侯淞譯

中石油煤層氣有限責(zé)任公司，北京

FMI測(cè)井在火山巖巖性識(shí)別中的應(yīng)用

侯淞譯

中石油煤層氣有限責(zé)任公司，北京

以準(zhǔn)噶爾盆地西北緣二疊系火山巖為研究對(duì)象，利用FMI (Fullbore Formation MicroImager)測(cè)井技術(shù)，結(jié)合常規(guī)測(cè)井資料及鉆井取心資料，在巖心刻度測(cè)井的基礎(chǔ)上，總結(jié)了不同巖性的典型曲線特征，對(duì)研究區(qū)的復(fù)雜火山巖地層巖性進(jìn)行了有效劃分和識(shí)別，建立了巖性綜合識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)。

FMI測(cè)井，巖性識(shí)別，火山巖，準(zhǔn)噶爾盆地

1.引言

準(zhǔn)噶爾盆地西北緣二疊系火山巖地層巖性復(fù)雜，識(shí)別難度大。近年來，先后在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣石炭系和二疊系發(fā)現(xiàn)了多個(gè)火山巖油氣藏，但是，如何確定火山巖的巖性，進(jìn)而對(duì)火山巖儲(chǔ)層進(jìn)行有效評(píng)價(jià)，一直是困擾勘探開發(fā)工作的一大難題。

通過錄井巖屑資料確定的巖性定名存在不確定性，巖心資料、薄片資料雖然是精確，但又存在成本過高、工藝復(fù)雜、資料有限的缺點(diǎn)。常規(guī)測(cè)井資料盡管可以對(duì)巖石成分進(jìn)行有效識(shí)別，但無法獲取巖石的結(jié)構(gòu)信息，很難區(qū)分成分相同的火山熔巖和火山碎屑巖。通過FMI (Fullbore Formation MicroImager)測(cè)井資料，可以獲取地下連續(xù)的巖石電成像資料，再進(jìn)行鉆井取心標(biāo)定，結(jié)合常規(guī)測(cè)井資料就可以準(zhǔn)確地對(duì)巖性進(jìn)行識(shí)別[1][2]。

2.方法原理

2.1.常規(guī)測(cè)井確定巖石成分

研究區(qū)火山巖主要由火山熔巖和火山碎屑巖兩大類組成。從火山巖礦物成分的差異入手[3]，對(duì)火山巖的巖石物理性質(zhì)及相應(yīng)的測(cè)井特征進(jìn)行了研究。火山熔巖由基性到酸性可進(jìn)一步劃分為4大類巖石：玄武巖、安山巖、英安巖、流紋巖。酸性的流紋巖中，鈾、釷、鉀等放射性元素的含量最高，而基性的玄武巖放射性元素含量最低。因此，可以通過反映反射性強(qiáng)弱的自然伽馬曲線對(duì)不同成分的火山巖進(jìn)行區(qū)分。受礦物成分控制，中子曲線和密度曲線對(duì)玄武巖、安山巖、英安巖、流紋巖的反應(yīng)也很靈敏。因此，優(yōu)選自然伽馬、中子、密度等常規(guī)測(cè)井曲線可以對(duì)火山巖成分進(jìn)行識(shí)別。

研究區(qū)玄武巖二氧化硅體積分?jǐn)?shù)相對(duì)較低，在48%～52%之間，鐵鎂質(zhì)礦物含量相對(duì)較高，表現(xiàn)為巖石顏色深、密度較大；安山巖二氧化硅體積分?jǐn)?shù)在52%～63%之間，鐵鎂質(zhì)礦物含量中等，巖石顏色較深、密度中等；英安巖二氧化硅體積分?jǐn)?shù)在63%～68%之間，鐵鎂質(zhì)礦物含量中等，巖石顏色較淺、密度較低；流紋巖二氧化硅體積分?jǐn)?shù)最高，在68%～77%之間，鐵鎂質(zhì)礦物含量很低，巖石顏色最淺、密度相對(duì)最低[4](圖 1)。

