高 曄，蘇立萍，王 莉，盛蘭敏，謝艷萍

(1.中國地質(zhì)大學，北京 100083；2.中油大港油田分公司，天津 300270；3.中油渤海鉆探工程有限公司，天津 300457)

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大港探區(qū)南部油田火山巖儲層測井識別

高 曄1，蘇立萍2，王 莉2，盛蘭敏3，謝艷萍3

(1.中國地質(zhì)大學，北京 100083；2.中油大港油田分公司，天津 300270；3.中油渤海鉆探工程有限公司，天津 300457)

測井資料以其縱向分辨率高及資料豐富等特點，更益于精細刻畫巖性與儲層，但應用測井資料識別火山巖巖性及儲層還存在多解性等問題。針對大港探區(qū)南部G992區(qū)塊火山巖，運用巖心刻度測井方法，識別出該區(qū)火山巖的巖性、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。在此基礎上，應用成像測井識別出儲層發(fā)育特征；利用核磁共振測井識別出儲層流體性質(zhì)等。從而在生產(chǎn)中形成一套火山巖儲層及油氣藏測井評價方法，對火山巖油氣勘探與開發(fā)奠定基礎。

火山巖測井；巖性識別；儲層識別；流體識別；大港探區(qū)南部

引 言

火山巖油氣藏的發(fā)現(xiàn)始于19世紀末美國加利福尼亞的圣華金盆地，隨后在100多個國家或地區(qū)發(fā)現(xiàn)了與火山巖有關的油氣藏[1-3]，中國的松遼、準噶爾、三塘湖和渤海灣等盆地展示出巨大的勘探潛力[4-7]。圍繞火山巖油氣藏的研究取得了較大的進展，主要集中在火山巖儲層的巖性與巖相分類、儲層的孔滲變化特征、火山作用對烴源巖成熟度的影響及無機成因烴的形成等方面[8-10]。以渤海灣盆地大港探區(qū)南部新生代火山巖為研究目標，對G992區(qū)塊鉆遇火山巖的多項資料進行綜合分析，形成了一套適用于該地區(qū)的測井識別方法。

1 火山巖巖性識別

研究區(qū)火山巖主要發(fā)育在K1段，平面上主要分布在KX斷層兩側(cè)，屬于裂隙式火山噴發(fā)的產(chǎn)物，該區(qū)的G992區(qū)塊火山巖沿著斷層下降盤分布，分布范圍為11.2 km2，鉆遇火山巖有20口井，其中有3口井取心，該層段為火山巖與碎屑巖互層，巖性在縱向上分布復雜。通過對研究該層段火山巖巖性、薄片鑒定、化學成分等資料可知，火山巖結(jié)構(gòu)、構(gòu)造以及產(chǎn)狀復雜，巖性種類較多，按產(chǎn)狀可分為熔巖類和侵入巖；按其化學成分可分為基性玄武巖類、中性安山巖類以及酸性流紋巖類；按其粒度的大小又可分為集塊巖、角礫巖和凝灰?guī)r；按結(jié)構(gòu)有粗玄結(jié)構(gòu)、輝綠結(jié)構(gòu)、間隱結(jié)構(gòu)及流紋結(jié)構(gòu)等。

2 火山巖巖性測井識別

研究層段的鉆井年度跨度較大，測井系列也不盡統(tǒng)一。因此，利用研究層段火山巖巖性、薄片鑒定、化學成分等資料的分析結(jié)果進行標定，利用常規(guī)測井自然伽馬直方圖識別巖性，再利用交會圖法將具有不同結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的火山巖進行區(qū)分，可以較直觀地看出不同的火山巖的自然伽馬、補償密度、補償中子、電阻率、聲波時差值明顯不同。

2.1 自然伽馬直方圖識別

自然伽馬測井顯示從基性玄武巖類—中性安山巖類—酸性流紋巖呈現(xiàn)出放射性礦物含量逐漸增加趨勢，而碎屑巖類的自然伽馬則遠遠高于火山巖類，因此自然伽馬測井數(shù)值的變化是識別火山巖與碎屑巖、火山巖巖性變化的基礎。根據(jù)該地區(qū)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知(圖1)，火山巖基本上遵循著基性巖類對應低的伽馬值，中性巖對應中伽馬值，酸性巖對應高伽馬值。異于這種趨勢的伽馬值有2種解釋，一是礦物蝕變，其原因是由巖石受到不同程度的蝕變所引起，該地區(qū)諸如凝灰?guī)r蝕變?yōu)榫G泥石、膠?；湍嗷任g變現(xiàn)象嚴重；二是孔縫中充填礦物，如氣孔中充填方解石、沸石等。

圖1 G992井區(qū)自然伽馬直方圖

2.2 交會圖法識別

影響火山巖測井響應特征的因素包括火山巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、巖性、巖石的蝕變、孔縫發(fā)育程度及流體性質(zhì)等。為了突出火山巖的巖性且避開其他因素對測井響應的影響，在該區(qū)選出了對火山巖巖性反應較為敏感的補償密度、補償中子、電阻率及聲波時差的測井資料，利用其相互關系制作了補償密度—補償中子、電阻率—聲波時差交會圖(圖2)。

