碳酸鹽低潛山優(yōu)質(zhì)儲層測井識別方法

張慶國，陸 琦，角遠東，唐嘉琦，田得光，侯發(fā)民

（1. 東北石油大學(xué)， 黑龍江 大慶 163318； 2. 大慶鉆探工程公司鉆井三公司，黑龍江 大慶 163000；3. 大慶油田有限責(zé)任公司井下作業(yè)分公司，黑龍江 大慶 163000；4. 大慶油田有限責(zé)任公司測井公司，黑龍江 大慶 163000；5. 新木采油廠，吉林 松原 138000）

碳酸鹽低潛山優(yōu)質(zhì)儲層測井識別方法

張慶國1，陸 琦1，角遠東2，唐嘉琦3，田得光4，侯發(fā)民5

（1. 東北石油大學(xué)， 黑龍江 大慶 163318； 2. 大慶鉆探工程公司鉆井三公司，黑龍江 大慶 163000；3. 大慶油田有限責(zé)任公司井下作業(yè)分公司，黑龍江 大慶 163000；4. 大慶油田有限責(zé)任公司測井公司，黑龍江 大慶 163000；5. 新木采油廠，吉林 松原 138000）

隨著勘探的逐漸深入，潛山油氣藏以及深層領(lǐng)域勘探將占有愈加重要的地位。碳酸鹽巖作為油氣藏的重要儲集層，蘊藏著非常豐富的油氣資源。對于潛山碳酸鹽儲層特征研究而言，潛山碳酸鹽儲層的巖性識別是十分重要的，針對潛山的勘探現(xiàn)狀，吸收總結(jié)前人的成果，分析S區(qū)塊潛山油藏特征。利用巖心錄井資料和測井資料繪制出多組儲層巖性識別交會圖版，提出乘積交會圖版，并對圖版進行驗證，選擇出最優(yōu)的識別圖版為乘積識別圖版。

潛山；碳酸鹽儲層；巖性識別；測井

隨著勘探技術(shù)的逐漸進步以及勘探認識的不斷加深，勘探領(lǐng)域正在不斷地擴大，在我國相繼發(fā)現(xiàn)多個潛山圈閉，潛山油藏的勘探程度相對較低，潛山油氣勘探研究勢必成為我們尋找后備接替儲量的新的領(lǐng)域。在世界油氣儲量和產(chǎn)量中，碳酸鹽巖儲層占有非常大的比重。據(jù)國外統(tǒng)計，世界性大型油氣田中，以碳酸鹽巖為儲集層的油氣田數(shù)目約占40%，但儲量卻占60%左右。特別是它們往往具有很高的產(chǎn)能，說明碳酸鹽巖儲層在油氣勘探與開發(fā)中占有重要的地位。S區(qū)塊潛山油氣藏類型多樣，包括構(gòu)造作用形成的斷塊型油藏以及由地層巖性變化控制的地層型油藏。為了準確地判斷出潛山油氣藏的位置，識別儲層的巖性是十分重要的［1］。

1 概 述

潛山是指在地質(zhì)歷史的某一時期，地殼的運動使的某一區(qū)域抬升，因而受到強烈的風(fēng)化、剝蝕破壞，堅硬致密的巖層抗風(fēng)化能力強，形成了較大的突起地形，隨著地殼運動重新下降，開始接受新的沉積物的掩埋，被埋藏的越來越深的突起地形被稱為潛伏剝蝕突起或潛伏剝蝕構(gòu)造，也就是潛山。

潛山油氣藏指潛伏于地層不整合面之下的各種在古地形突起圈閉中形成的油氣藏。潛山由于遭受多種地質(zhì)營力的長期風(fēng)化、剝蝕，形成了破碎帶、溶蝕帶，具有良好的儲集空間，當(dāng)其上被比較致密，滲透性差的地層覆蓋式，就形成了有利于油氣聚集的“潛山油氣藏”［2］。

碳酸鹽巖儲集巖類多為灰?guī)r類和白云巖類，儲集空間多為孔隙、孔洞、裂縫等。這些儲集空間的成因有沉積作用、溶解作用、白云化作用、去白云巖化作用、角礫化作用、構(gòu)造破裂作用等。

