測井相在沉積相研究中的應(yīng)用——以長嶺凹陷大情字井油田黑46區(qū)青山口組為例

胡望水 衛(wèi)小龍 叢 巖 唐小玲 明凱曼

(長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北荊州 434023)

在石油鉆井取心量少的情況下，利用各種測井曲線并結(jié)合巖心分析沉積環(huán)境，追蹤沉積相的縱向和橫向變化，推測砂體的遷移和演化規(guī)律，對油田勘探和開發(fā)給出建議。尤其是當(dāng)油田進(jìn)入高含水期后，利用測井曲線對儲層地質(zhì)進(jìn)行精細(xì)刻畫，尋找剩余油的分布，制定對應(yīng)的調(diào)整方案，提高采收率，保證油田的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)［1］。在系統(tǒng)觀察大情字井油田黑75、情3－3井2口井的巖芯觀察取心井的巖心后，結(jié)合測井資料全面分析青山口組沉積微相特征，并建立相應(yīng)的沉積相模式和測井相模式。

1 地質(zhì)背景

大情字井油田位于吉林省乾安縣大情字井鄉(xiāng)，北距乾安縣城約30 km，南距長嶺縣城約70 km，區(qū)域構(gòu)造位于松遼盆地南部中央坳陷區(qū)長嶺凹陷中部。研究區(qū)位于大情字井油田的西部，區(qū)塊面積為16.16 km2。

2 測井相的原理及測井曲線特征

利用測井曲線形態(tài)進(jìn)行沉積相分析稱為測井相分析，亦稱電相(Electrofacies)。電相的概念是O.Serra首先提出的。測井相分析是利用各種測井響應(yīng)識別儲層微相。不同的水動力條件造成了不同環(huán)境下的沉積層序在粒度、分選、泥巖含量等方面的特征，因而具有不同的測井曲線形態(tài)。D.R.Alen最初將自然電位曲線與電阻率曲線組合在一起，提出了5種測井曲線形態(tài)的沉積環(huán)境基本類型，分別為頂部或底部漸變形、頂部或底部突變形、振蕩型、互層組合型和塊狀組合型。

3 青山口組沉積微相的測井相模式

根據(jù)大情字井油田的構(gòu)造和所處地理位置，通過對黑75、情3－3井2口井的巖芯觀察，結(jié)合前人的研究成果，認(rèn)為研究區(qū)目的層為三角洲相，發(fā)育三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲3種亞相以及分流河道、邊灘(點(diǎn)壩)、決口扇、天然堤、廢棄河道、河漫沉積、水下分流河道、河口壩、河道溢岸砂體、遠(yuǎn)砂壩、前緣席狀砂、分流間灣、前三角洲泥和濁積體共14個微相。研究區(qū)各微相沉積及電性特征如下:

(1)分流河道微相。分流河道微相是研究區(qū)三角洲平原亞相中主要的儲集相帶。砂層較厚，一般為3～6 m，有的可達(dá)10 m。測井曲線表現(xiàn)為:自然電位曲線特征一般為箱形、齒化箱形及鐘形［3］。深側(cè)向電阻率一般為5～15 Ω·m，淺側(cè)向電阻率一般為2 ～12 Ω·m，伽瑪曲線數(shù)值為 70.5 ～82.9(API)，自然電位曲線值為－46.5～20 mV。

(2)邊灘微相。邊灘微相帶自然電位曲線形態(tài)特征與分流河道基本相同，只是其曲線幅度較低，呈箱形、齒化箱形或鐘形。深側(cè)向電阻率一般為6～18.6 Ω·m，淺側(cè)向電阻率一般為 5 ～18.2 Ω·m，伽瑪曲線數(shù)值為75.8～92.6(API)，自然電位曲線值為 －6.5 ～32.6 mV。

(3)天然堤微相。研究區(qū)內(nèi)天然堤不很發(fā)育，其自然電位曲線為鋸齒狀，曲線幅度下部較大，研究區(qū)天然堤砂體為干層，是非滲透性儲層。

(4)決口扇微相。決口扇微相沉積物主要為灰色細(xì)砂巖、粉砂巖泥質(zhì)粉砂巖，砂層厚度一般為2～5 m。測井曲線表現(xiàn)為:自然電位曲線幅度多表現(xiàn)為中等至高，中部呈外凸的鋸齒形，表明該地層均值性較差，沉積時水動力不穩(wěn)定。深側(cè)向電阻率曲線值一般為4～15.6 Ω·m，淺側(cè)向電阻率曲線值一般為3～17.2 Ω·m，伽瑪曲線數(shù)值為 75.8 ～92.6(API)，自然電位曲線值為 －6.5 ～32.6 mV。

