川西新場(chǎng)地區(qū)須二段沉積相標(biāo)志的成像測(cè)井分析

李陽兵 張 筠 徐炳高 李德才 何 會(huì)

(中國石化集團(tuán)西南石油局測(cè)井公司)

0 引言

由于測(cè)井技術(shù)的不斷革新以及測(cè)井解釋方法的逐步完善，特別是成像測(cè)井技術(shù)在勘探開發(fā)中的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，利用測(cè)井資料可以提取到越來越豐富的沉積學(xué)信息，如各種層理構(gòu)造、層面構(gòu)造、巖石顆粒形態(tài)等，類似于巖心的描述[1-4]，這些信息是沉積相分析必需的。因此，利用測(cè)井資料解決復(fù)雜的地質(zhì)問題正逐步受到地質(zhì)家的重視。本文以川西地區(qū)須家河組二段為研究對(duì)象，通過對(duì)大量成像測(cè)井及野外露頭資料的觀察，系統(tǒng)總結(jié)出了川西地區(qū)沉積相標(biāo)志的測(cè)井識(shí)別模式。

1 沉積環(huán)境測(cè)井識(shí)別

由鉀(K)、鈾(U)、釷(Th)的性質(zhì)可知，強(qiáng)水動(dòng)力環(huán)境下的釷含量比弱水動(dòng)力環(huán)境下高，鈾和鉀含量在弱水動(dòng)力環(huán)環(huán)境下比強(qiáng)水動(dòng)力環(huán)境下高，此外，鈾含量與氧化(還原)條件有關(guān)。其中還原環(huán)境、有機(jī)質(zhì)含量高，鈾含量高。因此，Th/K主要反映沉積環(huán)境時(shí)候水動(dòng)力的強(qiáng)弱，在強(qiáng)水動(dòng)力環(huán)境下Th/K比值高，弱水動(dòng)力環(huán)境下Th/K比值低。而Th/U主要反映化學(xué)相，氧化環(huán)境下Th/U比值高，還原環(huán)境下Th/U比值低。

通過分析認(rèn)為：在須二段沉積時(shí)期，Th/K比值主要分布在3～6之間(圖1-A)，屬于水動(dòng)力條件相對(duì)較弱沉積環(huán)境；而Th/U比值主要在2～7之間(圖1-B)，表明須二段為海陸過渡沉積，屬還原環(huán)境，局部沉積時(shí)期Th/U比值有大于7，具有風(fēng)化、氧化和淋濾作用的陸相沉積的特征。

A.Th/K交會(huì)圖 B.Th/U交會(huì)圖

2 巖性及沉積構(gòu)造測(cè)井識(shí)別

2.1 巖性識(shí)別

主要依據(jù)常規(guī)測(cè)井曲線與電成像圖像對(duì)研究區(qū)域內(nèi)巖性進(jìn)行識(shí)別。常規(guī)測(cè)井資料采用交會(huì)圖分析技術(shù)可定量對(duì)巖性成份進(jìn)行計(jì)算。而電成像資料與常規(guī)測(cè)井資料不同，它能夠清楚直觀地顯示巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征，從電成像圖像上可以清晰的觀測(cè)到巖石顆粒的大小、形狀、分選、磨圓和層理等特征。通過巖心資料的標(biāo)定，就可以總結(jié)出不同巖性、結(jié)構(gòu)和沉積構(gòu)造在電成像靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖像上的顯示特征。利用這些特征可以把電成像圖像劃分為具有不同巖性、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的巖相信息，從而可以建立起不同類型的巖相模式，并賦予每種圖像類型一定的地質(zhì)意義。然而，由于取心資料非常有限，不是所有電成像圖像類型都有對(duì)應(yīng)的巖心資料。因此需要充分利用錄井、常規(guī)測(cè)井、區(qū)域地質(zhì)資料以及其它地區(qū)的研究成果等進(jìn)行綜合分析與總結(jié)。

研究區(qū)域常見的巖石有礫巖、含礫砂巖、中—粗砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂泥巖、泥巖。通過巖心與測(cè)井的對(duì)比分析可以確定出自然伽馬劃分巖屑砂巖巖類的標(biāo)準(zhǔn)：粉砂巖，75API～100API；細(xì)砂巖，55API～80API；中—粗砂巖，35API～60API；礫巖，25API～45API，其中粉砂巖與細(xì)中粗砂巖的測(cè)井曲線特征有明顯差異(圖2)。

