王莊油田片麻巖儲(chǔ)集層測井識別及評價(jià)方法

李秀芹，侯欣欣，劉中奇 （中石化勝利石油管理局測井公司，山東 東營257096）

近幾十年來，勝利油田先后在埕島、樁西、王莊等地區(qū)發(fā)現(xiàn)了規(guī)模較大的古潛山片麻巖油氣藏，并且有多口井獲得日產(chǎn)千噸以上的高產(chǎn)。但是太古界古潛山片麻巖儲(chǔ)集層的識別及評價(jià)仍然比較困難，這是因?yàn)椴煌钠閹r體，其變質(zhì)源巖不同、變質(zhì)因素多樣、變質(zhì)作用復(fù)雜、變質(zhì)作用所形成的巖性和礦物成分不同等，其測井曲線的顯示特征就有所不同。即便是巖性和礦物成分相同，地層的孔隙類型不同、孔隙結(jié)構(gòu)不同，測井曲線顯示特征也有所不同。同時(shí)，由于片麻巖鉀長石含量常常較高，造成儲(chǔ)集層自然伽馬數(shù)值較高，給儲(chǔ)集層的劃分帶來一定困難。因此，片麻巖儲(chǔ)集層的識別技術(shù)與綜合評價(jià)方法尤為重要。為此，筆者以王莊油田片麻巖儲(chǔ)集層為例，綜合利用井徑、自然伽馬、三孔隙度測井及電阻率測井的顯示特征對片麻巖儲(chǔ)集層進(jìn)行了識別與評價(jià)，總結(jié)出一套適合王莊油田片麻巖儲(chǔ)集層的測井識別及評價(jià)方法。

1 片麻巖儲(chǔ)集層特征

片麻巖是一種變質(zhì)巖，而且變質(zhì)程度深。巖石在變質(zhì)過程中，不僅僅是巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造發(fā)生變化，更重要的是巖石的化學(xué)結(jié)構(gòu)也發(fā)生了變化，變質(zhì)作用使巖石的剛性發(fā)生了很大的變化，巖石變得性脆易碎。當(dāng)伴有構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)，這些巖石就會(huì)破碎或破裂并產(chǎn)生大量裂縫。當(dāng)這種巖石被抬升至地面以后就更易遭受風(fēng)化，風(fēng)化作用使巖石變得疏松易碎，這些風(fēng)化的巖石甚至?xí)兂闪６群苄〉念w?；蚍勰睿趲r石的顆粒之間就會(huì)形成較大的粒間孔隙。當(dāng)這種巖石再次被埋藏到地下時(shí)，就會(huì)成為很好的儲(chǔ)集層。片麻巖儲(chǔ)集層不僅粒間孔隙很發(fā)育，而且地層的裂縫孔隙 （裂縫）也很發(fā)育，具備良好的儲(chǔ)集空間和很好的滲透性。

2 測井識別技術(shù)與評價(jià)方法

對于不同的片麻巖體，不僅儲(chǔ)集層的巖性、礦物成分不同，而且儲(chǔ)集層的孔隙類型、孔隙結(jié)構(gòu)差別較大，巖石骨架參數(shù)難以確定，儲(chǔ)集層的識別及評價(jià)比較困難。但是，對于同一口井，只要對測井曲線在不同深度的顯示特征進(jìn)行認(rèn)真分析與對比研究，就能有效地對片麻巖儲(chǔ)集層進(jìn)行識別與評價(jià)。

2.1 片麻巖儲(chǔ)集層識別技術(shù)

1）自然伽馬測井 由于片麻巖中鉀長石含量較高或含有其他富鉀礦物，自然伽馬數(shù)值一般較高或很高，特別是花崗片麻巖。因此，不能僅用自然伽馬數(shù)值的高低來進(jìn)行片麻巖儲(chǔ)集層的判斷。自然伽馬數(shù)值的高低也與井眼的大小有關(guān)，井眼擴(kuò)徑時(shí)，自然伽馬數(shù)值就會(huì)降低。在變質(zhì)巖中，井眼擴(kuò)徑處裂縫或溶蝕孔洞比較發(fā)育；而那些粒間孔隙發(fā)育的地層，當(dāng)巖石顆粒沒有膠結(jié)或是膠結(jié)很少時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生擴(kuò)徑，甚至?xí)?yán)重?cái)U(kuò)徑。因此，綜合分析利用自然伽馬和井徑的變化可進(jìn)行片麻巖儲(chǔ)集層識別。

