致密復雜儲層巖性預測方法探討
——以遼河西部凹陷雷家地區(qū)沙四段白云巖為例

李鐵軍

(中國石油遼河油田勘探開發(fā)研究院，遼寧盤錦 124010)

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致密復雜儲層巖性預測方法探討
——以遼河西部凹陷雷家地區(qū)沙四段白云巖為例

李鐵軍

(中國石油遼河油田勘探開發(fā)研究院，遼寧盤錦 124010)

遼河西部凹陷雷家地區(qū)廣泛發(fā)育湖相碳酸鹽巖，與之伴生的有大量的湖相泥頁巖與方沸石巖。研究表明，云巖含量高低對致密儲層的儲集性能有較大影響，而云巖類巖石的地震預測難度較大。針對上述問題，開展了基于巖心分析的精細巖性識別，通過巖石物理分析確定楊氏模量與縱橫波速比能夠較好區(qū)分泥頁巖，通過楊氏模量與白云巖含量的統(tǒng)計回歸確定白云巖含量與楊氏模量的關系；在疊前彈性參數(shù)反演的基礎上，通過重構白云巖含量進行白云巖含量反演，確定了白云巖含量高的儲層平面及縱向分布特征。預測結論與實鉆井數(shù)據(jù)結果吻合程度較高，可有效指導該區(qū)致密(儲層)油的勘探。

遼河西部凹陷；雷家地區(qū)；致密儲層；巖性預測

當前，致密儲層的油氣勘探已越來越受到國內外石油工業(yè)界的重視，逐漸成為非常規(guī)油氣勘探領域的新熱點[1-5]。遼河凹陷存在大量的致密油資源與勘探區(qū)域，具備巨大的勘探潛力和開發(fā)前景。制約該類資源勘探開發(fā)最大的瓶頸在于致密儲層“甜點”的預測?！疤瘘c”是多種地質作用的綜合反映，是沉積作用、成巖作用、后期構造作用和流體改造作用形成的有利巖石物理相流動單元，它們具有相對優(yōu)質的含油氣滲流、儲集與非均質特征，反映了特低滲透儲層含油有利區(qū)形成的地質特點[6-9]。遼河凹陷的致密油勘探開發(fā)存在同樣的難題。以往研究發(fā)現(xiàn)，遼河致密儲層的品質主要受控于巖性的變化，因此，巖性預測是致密儲層“甜點”預測中至關重要的環(huán)節(jié)。

1　遼河坳陷西部白云巖沉積特點

遼河坳陷的古近紀繼承了中生代構造格局，在區(qū)域性拉張應力作用下，斷裂活動異常強烈，形成一組以北東向為主的張性斷裂系統(tǒng)，臺安-大洼斷裂就是這一時期的產物。受臺安斷層與臺安西斷層及高升隆起的共同控制，本區(qū)構造呈東低西高的箕狀凹陷，地形北高南低。因此，在東部陡坡帶，受臺安斷裂控制，發(fā)育了扇三角洲沉積環(huán)境；西部緩坡帶離物源較遠，僅在沙四后期發(fā)育扇三角洲沉積環(huán)境；在凹陷中部形成了水體較深的半深湖-深湖沉積環(huán)境。該條件下沉積物受波浪作用影響小，沉積環(huán)境為缺氧的弱還原-還原環(huán)境。本區(qū)又可分為泥質湖底、泥灰質湖底、泥云質湖底、云灰質湖底四個微環(huán)境，本區(qū)形成的碳酸鹽巖以泥云質湖底環(huán)境為主。

2　致密儲層的巖石物理分析

研究區(qū)主要巖性有五種，分別為泥質云巖、泥質含云方沸石巖、云質泥巖、泥巖和云質頁巖。

2.1巖性特征

通過巖礦分析，將雷家地區(qū)沙四段劃分為3類14種巖性，分別為白云巖類、方沸石類和泥巖類。整體以過渡類巖性為主，造巖礦物主要為白云石、黏土、石英、方沸石。根據(jù)薄片鑒定與測井響應，確立了本區(qū)巖性識別標準(表1)。

2.2“優(yōu)勢巖性”分析

從沙四段巖性與含油氣性統(tǒng)計關系來看，隨著泥質含量增加以及方沸石含量的增加，物性及含油氣性逐漸變差；從取心資料分析，本區(qū)含油的巖石類型主要為白云巖類(圖1)。在云質巖中，油浸以上含油顯示占整個云巖類儲層總厚度的63%。