2 碳酸鹽儲層的基本特點

碳酸鹽巖和陸源碎屑巖相比有著自己特有的性質(zhì)：低孔隙度、各向異性、非均質(zhì)性，這三大特點給測井解釋帶來了多節(jié)性、模糊性和不確定性，大大增加了油氣勘探的難度。

（1）碳酸鹽巖主要是在溫暖氣候條件的淺海環(huán)境形成的。碳酸鹽巖可能是經(jīng)過化學(xué)作用沉積而成的，也可能是經(jīng)過機械和生物作用形成的。沉積、成巖以及風(fēng)化是碳酸鹽巖形成的主要過程，而剝蝕以及搬運是次要過程。

（2）碳酸鹽巖中生物礁巖是其中的一種重要類型。由沉積作用控制，在生物礁中生成的骨架孔是一類原生孔隙。在進一步的沉積作用下，生成的骨架孔和鉆孔被沉積物充填，進而形成了一種更為復(fù)雜的原生的沉積孔隙系統(tǒng)。

（3）碳酸鹽儲層的成巖作用改造十分強烈。溶解作用、白云巖化與去白云巖化作用、角礫化作用、構(gòu)造破裂作用、壓溶及重結(jié)晶作用等使得碳酸鹽儲層中產(chǎn)生大量的次生孔隙，導(dǎo)致原生孔隙消失。

（4）碳酸鹽巖儲集空間是極為復(fù)雜的。較為常見的儲集空間為孔隙、孔洞、裂縫。一般情況下，三種儲集空間共同發(fā)育，同時受到構(gòu)造、沉積、成巖等多種作用的影響和再改造［3］。

3 碳酸鹽儲層巖性物性特征

3.1 碳酸鹽儲層巖性特征

根據(jù)X衍射全巖分析資料統(tǒng)計得S區(qū)塊碳酸鹽巖中含有的主要礦物為方解石和白云石。其中方解石含量為22.8%～95.5%，平均為64.4%；白云石含量為1.1%～67.8%，平均為20.53%；粘土含量為1.1%～10.7%，平均為3.44%；菱錳礦含量為1.1%～13.4%，平均為4.63%。由此說明S區(qū)塊潛山碳酸鹽巖以灰?guī)r類為主，白云巖類次之。

由巖心薄片鑒定結(jié)果統(tǒng)計：方解石含量為26%～84%，平均為59%；白云巖含量為8%～99%，平均為38%；泥質(zhì)含量平均為3%。

采用測井曲線解釋的方解石含量為73.71%，白云石含量為23.78%，泥質(zhì)含量為2.51%。

根據(jù)巖心資料統(tǒng)計，S區(qū)塊的主要巖性有兩類：白云質(zhì)灰?guī)r和板巖。其中白云質(zhì)灰?guī)r為儲集巖。粘土成分主要為伊利石，含量為81.8%～92.3%，其次為高嶺石及伊蒙混層。

3.2 碳酸鹽儲層物性特征

由于S區(qū)塊潛山經(jīng)歷了強烈的成巖作用改造，原生孔隙已經(jīng)消失。通過分析巖心觀察、薄片鑒定、鑄體、壓汞及掃描電鏡等資料可得，S區(qū)塊潛山儲層的初級空間有五種，即:宏觀裂縫、壓溶縫、溶蝕孔洞、晶間孔及微裂縫。

根據(jù)樣品的毛細管壓力曲線和參數(shù)特征，可將S區(qū)塊儲層劃分兩種類型：

Ⅰ類型儲層毛管壓力曲線呈陡坡型，該類型的儲層喉道為粗歪度雙峰加低峰正偏態(tài)分布，根據(jù)資料統(tǒng)計得最大的連通孔隙喉道半徑為1.76～28.13 μm，主要的流動喉道半徑分布在0.018～2.34μm，主要排驅(qū)壓力分布在0.4～3.2 MPa，儲層分選差，為低孔細喉的裂縫型儲層的特征。該類型的樣品占全部分析樣品的80.9%。

Ⅱ類型儲層毛管壓力曲線呈緩坡型，該類型的儲層喉道為細歪度負偏態(tài)分布。根據(jù)資料統(tǒng)計得最大的連通孔隙喉道半徑為0.22～0.44μm，主要的流動半徑分布在0.037～0.09μm，該儲層的平均排驅(qū)壓力為50.3 MPa，儲層分選差，這些都是小孔細喉裂縫型儲層的特征，這種類型的樣品僅占全部分析樣品的19.1 %。從以上的毛管壓力曲線特征來看，S區(qū)塊屬于低孔低滲碳酸鹽潛山儲層［4］。

