張慶國，李姊桐，紀 智，周嘉宇

(1.東北石油大學地球科學學院，黑龍江 大慶 163318；2.大慶油田有限責任公司測井公司，黑龍江 大慶 163412)

成像測井在大民屯凹陷基底變質(zhì)巖裂縫性有利儲集層段判別中的應(yīng)用

張慶國1，李姊桐1，紀 智2，周嘉宇1

(1.東北石油大學地球科學學院，黑龍江 大慶 163318；2.大慶油田有限責任公司測井公司，黑龍江 大慶 163412)

文章依據(jù)巖心、薄片、FMI成像測井資料對大民屯凹陷太古宇儲集巖巖性及有利儲集層段進行了分析研究，不僅從巖石成分角度分析了變質(zhì)巖的主要儲集巖巖性，還在應(yīng)用成像測井識別裂縫及碎裂段的基礎(chǔ)上結(jié)合常規(guī)測井解析了裂縫性油藏的有利儲集層段。研究結(jié)果表明，大民屯凹陷太古宇變質(zhì)巖儲集層巖性以混合花崗巖為主，混合花崗巖的碎裂段是良好的流體滲流通道，但不易儲集油氣，而在碎裂段上部及下部的裂縫發(fā)育段則是油氣的有利儲集層段。

大民屯凹陷；變質(zhì)巖；FMI成像測井；裂縫；有利儲集層段；遼寧省

0 引言

大民屯凹陷是遼河盆地中四個凹陷之一，其形成于古近紀。凹陷基底巖系復(fù)雜，基底巖石主要由太古宙花崗片麻巖和中-新元古代碳酸鹽巖組成。白堊系發(fā)育較薄且范圍有限。新生界由古近系ES4、ES3、ES1、Ed四個組以及新近系和第四系碎屑巖組成。

大民屯凹陷于1983年發(fā)現(xiàn)了東勝堡、靜安堡等太古宇和中-新元古界基巖油氣藏[1]。自2009年以來，對大民屯凹陷中部進行整體解剖，分析了大民屯基巖的勘探現(xiàn)狀、成藏條件、成藏特征，進而探索低潛山油氣成藏模式，并加強了潛山巖性、裂縫預(yù)測的技術(shù)攻關(guān)，低潛山的勘探取得一系列重要突破[2-3]。前人研究資料顯示，碎裂及裂縫發(fā)育段為油氣提供了良好的儲集空間及運移通道[4-6]；太古宇變質(zhì)巖油藏具有獨特的成藏特征，具有較大的勘探潛力。因此，本文將依據(jù)巖心、薄片和FMI成像測井3個方面的資料，重點對大民屯凹陷太古宇變質(zhì)巖系裂縫性有利儲集層段進行研究，以期對區(qū)內(nèi)的油氣勘查有所幫助。

1 變質(zhì)巖巖性和儲集性的關(guān)系

大民屯凹陷太古宇變質(zhì)巖系油氣儲集巖石由一套區(qū)域變質(zhì)巖及少量受構(gòu)造作用改造成的碎裂(動力)變質(zhì)巖組成?；趲r心資料，研究區(qū)的取心井變質(zhì)巖巖性主要有2種類型：第一種類型是以長英質(zhì)礦物為主的淺粒巖或混合巖；第二種是過渡類型，即發(fā)生混合巖化，受脈體的侵入影響而無法分清以何種巖性為主，最典型的巖性是混合花崗巖。

圖1 大民屯凹陷太古宇變質(zhì)巖巖心礦物組分相對含量對比圖Fig.1 Diagram showing mineral percentage ofArchean metamorphic rock core of Damintun sag混合花崗巖：1.安150井，深度3246.1 m；2.哈21井，深度3261 m；3.前32井，深度2392.9 m；4.前32井，深度2393.35 m；5.安151井，深度2885.6 m；混合巖：6.安150井，深度3304.8 m；7.曹605井，深度1853.36 m

