多礦物模型在碳酸鹽巖巖性解釋中的應用—以鄂爾多斯盆地Y地區馬家溝組為例

米燕華，杜葳蕾，蔚生軍，侯建鑫，周榮濤

（中國石油長慶油田公司第二采氣廠，陜西 榆林 719000）

鄂爾多斯盆地馬家溝組碳酸鹽巖屬于復雜巖類，其礦物組分多樣，巖石結構復雜，測井響應微弱，測井曲線常具多解性[1]。此外，傳統的測井資料分析方法和解釋程序大多是按照單一的解釋模型來計算相關參數的，且被用來進行地層評價及油氣分析的的測井資料十分有限，因此如何綜合、有效利用各種測井信息以及巖心資料等來評價碳酸鹽巖儲層顯得愈加重要[2]。多礦物模型以體積理論為基礎，以最優化解釋為目標，能夠充分利用已有的各種測井資料去進行碳酸鹽巖儲層評價，并且能夠較為準確地識別出巖石礦物類型及其相對體積含量，可以有效解決碳酸鹽巖等復雜巖類的巖性識別問題，為后續的碳酸鹽巖儲層評價研究提供一定的基礎[3]。

1 多礦物模型原理

在實際測井值可靠的基礎上，對實測的測井曲線進行環境矯正并保證其能夠較為真實第反映研究區地層特征是進行最優化解釋的重要基礎[4]。若測井曲線質量得以保證，則可依據測井響應方程，構建較為合適的測井模型并優選合理的參數，最后通過最優化處理計算地層各組分的相對體積含量。在此基礎上，依據非線性加權最小二乘原理和誤差理論構建目標函數，并依據最優化解釋理論不斷調整未知參數值，當目標函數值達到最小值時，即反算出的相應理論測井值和實測測井值達到充分逼近時，則此時的未知參數為能夠較真實反映實際地層參數的最優化解釋結果[3]。

多礦物解釋模型是將復雜巖性地層看作為由若干種骨架礦物、粘土礦物以及多種孔隙流體等不均勻的幾部分組成，由于每部分對地層的宏觀物理量貢獻值不同，因而地層的每個測井值看作為多種礦物和流體的綜合響應[5]。鄂爾多斯盆地 Y地區馬家溝組的地層可以看作白云石、方解石、粘土礦物（伊利石）、硬石膏及孔隙等5部分組成，本文采用GR、AC、DEN、PE和CNL等五條測井曲線相互組合，以白云石、方解石、粘土礦物（伊利石）、硬石膏和孔隙作為組分，建立5個模型。以其中任一模型為例，依據各礦物組分及流體對地層測井響應值的貢獻，并結合物質平衡理論構建線性超定方程組[3]。

其中，GRi、ACi、CNLi、DENi和PEi分表代表地層中第i種礦物的骨架測井值，Vi為地層中第i種礦物的體積含量，VΦ為孔隙流體體積，GR、AC、CNL、DEN和PE分別為實測的地層測井響應值。

2 碳酸鹽巖礦物骨架參數求取

巖石礦物骨架參數是決定模型優劣的重要因素，也是提高解釋模型精度的關鍵所在。所求取的骨架參數值必須能不受孔隙流體影響且能夠有效地反映巖石的骨架性質。利用不同巖石類型的理論測井特征值以及最優化解釋方法最終確定了鄂爾多斯盆地Y地區馬家溝組碳酸鹽巖中白云石、方解石、粘土礦物（伊利石）以及硬石膏等礦物的測井骨架參數值（表1）。

表1 鄂爾多斯盆地Y地區馬家溝組碳酸鹽巖主要礦物測井響應值

3 實例應用

應用所建立的多礦物測井解釋模型對 Y地區30余口井馬五段碳酸鹽巖巖性進行了解釋，并將解釋結果與實測礦物含量及實際鉆井取芯資料相對比，如F7井，馬五1亞段1 972～1 975 m段，巖性解釋為灰質白云巖，實測白云石含量介于75%～80%之間，而實測方解石含量介于20～25之間，實測伊利石含量小于10%；馬五1亞段2 085 ～2 088 m巖性解釋為白云巖，實測的白云石含量高達87%～92%以上，而實測方解石、伊利石含量均小于12%（圖1），該結果顯示，利用多礦物解釋模型解釋的碳酸鹽巖巖性結果與實測結果吻合度較高，從而驗證了多礦物模型在鄂爾多斯盆地Y地區馬家溝組碳酸鹽巖巖性等復雜巖性解釋中的可靠性。

圖1 Y地區F7井馬五1～馬五2亞段碳酸鹽巖巖性解釋結果及驗證

4 結論及認識

（1）多礦物模型是以最優化解釋為目標，在充分利用已有的測井信息的基礎上，能夠識別出多種礦物組分類型及其相對含量，從而到達較為準確識別碳酸鹽巖巖性的目的，解決了碳酸鹽巖巖性測井解釋的多解性問題；

（2）利用多礦物模型解釋的Y地區F7井碳酸鹽巖巖性結果與實測巖性吻合度較高，表明多礦物模型是進行碳酸鹽巖巖性解釋的有效方法。

［1］李百強. 延長探區馬家溝組馬五段碳酸鹽巖儲層分布規律及主控因素[D]. 西安石油大學, 2016.

［2］周改英, 趙喜亮. 多礦物模型分析的最優化測井解釋[J]. 石油地質與工程, 2005, 19(5):21-22.

［3］龍一慧, 楊斌, 胡洪濤. 多礦物模型分析在川中 GT氣藏復雜巖性識別的應用[J]. 山東化工, 2015, 44(16):121-123.

［4］燕繼成, 文政, 夏宏泉. 基于多礦物模型分析的最優化測井解釋在X油田中的應用研究[J]. 國外測井技術, 2008 (6): 18-20.

［5］吳健, 胡向陽, 何勝林. 多礦物模型在復雜巖性地層中的應用[J].科學技術與工程, 2013, 13(30): 9018-9024.