通過對圖像分析，可以得到S區(qū)塊儲層的孔隙類型包括裂縫、碎裂縫、熔接縫、粒內(nèi)孔、粒間孔、溶蝕孔等，儲層中孔隙的平均長度為33.1～146.3μ m，孔隙的平均直徑分布在73～81μm，面孔率分布在4.8%～9.2%，儲層中裂縫的張開寬度分布在1.1～20.6μm。

通過掃描電鏡下的觀察發(fā)現(xiàn)，S區(qū)塊儲層微觀孔隙類型有微裂縫、粒間縫、粒間粒內(nèi)縫、微孔、溶孔、晶間孔、粒間孔。儲層的孔隙直徑主要分布在3～9μm，儲層裂縫張開寬度主要為1～18μm［5］。

根據(jù)常規(guī)物性分析，S區(qū)塊潛山儲層的最大孔隙度為8%，最小孔隙度為0.5%，平均孔隙度為5.1%，其中孔隙度小于3%的樣品比例為18.1%，孔隙度大于3%的樣品比例為81.8%。而儲層中的滲透率主要分布在0.31～32.18×10-3μm2。根據(jù)常規(guī)物性分析結(jié)果可知S區(qū)塊潛山儲層屬于低孔低滲透型。

綜合上述分析結(jié)果，表明S區(qū)塊潛山儲層為低孔低滲儲層，儲集空間主要是構(gòu)造裂縫、微裂縫以及粒間孔隙。

4 繪制巖性識別圖版

4.1 繪制圖版

以S區(qū)塊中的1區(qū)塊為例，利用測井曲線在不同巖性的特征，即白云質(zhì)灰?guī)r段的自然伽馬為低值，中子孔隙度和聲波時差都為低值，而密度略高，電阻率高值；板巖段對應(yīng)的自然伽馬為高值，中子孔隙度和聲波時差略高，密度略低，電阻率為低值，自然電位和井徑測井曲線值在白云質(zhì)灰?guī)r和板巖處的區(qū)別不大，可以繪制出用于識別巖性的圖版，如中子—密度交會圖，自然伽馬—聲波交會圖，電阻率—自然伽馬交會圖，以及運用多種測井曲線結(jié)合分析的乘積交會圖，理論上研究，在這些圖中同一巖性的點應(yīng)該分布在同一區(qū)域，不同巖性的點分布在不同的區(qū)域。

由圖1可看出，中子-密度交會圖對于識別巖性效果并不好，有一些混雜的巖性點無法區(qū)分，因此不用此種交會圖作為識別巖性圖版。由圖2可看出，自然伽馬-聲波交會圖版中，兩種巖性分別占不同的區(qū)域，所以可以用此圖版來識別巖性，但是此圖版中板巖的點十分分散，不能準確體現(xiàn)出板巖的特征。圖3所示的電阻率-自然伽馬圖版中，其電阻率跨度值較大，會造成讀值或使用的不便，但就識別巖性的角度來看具有很好的識別性。

圖1 中子—密度交會圖Fig.1 Relation between neutron and density

圖2 自然伽馬—聲波時差交會圖Fig.2 Relation between GR and AC

根據(jù)不同測井曲線在不同巖性處的特征，繪制出以GR×AC/10為橫坐標，以DEN×Rt/100為縱坐標的交會圖。由圖4可以看出此圖版可以很明確地識別出白云質(zhì)灰?guī)r和板巖。兩種巖性的識別標準也十分明顯。白云質(zhì)灰?guī)r的GR×AC/10值跨度大，而Rt×DEN/100值跨度小，使得白云質(zhì)灰?guī)r在圖版上的點近似呈一條水平線；板巖的GR×AC/10值跨度小，而Rt×DEN/100值跨度較大，使得板巖在圖版上的點近似呈一條豎直線。