在對遼河油田太古宇變質(zhì)巖的研究過程中發(fā)現(xiàn)，變質(zhì)巖不僅巖性分類比較復(fù)雜，而且?guī)缀醪淮嬖谌魏卧紫?，次生溶蝕孔隙(洞)也很不發(fā)育。因此，變質(zhì)巖的各類裂縫系統(tǒng)是油氣在變質(zhì)巖中的主要的儲集空間和滲流通道，裂縫的發(fā)育程度是形成變質(zhì)巖裂縫性油氣藏的重要條件；裂縫的發(fā)育程度越高，變質(zhì)巖的儲集性能就越好[7-10]。巖石成分的不同在很大程度上決定了裂縫發(fā)育程度的不同，相比于含脆性成分少的巖石，一般含脆性成分高的巖石中構(gòu)造裂縫更發(fā)育[11-12]。在變質(zhì)巖中的脆性成分主要為石英(硅質(zhì)含量高)，其次為長石等礦物。因此，富含石英、長石成分的巖石比其它巖石脆性大；含石英成分更多的巖石比含長石成分更多的巖石脆性大。

在識別巖心巖性的基礎(chǔ)上，綜合全巖定量結(jié)果，發(fā)現(xiàn)混合花崗巖脆性最強，混合巖脆性最弱。在圖1中，編號為1—4的巖心為裂縫發(fā)育的混合花崗巖巖，石英含量較高；其中編號為2的巖心為碎裂混合花崗巖段。編號為5的巖心為裂縫欠發(fā)育的混合花崗巖，石英含量低而閃石含量高。編號為6—7的巖心為混合巖，長石的含量遠高于石英的含量，巖石脆性程度較弱，裂縫不發(fā)育。通過觀察鑄體薄片及熒光薄片，并結(jié)合對巖心裂縫的觀察及試油成果資料，結(jié)果顯示在巖性為混合花崗巖的層段，其裂縫較發(fā)育，并且主要發(fā)育構(gòu)造裂縫。因此，混合花崗巖為本研究區(qū)的良好儲集巖，裂縫發(fā)育的混合花崗巖層段是油氣儲集的有利區(qū)域。

在識別儲集巖的基礎(chǔ)上，觀察巖心照片發(fā)現(xiàn)，在構(gòu)造運動強烈部位有局部的巖心碎裂現(xiàn)象，尤其在研究區(qū)裂縫發(fā)育的混合花崗巖層段此現(xiàn)象常見；在一些碎裂段巖心中顯示含油性很好(圖2)。因此，混合花崗巖的碎裂段也有可能是有利儲集層段。

圖2 大民屯凹陷太古宇變質(zhì)巖巖心含油性分析Fig.2 Analysis of oil-bearing ability of Archean metamorphic rock core of Damintun sag

2 成像測井識別裂縫和碎裂段

在油氣測井勘查解釋過程中，需要對裂縫類型進行識別，因而可以劃分出裂縫發(fā)育層段，從而確定出較好的儲集層段，進而結(jié)合測井資料、地質(zhì)錄井資料來綜合判斷油氣水層。

FMI成像測井是識別裂縫的有效方法，是為適應(yīng)復(fù)雜非均質(zhì)油氣藏而發(fā)展起來的新型測井技術(shù)[13-15]。將巖心分析結(jié)果與成像測井圖像進行對比，可以準確識別及評價裂縫。在成像綜合解釋過程中，需要對資料進行處理，得到單口井成像測井資料處理后的井眼聲、電靜態(tài)及動態(tài)成像圖，拾取井眼周圍的裂縫，重點識別出高角度和低角度的開啟裂縫，進而尋找儲層中的有效裂縫[16-20]。在結(jié)合成像測井識別裂縫的過程中，規(guī)則裂縫較易識別，而碎裂段很難識別。

2.1 電、聲成像結(jié)合識別裂縫

2.1.1 電成像識別裂縫

為了識別出有效的開啟縫，首先應(yīng)對張開縫和閉合縫進行準確區(qū)分：由于在電成像測井圖上高阻顯示為亮色，低阻顯示為暗色，因此高阻礦物充填的閉合縫在電成像上表現(xiàn)為亮色線條；而鉆井液電阻率比井壁環(huán)形底層剖面的電阻率低得多，并且泥質(zhì)的電阻率也較低，因此張開縫與泥質(zhì)填充的閉合縫在電成像上均表現(xiàn)為暗色線條[21-23]。