2）自然電位測井 盡管影響自然電位幅度大小的因素很多，但是地層的滲透性、泥漿濾液礦化度與地層水礦化度差異的大小卻是影響自然電位幅度大小的主要因素。在給定的情況下，地層的滲透性越好，自然電位的幅度越大；地層的滲透性越差，自然電位的幅度越小。對于片麻巖儲(chǔ)集層，如果地層的溶蝕孔隙或粒間孔隙比較發(fā)育，那么地層就具有一定的滲透性，自然電位曲線就會(huì)產(chǎn)生一定的幅度。因此，利用自然電位幅度的變化可進(jìn)行粒間孔隙型或溶蝕孔隙型片麻巖儲(chǔ)集層的識別。

3）三孔隙度測井 中子、密度、聲波三孔隙度測井曲線既可用于地層孔隙度的計(jì)算，也可用于地層巖性的評價(jià)。在變質(zhì)巖地層剖面中，三孔隙度測井曲線還可用于儲(chǔ)集層的識別。一般來說，地層的孔隙度越大，地層的滲透性就越好，當(dāng)然地層滲透性的好壞還與孔隙的連通性有關(guān)。密度測井值越小，地層的孔隙度越大；密度測井值越大，地層的孔隙度越小。聲波時(shí)差值越大，地層的孔隙度越大；聲波時(shí)差值越小，地層的孔隙度越小。對于片麻巖儲(chǔ)集層，聲波時(shí)差值越小，并不代表地層的孔隙度越小，這是因?yàn)槠閹r儲(chǔ)集層的非均質(zhì)比較嚴(yán)重，聲波可能沿著快速地層傳播。通常中子孔隙度值越大，地層的孔隙度也越大。同樣對于片麻巖儲(chǔ)集層，由于地層的巖性及其礦物成分十分復(fù)雜，中子孔隙度值大，并不意味著地層的孔隙度大，因?yàn)槠閹r的礦物成分中常常含有結(jié)構(gòu)水或結(jié)晶水。因此，利用密度測井值的變化可進(jìn)行片麻巖儲(chǔ)集層的識別，但是利用聲波時(shí)差值或中子孔隙度值單條測井曲線的變化進(jìn)行儲(chǔ)集層識別時(shí)一定要認(rèn)真分析。

4）地層電阻率測井 地層電阻率數(shù)值的高低不僅與地層的含油性和地層水礦化度有關(guān)，而且還與地層的巖性、孔隙度的大小有關(guān)。與滲透性砂巖地層相比，因?yàn)槠閹r儲(chǔ)集層的孔隙度要小得多，所以地層電阻率曲線數(shù)值的高低與地層巖性、孔隙度的關(guān)系更為密切一些。在鉆井過程中，泥漿柱的壓力通常稍大于地層壓力，那么在滲透層就會(huì)有泥漿濾液侵入。泥漿濾液侵入的結(jié)果會(huì)使得測量的電阻率值降低或升高，使不同探測深度的電阻率曲線出現(xiàn)差異甚至?xí)霈F(xiàn)較大差異。對于滲透性較差的致密地層，三電阻率 （或雙側(cè)向）曲線數(shù)值較高且差異較小或沒有差異，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)負(fù)差異。因此，利用電阻率曲線的變化可進(jìn)行片麻巖儲(chǔ)集層的識別并定性地判斷地層流體性質(zhì)。當(dāng)?shù)貙与娮杪蔬^低時(shí)，必須結(jié)合其他測井曲線進(jìn)行綜合分析，因?yàn)槠閹r儲(chǔ)集層裂縫往往很發(fā)育，而這些裂縫有可能被其他導(dǎo)電礦物所充填。

5）微電極電阻率測井 微電極電阻率曲線也可用于滲透層的判斷。對于片麻巖儲(chǔ)集層滲透處，微電極電阻率曲線呈現(xiàn)正差異且數(shù)值較低；而在非滲透處，微電極電阻率數(shù)值較高，曲線差異較小或沒有差異，甚至?xí)霈F(xiàn)負(fù)差異。因此，利用微電極電阻率曲線的變化可進(jìn)行片麻巖儲(chǔ)集層識別。

盡管片麻巖的成因、巖性、礦物成分、孔隙類型及孔隙結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，片麻巖儲(chǔ)集層的識別比較困難，但是只要結(jié)合錄井、氣測等現(xiàn)場第一性資料，參考鄰井測井、地質(zhì)資料等，綜合比對分析各種測井資料，就能對片麻巖儲(chǔ)集層進(jìn)行有效識別。

