基于主成分分析的致密砂礫巖孔隙度測(cè)井評(píng)價(jià)方法

高　陽(yáng)　李忠新

(中石化勝利油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院　山東東營(yíng)　257015)

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基于主成分分析的致密砂礫巖孔隙度測(cè)井評(píng)價(jià)方法

高陽(yáng)李忠新

(中石化勝利油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院山東東營(yíng)257015)

巖性識(shí)別是致密砂礫巖測(cè)井評(píng)價(jià)的重要工作。砂礫巖巖性多樣、成分復(fù)雜，導(dǎo)致測(cè)井識(shí)別巖性準(zhǔn)確率低、測(cè)井解釋孔隙度不準(zhǔn)確。以東營(yíng)凹陷北部陡坡帶沙四下亞段致密砂礫巖為例，在對(duì)其巖石學(xué)特征分析的基礎(chǔ)上，按照巖石類(lèi)型和骨架礦物差異給砂礫巖分類(lèi)，利用鑄體薄片資料對(duì)測(cè)井曲線進(jìn)行巖性標(biāo)定，提取各種巖性的測(cè)井響應(yīng)特征，在此基礎(chǔ)上建立了基于主成分分析的測(cè)井巖性識(shí)別方法，并分巖性建立了孔隙度測(cè)井評(píng)價(jià)模型，提高了砂礫巖測(cè)井巖性識(shí)別和測(cè)井孔隙度計(jì)算的準(zhǔn)確率。

致密砂礫巖測(cè)井評(píng)價(jià)主成分分析東營(yíng)凹陷孔隙度

0　引言

砂礫巖油氣藏是斷陷盆地重要的油氣勘探目標(biāo)[1]。在我國(guó)東部箕狀斷陷盆地陡坡帶，廣泛發(fā)育了砂礫巖扇體，目前已在大慶油田徐家圍子地區(qū)[2]、大港油田灘海地區(qū)[3]、遼河油田西部凹陷[4]、勝利油田東營(yíng)凹陷北部陡坡帶、車(chē)鎮(zhèn)凹陷北部陡坡帶和沾化凹陷羅家地區(qū)[5-7]發(fā)現(xiàn)了規(guī)模聚集的砂礫巖油氣藏。砂礫巖體大多為重力流和牽引流共同作用下的扇三角洲、近岸水下扇或濁積扇近物源沉積物，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，具體表現(xiàn)為：平面上巖相變化快，縱向多期疊置、沉積厚度大，微觀上表現(xiàn)為巖石骨架成分復(fù)雜、孔隙結(jié)構(gòu)變化復(fù)雜[8]，這些導(dǎo)致了砂礫巖體測(cè)井巖性識(shí)別和物性評(píng)價(jià)精度低[9]。提高砂礫巖儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)精度，是這類(lèi)油氣藏勘探和開(kāi)發(fā)亟待解決的科學(xué)和實(shí)際問(wèn)題。

東營(yíng)凹陷北部陡坡帶沙四下亞段致密砂礫巖中富含油氣[10]。2005年該區(qū)的豐深1井沙四下亞段砂礫巖儲(chǔ)層經(jīng)CO2壓裂后，獲日產(chǎn)氣8×104m3、凝析油49.7 m3的工業(yè)油氣流，2011年豐深1—斜1井沙四下亞段砂礫巖經(jīng)壓裂后，6 mm油嘴試氣日產(chǎn)氣7.2×104m3，凝析油18.7 m3，證實(shí)該區(qū)致密砂礫巖油氣藏具有較大的資源潛力[11-13]。國(guó)內(nèi)外勘探實(shí)踐證實(shí)，致密砂礫巖油氣勘探的關(guān)鍵問(wèn)題是有效儲(chǔ)層識(shí)別，但目前東營(yíng)北帶沙四下亞段致密砂礫巖測(cè)井評(píng)價(jià)仍然采用的是復(fù)雜巖性解釋方法(CRA)，該方法識(shí)別巖性的準(zhǔn)確率低于50%，測(cè)井解釋的孔隙度與實(shí)測(cè)孔隙度之間有很大差別，多數(shù)樣品測(cè)井解釋孔隙度大于實(shí)測(cè)孔隙度，測(cè)井孔隙度與實(shí)測(cè)孔隙度差值小于1.5%的樣品僅占所有樣品的61.8%(圖1)，這直接影響了該區(qū)砂礫巖有效儲(chǔ)層識(shí)別，阻礙了該區(qū)致密砂礫巖油氣藏的勘探。

