魯國明

(中石化勝利油田分公司勘探項目管理部,山東東營257015)

0 引 言

巖性識別是測井評價的基礎(chǔ)。常規(guī)的砂泥巖地層或純碳酸鹽巖地層巖性較為單一,儲層參數(shù)解釋時骨架參數(shù)也能較準確地選取;對快速沉積的砂礫巖地層成分及礫徑的變化非常劇烈,巖性識別存在著很大的難度,更為儲層識別和參數(shù)定量解釋帶來很大不確定性?？陀^準確地進行砂礫巖的巖性識別,是整個砂礫巖儲層評價和油層識別的基礎(chǔ),也能為沉積旋回、地層層序劃分提供強有力的支持。

1 難點及技術(shù)思路

東營凹陷鹽家油田沙四上段砂礫巖油藏主要發(fā)育近岸水下扇沉積,埋深一般在3 000～4 000 m。由于近物源快速堆積,搬運距離短,其分選、磨圓不好,結(jié)構(gòu)成熟度較差[1],巖性主要有礫巖、礫狀砂巖和含礫砂巖;根據(jù)薄片資料分析,礫石的礦物成分主要為石英、長石,鉀長石成分含量較高,孔隙度主要分布在3%～14%之間,滲透率分布在(0.1～10)×10-3μm2之間,屬于典型的低孔隙度、低滲透率儲層。

與常規(guī)曲線相比,成像測井可提供完整的地層巖性剖面,具有直觀性、連續(xù)性和高的縱向分辨率,能夠準確方便地反映地層內(nèi)部的細微結(jié)構(gòu)。砂礫巖巖性的主要區(qū)別是礫徑的大小,在成像測井圖像上有著非常直觀的反映。利用對巖心精細描述后不同的巖性刻度FMI成像,建立成像測井的巖性識別模式進行成像巖性識別,總結(jié)不同巖性在常規(guī)測井曲線上的響應(yīng)特征;通過測井曲線的巖性敏感性分析,選取巖性在響應(yīng)特征上有顯著反映的測井曲線進行巖性識別曲線的構(gòu)建,經(jīng)巖心和FMI成像巖性識別結(jié)果刻度,得到不同巖性識別曲線的劃分標(biāo)準,結(jié)合多種資料進行巖性劃分。

2 常規(guī)測井曲線巖性敏感性分析

從巖石學(xué)的角度看,砂礫巖不同巖性是按照含礫成分的多少進行區(qū)分;而在測井學(xué)領(lǐng)域,巖層的測井響應(yīng)主要受骨架成分的影響,同時也對不同的巖石結(jié)構(gòu)有一定的反映。通常礫石成分越多,儲層的物性越差,在測井曲線上反映越為致密[2]。

利用巖心和FMI成像刻度常規(guī)測井,對不同巖性在常規(guī)測井曲線上的響應(yīng)特征進行總結(jié);從不同測井方法的測量原理和所受影響因素分析入手,開展了測井曲線巖性敏感性分析(見表1)。

鹽家油田沙四上砂礫巖儲層,巖性的差別在響應(yīng)特征上有顯著變化的主要有三孔隙度、自然伽馬和深探測電阻率。圖1為關(guān)鍵取心井 Y井的典型曲線。圖1中A段為典型砂礫巖(包括含礫砂巖和礫狀砂巖),B段為泥巖,C段為礫巖。

(1)自然伽馬曲線:該區(qū)鉀長石成分較高,黏土礦物含量低,造成礫巖相對高值,泥巖相對低值,砂礫巖介于泥巖和礫巖之間,這是和普通砂泥巖剖面非常不同的特點[3];

(2)三孔隙度曲線:礫巖三孔隙度曲線基本重合,具有低中子、低聲波時差、高密度的特點,砂礫巖中子、聲波時差較礫巖高,密度較礫巖低;泥巖高中子、高聲波時差,密度與中子、聲波差異較大,充填易識別泥巖段;

(3)深探測電阻率曲線:礫巖高值,砂礫巖相對高值,泥巖低值。

3 巖性識別曲線構(gòu)建

常規(guī)測井中,三孔隙度測井(聲波時差、中子、密度)、深電阻率、自然伽馬曲線均能較好地反映巖性,但是受儲層非均質(zhì)等的影響,每條曲線單獨區(qū)分巖性均具有較大的不確定性,需要多曲線綜合判識巖性,選取三孔隙度測井、自然伽馬測井和深探測電阻率參與巖性識別曲線 L IC(Lithology Identify Curve)的建立。

3.1 利用中子-密度交會初步計算孔隙度

表1 巖性-測井系列敏感性分析表

圖2為鹽家油田沙四上段砂礫巖儲層中子-密度巖性交會示意圖。圖2中三角形左上S點為純泥巖點,可以利用工區(qū)井實際泥巖層確定,密度值選2.63 g/cm3,補償中子值選28%;右上W點為理論的水點,密度為1 g/cm3,補償中子為100%;左下 D點為致密砂礫點,選用最為致密的砂礫巖點確定,密度值選2.7 g/cm3,補償中子值選-0.7%。純泥巖點與致密砂礫點的連線為混合骨架基線,為了簡化模型,在這里近似直線處理。

