吳煜宇 謝 冰 賴 強(qiáng)

（中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院）

四川盆地磨溪—龍女寺區(qū)塊下寒武統(tǒng)龍王廟組測井相劃分及分布規(guī)律研究

吳煜宇 謝 冰 賴 強(qiáng)

（中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院）

綜合運(yùn)用成像測井資料、常規(guī)測井資料、巖心資料對四川盆地磨溪—龍女寺區(qū)塊下寒武統(tǒng)龍王廟組地層進(jìn)行精細(xì)測井相劃分，結(jié)果表明：①龍王廟組地層可劃分為5個(gè)測井相，孔洞發(fā)育層、孔隙層、孤立孔洞層、層狀地層和致密塊狀地層；②五端元“蜘蛛圖”顯示孔洞發(fā)育層儲(chǔ)層特性最好，孔隙層和孤立孔洞層次之，層狀地層和致密塊狀地層儲(chǔ)層特性最弱；③古地貌對龍王廟組地層的孔洞發(fā)育起到一定的控制作用，地貌越高，且越靠近剝蝕區(qū)，溶蝕孔洞越發(fā)育，儲(chǔ)層產(chǎn)能越高；④磨溪—龍女寺區(qū)塊西部地區(qū)儲(chǔ)層主要以孔洞發(fā)育層和孤立孔洞層為主、中部地區(qū)儲(chǔ)層類型包括孔洞發(fā)育層和孔隙層，往東部龍女寺地區(qū)儲(chǔ)層類型則以孔隙型為主。圖12參9

四川盆地下寒武統(tǒng)龍王廟組成像測井測井相分布規(guī)律蜘蛛圖

0 引言

近期，四川盆地川中樂山—龍女寺古隆起磨溪—龍女寺區(qū)塊下寒武統(tǒng)龍王廟組天然氣勘探近期取得重大發(fā)現(xiàn)，揭示了碳酸鹽巖呈規(guī)模分布的有效儲(chǔ)集層不受埋深和年代控制[1-3]，同時(shí)預(yù)示著四川盆地深層碳酸鹽巖層系具有良好的油氣勘探前景。

磨溪—龍女寺區(qū)塊龍王廟組主要為一套局限臺(tái)地相碳酸鹽巖地層，巖性較單一，以白云巖為主，部分井見少量黃鐵礦和泥質(zhì)沉積。前期常規(guī)測井綜合評價(jià)儲(chǔ)層有效性和流體判別率分別為94%和97%，隨著新部署井位的陸續(xù)完鉆，新井的測試產(chǎn)量與常規(guī)測井解釋結(jié)論之間的矛盾開始凸顯，常規(guī)解釋物性較好的井實(shí)際產(chǎn)量不一定高于物性較差的井。同時(shí)，研究區(qū)內(nèi)不同圈閉之間產(chǎn)量存在較大的差異，同一圈閉內(nèi)不同井之間的產(chǎn)量差異也較大，這些都反映出研究區(qū)龍王廟組儲(chǔ)層具有很強(qiáng)的非均質(zhì)性，儲(chǔ)層品質(zhì)與單井產(chǎn)量的控制因素有待進(jìn)一步深化研究。筆者在常規(guī)測井資料研究的基礎(chǔ)上，通過多井的巖心觀察和成像測井的對比研究對龍王廟組儲(chǔ)層進(jìn)行測井相劃分并建立成像測井相圖版，最后對各測井相儲(chǔ)層特征及分布規(guī)律進(jìn)行了研究。

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

四川盆地龍王廟組為碳酸鹽巖臺(tái)地沉積，發(fā)育于下寒武系，與下伏滄浪鋪組和上覆高臺(tái)組整合接觸。受控于古地貌西高東低的格局，龍王廟總體表現(xiàn)西薄東厚的特征，其沉積相帶展布主要受樂山—龍女寺古隆起的控制，灘體在古隆起高部位廣泛分布。古隆起上的微地貌影響灘體發(fā)育程度，高地貌發(fā)育高能灘，灘體厚度大，可多期灘體疊置發(fā)育；低地貌發(fā)育低能灘，灘體厚度和規(guī)模小，并發(fā)育灘間海相夾層。

