基于蛛網圖對比的測井相分析研究
——以三角洲前緣相為例

2012-11-20 03:45:39王小平郭文強

長江大學學報(自科版) 2012年31期

楊超黃丹王小平郭文強

(西安石油大學地球科學與工程學院，陜西西安 710065)(中石油長慶油田分公司蘇里格氣田研究中心，陜西西安 710018)(陜西煤田地質局一九四隊，陜西銅川 727000)(西部鉆探測井公司，新疆克拉瑪依 834000)

楊超黃丹王小平郭文強

不同水動力環境會形成不同粒度特征的沉積微相并對應不同的電測曲線形態特征，因此可以根據測井曲線形態來確定微相類型。為了對測井相有明確的認識，借助曲線形態、蛛網圖及距離系數，利用Z3?1、Q19?6、ZH27三口井資料對三角洲前緣水下分流河道、水下分流間灣、河口壩3種微相進行了分析。研究表明，蛛網圖在沉積微相分析中不具一般性，相反測井曲線形態對識別微相具有明顯的一般性，同時，這種一般性在距離系數上所反映的偏負與偏正特征與不同巖性在不同微相上的反映具有很好的一致性。

測井相；沉積微相；相形態；蛛網圖；距離系數

地球物理測井響應可以直接或間接地反映出巖石的巖性、砂體的粒度、泥質含量、沉積旋回等大量的沉積學信息，因此，測井資料研究可以用于識別不同沉積環境，其目的是通過測井響應客觀地描述儀器探測時所穿過的地層狀況，研究其垂向序列特征和接觸關系，從而進行沉積相分析[1]。蛛網圖是常用的一種測井參數分析沉積相的圖形法，其以各種參數值為輻射軸，通過參數之間的差異區分沉積微相[2]。然而，筆者在做測井相分析時發現自然電位和自然伽馬2種曲線具有非常穩定的相形態，并且該特征在距離系數上所反映出的偏負偏正與不同沉積相巖性相比具有很好的一致性，而蛛網圖卻在相同微相中不具上述特征。下面，筆者以三角洲前緣相為例，通過蛛網圖對比進行測井相分析研究。

1 測井相分析的基礎

1.1地質基礎

粒度是衡量沉積能量的一種尺度。沉積能量由水流和波浪作用引起，其大小與水的動蕩程度成正比。目前尚無直接測定沉積能量的方法，但粒度可以反映出沉積能量的高低[3]。一般的說，粗粒沉積出現在高能環境，細粒沉積物出現在低能環境。從物源到沉積盆地隨著沉積能量的逐漸變弱，沉積物顆粒粒度是逐漸減小的。即歷經河流、三角洲、湖泊(海洋)，沉積物容納空間距離物源越來越遠，沉積物顆粒大小明顯較小。同時說明，不同沉積環境下的積物粒度可以作為其相特征的判斷條件。

碎屑巖粒度減小到一定程度，砂巖就過渡到泥巖。由上述分析可知，粒度的排序與能量正相關，若強能量中有弱能量暫態，則粗碎屑中含有細碎屑，即砂巖中出現泥質。強能量恒態到弱能量恒態是砂巖與泥巖2個端緣，恒態中有暫態，則出現泥質、砂質巖類。因此，可通過泥質含量的變化來研究水動力條件的變化，判斷沉積環境，識別沉積微相。

1.2地球物理基礎

測井曲線是一種模擬信號，其能量的變化可以影響測井曲線的幅度和形態。因此，可以根據測井曲線的幅度與形態的變化，獲得古沉積水動力條件及其沉積能量大小的信息[4]。對于電測曲線來說，不同曲線代表的信號不同，因而也就代表了不同的能量信息，但它們都直接或間接地反映了沉積能量或水動力情況，由此可以判定不同的沉積微相。

1)自然電位由于濃度差而產生的擴散作用和泥質顆粒的選擇吸附作用，使得砂巖井壁上產生擴散電動勢、泥巖井壁上產生吸附電動勢、含砂泥巖或含泥砂巖井壁上產生擴散吸附電動勢，這些電動勢通過砂巖、泥巖和井液放電而形成自然電流。自然電流在井液部分產生的電位降落，即自然電位測井中測得的自然電位：

ΔV=IR1=E-I(R2+R3)

(1)