以安150井為例，在電成像處理成果資料圖(圖3)中，可以在靜態(tài)及動態(tài)電成像圖中清晰的分辨出幾條暗色正弦曲線，同時在靜態(tài)電阻率麻點圖像中曲線邊緣自動勾畫出亮邊，這些曲線即為張開縫或泥質(zhì)充填的閉合縫，同時成像蝌蚪圖可以顯示出裂縫的傾角及方位。

根據(jù)電成像測井解釋成果圖，很容易識別張開縫及泥質(zhì)充填的閉合縫，若要進一步區(qū)分出張開的有效縫，則需要應(yīng)用聲成像測井解釋結(jié)果。

圖3 安150井電成像測井解釋成果圖Fig.3 Diagram illustrating electrical imaging logging interpretation results of well An 150

2.1.2 聲成像識別裂縫

聲波回波幅度成像圖反映反射回波能量的衰減狀況，一般亮色表示能量衰減少，指示較致密、堅硬地層，暗色表示能量衰減多，指示松軟地層、裂縫、泥質(zhì)、孔洞、井壁崩落等情況；聲波回波時間成像圖反映井壁的幾何形狀，一般亮色表示聲波回波時間短，暗色表示聲波回波時間長[24]，可以指示孔洞、裂縫、井壁崩落等現(xiàn)象；聲波幅度麻點成像圖會在孔洞、裂縫邊緣自動勾畫形成亮邊。因此，張開縫在聲波回波幅度和聲波回波時間成像圖上均表現(xiàn)為暗色線條，而泥質(zhì)充填的閉合縫在聲波回波時間圖中無顯示。

以前32井為例，在識別出低阻縫基礎(chǔ)上，聲成像處理成果資料圖顯示3 169 m處(圖4上)，靜態(tài)聲波回波幅度和動態(tài)聲波回波時間成像均顯示為非均勻的暗色正弦曲線，裂縫邊緣處的靜態(tài)聲波幅度麻點圖自動勾畫出亮邊，因此識別該裂縫為張開縫；成像處理成果資料圖件顯示在3 189 m處(圖4下)，只有靜態(tài)聲波回波幅度成像顯示為暗色正弦曲線，靜態(tài)聲波幅度麻點圖勾畫出亮邊，但靜態(tài)和動態(tài)聲波回波時間成像均無裂縫顯示，因此識別該裂縫為泥質(zhì)充填的閉合縫。

2.2 成像測井識別碎裂段

用聲、電成像測井結(jié)合的方法容易識別出有效的張開縫，由此可以判斷出構(gòu)造運動強烈的部位，在此基礎(chǔ)上進一步識別碎裂段。由于成像測井圖像顯示的是井眼周圍一圈的地層信息，若取心出的井段為碎裂巖井段，則在井眼周圍該井段也呈碎裂狀，不會有規(guī)則的裂縫形態(tài)，在成像圖上也就無法顯示出規(guī)則的正弦曲線(圖5)。

圖4 前32井聲成像測井解釋成果圖Fig.4 Diagram The illustrating acoustic imaging logging interpretation results of well Qian 32上圖：聲成像測井解釋成果圖識別張開縫；下圖：聲成像測井解釋成果圖識別泥質(zhì)充填的閉合縫

圖5 沈288井混合花崗巖碎裂段的聲成像與巖心照片對比圖Fig.5 Diagram showing comparison between acoustic imagingand core photo of the cataclastic sections of migmatized granite core from well 288

圖6 沈288井測井綜合解釋成果圖Fig.6 Log interpretation results of well Shen 288

3 混合花崗巖有利儲集層段判斷

依據(jù)上述研究成果，混合花崗巖的有利儲集層段可能為裂縫發(fā)育層段及其碎裂帶，重點結(jié)合常規(guī)測井解釋結(jié)果和試油結(jié)果對這兩個部分的油水情況進行分析。

以沈288井為例，在測井綜合解釋成果圖(圖6)中，混合花崗巖碎裂段巖心含油性較好，但測井解釋結(jié)果為干層，在碎裂段以下試油結(jié)果為油層?？紫抖戎翟谒榱讯纹螅谒榱讯我韵缕?，并且在碎裂段頂部有一個孔隙度值突然明顯變小的層段。