因此，本文在對(duì)東營(yíng)北帶沙四下亞段砂礫巖儲(chǔ)層巖石學(xué)特征分析的基礎(chǔ)上，按照骨架礦物、巖石類(lèi)型對(duì)砂礫巖分類(lèi)，并建立了基于主成分分析的砂礫巖巖性測(cè)井識(shí)別方法，然后分巖性建立了孔隙度測(cè)井計(jì)算模型，提高了該區(qū)致密砂礫巖儲(chǔ)層孔隙度測(cè)井評(píng)價(jià)精度。

圖1　東營(yíng)凹陷北帶沙四下亞段致密砂礫巖測(cè)井解釋孔隙度(CRA)與實(shí)測(cè)孔隙度Fig.1　Logging CRA-porosity and measured porosity of Es4x tight glutenite in the north of Dongying sag

1　致密砂礫巖儲(chǔ)層特征與分類(lèi)

東營(yíng)凹陷北部陡坡帶緊鄰控凹的陳南斷裂，位于斷層下降盤(pán)，斷裂上升盤(pán)為陳家莊凸起物源區(qū)，沙四下亞段沉積期，陳南斷裂強(qiáng)烈活動(dòng)，兩盤(pán)之間古落差極大，此時(shí)在斷層下降盤(pán)發(fā)育鹽湖，總體形成了“高山深湖、溝梁相間”的古地理面貌，發(fā)育重力流成因的近岸水下扇沉積[11]。這些砂礫巖扇體縱向上多期疊置，累計(jì)厚度可達(dá)2 000余米，平面上自西向東依次發(fā)育利津、勝坨、民豐三個(gè)沖溝群，各沖溝群又可以劃分為多個(gè)沖溝，例如民豐沖溝群可以劃分為豐深4、豐深1、豐8、豐深6四個(gè)沖溝。

統(tǒng)計(jì)了目前該區(qū)鉆井資料、巖芯資料、粒度分析資料，發(fā)現(xiàn)這套砂礫巖巖性組成復(fù)雜，其中礫巖(>2 mm)占39.9%(包括礫巖、含砂礫巖、砂質(zhì)礫巖)，砂巖(包括砂巖、含礫砂巖、礫質(zhì)砂巖)占54.5%，這些砂巖中以不等粒砂巖和中粗砂巖為主，細(xì)砂巖較少，粉砂巖(<0.062 5 mm)僅占3.6%，另外還包括2.0%的雜砂巖(圖2)。統(tǒng)計(jì)179組砂巖粒度分析資料，發(fā)現(xiàn)東營(yíng)北帶沙四下砂巖分選系數(shù)介于1.4～5.2，平均1.85，標(biāo)準(zhǔn)偏差介于0.98～2.79，平均1.44，C值(百分之一含量的最大粒徑)最大可達(dá)45 mm，M值(中值粒徑)平均0.48 mm，整體分選中等—較差。從粒度累積概率曲線看，粒度分布范圍廣，以一段式和粗粒稍占優(yōu)勢(shì)的寬緩上拱式為主，具有明顯的重力流沉積特征(圖3)。薄片觀察發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)砂礫巖顆粒以次棱狀為主(占94%)，分選差—中等(占觀察樣品93%)，結(jié)構(gòu)成熟度低。

東營(yíng)凹陷北部陡坡帶沙四下亞段砂礫巖物源來(lái)源復(fù)雜，既有來(lái)自下古生界的碳酸鹽巖，也有來(lái)自太古界的變質(zhì)巖，還包括中生界的碎屑巖和少量侵入巖。為查清研究區(qū)砂礫巖骨架礦物類(lèi)型，統(tǒng)計(jì)了253個(gè)鑄體薄片數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)東營(yíng)北帶沙四下亞段砂礫巖的礫石主要成分為來(lái)自太古界的二長(zhǎng)花崗巖、花崗—片麻巖、偉晶巖、石英巖礫石(圖4a)，以及來(lái)自下古生界的白云巖礫石(圖4b)，巖漿巖礫石、砂巖礫石較少。根據(jù)砂巖三角圖分類(lèi)(圖5)，研究區(qū)砂巖的巖性多為巖屑長(zhǎng)石砂巖(圖4c)、長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖和巖屑砂巖(圖4d)，砂巖中石英含量低，平均含量?jī)H28.9%，長(zhǎng)石含量平均36.3%，巖屑含量平均34.8%，Q/(F+R)一般在0.15～0.75之間，平均0.48，礦物成熟度低。