(5)河漫灘微相。河漫灘微相泥巖多砂巖少，其自然電位曲線靠近基線，低幅起伏，自然伽瑪曲線表現(xiàn)為高值，與分流河道或點(diǎn)砂壩微相自然電位曲線相比，其曲線起伏明顯偏低且平緩。深側(cè)向電阻率曲線值一般為3～10.6 Ω·m，淺側(cè)向電阻率曲線值一般為2～10.2 Ω·m，伽瑪曲線數(shù)值為76.9～192.6(API)，自然電位曲線值為6 ～34.6 mV。

(6)廢棄河道微相。廢棄河道微相自然電位曲線上部靠近基線，低幅起伏，自然伽瑪曲線表現(xiàn)為高值，與分流河道或點(diǎn)砂壩微相自然電位曲線相比，其曲線起伏明顯偏低且平緩，下部曲線特征與分流河道、點(diǎn)砂壩曲線相似。深側(cè)向電阻率曲線值一般為6.6 ～18.2 Ω·m，淺側(cè)向電阻率曲線值一般為 5.2～16.2 Ω·m，伽瑪曲線數(shù)值為 52 ～126(API)，自然電位曲線值為1～28.6 mV。

(7)水下分流河道微相。水下分流河道微相自然電位曲線多為鐘形，箱形及箱形—鐘形，深側(cè)向電阻率曲線值一般為34.3～54.5 Ω·m，淺側(cè)向電阻率曲線值一般為34.3～48 Ω·m，伽瑪曲線數(shù)值為85.5 ～92.6(API)，自然電位曲線值為 －13.5 ～1.3 mV。

(8)河口壩微相。河口壩微相自然電位曲線多為漏斗形和復(fù)合形，深側(cè)向電阻率曲線值一般為24.3 ～ 38.6 Ω·m，淺側(cè)向電阻率曲線值一般為23.6～36.9 Ω·m，伽瑪曲線數(shù)值為92.6～ 108(API)，自然電位曲線值為 －8.3 ～5.6 mV。

(9)水下溢岸砂體。水下溢岸砂體溢岸沉積粒序上常為反粒序或復(fù)合粒序，發(fā)育平行層理、波狀層理。電測曲線為漏斗形、指形等，測井曲線齒化嚴(yán)重，反映了河道溢岸和非溢岸沉積作用相互進(jìn)行的特點(diǎn)。

(10)遠(yuǎn)砂壩微相。遠(yuǎn)砂壩微相在測井曲線上與河口壩的區(qū)別是:遠(yuǎn)砂壩較薄，自然伽瑪值較大，呈漏斗型，中—薄層，該沉積微相泥質(zhì)含量相對較高。自然電位曲線多為漏斗形和復(fù)合形，深側(cè)向電阻率曲線值一般為23.8～88.6 Ω·m，淺側(cè)向電阻率曲線值一般為18.5～78.2 Ω·m，伽瑪曲線數(shù)值為75.8 ～102.6(API)，自然電位曲線值為 －20.5 ～8.6 mV。

(11)席狀砂微相。席狀砂微相主要是受波浪搬運(yùn)再沉積作用的控制。其特點(diǎn)是自然電位曲線為指狀和齒狀，深側(cè)向電阻率曲線值一般為21.5～61.1 Ω·m，淺側(cè)向電阻率曲線值一般為20.2 ～59.1 Ω·m，伽瑪曲線數(shù)值為 76.8 ～102.6(API)，自然電位曲線值為 －32.4 ～30.6 mV。

(12)分支間灣微相。分支間灣微相巖性以泥巖為主，厚度變化較大，通常為1～10 m;自然伽瑪曲線為高值，曲線為踞齒狀，深側(cè)向電阻率曲線值一般為5～16.6 Ω·m，淺側(cè)向電阻率曲線值一般為4～14.5 Ω·m，伽瑪曲線數(shù)值為 96.5 ～ 168.5(API)，自然電位曲線值為 －6.5 ～8.9 mV。