圖2 G992井區(qū)測井曲線交會圖

從圖2a可以看出，該地區(qū)火山巖巖性分異性較為明顯，數(shù)據(jù)重迭區(qū)域不太明顯，主要呈現(xiàn)的規(guī)律是：從基性玄武巖—中性安山巖—酸性流紋巖密度減?。蝗蹘r—氣孔性熔巖—火山角礫巖—凝灰?guī)r密度減小且中子增大；與火山角礫巖類相比，該區(qū)火山巖巖性呈現(xiàn)從基性—中性—酸性密度減小且中子增大趨勢。從圖2b可以看出，數(shù)據(jù)分異性也相對較明顯，主要呈現(xiàn)的規(guī)律是：從基性玄武巖—中性安山巖—酸性流紋巖電阻率增大，聲波時差增大；基性火山巖類則隨致密程度有規(guī)律的變化，侵入相輝綠巖—致密玄武巖—氣孔玄武巖—凝灰?guī)r電阻率減小、聲波時差增大；熔巖—氣孔性熔巖—火山角礫巖—凝灰?guī)r電阻率減小、聲波時差增大；與火山角礫巖類相比，該區(qū)火山巖巖性呈現(xiàn)出基性—中性—酸性電阻率增大、聲波時差增大。

3 火山巖儲層測井識別

根據(jù)鉆井取心、鏡下薄片資料等，該地區(qū)火山巖儲集空間主要為裂縫、氣孔，偶見發(fā)育有溶蝕孔縫。儲層內(nèi)孔縫的存在會使測井數(shù)據(jù)偏移，如與致密玄武巖相比，氣孔玄武巖呈現(xiàn)出密度減小、聲波時差增大和電阻率減小的趨勢；但儲集孔內(nèi)充填油氣水后，油氣會使電阻率大幅度升高數(shù)千歐姆每米，而水可降到幾歐姆每米。

3.1 儲集空間的識別

前人利用常規(guī)測井資料研究火山巖的裂縫型儲集空間，利用井周聲波成像測井或微電阻率地層掃描成像測井識別孔縫特征，但聲電成像測井對火山巖巖性及蝕變程度的分辨能力有限，將常規(guī)測井與成像測井結(jié)合可以更好地識別與評價火山巖儲層(圖3)。

圖3 火山巖有效儲層識別效果

圖3a為火山凝灰?guī)r，其常規(guī)測井表現(xiàn)為高聲波時差、高中子孔隙度、低自然伽馬、低電阻率及低密度，聲成像測井表現(xiàn)為暗色圖像，淺顏色的斑點為分散的火山碎屑物質(zhì)；圖3b為富氣孔的玄武巖，其常規(guī)測井表現(xiàn)為低自然伽馬、中等聲波時差、中等中子孔隙度、中等密度及中等電阻率，聲成像測井顯示暗色孔縫發(fā)育；圖3c為氣孔、裂縫發(fā)育的安山巖，其常規(guī)測井表現(xiàn)為高自然伽馬、高電阻率、低聲波時差和低中子孔隙度，成像測井顯示近似垂直的柱狀節(jié)理縫和高角度宏觀裂縫發(fā)育；圖3d為裂縫發(fā)育的流紋巖，其常規(guī)測井表現(xiàn)為高自然伽馬、高電阻率、低聲波時差、低中子孔隙度及高密度，成像測井顯示流紋構(gòu)造和裂縫發(fā)育。

3.2 火成巖儲層流體的識別

核磁共振測井可以直觀地反映地層的孔隙特征，還能夠反映地層流體的性質(zhì)[11-12]，不受地層巖性的影響，具有其他測井方法不可比擬的優(yōu)點。圖4為J19-49井與J23-27井核磁共振測井成果對比圖，從圖4可知，2口井火山巖段T2譜形態(tài)具有明顯的不同，J19-49井對應儲層發(fā)育段的T2譜峰短而集中，說明儲層含水；J23-27井對應儲層發(fā)育段的T2譜較長，說明儲層內(nèi)存在油。同時，J23-27井周圍鄰井的開采效果較好，且有注水井，而該井段油氣信息也較強，沒有水淹特征，射孔、酸化后投產(chǎn)，最高日產(chǎn)油為10.45 t/d，日產(chǎn)水為23.05 m3/d。

圖4 火山儲層核磁共振成果

4 結(jié) 論

(1) 運用測井、巖心錄井、地化實驗分析及測試等資料，對大港探區(qū)南部火山巖巖性及儲層進行有效識別。應用常規(guī)測井資料，如對火山巖巖性反應較為敏感的補償密度、補償中子、電阻率及聲波時差等測井資料，可對該區(qū)火山巖進行巖性識別。

(2) 運用聲波成像測井和微電阻率地層掃描成像測井技術對該區(qū)火山巖儲層進行了有效地分辨，裂縫及溶蝕孔在聲波幅度成像上產(chǎn)生可識別的黑色特征線型或區(qū)域，而致密火山巖類反射信號較強，在聲波幅度成像測井圖上表現(xiàn)為一片白色區(qū)域。

(3) 核磁共振測井能夠直觀地反映地層的孔隙特征及其地層流體性質(zhì)，不受地層巖性的影響，具有其他測井方法不可比擬的優(yōu)點，可對火山巖油氣藏進行有效識別。

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編輯 黃華彪

20150105；改回日期：20150324

國家自然基金項目“燕山地區(qū)薊縣系旋回與事件及其相關問題”(40472065)

高曄(1989-)，女，2012年畢業(yè)于長江大學資源勘查工程專業(yè)，現(xiàn)為中國地質(zhì)大學(北京)地質(zhì)工程專業(yè)在讀碩士研究生，從事油氣勘探開發(fā)地質(zhì)研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.03.016

TE122.3

A

1006-6535(2015)03-0066-04