從區(qū)域地質(zhì)背景看，高石梯—磨溪區(qū)塊位于樂山—龍女寺古隆起東段，處于灘相最有利發(fā)育區(qū)，局部低洼地段發(fā)育灘間海亞相。儲(chǔ)層縱向上集中發(fā)育在龍王廟組中上部的顆粒灘亞相中[4-7]。

根據(jù)錄井資料、完井報(bào)告、巖心描述和薄片分析等資料，龍王廟組巖性主要為亮晶砂屑云巖、深灰色細(xì)晶砂屑白云巖、灰—深灰色粉晶云巖以及灰色泥晶云巖，構(gòu)造裂縫較不發(fā)育，溶蝕孔洞發(fā)育，因此，龍王廟組儲(chǔ)集空間包括粒間溶孔、晶間溶孔、晶間孔，部分井段發(fā)育溶洞。常規(guī)測井由于其響應(yīng)機(jī)制和分辨率有限，難以對儲(chǔ)層內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)和沉積構(gòu)造進(jìn)行精細(xì)解釋和測井相劃分，為此，利用巖心資料對成像測井進(jìn)行標(biāo)定，結(jié)合常規(guī)測井對龍王廟組地層進(jìn)行測井相識(shí)別及劃分，并對各測井相及有利測井相的平面展布規(guī)律進(jìn)行了研究[8-9]。

2 測井相劃分

通過巖心標(biāo)定成像測井，以井壁成像特征為基礎(chǔ)，考慮儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征，最終將研究區(qū)龍王廟組地層劃分為5個(gè)測井相：孔洞發(fā)育層、孔隙層、孤立孔洞層、層狀地層和致密塊狀地層，各測井相典型成像模式和地質(zhì)解釋如圖1所示。

圖1 龍王廟組地層成像測井相圖版

（1）孔洞發(fā)育層

常規(guī)測井曲線表現(xiàn)“三低兩高”的特征：低密度、低自然伽馬、低電阻率、高聲波時(shí)差、高中子測井，三孔隙度曲線形態(tài)變化趨勢不一致，反映孔隙類型多樣，偶見電阻率和聲波測井由裂縫引起的“U”型尖峰。成像測井靜態(tài)圖顯示暗黃—深褐色，反映電阻率低，動(dòng)態(tài)圖上可見分布不規(guī)則的黑色暗斑發(fā)育（圖2），反映該類測井相溶蝕孔洞發(fā)育，孔隙度高、連通性強(qiáng)，沉積環(huán)境多以高能顆粒灘為主、后期溶蝕作用強(qiáng)，偶見裂縫引起的暗色正弦曲線，裂縫的存在則可以進(jìn)一步增強(qiáng)儲(chǔ)層的滲透性，該類測井相多為高產(chǎn)層段，屬Ⅰ類儲(chǔ)層。

圖2 孔洞發(fā)育層成像測井響應(yīng)特征

（2）孔隙層

常規(guī)測井三孔隙度曲線顯示具有較高的孔隙度，低自然伽馬，較低電阻率值，三孔隙度曲線形態(tài)變化具有良好的一致性，反映孔隙類型較均一。成像測井靜態(tài)圖為淺褐—亮黃色，動(dòng)態(tài)圖像上顯示細(xì)小暗色斑點(diǎn)發(fā)育，且近似呈層狀分布，偶可見孤立溶孔引起的暗斑或裂縫引起的暗色正弦曲線（圖3）。該類測井相孔隙多以針孔狀為主，孔隙度和滲透率中等，多為Ⅱ類儲(chǔ)層。

