曹 剛

(中國石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院， 山東東營 257015)

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東辛油田永1區(qū)塊砂礫巖儲層巖性識別方法研究

曹 剛

(中國石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院， 山東東營 257015)

砂礫巖油藏作為隱蔽油氣藏的主要類型日益受到重視，但由于砂礫巖為碎屑流搬運、雜亂堆積成因的復(fù)合體，巖性識別難度大。以東辛油田永1區(qū)塊砂礫巖油藏為例，綜合應(yīng)用巖心、測井、成像等資料開展分析，明確了巖石相類型，識別出三大類十一種巖石相；通過開展巖性識別方法研究，建立了綜合測井成像資料識別巖石類型的標(biāo)準(zhǔn)，明確了不同巖石類型的識別標(biāo)志和特征。利用該標(biāo)準(zhǔn)識別巖心和錄井資料吻合率在90%以上。

東辛永1區(qū)塊;砂礫巖;成像測井；判別方法

砂礫巖油氣藏是指儲層為陡坡帶碎屑流搬運、雜亂堆積成因的復(fù)合體、巖性為砂礫巖的油氣藏[1-5]。該類油氣藏內(nèi)深層砂礫巖埋藏深度一般在3 000 m以下，常規(guī)測井識別巖性困難。利用取心、成像資料可以開展巖、電特征的研究，但由于費用高及取心資料有限，無法實現(xiàn)多井點巖性的判識。因此，借助于區(qū)域上的巖心和成像資料開展常規(guī)測井曲線識別巖性，是指導(dǎo)巖性判識、落實儲層分布的關(guān)鍵。永1區(qū)塊砂礫巖是典型的中深層砂礫巖，經(jīng)過30多年的開發(fā)，資料相對豐富，通過對該塊巖性識別方法的研究，建立識別圖版，可以為類似砂礫巖油藏的研究提供支持和借鑒。

1 儲層巖石學(xué)特征

沉積學(xué)標(biāo)志主要包括巖石的顏色、類型、成分、顆粒結(jié)構(gòu)以及沉積構(gòu)造等，是反映沉積環(huán)境的重要標(biāo)志[5-8]。巖心觀察得出，永1地區(qū)巖石顏色以灰色、深灰色為主，部分層段呈現(xiàn)淺紅褐色或灰綠色，代表弱氧化環(huán)境；在距離物源較遠(yuǎn)的取心段頂部可見灰黑色的泥巖，代表還原環(huán)境。

巖石類型以礫巖、含礫砂巖、砂巖為主，夾雜部分泥質(zhì)砂巖和泥巖。礫巖可分為顆粒支撐型(圖1a)和雜基支撐型(圖1b)兩類，顆粒支撐礫巖分選磨圓中等，顆粒間主要以中粗砂及少量細(xì)礫充填，可見粒序?qū)永?；雜基支撐礫巖，顆粒間被泥巖或細(xì)粉砂充填，雜基含量達到30%～40%，礫石呈“懸浮狀”分布，分選較差，磨圓中等，層理不發(fā)育。含礫砂巖(圖1c)主要為中粗砂，礫石的粒徑較小，主要為少量的細(xì)礫，粒徑2～3 cm中礫或泥礫。礫狀砂巖(圖1d)主要表現(xiàn)為細(xì)砂巖中的礫巖條帶。

圖1 不同巖性分類

砂巖(圖1e)呈灰色，主要為塊狀構(gòu)造，分選較好。中粗砂巖的含油性較好，細(xì)粉砂巖通常被灰質(zhì)膠結(jié)，較致密，基本不含油。泥質(zhì)粉砂巖呈灰色、灰綠色或紅褐色，主要為粉砂巖和泥巖互層，發(fā)育水平層理或斜層理。泥巖主要包括粉砂質(zhì)泥巖、泥巖(圖1f)，泥巖顏色較深，主要呈灰色、灰黑色及雜色，代表深水還原沉積環(huán)境。

2 巖相劃分與特征分析

砂礫巖儲層巖石類型多樣、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且不同巖石類型垂向變化快，儲層評價時難以選取準(zhǔn)確的統(tǒng)一骨架參數(shù)，因此，需要縱向上對儲層進行細(xì)分類，最大限度地消除儲層非均質(zhì)性影響。選取研究區(qū)內(nèi)有代表性、各類資料齊全的井作為關(guān)鍵井，進行測井響應(yīng)特征分析。利用巖心刻度成像、核磁共振等分辨率較高的測井信息，再用成像、核磁資料標(biāo)定常規(guī)測井資料，分析不同類型的巖相或巖相組合分析常規(guī)測井信息上的響應(yīng)特征，為建立有效的巖相測井識別模式奠定基礎(chǔ)。

