QB油田Q12區(qū)高伽馬儲(chǔ)層測(cè)井識(shí)別評(píng)價(jià)

孫小艷，高浩鋒，德勒恰提·加娜塔依，季 贇

（1.新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆烏魯木齊830047；2.中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司油氣評(píng)價(jià)中心，陜西西安710077；3.中國(guó)石油青海油田勘探開(kāi)發(fā)研究院，甘肅敦煌736200）

常規(guī)裸眼完井測(cè)井中，沉積巖放射性主要受泥質(zhì)含量影響，自然伽馬值較大的層段視為泥巖，通常直接通過(guò)自然伽馬總強(qiáng)度獲得泥質(zhì)含量。而在儲(chǔ)層研究中，由于除泥巖外其他巖性也含有放射性物質(zhì)。因此，采用總自然伽馬強(qiáng)度來(lái)判斷泥質(zhì)顯然是夸大了泥質(zhì)的影響，會(huì)降低對(duì)有效儲(chǔ)層的識(shí)別及劃分[1-3]。

QB油田Q12區(qū)發(fā)育在基巖上部，主要為礫狀砂巖儲(chǔ)層，儲(chǔ)集砂體展布受物源控制，平原亞相水下分流河道微相砂礫巖、含礫砂巖厚度大，連通性好，是Q12區(qū)塊主要的含油砂體。研究區(qū)底部?jī)?chǔ)層整體上伽馬值偏高，局部層位伽馬值增高明顯，影響儲(chǔ)層劃分與分類(lèi)評(píng)價(jià)效果。

因此，分析QB油田Q12區(qū)塊多礦物高伽馬值儲(chǔ)層成因并進(jìn)行測(cè)井識(shí)別，對(duì)研究區(qū)油氣田的儲(chǔ)層分類(lèi)和增儲(chǔ)上產(chǎn)具有重要意義。

1 儲(chǔ)層沉積巖性特征

QB油田Q12區(qū)塊E31儲(chǔ)層沉積時(shí)期，主要為辮狀河流-三角洲-湖泊沉積。垂向上，沉積早期為辮狀三角洲平原亞相，主要分流河道沉積微相發(fā)育厚層砂礫巖、含礫砂巖；中后期為辮狀三角洲前緣亞相，發(fā)育厚層塊狀細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖；晚期為前三角洲-濱淺湖相，局部見(jiàn)薄層灘壩砂體，呈透鏡狀分布于厚層泥巖中。主水道為大厚度砂礫巖，水道邊部砂體呈多期疊置，砂礫巖厚度明顯變薄、粒度變細(xì)。整體上，Q12區(qū)塊構(gòu)造儲(chǔ)油砂體分布范圍廣、厚度大，形成規(guī)模儲(chǔ)層。

對(duì)取芯井儲(chǔ)集層砂巖樣品進(jìn)行重礦物分析，表明重礦物由陸源重礦物（鋯石、電氣石、石榴石、磁鐵礦、白鈦礦等穩(wěn)定礦物，綠簾石、角閃石、榍石等不穩(wěn)定礦物）和自生重礦物（黃鐵礦、重晶石等）組成。穩(wěn)定重礦物含量從高到低依次為磁鐵礦、石榴石和白鈦礦。與昆侖山前分布的物源重礦物分析相比，該區(qū)較高比例的穩(wěn)定重礦物出現(xiàn)反映油藏沉積物搬運(yùn)距離相對(duì)較近。

統(tǒng)計(jì)分析研究區(qū)巖芯化驗(yàn)資料，主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖，其次為長(zhǎng)石巖屑砂巖、長(zhǎng)石砂巖，巖石成份成熟度較低，碎屑顆粒分選性差。儲(chǔ)集層雜基（泥質(zhì)和灰泥）含量較高，膠結(jié)物含量較低。

2 高自然伽馬儲(chǔ)層形成原因

研究區(qū)底部砂礫巖儲(chǔ)層泥質(zhì)含量低，據(jù)X衍射粘土礦物分析，Q12區(qū)粘土礦物主要為伊利石，其次為伊蒙混層，平均10.68%，泥質(zhì)含量與GR相關(guān)性差（圖1），因此，該層段儲(chǔ)層GR值不能很好地反映泥質(zhì)含量變化，說(shuō)明GR值還受其它因素影響。

圖1 Q12區(qū)常規(guī)測(cè)井GR值與泥質(zhì)含量關(guān)系

目前對(duì)高伽馬儲(chǔ)層的形成原因歸納起來(lái)主要有：①地層中礦物成分、粘土類(lèi)型變化及粘土顆粒吸附放射性有機(jī)分子引起；②鄰井注水時(shí)造成的放射性污染[4-5]。針對(duì)研究區(qū)巖芯鏡下薄片鑒定，薄片雙晶分布均勻，格子形狀明顯，是鉀長(zhǎng)石中微斜長(zhǎng)石所具有的特征；另外還發(fā)育正條紋長(zhǎng)石，長(zhǎng)石中同時(shí)存在鉀長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石，一種作為嵌晶存在于另外一種長(zhǎng)石中，在外形上為展布方向相同的條紋。研究區(qū)處于勘探開(kāi)發(fā)前期，所以不會(huì)出現(xiàn)鄰井注水造成放射性污染情況。