圖2 X5井須家河組粉砂巖測(cè)井響應(yīng)特征

圖3是研究區(qū)域內(nèi)利用電成像測(cè)井識(shí)別出的幾種巖性。其中泥巖、粉砂巖常為互層發(fā)育(圖3-A、圖3-B)，由于泥頁巖電阻率低，在靜態(tài)圖像上呈暗褐色—黑色，在動(dòng)態(tài)圖像上，泥巖中可見水平層理。粉砂巖圖像顏色較亮，呈亮黃色，小型交錯(cuò)層理發(fā)育。中—粗砂巖電阻率相對(duì)較高，在靜態(tài)圖像上呈亮色，動(dòng)態(tài)圖像上可見塊狀層理(圖3-C)

2.2 沉積構(gòu)造測(cè)井識(shí)別

通過對(duì)研究區(qū)域內(nèi)20多口井電成像資料、野外露頭資料的分析，掌握了各種資料所反映的沉積學(xué)信息，建立了研究區(qū)域內(nèi)各種沉積構(gòu)造的測(cè)井識(shí)別標(biāo)志。

(1) 沖刷面

砂巖沉積的水動(dòng)力較高時(shí)，勢(shì)必對(duì)下伏地層進(jìn)行沖刷，進(jìn)而形成沖刷面，電成像圖上(圖4)可以看到一個(gè)凹凸不平起伏的界面，圖像上可以見到扁平狀略呈定向排列的暗色泥礫巖及沖刷面下部的高阻異常巖性反映。

(2) 槽狀交錯(cuò)層理

是高能態(tài)的水流層理的指示，其層系界面和紋層均呈弧形截切，巖心上往往表現(xiàn)為幾組弧形紋層相切。成像圖上表現(xiàn)為一套不同角度的正弦曲線形態(tài)，兩層系界面間弧形截切的紋層呈現(xiàn)明暗相間的條紋(圖5-A)。在研究區(qū)域內(nèi)，須二段水下分支河道、河口壩等最為發(fā)育。在野外露頭特征(圖5-B)。

圖4 沖刷面(X10)

圖5 槽狀交錯(cuò)層理

(3) 楔狀交錯(cuò)層理

交錯(cuò)層單位的細(xì)層面呈平面狀，由兩組或兩組以上彼此呈低角度相交的平行細(xì)層組成，由于下伏細(xì)層組往往被上覆細(xì)層組沖刷切割成楔狀而稱楔狀交錯(cuò)層理。電成像圖上表現(xiàn)為幾組正弦曲線，組內(nèi)曲線產(chǎn)狀基本一致組間正弦曲線產(chǎn)狀差別較大前一組被后一組剝蝕(圖6-A)，在彭州蓮花口水庫剖面露頭可見(圖6-B)。

(4) 遞變層理

在成像圖上粗巖性表現(xiàn)為亮色、細(xì)巖性表現(xiàn)為暗色。主要包括兩種遞變方式，一種表現(xiàn)為正粒序結(jié)構(gòu)(圖7-A)，即從下向上遞變層理在成像圖上表現(xiàn)為由亮色至暗色的顏色遞變；另外一種表現(xiàn)為反粒序結(jié)構(gòu)即從上向下遞變層理在成像圖上表現(xiàn)為由亮色至暗色的顏色遞變(圖7-B)。

(5) 變形層理

?包卷層理

是在一個(gè)層內(nèi)的層理揉縐現(xiàn)象。在圖像上可明顯看出紋層扭曲呈圓形、半圓形、橢圓形或不規(guī)則的圓形特征(圖8-A)。

?滑塌構(gòu)造

指在已沉積的沉積層在重力作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)和位移所產(chǎn)生的各種同生表形構(gòu)造的總稱。在成像圖上(圖8-B)，滑塌構(gòu)造表現(xiàn)為橫臥或倒轉(zhuǎn)的特征，原生層理受到強(qiáng)烈揉皺、變形、甚至出現(xiàn)小型斷層。