2.1 巖石相類型的劃分

本區(qū)主要的巖性有9種，分別為中粗礫巖、細(xì)礫巖、含礫砂巖、中粗砂巖、細(xì)粉砂巖、泥質(zhì)砂巖、碳質(zhì)泥巖、雜色泥巖和泥巖，根據(jù)不同巖性的沉積層理及成因類型，劃分出11種巖石相，具體劃分如表1所示。

表1 巖石相類型及特征

2.2 基于電測響應(yīng)可識別的巖相類型

由于受測井系列分辨能力限制，加之不同巖相測井響應(yīng)之間存在相似性，難以完全實現(xiàn)巖心描述所有巖相的判別?；陔姕y響應(yīng)及巖心資料，可將儲層分為細(xì)粒沉積相(泥巖、粉砂巖)、砂巖相(細(xì)-粗砂巖)、含礫砂巖相、細(xì)礫巖相、中-粗礫巖相五種類型。五類巖相類型在測井響應(yīng)上存在一定程度差異(表2)。

表2 巖相類型及電測響應(yīng)

3 巖相判識方法

3.1 基于電成像資料的巖相識別技術(shù)

成像測井資料具有比常規(guī)測井資料對儲層特征描述更為直觀可靠的特點，能有效表征特殊巖性、裂縫、溶孔等非均質(zhì)性儲層。采用巖心刻度成像測井方法，輔以常規(guī)測井資料進行了巖相的判別與解釋。測井?dāng)?shù)據(jù)質(zhì)量是決定測井儲層評價效果的核心因素，因此本次研究首先進行了不同極板數(shù)據(jù)質(zhì)量分析，然后進行了成像數(shù)據(jù)處理，生成了靜態(tài)平衡圖像及動態(tài)加強圖像。

微電阻率掃描成像測井圖像是地層電阻率在空間的數(shù)字化表征，以不同色調(diào)(像素值)體現(xiàn)儲層本身的電阻率差異，并且由于其探測范圍小，因此分辨率較高。圖像中的色調(diào)即代表了不同的巖相類型，如泥巖、粉砂巖等細(xì)粒沉積相為黑色或暗色，砂巖相為亮色條帶，礫巖相為白色斑點或暗色斑點。

以靜態(tài)成像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過巖心刻度，確定不同的像素特征值代表不同巖石相類型，即可在一定窗長內(nèi)，利用同色調(diào)面積疊加確定不同巖相類型的含量。

FMI數(shù)據(jù)經(jīng)處理后提供兩種圖像：靜態(tài)平衡圖像及動態(tài)加強圖像。FMI成像圖常用的色板為黑-棕-黃-白，并分為42個顏色級別，代表著電阻率由低到高的變化，因此其色彩細(xì)微變化反映的是巖性和物性的變化。不同色調(diào)組成的測井圖像構(gòu)成的形態(tài)又可分為塊狀、線狀、斑狀及雜亂等不同形態(tài)。圖像色調(diào)及形態(tài)的組合均從不同側(cè)面反映了某種巖相在成像圖上的直觀映射特征。

3.2 巖相識別結(jié)果

以巖心觀察與描述為基礎(chǔ)，通過對巖心與圖像數(shù)據(jù)刻度，根據(jù)成像測井圖像的顏色、形態(tài)，在巖心和成像圖像可清楚對比分辨的情況下，建立了永1地區(qū)砂礫巖儲層6類巖相的分類鑒別標(biāo)準(zhǔn)(表3)。

表3 永1地區(qū)成像資料巖相分類及特征

細(xì)粒沉積巖相包括泥巖和粉砂巖兩種巖石類型，泥巖在電成像圖上呈暗色，顯示發(fā)育水平層理，厚度穩(wěn)定，互相平行，每組紋層的產(chǎn)狀幾乎完全一致，紋層之間由顏色深淺來顯示。泥巖段微電極曲線無差異或正負(fù)不定，電阻率數(shù)值較低，聲波時差、中子、密度三孔隙度分開。粉砂巖相電成像圖上呈均勻分布暗色條帶，微電極曲線有一定幅度差，電阻率數(shù)值較低。細(xì)-粗砂巖相，砂巖中含礫小于5%，成像圖上基本分辨不出礫石，多呈層狀分布且厚度小，亮度介于亮度較高的致密巖性和顏色較暗的泥巖中間，有時因含較多灰質(zhì)成分，亮度增強，可見水平層理。微電極曲線顯示為正差異，聲波時差、中子、密度三孔隙度基本重合，電阻率除隨含油級別升高而增大外，巖性越細(xì)電阻率越低。

