電成像測(cè)井在珠江口盆地西部沉積相研究中的應(yīng)用

崔維平，楊玉卿 （中海油田服務(wù)股份有限公司，河北 三河065201）

李俊良 （中海石油 （中國(guó)）有限公司湛江分公司，廣東 湛江524057）

張聰慧 （中海油田服務(wù)股份有限公司，河北 三河065201）

電成像測(cè)井在珠江口盆地西部沉積相研究中的應(yīng)用

崔維平，楊玉卿 （中海油田服務(wù)股份有限公司，河北 三河065201）

李俊良 （中海石油 （中國(guó)）有限公司湛江分公司，廣東 湛江524057）

張聰慧 （中海油田服務(wù)股份有限公司，河北 三河065201）

珠江口盆地西部主要由神狐隆起、瓊海凸起和文昌A、B、C凹陷3部分組成，該區(qū)沉積環(huán)境復(fù)雜，儲(chǔ)層橫向變化大，給油田的勘探開發(fā)工作帶來(lái)很大困難。利用電成像測(cè)井資料高分辨率、高直觀性的特點(diǎn)，精確確定巖性界面，有效識(shí)別礫巖；并依據(jù)其所蘊(yùn)涵的豐富的地質(zhì)信息，識(shí)別出7種層理構(gòu)造，以及沖刷面、波痕、鈣質(zhì)結(jié)核、生物構(gòu)造等其他沉積構(gòu)造，建立了4種沉積微相的識(shí)別模式，同時(shí)對(duì)研究區(qū)不同層段的古水流方向進(jìn)行了分析。研究成果對(duì)該區(qū)沉積演化、物源方向分析起到了重要的作用，也對(duì)下一步勘探開發(fā)具有指導(dǎo)意義。

珠江口盆地西部；巖性界面；電成像測(cè)井；層理構(gòu)造；沉積微相

珠江口盆地西部主要由神狐隆起、瓊海凸起和文昌A、B、C凹陷3部分組成 （圖1）。近年來(lái)，隨著鉆井?dāng)?shù)量的增加，在南海西部珠江口盆地的第三系地層發(fā)現(xiàn)了大量的油氣藏或含油氣構(gòu)造，儲(chǔ)量規(guī)模較大，目的層段為古近系的珠海組和新近系的珠江組，它們是在神狐隆起和瓊海凸起不斷下沉和海平面持續(xù)上升的背景下形成的披覆型地層。但是該區(qū)地形復(fù)雜，儲(chǔ)層橫向變化大，給油田的勘探和開發(fā)工作帶來(lái)很大困難。該區(qū)的地層研究都是建立在傳統(tǒng)理論基礎(chǔ)上，對(duì)地層的劃分、沉積相和砂體的展布等問題的認(rèn)識(shí)不清，特別是目的層段的沉積微相及有利砂體分布等還缺乏深入認(rèn)識(shí)。由于電成像測(cè)井資料具有分辨率高且直觀的優(yōu)勢(shì)［1～5］，根據(jù)7口井的電成像資料，分析總結(jié)了電成像圖像形態(tài)及顏色所反映的巖性界面和礫巖識(shí)別模式、沉積構(gòu)造識(shí)別模式及古水流方向分析，并結(jié)合常規(guī)測(cè)井、地質(zhì)資料進(jìn)行了目的層段的沉積微相特征的提取，總結(jié)了該區(qū)沉積微相的電成像圖像識(shí)別模式，在沉積相研究中發(fā)揮了巨大作用，為研究區(qū)的進(jìn)一步勘探開發(fā)提供了可靠的依據(jù)。

圖1 珠江口盆地西部平面位置示意圖

1 巖性精細(xì)解釋

根據(jù)電成像資料識(shí)別巖性，通常把巖性粗略地劃分為泥巖、砂巖及礫巖3類，泥巖電成像靜態(tài)圖像呈暗色，巖性越粗靜態(tài)圖像顏色越淺［6～9］。實(shí)際上該方法忽略了砂體所含流體性質(zhì)和成巖膠結(jié)作用對(duì)電成像靜態(tài)圖像顏色的影響，如圖2（a）所示，泥巖靜態(tài)圖像呈淺色，而細(xì)砂巖靜態(tài)圖像卻顯暗色，與以往認(rèn)識(shí)矛盾，說(shuō)明電成像圖像的顏色不僅取決于巖性粗細(xì)，而且和地層成巖作用及流體性質(zhì)有密切關(guān)系。因此，單純依靠電成像測(cè)井圖像來(lái)識(shí)別巖性并不可靠。

