZ12－1S－1井在 T80－T81時期發(fā)育大型濁積水道，鉆井揭示的水道砂厚度超過30m（見圖7），井壁心揭示的巖性為粗粒的含礫砂巖沉積。從成像測井解釋傾角矢量圖上看，幾乎不發(fā)育交錯層理，偶見幾個東—西向的交錯層理，大套砂巖以塊狀層理為主。砂巖底部為流一段中部大套泥巖，由于受到上部水道砂巖差異壓實(shí)作用發(fā)生形變，頂部的泥巖變形程度最大，傾角達(dá)到60°，顯然已經(jīng)超過正常的沉積傾角，從上向下泥巖的變形程度逐漸減小，直至接近水平。從成像測井資料上拾取的泥巖的傾向信息上看，泥巖一致傾向近南的方向，根據(jù)水道的流向與泥巖傾向相垂直的原理，推測水道的流向?yàn)榻鼥|—西向，這也與提取的少數(shù)幾個交錯層理的方向一致。只是研究尚無法確定水道是由東向西還是由西向東，此時需要結(jié)合研究區(qū)的其他的資料。結(jié)合研究區(qū)的地震屬性切片分析資料，發(fā)現(xiàn)潿西南凹陷在T80－T81時發(fā)育大型的建設(shè)性曲流河三角洲，物源方向來自于盆地西部，沿盆地長軸方向逐漸向東推近，三角洲共有5期，第5期三角洲的前端發(fā)育有大型的濁積扇，濁積扇被 WZ12－1W－1（WZ12－1－1，WZ12－1－2）井鉆遇，研究綜合判定古水流向?yàn)樽晕飨驏|。

圖7 WZ12－1S－1井利用形變泥巖判別古水流向

4.2 高角度下傾泥巖判別古水流

以WS1－5－3井為例。在沖積扇、近岸水下扇和斜坡扇等沉積體中，粗碎屑的砂礫巖沉積中往往會夾一些泥巖條帶（見圖8），泥巖條帶共同的特點(diǎn)就是傾角較大，往往超過20°，泥巖傾角較大并非后期構(gòu)造運(yùn)動所致，而是由于沉積時快速堆積而形成，泥巖的傾向往往與扇體的前積方向一致，通過拾取泥巖的傾角和傾向信息，可以間接確定該類沉積的古水流向以及古物源方向。

潿西南凹陷 WS1－5－3井底部潿二段下層序沉積了1套粗碎屑的沖積扇沉積，通過成像測井資料的解釋，拾取了扇體中泥巖的傾角和傾向信息，泥巖傾角均超過20°，且都指向北北東向。研究判定沉積時古物源來自北東向。通過該方法得到的古水流信息與區(qū)域地質(zhì)相一致，較好地解決了研究區(qū)古物源方向的問題。

圖8 WS1－5－3井利用高角度下傾泥巖判別古水流向

5 結(jié) 論

（1）精細(xì)的巖心刻度結(jié)果表明，F(xiàn)MI成像測井圖像和井壁心具有非常好的一致性，應(yīng)用刻度后的成像測井資料能夠準(zhǔn)確地描述地層的巖石組合以及識別相應(yīng)的沉積構(gòu)造。通過旋轉(zhuǎn)井壁心＋成像測井資料的組合采集，可以較好彌補(bǔ)定性解釋巖性所帶來的不確定性，重新建立起精度更高的巖性剖面。

（2）沉積微相綜合分析認(rèn)為，深水重力流沉積的常見沉積構(gòu)造有沖刷現(xiàn)象、正粒序、交錯層理、滑塌變形構(gòu)造和鮑瑪序列等，而從成像測井資料上判別深水重力流沉積的直接依據(jù)是各種滑塌變形構(gòu)造的發(fā)育程度以及鮑瑪序列，而非沖刷現(xiàn)象、正粒序和交錯層理等沉積構(gòu)造。

（3）采用形變泥巖以及高角度下傾泥巖間接確定古水流向，解決了濁積巖中不發(fā)育交錯層理而無法準(zhǔn)確確定古水流向的難題。

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