Figure 1.The composition of volcanic mineral components in the study area圖1.研究區(qū)火山巖礦物成分組成

但是，對(duì)于火山碎屑巖而言，其礦物成分與火山熔巖基本一致，但存在巖石結(jié)構(gòu)上的差異，因此無法通過常規(guī)測(cè)井曲線進(jìn)行區(qū)分，必須結(jié)合成像測(cè)井進(jìn)行識(shí)別。

2.2.FMI測(cè)井區(qū)分火山熔巖與火山碎屑巖

成像測(cè)井的優(yōu)點(diǎn)是顯示直觀，可以清楚地反映火山碎屑巖在顆粒大小、形狀、磨圓等方面的差異。火山碎屑巖與火山熔巖分別具有不同的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征[5][6]。通過粒度的差異，可以識(shí)別集塊結(jié)構(gòu)、火山角礫結(jié)構(gòu)、凝灰結(jié)構(gòu)等，進(jìn)而將火山碎屑巖劃分為火山集塊巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r等。同時(shí)在成像上也可以識(shí)別出熔結(jié)結(jié)構(gòu)、碎屑熔結(jié)結(jié)構(gòu)等，可以反映出火山巖碎屑巖成因上差異。

3.火山巖巖性識(shí)別

FMI測(cè)井是目前石油行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的成像測(cè)井技術(shù)。FMI測(cè)井儀的8個(gè)極板上共裝有192個(gè)微電極，因此具有很高的縱向和橫向分辨率(0.2 in)，可以清楚地反映井壁地層各種尺度的巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及井壁結(jié)構(gòu)微細(xì)的變化，如裂縫、層理、結(jié)核、礫石顆粒、微斷層、井壁崩落等[7]。

在巖心刻度的基礎(chǔ)上，通過FMI圖像的分析，同時(shí)結(jié)合常規(guī)測(cè)井曲線及巖心描述等資料，總結(jié)出了研究區(qū)不同的火山巖在FMI圖像、巖心及常規(guī)曲線上的典型特征[8]。

1) 玄武巖：巖心觀察顏色較深，巖石中橄欖石、輝石等暗色礦物含量很高，中子孔隙度、密度相對(duì)較高，中子–密度鏡像特征明顯；FMI圖像上以塊狀結(jié)構(gòu)為主，見氣孔、溶蝕孔、杏仁構(gòu)造、高阻縫等(圖 2、表 1)。

2) 安山巖：巖心觀察顏色較深，巖石中橄欖石、輝石等暗色礦物較玄武巖略低，中子孔隙度、密度相對(duì)較高，中子–密度鏡像特征較為明顯；FMI圖像上流動(dòng)構(gòu)造較發(fā)育，見氣孔、溶蝕孔、杏仁構(gòu)造、枕狀構(gòu)造等(圖2、表1)。

Figure 2.The feature of FMI image of andesite and basalt圖2.安山巖與玄武巖FMI圖像特征

Table 1.The criterion for identifying the lithology of volcanic lava表1.火山熔巖巖性劃分標(biāo)準(zhǔn)

3) 英安巖：巖心觀察顏色較淺，巖石中石英、長(zhǎng)石等淺色礦物較高，中子孔隙度、密度較安山巖低，中子–密度交會(huì)鏡像特征較為明顯；FMI圖像上流動(dòng)構(gòu)造發(fā)育，見氣孔、溶蝕孔、變形構(gòu)造等(圖3、表1)。

4) 流紋巖：巖心觀察顏色很淺，巖石中石英、長(zhǎng)石等淺色礦物很高，中子孔隙度、密度相對(duì)較低，中子–密度交會(huì)鏡像特征不明顯；FMI圖像上流紋構(gòu)造發(fā)育，見氣孔、溶蝕孔、變形構(gòu)造等(圖3、表1)。