自然伽馬曲線與巖石粒度之間的關(guān)系密切，粒度越粗，泥質(zhì)含量越低，自然伽馬的值就越低。在研究區(qū)，通過(guò)巖心、壁心刻度常規(guī)測(cè)井，建立粒度與自然伽馬曲線的關(guān)系，應(yīng)用eXpress軟件計(jì)算巖性剖面。對(duì)于較細(xì)的巖性，很難根據(jù)常規(guī)測(cè)井資料精確確定巖性界面，而電成像測(cè)井資料對(duì)巖性變化敏感且分辨率高 （0.2in），可精確確定巖性界面 （圖2 （b））。對(duì)于較粗的巖性，常規(guī)測(cè)井資料無(wú)法對(duì)礫巖做出有效識(shí)別，而礫巖在電成像測(cè)井資料中特征明顯，呈橢圓亮斑狀［10］。在利用巖心刻度常規(guī)測(cè)井資料識(shí)別巖性的基礎(chǔ)上，根據(jù)電成像資料對(duì)巖性界面和含礫砂巖做重點(diǎn)調(diào)整，建立起各研究井的精細(xì)巖性剖面。

圖2 不同巖性電成像靜態(tài)圖像特征及巖性界面識(shí)別

2 沉積構(gòu)造的識(shí)別

沉積構(gòu)造是指沉積物沉積時(shí)，或沉積后，由于物理作用、化學(xué)作用及生物作用形成的各種構(gòu)造?？梢源_定沉積介質(zhì)的營(yíng)力及流動(dòng)狀態(tài)，從而有助于分析沉積環(huán)境［11］。電成像資料蘊(yùn)含有豐富的地質(zhì)信息，對(duì)于識(shí)別沉積構(gòu)造有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，也是電成像資料在沉積相研究中的重要內(nèi)容之一。

2.1 層理構(gòu)造

層理在電成像圖像上表現(xiàn)為層內(nèi)顏色的細(xì)微變化，層內(nèi)顏色細(xì)微變化界面即為紋層面，根據(jù)紋層面的產(chǎn)狀可將紋層劃分為不同紋層組，根據(jù)紋層和紋層組的特征，可以確定層理類型［12］。研究區(qū)沉積環(huán)境復(fù)雜，層理種類較多，按層內(nèi)細(xì)層的形態(tài)與層系界面的關(guān)系可劃分為水平層理、平行層理、下截型板狀交錯(cuò)層理、下切型板狀交錯(cuò)層理、槽狀層理、塊狀層理及羽狀交錯(cuò)層理 （圖3（a）～ （g））（其中，塊狀層理傾角矢量一般有兩種模式，一種為空白模式，另一種為雜亂模式，圖3（g）為空白模式，因此無(wú)傾角矢量）。槽狀交錯(cuò)層理反映高能沉積環(huán)境，主要出現(xiàn)在河道型砂體中；羽狀交錯(cuò)層理屬于典型的潮汐成因的層理構(gòu)造，發(fā)育于潮汐水道中；而波狀交錯(cuò)層理和水平層理則反映較低能環(huán)境，主要發(fā)育于濱外砂壩中。

圖3 不同沉積構(gòu)造電成像動(dòng)態(tài)圖像特征 （一）

圖3 不同沉積構(gòu)造電成像動(dòng)態(tài)圖像特征 （二）

2.2 層面構(gòu)造

研究區(qū)識(shí)別出的層面構(gòu)造主要包括沖刷面和波痕兩類。沖刷面屬于底層面構(gòu)造，是由于流速的突然增加，流體對(duì)下伏沉積物沖刷、侵蝕而形成的起伏不平的面。沖刷面上的沉積物比下伏沉積物粗，一般形成于河道底部。在研究區(qū)可見到5種形態(tài)的沖刷面 （圖3（h）～ （l））。波痕是非粘性的砂質(zhì)沉積物層面上特有的波狀起伏的層面構(gòu)造，在礫巖和泥巖中見不到波痕。由于波痕的形成受到水動(dòng)力條件及沉積物類型的控制，根據(jù)波痕的類型可以了解沉積物形成的條件并指示介質(zhì)流動(dòng)的方向［11］。在電成像圖像上波痕表現(xiàn)為位于砂體頂部的波浪狀曲面，凹部被暗色泥質(zhì)充填 （圖3（m））。

2.3 鈣質(zhì)結(jié)核

鈣質(zhì)結(jié)核一般是在水深流緩，波浪影響較弱，沉積較緩慢的情況下形成的一種成分、結(jié)構(gòu)和顏色與圍巖顯著不同的礦物集合體，在電成像圖像上呈高阻白色球狀或團(tuán)塊狀 （圖3（n））。根據(jù)結(jié)核與圍巖層理的關(guān)系，可識(shí)別出其形成階段，并判斷沉積環(huán)境。研究區(qū)珠江組二段鈣質(zhì)結(jié)核發(fā)育，說(shuō)明其為有障壁的潮控型濱岸環(huán)境［13］。

