米燕華，杜葳蕾，蔚生軍，侯建鑫，周榮濤

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司第二采氣廠，陜西 榆林 719000）

鄂爾多斯盆地馬家溝組碳酸鹽巖屬于復(fù)雜巖類，其礦物組分多樣，巖石結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測(cè)井響應(yīng)微弱，測(cè)井曲線常具多解性[1]。此外，傳統(tǒng)的測(cè)井資料分析方法和解釋程序大多是按照單一的解釋模型來計(jì)算相關(guān)參數(shù)的，且被用來進(jìn)行地層評(píng)價(jià)及油氣分析的的測(cè)井資料十分有限，因此如何綜合、有效利用各種測(cè)井信息以及巖心資料等來評(píng)價(jià)碳酸鹽巖儲(chǔ)層顯得愈加重要[2]。多礦物模型以體積理論為基礎(chǔ)，以最優(yōu)化解釋為目標(biāo)，能夠充分利用已有的各種測(cè)井資料去進(jìn)行碳酸鹽巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)，并且能夠較為準(zhǔn)確地識(shí)別出巖石礦物類型及其相對(duì)體積含量，可以有效解決碳酸鹽巖等復(fù)雜巖類的巖性識(shí)別問題，為后續(xù)的碳酸鹽巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)研究提供一定的基礎(chǔ)[3]。

1 多礦物模型原理

在實(shí)際測(cè)井值可靠的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)測(cè)的測(cè)井曲線進(jìn)行環(huán)境矯正并保證其能夠較為真實(shí)第反映研究區(qū)地層特征是進(jìn)行最優(yōu)化解釋的重要基礎(chǔ)[4]。若測(cè)井曲線質(zhì)量得以保證，則可依據(jù)測(cè)井響應(yīng)方程，構(gòu)建較為合適的測(cè)井模型并優(yōu)選合理的參數(shù)，最后通過最優(yōu)化處理計(jì)算地層各組分的相對(duì)體積含量。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)非線性加權(quán)最小二乘原理和誤差理論構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，并依據(jù)最優(yōu)化解釋理論不斷調(diào)整未知參數(shù)值，當(dāng)目標(biāo)函數(shù)值達(dá)到最小值時(shí)，即反算出的相應(yīng)理論測(cè)井值和實(shí)測(cè)測(cè)井值達(dá)到充分逼近時(shí)，則此時(shí)的未知參數(shù)為能夠較真實(shí)反映實(shí)際地層參數(shù)的最優(yōu)化解釋結(jié)果[3]。

多礦物解釋模型是將復(fù)雜巖性地層看作為由若干種骨架礦物、粘土礦物以及多種孔隙流體等不均勻的幾部分組成，由于每部分對(duì)地層的宏觀物理量貢獻(xiàn)值不同，因而地層的每個(gè)測(cè)井值看作為多種礦物和流體的綜合響應(yīng)[5]。鄂爾多斯盆地 Y地區(qū)馬家溝組的地層可以看作白云石、方解石、粘土礦物（伊利石）、硬石膏及孔隙等5部分組成，本文采用GR、AC、DEN、PE和CNL等五條測(cè)井曲線相互組合，以白云石、方解石、粘土礦物（伊利石）、硬石膏和孔隙作為組分，建立5個(gè)模型。以其中任一模型為例，依據(jù)各礦物組分及流體對(duì)地層測(cè)井響應(yīng)值的貢獻(xiàn)，并結(jié)合物質(zhì)平衡理論構(gòu)建線性超定方程組[3]。

其中，GRi、ACi、CNLi、DENi和PEi分表代表地層中第i種礦物的骨架測(cè)井值，Vi為地層中第i種礦物的體積含量，VΦ為孔隙流體體積，GR、AC、CNL、DEN和PE分別為實(shí)測(cè)的地層測(cè)井響應(yīng)值。

2 碳酸鹽巖礦物骨架參數(shù)求取

巖石礦物骨架參數(shù)是決定模型優(yōu)劣的重要因素，也是提高解釋模型精度的關(guān)鍵所在。所求取的骨架參數(shù)值必須能不受孔隙流體影響且能夠有效地反映巖石的骨架性質(zhì)。利用不同巖石類型的理論測(cè)井特征值以及最優(yōu)化解釋方法最終確定了鄂爾多斯盆地Y地區(qū)馬家溝組碳酸鹽巖中白云石、方解石、粘土礦物（伊利石）以及硬石膏等礦物的測(cè)井骨架參數(shù)值（表1）。

表1 鄂爾多斯盆地Y地區(qū)馬家溝組碳酸鹽巖主要礦物測(cè)井響應(yīng)值

3 實(shí)例應(yīng)用

應(yīng)用所建立的多礦物測(cè)井解釋模型對(duì) Y地區(qū)30余口井馬五段碳酸鹽巖巖性進(jìn)行了解釋，并將解釋結(jié)果與實(shí)測(cè)礦物含量及實(shí)際鉆井取芯資料相對(duì)比，如F7井，馬五1亞段1 972～1 975 m段，巖性解釋為灰質(zhì)白云巖，實(shí)測(cè)白云石含量介于75%～80%之間，而實(shí)測(cè)方解石含量介于20～25之間，實(shí)測(cè)伊利石含量小于10%；馬五1亞段2 085 ～2 088 m巖性解釋為白云巖，實(shí)測(cè)的白云石含量高達(dá)87%～92%以上，而實(shí)測(cè)方解石、伊利石含量均小于12%（圖1），該結(jié)果顯示，利用多礦物解釋模型解釋的碳酸鹽巖巖性結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合度較高，從而驗(yàn)證了多礦物模型在鄂爾多斯盆地Y地區(qū)馬家溝組碳酸鹽巖巖性等復(fù)雜巖性解釋中的可靠性。

圖1 Y地區(qū)F7井馬五1～馬五2亞段碳酸鹽巖巖性解釋結(jié)果及驗(yàn)證

4 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

（1）多礦物模型是以最優(yōu)化解釋為目標(biāo)，在充分利用已有的測(cè)井信息的基礎(chǔ)上，能夠識(shí)別出多種礦物組分類型及其相對(duì)含量，從而到達(dá)較為準(zhǔn)確識(shí)別碳酸鹽巖巖性的目的，解決了碳酸鹽巖巖性測(cè)井解釋的多解性問題；

（2）利用多礦物模型解釋的Y地區(qū)F7井碳酸鹽巖巖性結(jié)果與實(shí)測(cè)巖性吻合度較高，表明多礦物模型是進(jìn)行碳酸鹽巖巖性解釋的有效方法。

［1］李百?gòu)?qiáng). 延長(zhǎng)探區(qū)馬家溝組馬五段碳酸鹽巖儲(chǔ)層分布規(guī)律及主控因素[D]. 西安石油大學(xué), 2016.

［2］周改英, 趙喜亮. 多礦物模型分析的最優(yōu)化測(cè)井解釋[J]. 石油地質(zhì)與工程, 2005, 19(5):21-22.

［3］龍一慧, 楊斌, 胡洪濤. 多礦物模型分析在川中 GT氣藏復(fù)雜巖性識(shí)別的應(yīng)用[J]. 山東化工, 2015, 44(16):121-123.

［4］燕繼成, 文政, 夏宏泉. 基于多礦物模型分析的最優(yōu)化測(cè)井解釋在X油田中的應(yīng)用研究[J]. 國(guó)外測(cè)井技術(shù), 2008 (6): 18-20.

［5］吳健, 胡向陽, 何勝林. 多礦物模型在復(fù)雜巖性地層中的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)與工程, 2013, 13(30): 9018-9024.