交會圖法在致密儲層巖性識別中的應用

摘 要：遼河坳陷陳家洼陷沙四段沉積一套以泥晶白云石、方沸石為主的致密混合沉積巖，巖性復雜，識別難度，而近年來致密油儲層已成為勘探重點，如何快速準確確定其巖性成為一大難題。本文是在巖石宏觀描述、巖石薄片準確鑒定的基礎上，綜合利用常規測井資料建立研究區巖性識別交會圖版，并建立巖性劃分模式及巖性識別標準，為研究相似儲集巖性提供借鑒。

關鍵詞：致密油 交會圖 測井曲線 碳酸鹽巖 方沸石

中圖分類號：P631 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）10（b）-0000-00

0 引言

隨著油氣勘探與開發的深入，致密油氣藏是目前世界油氣勘探的一個新領域[1]，致密油氣藏的研究越來越受到重視。遼河坳陷西部凹陷陳家洼陷沙河街組四段以泥晶白云石、方沸石為主，伴隨著泥質和一定量砂質沉積的致密儲集層為一套致密油藏[2]。該油藏巖性復雜，且非均質性強，巖性識別給儲層評價工作帶來極大困難。

本文是在巖礦分析準確確定造巖礦物的基礎上，研究主要造巖礦物的測井響應，建立各種巖性與測井曲線間的關系，以此為據，建立研究區沙四段碳酸鹽巖巖性的測井識別方法；在準確識別巖性的基礎上，準確恢復沙四段杜家臺油層巖性剖面。巖性識別在儲層評價及綜合地質研究中具有重要的實際意義。

1 巖石學特征

1.1 研究區主要巖石類型

地質研究表明陳家洼陷沙四杜家臺時期研究區為半深湖相-濱淺湖相-半深湖相，該層段主要為一套由白云石、方沸石和泥質（包括細粉砂）不同程度混合形成的一套混合沉積巖，根據白云石、方沸石和泥質等混合比例的不同可以劃分為不同的巖石類型[2～3]。

1.2 利用手標本和巖石薄片鑒定確定點上的巖石類型

（1）含泥泥晶云巖：泥晶結構，紋層狀構造。泥晶白云石50%～80%，泥質10%～50%，二者互層分布。該類巖石單層厚度較薄，一般在7cm～20cm之間，層內收縮縫發育，局部自碎垮塌成角礫巖，并具有溶孔，巖石含油性較好。

（2）含泥含方沸石泥晶云巖：泥晶結構，紋層狀構造。泥晶白云石45%～55%，方沸石25%～35%，方沸石呈泥晶或膠粒狀，二者互層，紋層狀分布。巖石儲集空間類型以溶蝕孔、裂縫為主，儲集性能中等。

（3）含泥含云方沸石巖：泥晶結構，紋層狀構造。泥晶白云石45%～55%，方沸石25%～35%，方沸石呈泥晶或膠粒狀，二者互層，紋層狀分布。巖石儲集空間類型以溶蝕孔、裂縫為主，儲集性能中等。

（4）含云含方沸石泥巖：泥質結構，層理構造。泥質55%～70%，泥晶白云石10%～25%，方沸石30%～40%，方沸石呈泥晶或膠粒狀，三者互層分布，紋層狀構造。該類巖石較泥巖硬度大，發育少量層間縫及構造縫。

（5）泥巖：泥質結構，紋層狀構造或塊狀構造，成分以粘土礦物為主，次為粒徑小于0.03mm細碎屑（以下統稱泥質），含量大于90%，次為泥晶白云石、泥晶方解石、方沸石或石英、長石細碎屑，含量小于10%。儲集空間類型以成巖縫為主。

通過巖石宏觀觀察及巖石微觀鑒定確定5種主要巖石類型，分別為含泥泥晶云巖、含泥含方沸石泥晶云巖、含泥含云方沸石巖、含云含方沸石泥巖、泥巖。

1.3 分段劃分巖石

在巖性準確鑒定的基礎上，結合各井段巖電特征，依點為基準確定附近的巖石類型。

2 巖性識別

巖石由礦物組成，礦物由元素組成，巖性不同，測井資料響應特征也存在差異[3]。因此在準確鑒定巖石類型及巖石礦物組成的基礎上，優選對巖石反應敏感的曲線制作交會圖版，建立巖性與測井曲線間的關系。

2.1 交會圖版的建立

運用巖性與測井曲線間的關系，在無取心井段結合常規測井資料識別巖性。常規測井曲線交會圖法是先優選特定層段測井數據，根據已有的可靠資料（取心）對其數據點進行評價，制作識別圖版[4]。該種識別圖版具有很強的針對性，可用于研究區來進行巖性識別，因此針對某一區編制的交會圖版對該區具有普遍的意義。常規測井中自然伽瑪測井、中子測井、密度測井、電阻率測井對白云石類、方沸石及粘土礦物反映靈敏[5]，因此選擇了自然伽瑪、補償中子、補償密度、電阻率曲線制作交會圖版。