2.4 生物擾動(dòng)構(gòu)造

生物擾動(dòng)構(gòu)造屬于生物成因構(gòu)造，是生物破壞原生物理構(gòu)造，特別是成層構(gòu)造的過(guò)程。生物擾動(dòng)是一種破壞機(jī)制，它可以使不同的沉積物發(fā)生混合，表現(xiàn)為原生層理構(gòu)造被強(qiáng)烈破壞。在電成像圖像上表現(xiàn)為原生層理斷裂、破碎，砂、泥巖攪混在一塊，呈雜亂細(xì)碎的特征，有時(shí)甚至有似角礫狀特征 （圖3（o）），反映沉積環(huán)境生物活動(dòng)頻繁。

3 沉積微相模式

根據(jù)巖性精細(xì)解釋、沉積構(gòu)造的拾取，結(jié)合巖心、錄井及常規(guī)測(cè)井資料對(duì)地層沉積微相進(jìn)行分析，建立了4類關(guān)鍵砂體的電成像測(cè)井圖像識(shí)別模式，即：扇三角洲前緣水下分流河道識(shí)別模式、潮汐水道識(shí)別模式、濱岸砂壩識(shí)別模式及濱外砂壩識(shí)別模式。其中，水下分流河道、潮汐水道物性較好，是儲(chǔ)集油氣的有利砂體；而濱岸砂壩和濱外砂壩物性相對(duì)較差，為低阻油層。

1）扇三角洲前緣水下分流河道識(shí)別模式 扇三角洲前緣水下分流河道主要發(fā)育于珠海組，巖性較粗，一般以含礫砂巖或粗、中砂巖為主，河道頂部可見細(xì)砂巖。如果砂體含水則在電成像資料靜態(tài)圖像上呈暗黑色，含油則呈淺灰色至灰白色；電成像資料動(dòng)態(tài)圖像上可見交錯(cuò)層理發(fā)育，常見有槽狀交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理及塊狀層理，底部常具有沖刷面；自然伽馬曲線呈光滑或微齒化箱型或鐘型 （圖4（a））。

2）潮汐水道識(shí)別模式 潮汐水道發(fā)育于珠江組二段，巖性以淺灰色含礫中砂巖、中砂巖及細(xì)砂巖為主，夾有灰色泥質(zhì)粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖。電成像資料靜態(tài)圖像上以淺灰色為主，電成像資料動(dòng)態(tài)圖像可見交錯(cuò)層理發(fā)育，底部常見沖刷面；自然伽馬曲線呈微齒化或齒化箱形。從巖性和常規(guī)測(cè)井資料很難區(qū)分潮汐水道與水下分流河道沉積，電成像資料發(fā)揮了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，由其電成像資料識(shí)別出的羽狀交錯(cuò)層理可作為鑒別潮汐水道的典型標(biāo)志 （圖4（b））。

3）濱岸砂壩識(shí)別模式 濱岸砂壩砂體類型較多，主要有沿岸砂壩、河口壩和潮汐砂壩3種主要類型，主要發(fā)育于珠江組一段下部。沿岸砂壩巖性通常以細(xì)砂巖及粉砂巖為主，偶見含礫砂巖。電成像靜態(tài)圖像多數(shù)顯示暗黑色特征，局部含油層段顯示為灰白色；動(dòng)態(tài)圖像上可見板狀、波狀層理；自然伽馬曲線呈漏斗形，如果砂體疊加厚度大也可呈箱型 （圖4（c））。

4）濱外砂壩識(shí)別模式 濱外砂壩發(fā)育于珠江組一段上部，巖性較細(xì)，主要以泥質(zhì)粉砂巖、含泥粉砂巖或粉砂巖為主。電成像靜態(tài)圖像顯示為灰色至淺灰色；動(dòng)態(tài)圖像上可見水平、波狀及塊狀層理，生物擾動(dòng)發(fā)育，有時(shí)可見生物貝殼出現(xiàn)；自然伽馬曲線可呈漏斗型或高幅度箱型 （圖4（d））。

4 古水流方向

砂體古流向的分析主要根據(jù)消除地層構(gòu)造傾角以后的砂巖層理來(lái)判別，利用傾角矢量藍(lán)模式或綠模式可以確定井點(diǎn)處古水流方向［14，15］。