碎裂混合花崗巖層段在更早的地質(zhì)時期應(yīng)與其它混合花崗巖層段相同，在這一時期，由于巖石本身脆性成分含量高，是裂縫發(fā)育的層段，也是良好的油氣儲集區(qū)域。但在后來某一地質(zhì)時期某個裂縫發(fā)育層段受到強烈的局部構(gòu)造應(yīng)力作用，發(fā)生碎裂變形，破壞了原有的規(guī)則裂縫形態(tài)，形成了現(xiàn)在地層中的混合花崗巖碎裂段，同時也破壞了油氣的儲集空間，而原本在該層段儲集的油氣可能沿著新形成的無規(guī)則碎裂巖石之間的通道向下滲流，因而在混合花崗巖碎裂段下部地層存在大量油氣，在測井曲線響應(yīng)及試油結(jié)果中也有相應(yīng)顯示。同時，在碎裂段頂部存在更致密、孔隙度更小的的混合花崗巖層段，因此在發(fā)生局部構(gòu)造運動時，該層段不會被破壞，上部油氣也因此被攔截，最終就出現(xiàn)了在碎裂段上部和下部均有油氣而在碎裂段反而無油氣儲集的現(xiàn)象。

通過上述分析得到結(jié)論：碎裂混合花崗巖層段不儲集油氣但卻是良好的流體滲流通道；巖心有良好的含油性顯示，但測井響應(yīng)解釋為干層?？梢酝茰y，只有裂縫的開度適當時，才有利于油氣的儲集，裂縫開度太大則會成為油氣滲流通道，使油氣向下部運移，因而在裂縫發(fā)育的有利儲集層段，碎裂裂縫的下部層段更易儲集油氣；而當碎裂段頂部巖石比較致密并且孔隙度小時，碎裂段的上部也是油氣的有利儲集層段。因此，雖然碎裂段不能儲集油氣，但判斷碎裂段的位置對指示其上部和下部的油氣有利儲集層段起到了關(guān)鍵作用。

4 結(jié)語

(1)大民屯凹陷太古宇變質(zhì)巖主要發(fā)育裂縫性油藏，由于混合花崗巖的脆性成分含量高，裂縫更發(fā)育，并且在裂縫發(fā)育段巖心含油顯示好，因此主要的儲集巖巖性為混合花崗巖。

(2)在混合花崗巖裂縫發(fā)育段局部有碎裂現(xiàn)象，這些碎裂段形成了良好的流體滲流通道，在其下部更易儲集油氣，并且當其頂部巖石比較致密、孔隙度小時，碎裂段的上部也是油氣的有利儲集層段。因此，當開度適當?shù)牧芽p與碎裂儲集巖組合時，會形成良好的油氣儲集空間。

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Application of imaging logging to analysis of favorable crack intervals for reservoir in the metamorphic bed rock in the Damintun sag, Liaoning province

ZHANG Qingguo1，LI Zitong1，JI Zhi2，ZHOU Jiayu1

(1.EarthSciencesInstitute,NortheastPetroleumUniversity,Daqing,Helongjiang163318; 2.DaqingOilfieldLimitedCompany,LoggingCompony,Daqing,Helongjiang163412)

Based on data of core, thin section and FMI imaging log are analyzed the lithology of reservoir and the favorable crack interval for reservoir in Archean bed rock of Damintun sag. Not only lithology of the major reservoirs is analyzed from aspect of the rock’s composition but also applied the imaging logging to recognize crack and cataclastic zones and interpret the favorable crack interval for reservoir. The result shows that migmatized granite is the main lithology of Archean reservoir in the sag. Cataclastic interval of the migmatized granite is good passage of fluid but is not the place to accumulate oil and gas. However the crack intervals both above and bellow the cataclastic interval are the favorable interval for reservoir.

Damintun sag；metamorphic rock；FMI imaging logging；crack；favorable reservoir intervals; Liaoning province

2015-03-12； 責任編輯： 王傳泰

張慶國(1969—)，男，博士，教授，主要研究測井資料數(shù)字處理與解釋、復(fù)雜性儲層測井綜合評價，油氣藏描述與地質(zhì)建模，剩余油分布技術(shù)。通信地址：黑龍江省大慶市發(fā)展路184號，東北石油大學地球科學學院；郵政編碼：163318；E-mail：332151496@qq.com

10.6053/j.issn.1001-1412.2015.04.011

TE121.1

A