含礫砂巖相砂巖中含礫5%～25%，電成像圖呈塊狀模式，亮度中等的背景下，礫石顆粒呈分散的亮色斑點狀，甚至分辨不出礫石，少見呈亮色斑塊狀的大直徑礫石，扇根、扇中和扇端均有發(fā)育，是砂礫巖體主要的含油巖性。微電極曲線顯示為正差異，聲波時差、中子、密度三孔隙度基本重合，油層、水層電阻率比砂巖相應(yīng)含油級別的電阻率高。

細(xì)礫巖相電成像圖上顯示為密度較大的亮色小斑點，或大密度不規(guī)則暗紋。微電極曲線呈鋸齒狀，且數(shù)值較高，電阻率數(shù)值較高。聲波時差、中子測井?dāng)?shù)值較小，密度值較高。

中-粗礫巖相電成像圖上顯示為大密度單一亮色斑點分布，顆粒清晰可辨，但粒徑變化較大。微電極曲線呈鋸齒狀，且數(shù)值很高，電阻率數(shù)值高。聲波時差、中子測井?dāng)?shù)值小，密度值高。

3.3 應(yīng)用效果

在定量礫石含量計算基礎(chǔ)上，結(jié)合不同巖相典型電成像圖版，對永1-斜63井的電成像測井資料進行分析和處理，完成了巖相類型識別，解釋6類巖相相對含量(圖2)。巖心觀察結(jié)果與成像測井解釋巖相類型對比分析表明，單相符合率達到93.6%。

圖2 永1-斜63井成像測井解釋不同巖相含量

4 結(jié)論

(1)基于巖心統(tǒng)計，明確了本區(qū)主要發(fā)育3大類11種巖石相：G1——雜基支撐無序礫巖相、G2——顆粒支撐細(xì)礫巖相、G3——顆粒支撐中粗砂巖相、S1——含礫塊狀砂巖相、S2——塊狀砂巖相、S3——平行層理泥質(zhì)砂巖相、S4——交錯層理細(xì)粉砂巖相、M1——砂質(zhì)泥巖相、M2——碳質(zhì)泥巖相、M3——雜色泥巖相、M4——暗色泥巖相。

(2)劃分了細(xì)粒沉積巖相、砂巖相、含礫砂巖相、細(xì)礫巖相、中-粗礫巖相6類測井可識別巖相類型，建立了不同巖相的巖心、成像和測井響應(yīng)特征圖版，應(yīng)用該方法解釋巖相類型與巖心描述符合率達到了93.6%。

[1] 帥德福，王秉海.中國石油地質(zhì)志(卷六)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1993：227-252.

[2] 程世銘,張福仁.東辛復(fù)雜斷塊油藏[M].北京：石油工業(yè)出版社，1997:29-72.

[3] 王偉.東營凹陷新近系館陶組油氣成藏條件分析[J].石油地質(zhì)與工程，2012，26(3)：28-31.

[4] Daniel J M，Kenneth A E. Sequence stratigraphy of upper Mississipian artata in the central Appalachians:A record of glacioeustasy and tectonoceustasy in a foreland basin setting[J].AAPG Bulletin,2000, 84(2):210-233.

[5] 王惠勇，韓宏偉，張云銀，等.東營北帶東段勝坨-鹽家地區(qū)砂礫巖扇體地層產(chǎn)狀研究[J].石油物探,2015,54(2)：203-209.

[6] 王偉，王錦程，李博.東海平湖油氣田八角亭構(gòu)造區(qū)H4段沉積展布特征和相模式研究[J].地層學(xué)雜志,2011,35(4):448-453.

[7] 趙澄林，張善文，袁靜，等.勝利油區(qū)沉積儲層與油氣[M].北京：石油工業(yè)出版社，1999：46.53.

[8] 王偉.東營凹餡青坨子凸起館陶組沉積相演化特征及相模式[J].石油與天然氣學(xué)報,2009,31(3):167-170.

編輯：韓玉戟

1673-8217(2016)06-0018-04

2016-04-28

曹剛，高級工程師，1966年生，1988年畢業(yè)于中國石油大學(xué)采油專業(yè)，目前從事油田開發(fā)研究工作。

國家科技重大示范工程“渤海灣盆地濟陽坳陷致密油開發(fā)示范工程”(2016ZX05072)。

TE112.2

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