自然電位曲線特征變化應用分析

劉曙光

（中國石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦 124010）

自然電位測井是一種常用的電法測井，測井方法出現(xiàn)早，技術手段成熟。自然電位曲線形態(tài)簡單，應用方便、有效，可以劃分砂巖、泥巖，判斷儲集層的儲集性能，判斷儲層流體性質(zhì)［1-2］。在對研究區(qū)塊進行測井儲層評價過程中，遇到幾個自然電位測井曲線特征異常的問題，隨著評價工作的深入，結(jié)合巖心化驗分析及地質(zhì)研究成果，掌握了曲線特征異常的原因，加深了對自然電位曲線特征的理解，拓展了對自然電位曲線的應用認識。

研究區(qū)塊的含油目的層為新近系晚中新統(tǒng)和上新統(tǒng)，儲集層巖性為砂巖，儲集層劃分為A、B、C、D 四個油層組，油氣藏類型是受斷層控制的巖性油氣藏，其沉積相以濱淺海三角洲相及河流三角洲相為主。

1 自然電位反映儲層地層水礦化度變化

W1 井測井曲線（圖1）相鄰的兩段儲層上部為M 段（154.3～158.2 m），下部為N 段（169.9～191.6 m）。M 段儲層頂部氣層地層電阻率較高、下部水層地層電阻率相對低，依據(jù)自然伽馬（GR）、中子（CNL）、密度（DEN）、補償聲波（DT）曲線特征，該段儲層分選好，物性好。N 段儲層以油層為主，CNL、DEN曲線特征與上部地層相近，儲層分選好，物性好，地層電阻率隨儲層流體的變化而變化。對比兩段儲層的自然電位曲線，M 段儲層自然電位曲線負異常幅度明顯較N段地層小。觀察多口井巖心及分析化驗數(shù)據(jù)，M 段儲層巖性純，泥質(zhì)含量少，含有綠泥石成分，物性好，M 段下部儲層含水飽和度較高。對比M、N 段儲層自然電位曲線特征、儲層物性、含油性特征，解釋初始，認為M 段儲層自然電位異常幅度偏低不正常［3］。

圖1 W1井測井曲線

通過巖心沉積相研究，發(fā)現(xiàn)M、N 兩段儲層沉積相帶不同，M 段儲層屬于變余海相沉積，N 段儲層屬于海相沉積。N段儲層實測地層水總礦化度平均為118 900 mg/L，水型為CaCL2，N 段地層沉積后，沉積環(huán)境改變，經(jīng)過再沉積改造，地層水礦化度相對原始的海相沉積環(huán)境降低，M 段儲層地層水總礦化度變?yōu)?9 800 mg/L，水型仍舊為CaCL2。

在泥漿濾液礦化度一致、儲層物性相近的情況下，受地層水礦化度變化的影響［4］，M 段儲層的自然電位負異常幅度較N 段儲層的自然電位負異常幅度明顯低。

依據(jù)自然電位曲線特征變化，結(jié)合其他測井曲線特征綜合分析，可以判斷出地層水礦化度的變化，揭示出地層沉積環(huán)境、沉積相帶的變化［5-6］。尤其是在新區(qū)勘探時，通過試油確定了儲層流體性質(zhì)，可以利用自然電位曲線特征輔助劃分沉積相帶。儲層測井評價時，有多條測井曲線資料可以應用，自然電位曲線特征的變化及其所代表的地質(zhì)意義，容易被簡單化、被忽略，漏失一些有價值的信息，地層水礦化度因素對自然電位異常幅度的影響及其所代表的地質(zhì)意義應受到關注。

W2 井自然電位曲線泥巖基線變化見圖2。A、B兩個油層組，發(fā)育大段厚層的砂體，地層電阻率曲線值較高，巖心分析化驗儲層孔隙度、滲透率較好，測井曲線計算的地層孔、滲也較好，試油生產(chǎn)證實是好的儲集層段。多井對比，在A、B 兩個油層組的儲層段自然電位負異常幅度普遍較低，部分井在這兩個層段的自然電位異常幅度很弱。落實泥漿性能，結(jié)合巖心分析化驗，可以確定，是受地層水礦化度變化的影響［7］，儲層物性、含油性相近的儲層條件下，相同的鉆井泥漿，A、B兩個油層組儲層的自然電位負異常幅度較C油層組明顯低。