通過(guò)對(duì)研究區(qū)物源方向、沉積環(huán)境、巖石類(lèi)型分析，根據(jù)該區(qū)7口井76塊巖石薄片、粒度分析、全巖粘土礦物分析等資料，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)巖芯觀察分析研究區(qū)高伽馬儲(chǔ)層的主要原因。

（1）研究區(qū)巖石組分主要為長(zhǎng)石，長(zhǎng)石包含鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、鈣長(zhǎng)石等，由于物源距離相對(duì)較遠(yuǎn)，在巖石搬運(yùn)過(guò)程中鈉、鈣等不穩(wěn)定性質(zhì)長(zhǎng)石容易風(fēng)化隨河流一起搬運(yùn)走，而鉀長(zhǎng)石性質(zhì)穩(wěn)定，容易留在河道形成沉積并參與成巖作用，最終由于放射性元素鉀的富集而形成高放射性。

（2）研究區(qū)底部礫巖儲(chǔ)層沉積在基巖風(fēng)化殼上，沉積過(guò)程中巖石成分受底部基巖影響[6]，根據(jù)該地區(qū)薄片、全巖分析資料，碎屑組分以長(zhǎng)石為主，石英和巖屑次之，其中巖屑組分以火成巖和變質(zhì)巖為主，碳酸鹽和沉積鹽少量；含有放射性的物質(zhì)主要是鉀長(zhǎng)石、火成巖和變質(zhì)巖。對(duì)全井段巖芯樣品進(jìn)行粘土、鉀長(zhǎng)石和火成巖變化規(guī)律分析，發(fā)現(xiàn)隨著深度增加，鉀長(zhǎng)石和火成巖含量增加明顯，變質(zhì)巖含量增加不明顯（圖2）。

圖2 粘土、鉀長(zhǎng)石、火成巖含量隨深度變化規(guī)律圖

同時(shí)，在巖芯庫(kù)對(duì)研究區(qū)一口新取芯井A2井進(jìn)行了巖芯觀察，通過(guò)巖芯刻度常規(guī)測(cè)井發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)底部砂礫巖儲(chǔ)層肉紅色鉀長(zhǎng)石顆粒非常發(fā)育，隨著深度增加，鉀長(zhǎng)石顆粒含量明顯上升，對(duì)應(yīng)常規(guī)測(cè)井圖上GR值同時(shí)增高，但是側(cè)向測(cè)井值沒(méi)有降低，沒(méi)有泥質(zhì)含量增高特征（見(jiàn)圖3）。

通過(guò)研究區(qū)的物源方向、沉積環(huán)境、巖石類(lèi)型結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)巖芯實(shí)驗(yàn)、鏡下薄片觀察顯示研究區(qū)目的層段GR值增高主要是受鉀長(zhǎng)石含量增高所導(dǎo)致。

3 高自然伽馬儲(chǔ)層測(cè)井識(shí)別[7-8]

Q12區(qū)E31地層底部主要含油層巖性為砂礫巖，根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析資料，中部常規(guī)砂巖儲(chǔ)層泥質(zhì)含量平均26.55%，底部砂礫巖儲(chǔ)層泥質(zhì)含量平均10.68%，底部砂礫巖儲(chǔ)層泥質(zhì)含量小于中上部常規(guī)砂巖儲(chǔ)層，但GR相反偏高。圖4為A1井在1874～1877m處取芯巖性為細(xì)砂巖，伽馬平均值62API，粒度分析資料顯示該處泥質(zhì)含量平均20%；在1922～1954m處取芯巖性主要為細(xì)礫巖和礫狀砂巖，伽馬平均值82API，粒度分析資料顯示該井段泥質(zhì)含量平均10.1%，底部砂礫巖儲(chǔ)層伽馬值高于中部常規(guī)砂巖儲(chǔ)層，并且在1932～1942m處伽馬值增高明顯，具有如下特征：層段中子測(cè)井值偏低，自然電位負(fù)異常明顯，側(cè)向測(cè)井值升高，顯示泥質(zhì)含量降低、滲透性增強(qiáng)的明顯特征，與泥質(zhì)含量增高特征相反。結(jié)合電成像測(cè)井資料發(fā)現(xiàn)，細(xì)砂巖處顏色暗淡，顯示泥質(zhì)含量高，底部礫巖處圖像較上部細(xì)砂巖處明亮，泥質(zhì)含量低，與伽馬值規(guī)律正好相反。