圖4 沉積微相識(shí)別模式

根據(jù)不同沉積環(huán)境對(duì)研究區(qū)的古水流方向及砂體延伸方向進(jìn)行了分析 （表1）。珠海組沉積時(shí)期，神狐隆起幅度較大，主要形成近岸扇三角洲沉積體系，古水流方向基本代表了扇三角洲前緣水下分流河道前積的方向，主要呈北西至北北西向，砂體展布方向與古水流方向一致。珠江組二段以潮汐作用為主，出現(xiàn)兩個(gè)古水流方向，分別代表了漲潮流和退潮流的方向，分析表明，南東向代表了退潮流的方向，北西向則代表了漲潮流方向，潮汐水道的砂體展布方向與古水流方向一致，而沿岸砂壩的展布方向與古水流方向垂直。珠江組一段以開闊濱海波浪作用為主，也出現(xiàn)了兩個(gè)古水流方向，南東向代表了波浪回流方向，北西向代表了波浪向岸流方向，沉積微相主要以沿岸砂壩為主，其展布方向與古水流方向垂直。通過(guò)古水流方向及砂體展布方向的分析，對(duì)區(qū)域沉積演化、物源方向的分析起到了重要作用，也對(duì)下步勘探開發(fā)具有指導(dǎo)意義。

表1 研究區(qū)古水流方向及砂體延伸方向統(tǒng)計(jì)表

5 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)珠江口盆地西部巖性復(fù)雜、非均質(zhì)性強(qiáng)及常規(guī)測(cè)井判識(shí)巖相、沉積微相困難的特點(diǎn)，在巖性精細(xì)解釋的基礎(chǔ)上，對(duì)研究區(qū)沉積構(gòu)造、沉積微相的電成像測(cè)井響應(yīng)特征進(jìn)行了分析，建立了各自的圖像識(shí)別模式。利用電成像資料的高分辨率優(yōu)勢(shì)，精確確定了巖性界面，并對(duì)礫巖進(jìn)行有效識(shí)別。電成像資料蘊(yùn)含著豐富的地質(zhì)信息，應(yīng)用這一優(yōu)勢(shì)，在研究區(qū)識(shí)別出7種層理構(gòu)造以及沖刷面、波痕、鈣質(zhì)結(jié)核及生物擾動(dòng)構(gòu)造等沉積構(gòu)造，并建立了4種沉積微相的識(shí)別模式。同時(shí)，利用電成像資料分析了研究區(qū)不同時(shí)期的古水流方向，珠海組古水流方向?yàn)楸蔽髦帘北蔽飨颍恢榻未嬖趦蓚€(gè)古水流方向，分別代表了漲潮流 （北西向）和退潮流 （南東向）方向；珠江組一段亦有兩個(gè)古水流方向，南東向代表了波浪回流方向，北西向代表了波浪向岸流方向，并指明了不同沉積微相的砂體延伸方向。上述成果為研究區(qū)單井沉積相分析、區(qū)域沉積演化及尋找有利的油氣儲(chǔ)集帶提供了可靠依據(jù)。

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Application of Imaging Logging in Sedimentary Facies Study in the West of Pearl－river Mouth Basin

CUI Wei－ping，YANG Yu－qing，LI Jun－liang，ZHANG Cong－h(huán)ui（First Author's Address：China Offshore Oilfield Services Limited，Sanhe065201，Hebei，China）

In the west of the Pearl－river Mouth Basin there were three parts，namely，Shenhu Uplift，Qionghai Uplift，and Wenchang Sag which included Wenchang A Sag，Wenchang B Sag and Wenchang C Sag.It was very difficult for the oilfield exploration and development due to complicated sedimentary environments and the large transversal change of reservoirs.Based on the characteristics of high resolution and visualization of imaging logging data，the lithologic interface was determined accurately，the conglomerate was identified effectively.Based on the abundant information contained in imaging logging data，7types of sedimentary structures，including bedding structures，scour surfaces，ripple marks，caliche nodules，bioturbation structures，etc.were recognized，four recognition patterns of sedimentary microfacies were built and paleocurrent directions of different formations of the target region were studied.The results not only play a key role on regional sedimentary evolution and source direction analysis but also guide the further oilfield exploration and development.

west of the Pearl－river Mouth Basin；lithologic interface；imaging logging；bedding structure；sedimentary

P631.84

A

1000－9752 （2012）03－0089－07

2011－12－05

國(guó)家油氣重大專項(xiàng) （Z09FN047）。

崔維平 （1973－），男，1995年大學(xué)畢業(yè)，碩士，高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事測(cè)井地質(zhì)綜合研究工作。

［編輯］ 龍 舟

micro－facies