圖3 孔隙層成像測井響應(yīng)特征

（3）孤立孔洞層

常規(guī)測井三孔隙度曲線顯示具有較低的孔隙度，電阻率值較高，三孔隙度曲線形態(tài)變化不規(guī)則。成像測井靜態(tài)圖上顯示亮黃色，動(dòng)態(tài)圖像上可見分布不規(guī)則的零星暗斑，偶見由裂縫引起的暗色正弦曲線（圖4）。該類測井相溶蝕孔洞零星發(fā)育，具有一定孔隙性，但連通性較差，若有裂縫則可起到一定溝通作用，多為Ⅲ類或無效儲(chǔ)層。

圖4 孤立孔洞層成像測井響應(yīng)特征

（4）層狀地層

常規(guī)測井三孔隙度曲線顯示低孔隙度，自然伽馬值較高，電阻率值較高。成像測井靜態(tài)圖顯示亮色，動(dòng)態(tài)圖上可見明暗相間的層狀紋層（圖5）。該類測井相多發(fā)育于混積潮坪相和灘間海等低能環(huán)境，在龍王廟組地層頂部和底部較發(fā)育，多為非儲(chǔ)層。

圖5 X-17井層狀地層成像測井響應(yīng)特征

（5）致密塊狀層

常規(guī)測井曲線表現(xiàn)為“兩高兩低”：高電阻、高密度值、低聲波時(shí)差、低中子測井，反映儲(chǔ)層致密，物性差。成像測井動(dòng)態(tài)圖顯示高亮，動(dòng)態(tài)圖也呈亮色塊狀（圖6）。該類測井相巖性多為粉—細(xì)晶白云巖，后期膠結(jié)和壓實(shí)作用強(qiáng)，屬非儲(chǔ)層。

圖6 X-205井層狀地層成像測井響應(yīng)特征

圖7 各測井相五端元“蜘蛛圖”典型特征

3 五端元“蜘蛛圖”特征

為研究各個(gè)測井相與沉積環(huán)境、儲(chǔ)層物性以及含油氣性之間的關(guān)系，采用五端元“蜘蛛圖”對每種測井相進(jìn)行分析。五個(gè)端元分別為聲波測井、密度測井、中子測井、自然伽馬和深側(cè)向電阻率，其中聲波和密度反映儲(chǔ)層相對均質(zhì)孔隙部分；中子測井反映總孔隙度大??；自然伽馬可間接反映地層沉積環(huán)境和礦物顆粒大小，GR值越大表明地層沉積環(huán)境能量越小，礦物顆粒越細(xì)；深側(cè)向電阻率反映儲(chǔ)層含油氣性和膠結(jié)程度。每一個(gè)深度點(diǎn)對應(yīng)的五個(gè)測井值映射到“蜘蛛圖”上就形成一個(gè)的五邊形，每一個(gè)五邊形的形態(tài)取決于五個(gè)端元測井值的大小。密度、中子測井、自然伽馬和電阻率從內(nèi)往外刻度逐漸增大，聲波由內(nèi)而外刻度變小。此時(shí)，包絡(luò)面越小，反映對應(yīng)層段白云質(zhì)地層越純，總孔隙和基質(zhì)孔隙越大，含油氣性強(qiáng)，儲(chǔ)層特性越好。反之，包絡(luò)面越大，反映對應(yīng)層段含泥晶質(zhì)云巖越多，總孔隙和基質(zhì)孔隙越小，地層膠結(jié)強(qiáng)、致密，儲(chǔ)層特性越弱。