式中，R1、R2、R3分別是自然電流回路中井液、砂巖、泥巖的電阻，Ω；I為總自然電流強度，A；E為總電動勢，V。

擴散作用使得砂巖井壁上富集負離子，吸附作用使得泥巖井壁上富集正離子，因此孔隙性、滲透性好的純砂巖，將出現明顯的負異常，該負異常隨著泥質含量的增加而降低，直到純泥巖基線并轉向泥巖，即砂巖自然電位異常的幅度值隨著粒度的減小、泥質含量的增大而降低。因此，可以通過自然電位幅值變化判定沉積環境。

同時由式(1)可知，巖層電阻率越高，自然電流造成的電位降落分配在巖層內部越多，分配在井液部分越少，則在其他條件不變的情況下，巖層電阻率越高，自然電位曲線幅度越低。因此，自然電位曲線與電阻率曲線可以組合成不同的相形態，借以判定沉積微相[5]。

2)自然伽馬自然伽馬測井是在井內測量巖層中自然存在的放射性核衰變過程中放射出來的伽馬射線的強度。沉積巖的放射性主要來自其吸附的次生放射性物質。沉積物的粒度越小，其比表面就越大，因而吸附次生放射性物質的能力就越強；同時，沉積物的粒度越小，其沉積時間就越長，這樣就有充分的時間使放射性物質從溶液中分離出來并與細粒沉積物一起沉積下來。因此，泥質含量越高、粒度越小，自然伽馬幅值就越高，泥巖-細砂巖-粗砂巖的伽馬幅值越來越低，借此可以利用自然伽馬來研究沉積物粒度的變化，從而判定沉積能量，識別沉積微相。

2 三角洲沉積微相特征及測井相特征

2.1水下分流河道

注：GR為自然伽馬；SP為自然電位。圖1 水下分流河道特征

沉積物以砂、粉砂為主，泥質極少。厚層-中厚層砂巖向上逐漸過渡為細砂巖與粉山巖，與下伏巖層呈突變接觸，底部常發育沖刷線，含泥礫。單個河道砂體的電測曲線一般呈微齒或光滑的中幅箱形或鐘形，多期河道砂體疊置時曲線呈箱形或鐘形疊加(見圖1)。從圖1可以看出，Z3-1井和Q19-6井都為箱形水下分流河道，但在蛛網圖上兩者并沒有明顯的相同形態特征，Z3-1井和Q19-6井中RMN(微電位)和RML(微梯度)的差異較小，說明其砂體為低滲砂體；在距離系數上，Z3-1井和Q19-6井自然電位值與層段內最小值的距離分別為0.35和0.31，表現為相對負偏，自然伽馬值與層段內最小值的距離分別為0.17和0.32，表現為相對負偏。

2.2分流間灣

分流間灣為水下分流河道之間相對凹陷的(湖)海灣地區，其水體與海相同，為尖端指向陸地的楔形泥質沉積體。沉積物以泥質為主，含少量粉砂和細砂，多為洪水季節洪水溢出水下分流河道的細粒沉積物，還有進入湖(海)的泥、粉砂在靜水條件下垂向加積的結果，具有水平層理和透鏡狀層理。電測曲線常呈線形(基線)或齒化線形(見圖2)。從圖3可以看出，Z3-1井和Q19-6井都為線形分流間灣，但在蛛網圖上二者并沒有明顯的相同形態特征，Z3-1井和Q19-6井中RMN和RML的差異較小，說明其砂體為低滲砂體；在距離系數上，Z3-1井和Q19-6井自然電位值與層段內最小值的距離分別為0.72和0.84，表現為相對正偏，自然伽馬值與層段內最小值的距離分別為0.65和0.57，表現為相對正偏。

2.3分流河口壩

分流河口壩位于水下分流河道的河口處，由河流攜帶的碎屑物質在河口處因流速降低堆積而成，由于受湖(海)水的沖刷和簸選作用，使泥質沉積物被帶走，故分選好，砂質純凈，隨著三角洲不斷向湖心方向推進而覆蓋在前三角洲粘土沉積之上，因而在縱向上出現由下向上變粗變厚的反韻律層序，發育槽狀交錯層理。電測曲線常呈漏斗形，幅度低于其上部的水下分流河道，而高于下部的席狀砂或遠砂壩(見圖3)。從圖2可以看出：ZH27井和Q19-6井都為漏斗形河口壩，但在蛛網圖上二者并沒有明顯的相同形態特征，RMN和RML在ZH27井中具有較大差異，說明其砂體為相對高滲砂體，RMN和RML在Q19-6井中具有較小差異，說明其砂體為低滲砂體；在距離系數上，ZH27井和Q19-6井自然電位值與層段內最小值的距離分別為0.13和0.49，表現為相對負偏，自然伽馬值與層段內最小值的距離分別為0.27和0.1，表現為相對負偏。