(13)前扇三角洲泥、淺湖泥。前扇三角洲泥、淺湖泥測井曲線表現(xiàn)為高自然電位和低電阻率。

(14)濁積體。濁積體曲線呈鐘狀或指狀，發(fā)育在河口壩前方或前三角洲泥巖中。青一段地層中濁積體較發(fā)育，呈孤立狀或與河口壩相連。濁積體分2類，一類是由河口壩前方滑塌作用形成的，分布于河口壩前緣，稱為滑塌濁積體;另一類濁積體是碎屑物，呈懸浮狀沉積在前三角洲泥巖中，稱之為懸浮濁積體。

4 沉積體系過程的研究

通過測井相所反饋沉積微相的分布確定沉積微相后，可將青山口組沉積體系分為3個部分:

(1)青山口組一段沉積期。青山口組一段沉積期與泉頭組四段相比，物源方向具有良好的繼承性，主要來自研究區(qū)南部、西南部。這時研究區(qū)均為水下環(huán)境，即三角洲前緣亞相和前三角洲亞相，主要沉積微相有水下分流河道、河口砂壩、水下分流河道溢岸沉積、席狀砂、遠(yuǎn)砂壩及分流間灣微相［4］。另外還發(fā)育少量濁積砂體，砂體面積較廣。

(2)青山口組二段沉積期。青山口組二段沉積期研究區(qū)主要發(fā)育三角洲前緣沉積，與一段相比，沉積微相展布繼承性良好，物源方向主要來自研究區(qū)西南方向，主要沉積微相有水下分流河道、河口砂壩、水下分流河道溢岸沉積、席狀砂、遠(yuǎn)砂壩及分流間灣微相［5］。另外還發(fā)育少量濁積砂體。

(3)青山口組三段沉積期。青山口組三段沉積期研究區(qū)主要發(fā)育三角洲平原亞相和三角洲前緣亞相。在青三段早期主要是西南角發(fā)育面積不大的三角洲平原亞相。往上三角洲平原面積逐漸增大，三角洲前緣亞相面積逐漸減小。最后發(fā)育的只有東北角有較小面積的三角洲前緣亞相，其余地區(qū)為三角洲平原亞相。

5 結(jié)論

雖然取芯井?dāng)?shù)量較少，但測井信息每井都有，利用測井曲線形態(tài)可以有效地反饋上述成因標(biāo)志在縱、橫方向上的變化，為識別沉積相提供有價值的資料，并成為一種有效識別沉積相的途徑。利用測井相所反饋的沉積微相的劃分以及綜合研究區(qū)三角洲發(fā)育的地質(zhì)背景、沉積特征，建立了三角洲的沉積模式，其主要特征為:

(1)黑46區(qū)物源主要來自西南部的鐵法丘陵及古大興安嶺凸起，地形坡降較緩。沉積物沿曲流河入湖，形成正常三角洲。

(2)黑46區(qū)青一段、青二段主要為三角洲前緣、前三角洲及湖相沉積體，青三段下部主要發(fā)育三角洲前緣亞相，中上部發(fā)育以三角洲平原為主。

(3)三角洲前緣近端以水下分流河道為主，遠(yuǎn)端以席狀砂、遠(yuǎn)砂壩沉積為主。

(4)在剖面上，自下而上沉積物分別為半深湖、淺湖、前三角洲泥、三角洲前緣砂巖體及三角洲平原沉積體;隨著時間推移，三角洲泥巖、三角洲前緣砂巖體及三角洲平原呈彼此交錯疊覆的組合關(guān)系。

［1］張興金，楊清彥，馬世忠.朝陽溝油田扶余油層曲流河沉積微相及測井相研究［J］.大慶石油學(xué)院學(xué)報，1994，18(1):17-21.

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［3］王安輝，趙全軍.大情字井油田南部青三段沉積微相及其含油性研究［J］.石油天然氣學(xué)報，2010，32(6):41-45.

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［5］張玉，王雅春，關(guān)曉強(qiáng)，等.大情字井地區(qū)青山口組二段IV砂組和V砂組沉積微相研究［J］.石油物探，2010，49(1):68-71.