由圖7可以看出：孔洞發(fā)育層五端元“蜘蛛圖”所包絡(luò)的面積最小，儲(chǔ)層特性最好，五端元組分頻率分布峰值分別為：自然伽馬15 API，聲波值48 μm/ft，中子測井值7.3%，密度值2.7 g/cm3，深電阻率值800 Ω·m（圖8）；孤立孔洞層五端元“蜘蛛圖”包絡(luò)面較大，儲(chǔ)層特性較差，五端元組分頻率分布峰值分別為：自然伽馬18 API，聲波值45 μm/ft，中子測井值4.6%，密度值2.81 g/cm3，深電阻率值2000 Ω·m（圖8）；孔隙層五端元“蜘蛛圖”包絡(luò)面介于兩者之間，各端元組分頻率分布峰值分別為：自然伽馬15 API，聲波值47 μm/ft，中子測井值4.6%，密度值2.75 g/cm3，深電阻率值1500 Ω·m（圖8）；層狀地層和致密塊狀地層五端元“蜘蛛圖”包絡(luò)面最大，儲(chǔ)層特征弱，層狀地層五端元組分頻率分布峰值分別為：自然伽馬28 API，聲波值43 μm/ft，中子測井值4.1%，密度值2.78 g/cm3，深電阻率值2000 Ω·m（圖8）；致密塊狀地層五端元組分頻率分布峰值分別為：自然伽馬19 API，聲波值44 μm/ft，中子測井值4.1%，密度值2.82 g/cm3，深電阻率值5000 Ω·m（圖8）。

圖8 各測井相五端元組分典型頻率分布直方圖

4 平面分布特征

根據(jù)上述總結(jié)的各測井相電成像特征，對磨溪—龍女寺區(qū)塊21口有成像測井資料的井進(jìn)行了單井的連續(xù)測井相識(shí)別及劃分。從21口井的平面分布情況與研究區(qū)龍王廟組頂面構(gòu)造特征來看，孔洞發(fā)育層主要分布在靠近龍王廟組地層剝蝕線附近，往東離剝蝕區(qū)越遠(yuǎn)，溶蝕孔洞發(fā)育越少，孔隙型地層逐漸增厚（X-29井區(qū)）。從實(shí)際測試結(jié)果看，X-9井、X-13井、X-8井以及X-205井等以孔洞發(fā)育層為主的井測試日產(chǎn)氣均達(dá)到百萬方以上，X-17井、X-16井等以孔隙型地層為主的井測試日產(chǎn)氣十幾萬方到幾十萬方不等（圖9），反映龍王廟組單井產(chǎn)能與溶蝕孔洞發(fā)育程度具有一定正相關(guān)性。

圖9 龍王廟組測井相與產(chǎn)能連井對比圖

為進(jìn)一步直觀展現(xiàn)龍王廟組儲(chǔ)層平面展布特征及規(guī)律，根據(jù)單井測井解釋結(jié)果分別繪制了孔洞發(fā)育層、孔隙層和孤立孔洞層三種測井相地層厚度平面分布圖（圖10、圖11、圖12）。由圖可以看出，磨溪—龍女寺區(qū)塊西北部地區(qū)儲(chǔ)層主要以孔洞發(fā)育層和孤立孔洞層為主，中部地區(qū)儲(chǔ)層類型包括孔洞發(fā)育層和孔隙層，往東部龍女寺地區(qū)儲(chǔ)層類型則以孔隙型地層為主。