利用已經確定的巖性，建立了自然伽瑪-電阻率（GR-RT）、中子-電阻率（CNL-RT）、密度-電阻率（DEN-RT）及密度-中子（DEN-CNL）交會圖。從圖1所示可以看出本區泥巖電阻率低、而含泥含云方沸石巖電阻率高，從圖上可以看出自然伽瑪-電阻率交會圖對泥巖、含泥含方沸石云巖、含泥含云方沸石巖的識別是有效的。從圖2上可以看出含泥含云方沸石巖中子較小，而泥巖中子值偏大，補償中子-電阻率交會圖對含泥含方沸石云巖、含泥泥晶云巖、含泥含云方沸石巖及泥巖識別是有效的。同樣從補償密度-電阻率交會圖可以得出對含泥含方沸石云巖、含云含方混石泥巖、含泥含云方沸石巖及泥巖的識別是有效的。從補償密度-補償中子交會圖可以得出對含泥含方沸石泥巖、含泥含云方沸石巖及泥巖的識別是有效的。

圖1 自然伽瑪-電阻率交會圖

圖2 補償中子-電阻率交會圖

任一交會圖版不可能完全區分出所有巖性，所以要綜合所有圖版區分研究區沙四段杜家臺油層段巖性。

2.2 巖性劃分模式圖版建立

通過系統取心井的巖性資料及其常規測井資料相結合，識別巖性。泥巖電阻率極低，曲線較平緩，局部略有起伏，自然伽瑪馬60～105API，巖石密度趨于變小，補償中子和聲波時差值變大，密度、中子和時差三條曲線走勢一致；含云方沸石質泥巖電阻率值在20～40Ω.m，自然伽瑪75～100API，小型鋸齒狀，密度、中子和時差三條曲線走勢一致；含泥方沸石質泥晶云巖電阻率值40～1000Ω.m，自然伽瑪60～100API，較平緩，巖石密度2.3～2.5g/cm3，密度、中子和時差三條曲線走勢一致；泥質含云方沸石巖電阻率值極高，在1000 ～5000Ω.m，巖石密度變小，補償中子和聲波時差值變大；含泥泥晶云巖電阻率值10～50Ω.m，較平緩，局部略有起伏，自然伽瑪50～80 API，自然伽瑪值中等偏低，巖石密度趨于變小，補償中子和聲波時差值變小（圖3）。

圖3 巖性劃分模式圖

在以上分析基礎之上建立巖性劃分模式圖版（圖10）及巖性識別標準（表1）。其對該區今后研究具有重要的參考價值。

表1 巖性識別標準建立

巖石類型自然伽馬雙側向電阻率聲波時差補償中子補償密度

（API）（Ω·m）（μS·m-1）（%）（g·cm-3）

泥巖60～1051～5100～13031～571.88～2.43

含云含方沸石泥巖65～9017～4575～9530～452.35～2.50

含泥含方沸石泥晶云巖65～105125～70063～8822～382.15～2.50

含云含泥方沸石巖62～100650～600067～8121～302.23～2.42

含泥泥晶云巖70～9525～9080～10025～402.45～2.58

3 應用效果

依據本次研究結果，對遼河油田陳家洼陷多口井沙四段巖性剖面進行恢復，并進行精細解釋，累計恢復巖性剖面達5000余米，解釋結論實際符合率很高，對下步儲層精細評價工作奠定基礎，表明該研究結果具有一定的實際意義。

4 結論

（1）研究區沙河街組四段致密儲層巖性復雜，識別難度大。利用常規測井資料交會圖法是識別該類儲層巖性的快速、直觀而有效的方法。（2）研究區對致密儲層巖性反映敏感的常規測井曲線為：自然伽瑪、電阻率、補償密度、補償中子及聲波時差，并運用交會圖法進行巖性識別，建立巖性劃分模式及巖性識別標準。（3）任何巖性識別圖版僅對某種或某些巖性識別有效，巖性識別圖版有一定局限性，不同地區需要建立相應的巖性識別圖版及標準。

參考文獻

[1] 許懷先，李建忠.致密油：全球非常規石油勘探開發新熱點[J].石油勘探與開發，2012，39（1）：99.

[2] 宋柏榮，韓洪斗，崔向東等.渤海灣盆地遼河坳陷古近系沙河街組四段濤相方沸石白云巖成因分析.古地理學報，2015，17（1）：33～44

[3] 李曉光，陳振巖.遼河坳陷古近系碎屑巖儲層孔隙演化特征探討. 古地理學報，2006，8（2）：251～258

[4] 張瑩，潘保芝.多種巖性分類方法在火山巖巖性識別中的應用.測井技術，2011，35（5）474～478

[5] 吳高平，盧勉.多種測井方法在火成巖巖性識別中的應用.國外測井技術，2009，（174）14～17