5) 火山碎屑巖：火山碎屑巖自然伽馬變化相對(duì)較大；火山碎屑巖一般都具有一定的原生孔隙度，部分井段還發(fā)育氣孔和次生溶孔，因此電阻率相對(duì)火山熔巖明顯偏低；巖性按照粒度大小，由粗到細(xì)分為火山集塊巖、火山角礫巖、角礫凝灰?guī)r和凝灰?guī)r(圖4)。

Figure 3.The feature of FMI image of rhyolite and dacite圖3.流紋巖與英安巖FMI圖像特征

Figure 4.The feature of FMI image of volcanic clastic rocks圖4.火山碎屑巖FMI圖像特征

4.結(jié)語

通過FMI圖像特征，結(jié)合常規(guī)測(cè)井曲線及巖心資料，總結(jié)了不同巖性的典型特征，對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地西北緣二疊系火山巖的巖性進(jìn)行了有效識(shí)別和劃分，建立了巖性綜合識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)?；鹕剿樾紟r可以通過 FMI圖像上粒度的差異進(jìn)行區(qū)分；火山熔巖可以通過FMI圖像特征結(jié)合自然伽馬、密度、中子等常規(guī)測(cè)井曲線特征進(jìn)行區(qū)分。需要注意的是，不同地區(qū)、同一地區(qū)不同層系之間，火山巖的FMI圖像和常規(guī)測(cè)井曲線特征均可能存在一定差異，需通過足夠的巖心分析資料對(duì)FMI圖像特征進(jìn)行刻度，才能使識(shí)別結(jié)果更加精確。

References)

[1]王智, 金立新, 關(guān)強(qiáng), 等.基于 FMI與 ECS的火山巖儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)方法[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010, 32(5): 58-64.

[2]張勇, 查明, 孔玉華, 等.地下復(fù)雜火山巖巖性測(cè)井識(shí)別方法[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2012, 27(5):21-26.

[3]斯倫貝謝公司.測(cè)井解釋常用巖石礦物手冊(cè)[J].北京: 石油工業(yè)出版社, 1986.

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[5]張瑩, 潘保芝, 印長(zhǎng)海, 等.應(yīng)用測(cè)井資料進(jìn)行火山巖巖性識(shí)別[J].石油物探, 2007, 46(3): 260-262.

[6]覃豪, 李洪娟.成像測(cè)井圖像在火山巖巖性識(shí)別中的應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)), 2007, 29(3):288-293.

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[8]李留中, 張日供, 王波, 等.FMI成像測(cè)井技術(shù)在三塘湖盆地的應(yīng)用[J].吐哈油氣, 2007, 12(3): 278-282.

The Application of FMI for Identifying the Lithology in Volcanic Formation

Songyi Hou
Petro China Coalbed Methane Company Limited, Beijing

Sep.6th, 2017; accepted: Oct.11th, 2017; published: Dec.15th, 2017

The Permian volcanic rock in the northwest margin of Junggar Basin was used as the object of study based on FMI (Fullbore Formation Micro Imager) logging technology and combined with the data of conventional logging and coring in well drilling and as well as core calibration logging, the features of typical curves of different lithologic properties were summarized, the lithologic properties of complex volcanic rocks in the study area were effectively identified.Based on the study, a criterion is established for an integrated identification of lithology.

FMI (Fullbore Formation MicroImager), Lithology Identification, Volcanic, Junggar Basin

文章引用:侯淞譯.FMI測(cè)井在火山巖巖性識(shí)別中的應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報(bào), 2017, 39(6): 40-45.

10.12677/jogt.2017.396096

Copyright ? 2017 by author, Yangtze University and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

侯淞譯(1987-)，男，助理工程師，現(xiàn)主要從事勘探開發(fā)動(dòng)態(tài)研究。

2017年09月6日；錄用日期：2017年10月11日；發(fā)布日期：2017年12月15日

[編輯]龔丹