在白云巖類的分析過程中發(fā)現(xiàn)，影響其含油性的主要控制因素為白云巖的含量(表2)，因此，優(yōu)勢巖性的主要控制因素為白云石的含量，白云石含量高，則地層的儲集物性好；白云石含量低，儲層的物性較差(表2)。因此，在預測優(yōu)勢巖性時，需要解決的主要問題就是預測地層中白云石類礦物的含量。

表1　雷家地區(qū)測井巖性識別標準

圖1　三類巖石的含油性分布情況

2.3不同巖性彈性參數(shù)分析

表2　白云巖類中白云石體積分數(shù)與儲層物性的關系

注：數(shù)據(jù)來源于雷84井取心段聯(lián)測樣品

從多參數(shù)交會分析來看，上述三種巖石縱橫波速度之間有一定的線性關系，并且為正相關；而縱橫波對各巖類具有一定區(qū)分性，方沸石巖類速度最高，泥巖類速度最低；但是從多種分析手段來看，目前提取的彈性參數(shù)僅能將泥巖與其它巖性區(qū)分開來，但不能細分白云巖與方沸石巖(圖2)。

上述分析表明，三大類巖性的區(qū)分難度較大，主要原因在于本區(qū)的巖性是成因復雜的多種礦物含量共生的過渡巖類。因此要想精確劃分巖性，就需要從礦物含量出發(fā)，預測礦物含量的變化，進而區(qū)分有效儲層。

圖2　不同巖性的彈性巖石物理參數(shù)分析

在分析過程中，采用巖心標定測井，開展精細的單井解釋，利用多礦物組合模型開展了單井礦物成分的精細解釋。從單井礦物成分解釋來看，橫波阻抗與白云石含量相關性最好(圖3)，根據(jù)統(tǒng)計關系可利用橫波阻抗進行白云石含量的預測。通過疊前地震信息可以精細刻畫地層中白云石含量的變化；白云石含量又與地層的含油性密切相關，因此采用橫波阻抗描述白云石含量的變化，可以精確刻畫地層中有效儲層的分布。

圖3　白云石含量與橫波阻抗關系

3　巖性預測反演及效果分析

3.1巖性預測反演

在進行反演之前，首先開展本區(qū)的測井資料預處理，以消除環(huán)境因素的影響以及儀器的系統(tǒng)誤差；在此基礎上，開展橫波測井資料的重構。目的層的巖性礦物組分復雜，需要采用多礦物模型進行橫波估算，在橫波估算中，我們采用了基于G-C經驗方程法。反演過程中，以疊前CRP角道集數(shù)據(jù)為輸入，在模型約束下開展疊前多參數(shù)同時反演，得到縱橫波阻抗、密度、波速比等預測結果；在疊前彈性參數(shù)反演基礎上開展了基于橫波阻抗的白云石含量多屬性反演，得到了白云石含量的平面以及縱向分布(圖4)。

3.2反演效果分析

在研究區(qū)杜三油組，預測了白云巖的總厚度(以白云巖體積分數(shù)超過40%界定)。從已知井標定來看，預測厚度反映了儲層的橫向變化，參與反演井的白云巖預測厚度符合率達87%，未參與反演井的白云巖預測厚度符合率則為77%(圖5)。

圖4　疊前橫波阻抗反演以及白云石含量反演剖面

4　結論

通過礦物含量分析與測井數(shù)據(jù)的精細結合，確定了研究區(qū)存在的主要巖石類型；從巖石成分出發(fā)開展了優(yōu)勢巖性的厘定，認為白云巖含量高的儲層為本區(qū)的“優(yōu)質儲層”。應用疊前彈性反演刻畫不同巖性平面分布特征，以此為約束建立橫波阻抗與白云巖含量的定量關系，將彈性反演進一步深化至造巖礦物的地震刻畫，研究中主要認識如下：

(1)白云巖類礦物含量決定了本區(qū)致密儲層性質：白云巖類礦物含量高，儲層好，反之儲層較差。

(2)楊氏模量能夠較好區(qū)分本區(qū)巖性變化。

(3)楊氏模量與白云石含量具有較好的相關性；在疊前彈性參數(shù)反演基礎上開展白云石含量的反演，預測結果與后期鉆探結果匹配較好，證明了預測結果可信。

圖5　雷家地區(qū)沙四段杜3油層組白云巖厚度預測

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編輯：黨俊芳

1673-8217(2016)04-0071-04

2016-02-25

李鐵軍，高級工程師，1963年生，1984年畢業(yè)于大慶石油學院應用地球物理測井專業(yè)，現(xiàn)從事石油地質綜合研究工作。

國家科技重大專項“遼河坳陷增儲領域地質評價與勘探實踐” 編號(2011ZX05006-005)部分研究內容。

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