4 高自然伽馬儲(chǔ)層泥質(zhì)含量計(jì)算

圖3 A2井高伽馬儲(chǔ)層段巖芯標(biāo)定常規(guī)測(cè)井特征

自然伽馬測(cè)井通過(guò)探測(cè)巖石中放射性元素的伽馬射線放射量來(lái)計(jì)算地層巖石的泥質(zhì)含量。它采用被動(dòng)測(cè)量方式，在高伽馬儲(chǔ)層處伽馬測(cè)井值是儲(chǔ)層整體放射性強(qiáng)弱的反映，不能很好地反映儲(chǔ)層泥質(zhì)含量的變化。密度測(cè)井采用主動(dòng)測(cè)量方式，利用人工放射性物質(zhì)產(chǎn)生的射線來(lái)探測(cè)地層的體積密度，物理基礎(chǔ)是伽馬射線康普頓散射程度與被照射巖石體積密度之間存在精確的函數(shù)關(guān)系，即康普頓散射正比于電子密度，而介質(zhì)的電子密度與其體積密度十分接近。由于被吸收，探測(cè)器所接收到的散射伽馬射線強(qiáng)度隨巖石體積密度增大而降低，因此測(cè)量散射伽馬射線強(qiáng)度能反映巖石的體積密度。地層泥質(zhì)含量對(duì)體積密度的影響十分明顯，所以密度測(cè)井能很好反映地層泥質(zhì)含量變化。雙側(cè)向測(cè)井主要反映地層電阻率，基本不受地層放射性影響，泥質(zhì)含量對(duì)雙側(cè)向電阻率測(cè)井有不同程度的貢獻(xiàn)，也能反映地層泥質(zhì)含量變化。

通過(guò)分析巖芯化驗(yàn)資料與測(cè)井之間的關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)在常規(guī)儲(chǔ)層段泥質(zhì)含量與自然伽馬相對(duì)值存在較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，在正常儲(chǔ)層段通過(guò)擬合泥質(zhì)含量與自然伽馬相對(duì)值關(guān)系，建立泥質(zhì)含量計(jì)算模型：

VSH=104.93×ΔGR+4.940（相關(guān)系數(shù) r=0.92）

圖4 A1井高伽馬儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)特征與綜合解釋成果圖

其中：

式中：VSH——泥質(zhì)含量，%；

ΔGR——自然伽馬相對(duì)值，小數(shù)；

GR、GRmin、GRmax——測(cè)井伽馬值、伽馬最小值、伽馬最大值，API。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料分析，高伽馬儲(chǔ)層泥質(zhì)含量比中部常規(guī)儲(chǔ)層泥質(zhì)含量低，但GR值反而偏高，用伽馬值計(jì)算泥質(zhì)含量偏大，研究發(fā)現(xiàn)泥質(zhì)含量與密度和淺側(cè)向測(cè)井值相關(guān)性較好。因此，高伽馬儲(chǔ)層段通過(guò)分析巖芯泥質(zhì)含量與密度測(cè)井和淺側(cè)向測(cè)井的關(guān)系，建立泥質(zhì)含量計(jì)算模型：

式中：DEN——密度測(cè)井值，g/cm3；

LLS——淺側(cè)向測(cè)井值，Ω·m。

圖4中A1井1930～1937m處，伽馬值明顯增高，根據(jù)自然伽馬值計(jì)算泥質(zhì)含量大于20%，儲(chǔ)層性質(zhì)變差；利用密度—淺側(cè)向建立的泥質(zhì)含量模型計(jì)算泥質(zhì)含量為10%左右，與巖芯泥質(zhì)含量實(shí)驗(yàn)分析資料吻合較好，同時(shí)對(duì)該層進(jìn)行試油，日產(chǎn)油21.61m3，屬于好儲(chǔ)層。也說(shuō)明密度—淺側(cè)向擬合公式適用于該區(qū)泥質(zhì)含量的確定。

5 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)Q12區(qū)塊E31油藏高自然伽馬儲(chǔ)層沉積特征的分析，結(jié)合取芯實(shí)驗(yàn)和薄片資料分析，高自然伽馬儲(chǔ)層主要是受鉀長(zhǎng)石含量增高所導(dǎo)致的。

（2）在高伽馬儲(chǔ)層形成機(jī)理研究基礎(chǔ)上，分析總結(jié)了高伽馬儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)特征，中子測(cè)井值降低，自然電位負(fù)異常明顯，側(cè)向測(cè)井值升高，顯示泥質(zhì)含量降低，滲透性增強(qiáng)，與泥質(zhì)含量增高特征相反。

（3）測(cè)井資料結(jié)合鏡下薄片分析和儲(chǔ)層泥質(zhì)含量分析資料，研究發(fā)現(xiàn)密度測(cè)井與淺側(cè)向測(cè)井與泥質(zhì)含量相關(guān)性高，建立受放射性影響小的密度和側(cè)向測(cè)井泥質(zhì)含量解釋模型，計(jì)算結(jié)果與巖芯實(shí)測(cè)相吻合，解釋油層段通過(guò)后期試油得到了很好的驗(yàn)證。

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