? 泥巖泄水構(gòu)造

泥巖在沉積初期，初始孔隙度較高，飽含孔隙水，隨著埋深的加大，泥巖逐步脫水壓實(shí)。壓實(shí)初期，泥巖中地層水向外排出的通道較通暢，泥巖孔隙度與埋深呈一定相關(guān)關(guān)系，即隨著埋深的增大，孔隙度減小，地層呈正常壓實(shí)狀態(tài)。在壓實(shí)后期，由于巖石的致密化，泥巖中流體向外排出受阻，不能正常排出，形成異常高壓。異常高壓達(dá)到一定程度時(shí)，地層產(chǎn)生破裂，流體經(jīng)強(qiáng)行排出，而形成的構(gòu)造叫泄水構(gòu)造。泥巖的泄水構(gòu)造在L150井的須家河組二段和須家河組四段(圖8-C)中均可以見到。這種構(gòu)造除了與地層水的排出有關(guān)外，有可能與烴類的運(yùn)移有一定關(guān)系。地層中發(fā)育有泄水構(gòu)造可能預(yù)示著該地層現(xiàn)在正處于異常高壓狀態(tài)(欠壓實(shí)狀態(tài))，或者在過去曾有過異常高壓。這方面有待進(jìn)一步研究。

圖7 遞變層理

(6) 其它沉積現(xiàn)象

?結(jié)核

在成像圖上一般呈黑色或白色團(tuán)塊。同生結(jié)核在圖像上顯示同心似球狀特征，中央的核為高阻白色或低阻黑色，結(jié)核不切穿層理，層理繞結(jié)核彎曲而過。成巖結(jié)核在圖像上結(jié)核中央成白色或黑色，可見結(jié)核切穿部分層理，部分層理繞結(jié)核彎曲，結(jié)核內(nèi)保留殘留巖層理。后生結(jié)核在圖像上，結(jié)核切穿層理，無層理繞結(jié)核彎曲現(xiàn)象，形狀較為不規(guī)則。在研究區(qū)域內(nèi)，以第二種結(jié)核最常見(圖9-A)。

圖8 變形及泄水構(gòu)造

?黃鐵礦晶體

由于黃鐵礦為低阻特征。在圖像上顯示為微小的黑色，有明顯方形特征，研究區(qū)域內(nèi)川合148井電成像圖上清晰可見(圖9-B)。

3 古水流分析

地質(zhì)上研究古水流的方法比較多。其中野外直接測(cè)量沉積構(gòu)造前積紋層傾角的方法最直觀、最準(zhǔn)確，但是這種方法需要進(jìn)行野外露頭地質(zhì)考察，成本高，多為單點(diǎn)測(cè)量，數(shù)據(jù)量有限。另外的方法就是利用應(yīng)用地球物理的方式進(jìn)行間接測(cè)量，而電成像測(cè)井能夠較準(zhǔn)確提取地下沉積構(gòu)造信息。因此，成為當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的一種方式，它可以準(zhǔn)確計(jì)算交錯(cuò)層理傾向、傾角的大小，同時(shí)也可在構(gòu)造傾角大于5°時(shí)進(jìn)行構(gòu)造傾角校正。通過對(duì)電成像拾取的交錯(cuò)層理的傾向的統(tǒng)計(jì)，就可以推測(cè)出古水流的走向，進(jìn)而推測(cè)出物源的方向[5-7]。

圖9 其它沉積現(xiàn)象

為了使交錯(cuò)層理更準(zhǔn)確反映古水流特征，本次研究把低于13度的低角度交錯(cuò)層理以及平行層理進(jìn)行了剔除，僅用大于13度的交錯(cuò)層理來反映古水流方向特征。從分砂組對(duì)古水流方向統(tǒng)計(jì)的結(jié)果看，須二段7套砂體古水流方向基本一致。圖10為須二段Tx22砂組交錯(cuò)層理厚度及古水流方向展布圖，從圖中可以看出：古水流方向分布有些散亂，但優(yōu)勢(shì)方向主要有兩個(gè)，分別為南東向和北西向，反映了須二段具有多物源特征，其中以北西向?yàn)橹鳎从吵霎?dāng)時(shí)沉積物源主要來自研究區(qū)的北部。須二段地震前積反射特征也表明了物源來自北部(圖11)。

4 結(jié)論

(1)利用測(cè)井資料可以對(duì)沉積環(huán)境進(jìn)行了分析，研究區(qū)域內(nèi)沉積環(huán)境主要以還原環(huán)境為主。

(2)系統(tǒng)地利用電成像測(cè)井技術(shù)識(shí)別出了槽狀交錯(cuò)層理、楔狀交錯(cuò)層理、遞變層理、沖刷面等沉積構(gòu)造。

(3)對(duì)須二段古水流方向進(jìn)行了深入的分析，認(rèn)為須二段古水流方向?yàn)槟蠔|向和北西向，反映了須二段具有多物源特征，且以北部為主。

圖11 須二段中—弱振幅地震相區(qū)中的前積反射

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