圖2 W2井測井曲線

2 自然電位在地層劃分中的應用

W3 井砂巖組B-1（1 563.5～1 586.8 m）（圖3），自然電位曲線泥巖基線值-19.7 mv，砂巖組B-2 自然電位曲線泥巖基線值-1.7 mv，比照砂巖組B-1 的泥巖基線偏移明顯。泥漿性質(zhì)沒有變化，泥巖段地層電阻率相近，泥巖基線的偏移揭示泥巖中所含地層水礦化度的變化，砂巖組B-2 與砂巖組B-1 的沉積環(huán)境發(fā)生較大變化［8］，由此可知，原劃分的砂巖組B-1 與砂巖組B-2 應該不屬于同一個油層組，初始的油層組分界不合理，從自然電位曲線泥巖基線特征變化來看，砂巖組B-1應屬于油層組A。

圖3 W3井測井曲線

3 自然電位在不同物性儲層中的特征

自然電位測井在儲集層段主要測量擴散電動勢，環(huán)境條件穩(wěn)定下，自然電位異常幅度特征主要反映儲層的物性、滲透性［1］。W4 井62 號層（圖4）1 614.5～1 615.5 m，聲波時差值較低，密度值較大、三孔隙度曲線同向指示儲層物性較差，地層電阻率值較高，自然伽馬值較低，是巖性較純的致密砂巖儲層的特征，自然電位曲線表現(xiàn)為弱的負異常幅度。63 號層1 615.5～1 616.9 m，測井曲線綜合指示儲層物性好，自然電位曲線負異常明顯。64號層1 616.9～1 618.3 m，自然伽馬值較高，地層電阻率值較低，測井曲線指示為泥質(zhì)含量較高的儲層，儲層物性較63 號層差，導致自然電位負異常幅度較63號層低。自然電位曲線在三個層的界面處出現(xiàn)明顯的坡度變化，反映儲層巖性、物性的變化。

圖4 W4井測井曲線

W5 井D-2 砂巖組75～79 號儲層（1 824.4～1 835.5 m）（圖5）自然電位異常幅度明顯，從曲線特征來看，是一套連通的砂體。依據(jù)地層電阻率、自然伽馬、三孔隙度特征，該段地層綜合解釋有油層、差油層、干層。差油層、干層自然電位曲線異常幅度與油層相近，與儲層物性、含油性不一致。

圖5 W5井測井曲線

該井段連續(xù)取心，開展了巖心取樣分析、薄片鑒定、X-衍射、掃描電鏡，通過巖心觀察及取樣分析，影響D-2 砂巖組儲層孔隙度、滲透率的地層因素是焦瀝青的含量及展布、沉積顆粒大小、地層的成巖壓實作用等。

76 號油層（1 825.2～1 828.8 m），長石巖屑砂巖，未固結(jié)。巖石顆粒成分中長石含量較高，導致自然伽馬值較高（與純泥巖段差異?。５貙映练e顆粒分選好、較粗，孔隙喉道較大，部分長石溶蝕產(chǎn)生有效的次生孔隙，儲層孔隙度、滲透率相對較好，焦瀝青發(fā)育堵塞部分有效儲集空間。三孔隙度曲線指示儲集空間發(fā)育，地層電阻率較高，含油飽和度較高。

79 號差油層（1 830.8～1 835.3 m），長石巖屑砂巖，未固結(jié)。石英含量相對較高，對應自然伽馬值較低，地層沉積顆粒變細，巖石顆粒成分成熟度較76號層好，三孔隙度曲線指示儲層孔隙度較76號層差，焦瀝青發(fā)育，堵塞孔隙、吼道，且不導電。地層電阻率較高，不同深度電阻率曲線間差異較小。

單純考慮巖性因素，79 號層地層電阻率較高、自然伽馬較低，孔隙度較低，是膠結(jié)致密的儲層特征，自然電位曲線負異常幅度應該較76 號好儲層低，但W5 井的實際情況是79 號層的自然電位曲線異常幅度與76號層相近，影響了測井解釋對儲層物性的判別。綜合分析認為:原始地層狀態(tài)下，79 號層與76 號層是連通層，地層水礦化度一致，物性相近，是非巖性因素焦瀝青含量的不同，導致79 號層孔隙度降低，地層電阻率較高，自然電位曲線特征未受焦瀝青發(fā)育的影響（或者影響很弱）。

4 結(jié)論

（1）利用自然電位曲線特征的變化能較好判別出地層水礦化度的變化，地層水礦化度的變化反映的是沉積環(huán)境、沉積相帶的變化。

（2）自然電位曲線特征是井眼環(huán)境、地層特征等因素綜合作用的結(jié)果，應用其特征變化時，應充分考慮各因素所占的比重及所起的作用。

（3）研究實踐證明，自然電位測井曲線資料與巖心資料、地質(zhì)研究相結(jié)合，有助于解決自然電位測井曲線資料多解性的困擾，充分發(fā)揮自然電位測井曲線資料在地質(zhì)研究中的作用。