圖3 自然伽馬—電阻率交會圖Fig.3 Relation between GR and RLLD

圖4 乘積交會圖Fig.4 Product crossplot

圖5 驗證圖版Fig.5 Test crossplot

4.2 驗證圖版

將S區(qū)塊2區(qū)塊巖心資料應(yīng)用以上交會圖版，來驗證交會圖版的正確性，若交會圖版能很好的識別出巖性，則說明此種交會圖版可以用于識別S區(qū)塊碳酸鹽低潛山儲層巖性。結(jié)合得到的四個交會圖可知，乘積交會圖是最能準確識別巖性的圖版（圖5）。至于在本區(qū)實際情況中用哪一種交會圖，則看資料中提供了哪些測井曲線，若測井項目比較全，則優(yōu)先選擇乘積交會圖法。

4 結(jié) 論

（1）S區(qū)塊潛山頂部發(fā)育溶孔縫，下部以裂縫為主要儲集空間。隨著潛山的埋藏深度增加，碳酸鹽儲層中裂縫發(fā)育程度變差，常規(guī)的物性分析結(jié)果表明，S區(qū)塊低碳酸鹽潛山儲層最大孔隙度為8%，最小0.5%，平均為5.1%。儲層滲透率為0.31～32.18 ×10-3μm2。常規(guī)物性分析結(jié)果表明S區(qū)塊潛山儲層屬于低孔低滲儲層。

（2）在通過資料初步判斷儲層巖性、物性后，結(jié)合巖心、錄井資料觀察各巖性的測井曲線特征，白云質(zhì)灰?guī)r段的自然伽馬為低值，中子孔隙度和聲波時差都為低值，而密度略高，電阻率高值；板巖段對應(yīng)的自然伽馬為高值，中子孔隙度和聲波時差略高，密度略低，電阻率為低值,自然電位和井徑測井曲線值在白云質(zhì)灰?guī)r和板巖處的區(qū)別不大。

（3）利用不同巖性處測井曲線特征制作出能夠識別出巖性的交會圖版，并驗證交會圖的正確性。得到識別效果最好的是乘積交會圖版。

［1］ 李丕龍，等．多樣性潛山成因、成藏與勘探—以濟陽坳陷為例[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2003：1-144．

［2］ 余家仁，等．任丘古潛山油田碳酸鹽巖儲層研究[J]．石油學(xué)報，1981，2（1）：57-67．

［3］ 范泰雍，等．潛山油氣藏[M]．北京：石油工業(yè)出版社，1982：1-34．

［4］ 陳義賢．遼河裂谷盆地斷裂演化序次和油氣藏形成模式[J]．石油學(xué)報，1985，6（2）：1-11.

［5］ 陳麗華．任丘油田震旦亞界霧迷山組碳酸鹽巖微孔隙的掃描電鏡觀察[J]．石油學(xué)報，1982，3（1）：19-22．

Logging Identification Method of Carbonate Low Buried Hill Reservoir

ZHANG Qing-guo1，LU Qi1，JIAO Yuan-dong2，TANG Jia-qi3，TIAN De-guang4，HOU Fa-min5
（1. Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318，China；2. Daqing Drilling Company the Third Branch, Heilongjiang Daqing 163000，China；3. Daqing Oil Field Co,.Ltd. Downhole Operation Company, Heilongjiang Daqing 163000，China；4. Daqing Oil Field Co,.Ltd. Well Logging Company, Heilongjiang Daqing 163000，China；5. Xinmu Oil Production Plant, Jilin Songyuan 138000，China）

With the constant development of the exploration, exploration of oil and gas reservoirs in buried hill and deep field will play an important role. As an important reservoir of oil and gas, the carbonate rock has abundant oil and gas resources. It is very important to identify the lithology of the carbonate reservoir in buried hill. Aimed at the exploration status of the buried hill, based on predecessor’s research results, features of buried hill oil reservoirs in S block were analyzed. Sets of reservoir lithology crossplots were drawn by using core data and logging data, and product crossplot was proposed. The crossplots were validated to select the best identification crossplot as the product crossplot.

Buried hill; Carbonate reservoir; Lithology recognition; Logging

TE 122

A

1671-0460（2015）01-0122-03

2014-08-06

張慶國（1969-），男，黑龍江大慶人，副教授，博士學(xué)位，2007年畢業(yè)于中國石油大學(xué)礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)，研究方向為石油綜合地質(zhì)和綜合測井資料解釋。E-mail：zhangqg@163.com。

陸琦（1988-），女，研究方向為油氣田勘探地質(zhì)工程。E-mail：lulu3san@163.com。