2.2 片麻巖儲(chǔ)集層評價(jià)方法

與砂巖地層相比，片麻巖儲(chǔ)集層的成因、巖性、礦物成分、孔隙類型及孔隙結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，因此，不能用評價(jià)砂泥巖地層的方法來評價(jià)片麻巖儲(chǔ)集層，特別是不能用評價(jià)砂巖儲(chǔ)集層滲透率的方法來評價(jià)片麻巖儲(chǔ)集層的滲透率。對于那些溶蝕孔隙發(fā)育但孔喉半徑類似于砂巖的片麻巖儲(chǔ)集層或是粒間孔隙發(fā)育的片麻巖儲(chǔ)集層可用評價(jià)砂泥巖地層的方法進(jìn)行地層評價(jià)；而對于溶蝕孔隙發(fā)育或裂縫發(fā)育的片麻巖儲(chǔ)集層可用評價(jià)碳酸鹽巖地層的方法進(jìn)行地層評價(jià)；只是片麻巖儲(chǔ)集層巖石礦物成分復(fù)雜，巖石骨架參數(shù)確認(rèn)要謹(jǐn)慎。

3 實(shí)例分析

王莊油田分布著多個(gè)大小不同的太古界片麻巖古潛山。鄭39井是1994年1月在鄭39潛山高部位完鉆的一口探井。巖性為太古界的花崗片麻巖。薄片鑒定儲(chǔ)集層巖性主要為黑云母二長片麻巖、斜長片麻巖，具有中粗粒變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造；主要礦物成分為鉀長石、斜長石及黑云母，含少量石英等礦物。儲(chǔ)集層孔隙類型有裂縫型、粒間孔隙型和溶蝕孔洞型3種，但主要是裂縫－孔隙型地層。圖1是鄭39井的測井曲線圖。由圖1可見，在滲透層和巖性致密的非滲透層測井曲線顯示特征是不同的：①在滲透層處 （如1386.5～1390.8m），自然伽馬數(shù)值有低有高，井眼擴(kuò)徑，自然電位具有負(fù)異?；蛎黠@負(fù)異常，電阻率呈中低值，密度數(shù)值較小，中子孔隙度數(shù)值較大，聲波時(shí)差呈中高值或變化不大。②在巖性致密的非滲透層 （如1393.8～1398.5m），自然伽馬數(shù)值有低有高，井眼比較規(guī)則，自然電位無異常，電阻率呈中高值，密度數(shù)值較大，中子孔隙度數(shù)值有大有小，聲波時(shí)差呈低值或變化不大。完井后對1367.94～1416.5m投產(chǎn)，日產(chǎn)油16.2m3，含水率11%。

圖1 鄭39井測井曲線圖

測井資料不僅是用于所鉆探井的評價(jià)，而且更重要的是綜合分析利用這些測井資料為油田以后的勘探和開發(fā)提供服務(wù)，特別是為油田開發(fā)井井位的部署及開發(fā)井目的層位的設(shè)計(jì)提供重要的依據(jù)。鄭39－平1井就是依據(jù)鄭39井所設(shè)計(jì)鉆探的一口水平井。根據(jù)測井提議將靶點(diǎn)的垂直深度定為1388m。圖2是鄭39－平1井水平段的測井曲線圖。由圖2可見，電阻率測井曲線和孔隙度測井曲線變化都比較平穩(wěn)，都顯示鄭39－平1井水平段地層是良好的滲透層，并且可以判斷儲(chǔ)集層的主要儲(chǔ)集空間為粒間孔隙。完井后對25、26及27號層投產(chǎn)，日產(chǎn)液17.5m3，日產(chǎn)油11m3，日產(chǎn)氣6576m3，綜合含水率34%。

4 結(jié) 論

1）片麻巖中鉀長石含量常常較高或含有其他富鉀礦物，自然伽馬數(shù)值一般較高或很高，特別是花崗片麻巖。因此不能僅用自然伽馬數(shù)值的高低來進(jìn)行片麻巖儲(chǔ)集層的判斷。

2）對于孔隙發(fā)育的井段，泥漿會(huì)侵入甚至?xí)秩牒苌?，電阻率曲線的幅度會(huì)發(fā)生變化，侵入關(guān)系則與地層所含流體性質(zhì)有關(guān)。

3）聲波時(shí)差值小并不表示地層的孔隙度就??；中子孔隙度值大并不意味著地層的孔隙度就大。

4）井眼垮塌的地方往往裂縫或溶蝕孔洞比較發(fā)育，可能是良好儲(chǔ)集層。

圖2 鄭39－平1井水平段測井曲線圖

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