圖1 Y井巖性-測井系列敏感性分析圖

圖2 中子-密度巖性交會圖

地層中所有巖點均落于所建三角形圖版之中,任一巖點已知中子-密度值可用雙礦物體積模型[4]計算孔隙度[見式(1)],而水點與該點連線與混合骨架基線的交點即為該地層點的巖性骨架。要說明的是,這里得到的孔隙度只是一個相對近似值,目的是為了下一步區(qū)分巖性。

式中,φN、φN,砂礫、φN,泥、φN,流體分別為中子測井值、砂礫巖骨架、泥巖骨架和流體的中子值,%;ρN、ρb,砂礫、ρ泥、ρ流體分別為密度測井值、砂礫巖骨架值、泥巖骨架值和流體的密度值,g/cm3;V砂礫、V泥、V流體分別為砂礫巖體積、泥巖體積、流體體積,f。

3.2 計算巖點骨架時差

考慮到量綱和單位在骨架上區(qū)分的顯著程度,引入了聲波時差。方法為利用式(1)得到的孔隙度,根據(jù)威利公式反算該巖點的骨架時差,該骨架時差已經(jīng)對巖性有了良好的反映

式中,Δtma為骨架聲波時差,μs/ft;Δtf為流體聲波時差,取180μs/ft;Δt為聲波時差,μs/ft;φ為孔隙度,f。

3.3 建立LIC

統(tǒng)計繪制巖點聲波骨架Δtma與 GR和Rt的交會圖(見圖3)。從圖3可以看到存在明顯的負相關(guān)關(guān)系,隨著Δtma的增大,巖石的粒序逐漸變細。

根據(jù)以上關(guān)系,引入自然伽馬和深探測電阻率建立巖性識別曲線L IC,明顯提高了巖性區(qū)分的精度,與巖心和成像所反映的巖性圖像有著非常好的對應(yīng)性。L IC由高到低,代表著粒序逐漸變細,巖性也由礫巖逐步過渡為礫狀砂巖、含礫砂巖和泥巖。

式中,L IC為巖性識別曲線;Δtma為骨架聲波時差, μs/ft;Rt為深電阻率測井響應(yīng)值,Ω·m。

4 應(yīng)用效果

經(jīng)巖心和成像巖性識別結(jié)果刻度,得到泥巖、含礫砂巖、礫狀砂巖和礫巖的L IC劃分標(biāo)準。在鹽家油田砂礫巖儲層,確定巖性劃分標(biāo)準為礫巖L IC大于0.955 3;礫狀砂巖L IC在0.865～0.955 3之間;含礫砂巖L IC在0.575～0.865之間;泥巖 L IC小于0.575。L IC的單位為10-2μm/(ft·Ω·m·API)。圖4為Y井刻度后得到了L IC劃分標(biāo)準。圖4中A段為典型砂礫巖(包括含礫砂巖和礫狀砂巖),B段為泥巖,C段為礫巖。

圖3 地層點聲波骨架與GR、Rt交會圖

圖4 Y井巖性識別曲線標(biāo)準

經(jīng)統(tǒng)計對比,L IC的巖性識別結(jié)果與巖心、FMI成像測井巖性結(jié)果相比,礫巖的符合率達到65%,砂礫巖的符合率達到83%,泥巖的符合率為95%。該方法基本能夠滿足科研生產(chǎn)需要。實際工作中,對研究區(qū)其它井進行了 L IC曲線的計算,結(jié)合巖心、錄井和成像測井完成了巖性的識別劃分,主要應(yīng)用在了2個方面,一方面,通過“四性”關(guān)系研究確定了鹽家油田含油巖性主要為含礫砂巖和礫狀砂巖,礫巖和泥巖為非儲層,通過L IC的巖性識別,剔除了非有效巖性,為儲層的劃分和流體的識別奠定了扎實的基礎(chǔ);另一方面,巖性識別曲線能夠較好地反映粒序的變化,很好地幫助確定了巖性突變面和沉積旋回,進而進行了沉積旋回期次和砂礫巖扇體期次的精細劃分,為砂層組的劃分和儲量計算單元的確定提供了依據(jù)。在此基礎(chǔ)上,鹽家油田深層砂礫巖油藏2009年順利實現(xiàn)了整體儲量升級,上報探明儲量4 167×104t。

5 結(jié) 論

針對東營凹陷北帶深層砂礫巖儲層巖性識別的難點,利用對巖心精細描述后不同的巖性刻度FMI成像,成像刻度常規(guī)測井,總結(jié)不同巖性在常規(guī)測井曲線上的響應(yīng)特征,通過測井曲線的巖性敏感性分析,選取敏感曲線進行巖性識別曲線構(gòu)建。實際應(yīng)用表明,這種思路和方法可行,有較高的符合率,能夠滿足生產(chǎn)科研的需要。

[1] 姜素華,林紅梅,王永詩.陡坡帶砂礫巖扇體油氣成藏特征:以濟陽坳陷為例[J].石油物探 ,2003,(03): 313-317.

[2] 呂希學(xué),肖煥欽,田美榮,等.濟陽坳陷陡坡帶砂礫巖體儲層測井識別及描述技術(shù)[J].浙江大學(xué)學(xué)報:理學(xué)版 ,2003,(03):332-336.

[3] 李建紅,周倫先.東營凹陷砂礫巖自然伽馬測井響應(yīng)特征研究及應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報,2008,(01):88-91.

[4] 雍世和,張超謨.測井?dāng)?shù)據(jù)處理與綜合解釋[M].東營:中國石油大學(xué)出版社,2007.