圖10 磨溪-龍女寺區(qū)塊龍王廟組孔洞發(fā)育層厚度平面分布圖

圖11 磨溪-龍女寺區(qū)塊龍王廟組孔隙層厚度平面分布圖

圖12 磨溪-龍女寺區(qū)塊龍王廟組孤立孔洞層厚度平面分布圖

造成這種分布規(guī)律的原因與研究區(qū)所處的沉積環(huán)境、經(jīng)歷的成巖作用和多期次構(gòu)造演化密不可分。從區(qū)域地質(zhì)背景來看，龍王廟組沉積期，研究區(qū)為平緩古隆起，灘體大面積發(fā)育，在兩期海平面升降旋回控制作用下，地層發(fā)育兩套高能的砂屑顆粒灘相碳酸鹽巖，這為后期大氣淡水淋濾溶蝕作用提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。隨后準(zhǔn)同生期的白云石化作用增加了巖石強(qiáng)度和抗壓溶能力，有利于粒間孔和溶蝕孔的保存。到了奧陶紀(jì)末的加里東運(yùn)動(dòng)塔科尼幕，樂山—龍女寺古隆起發(fā)生顯著構(gòu)造變形，古隆起進(jìn)一步隆升，形成資陽、遂寧、磨溪、龍女寺等多個(gè)古構(gòu)造高點(diǎn)，這些構(gòu)造高點(diǎn)表生巖溶作用相對較強(qiáng)，因此可形成較大規(guī)模的溶蝕孔洞系統(tǒng)。X-12、X-9、X-204等井位于磨溪構(gòu)造高點(diǎn)，溶蝕作用較強(qiáng)，造成溶蝕孔洞相對發(fā)育。X-16、X-29、X-46等井構(gòu)造位置相對較低，溶蝕作用弱，因此仍以準(zhǔn)同生期的粒間孔保存為主。

5 結(jié)論

四川盆地磨溪—龍女寺區(qū)塊下寒武統(tǒng)龍王廟組碳酸鹽巖地層具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性，常規(guī)測井資料由于其響應(yīng)機(jī)理和分辨率等因素的制約在儲(chǔ)層精細(xì)評價(jià)方面具有一定的局限性。筆者依托研究區(qū)豐富的成像測井資料，在大量觀察巖心的基礎(chǔ)上結(jié)合常規(guī)測井對龍王廟組地層開展測井相識(shí)別及劃分，取得以下認(rèn)識(shí)及成果：

（1）從成像測井井壁成像特征和儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征考慮，龍王廟組地層可劃分為5個(gè)測井相：孔洞發(fā)育層、孔隙層、孤立孔洞層、層狀地層和致密塊狀地層。

（2）五端元“蜘蛛圖”研究表明：孔洞發(fā)育層“蜘蛛圖”包絡(luò)面積最小，儲(chǔ)層特性最好，孔隙層和孤立孔洞層次之，層狀地層和致密塊狀地層“蜘蛛圖”包絡(luò)面積最大，儲(chǔ)層特性最弱。

（3）古地貌對龍王廟組地層的孔洞發(fā)育起到一定的控制作用，越靠近剝蝕區(qū)，溶蝕孔洞越發(fā)育，儲(chǔ)層產(chǎn)能越高，反映龍王廟組儲(chǔ)層產(chǎn)能與溶蝕孔洞發(fā)育程度具有一定正相關(guān)性。

（4）受沉積環(huán)境、經(jīng)歷的成巖作用和多期次構(gòu)造演化等綜合作用，磨溪—龍女寺區(qū)塊西北部地區(qū)儲(chǔ)層主要以孔洞發(fā)育層和孤立孔洞層為主、中部地區(qū)儲(chǔ)層類型包括孔洞發(fā)育層和孔隙層，往東部龍女寺地區(qū)儲(chǔ)層類型則以孔隙型為主。

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4 結(jié)論

元壩地區(qū)須三段和須四段致密儲(chǔ)層為典型的特低孔特低滲非常規(guī)致密儲(chǔ)層，儲(chǔ)層的發(fā)育受巖性和裂縫控制，利用電成像結(jié)合常規(guī)資料可對發(fā)育在工區(qū)的砂礫巖、鈣屑砂巖和巖屑砂巖進(jìn)行有效區(qū)分。在巖性識(shí)別的基礎(chǔ)上利用電成像資料拾取裂縫信息，綜合偶極聲波、核磁共振測井等成像資料對儲(chǔ)層有效性進(jìn)行評價(jià)，效果較好。

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（修改回稿日期2015-08-05編輯陳玲）

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（修改回稿日期2015-06-05編輯陳玲）

吳煜宇，男，1988年出生，碩士；2013年畢業(yè)于中國石油勘探開發(fā)研究院。地址：（610043）四川省成都市天府大道北段12號(hào)。電話：（028）86015644。E-mail:wuyuyu523@petrochina.com.cn