砂巖中巖屑成分能夠代表母巖性質(zhì)。通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)砂巖中巖屑成分與砂巖類(lèi)型有相關(guān)關(guān)系，在研究區(qū)西部的利津地區(qū)主要為灰?guī)r、白云巖巖屑等沉積巖屑，砂巖類(lèi)型以長(zhǎng)石巖屑砂巖為主，在民豐和勝坨地區(qū)為結(jié)晶巖、石英巖、二長(zhǎng)花崗巖巖屑，砂巖多為長(zhǎng)石砂巖、巖屑長(zhǎng)石砂巖，且不同沖溝的砂巖類(lèi)型與巖屑類(lèi)型規(guī)律性分布(圖6)。

總之，按照研究區(qū)砂礫巖的粒度特征、巖石學(xué)特征、骨架礦物特征，可先將之劃分為砂巖和礫巖兩種類(lèi)型，進(jìn)一步按照骨架礦物類(lèi)型劃分為變質(zhì)型礫巖、沉積型礫巖、變質(zhì)型長(zhǎng)石砂巖和沉積型巖屑砂巖四類(lèi)。

圖2　東營(yíng)北帶沙四下砂礫巖巖性直方圖(按粒度)Fig.2　Frequency histogram of Es4x tight glutenite in the north of Dongying sag

圖3　東營(yíng)北帶沙四下砂巖粒度概率累計(jì)曲線Fig.3　Granularity probability cumulative curve of Es4x sandstone in the north of Dongying sag

圖4　東營(yíng)北帶致密砂礫巖礫石成分與砂巖成分a.豐深1井，4 495.2 m，太古界變質(zhì)巖礫石；b.豐深2井，5 649.2 m，下古生界碳酸鹽巖礫石；c.豐深1井，4 348.25 m，巖屑長(zhǎng)石砂巖(40+)；d.坨168井，3 490.8 m，巖屑砂巖(40+)。Fig.4　Gravel and sandstone composition of Es4x tight glutenite in the north of Dongying sag

圖5　東營(yíng)北帶沙四下砂巖三角圖Fig.5　Sandstone triangle of Es4x in the north of Dongying sag

2　砂礫巖儲(chǔ)層測(cè)井巖性識(shí)別

目前，國(guó)內(nèi)外砂礫巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)普遍采用了先界定巖性或骨架礦物，然后分巖性(骨架礦物)建立測(cè)井孔隙度、滲透率計(jì)算模型的方法[14-19]，巖性骨架識(shí)別的準(zhǔn)確性決定了砂礫巖測(cè)井評(píng)價(jià)精度。

2.1不同巖性測(cè)井響應(yīng)特征

目前常用的巖性識(shí)別方法是交匯圖、交匯圖—樹(shù)形判別法，該方法應(yīng)用的基礎(chǔ)是各巖性之間測(cè)井響應(yīng)特征差別較大。從前文可知，按照顆粒粒度，研究區(qū)砂礫巖可以劃分為砂巖和礫巖兩大類(lèi)，其中砂巖(礫石含量<50%)又可以劃分為含礫砂巖、礫質(zhì)砂巖和砂巖，礫巖的礫石含量>50%，進(jìn)一步可以劃分為礫巖、含砂礫巖和砂質(zhì)礫巖，由于含砂礫巖樣品較少，且測(cè)井響應(yīng)特征與礫巖相似，因此我們統(tǒng)計(jì)了研究區(qū)砂巖、含礫砂巖、礫質(zhì)砂巖、砂質(zhì)礫巖、礫巖(包括含砂礫巖)五類(lèi)巖性的測(cè)井響應(yīng)特征(表1)。由表1可知，砂巖、含礫砂巖和礫質(zhì)砂巖(礫石含量<50%)的AC>57 μs/ft，CNL>8.0%，lgRt<1.8，礫巖(礫石含量>50%)的AC<57 μs/ft，CNL<6.0%，lgRt<1.8，但各巖性之間測(cè)井響應(yīng)特征差別小。

2.2基于主成分分析的砂礫巖巖性測(cè)井識(shí)別

從密度—中子孔隙度、聲波時(shí)差—電阻率對(duì)數(shù)交匯圖中也可以看出(圖7)，砂礫巖各類(lèi)巖性彼此重疊區(qū)間較大，利用二維交會(huì)圖難以區(qū)分。眾所周知，隨著參與交會(huì)的曲線數(shù)量(維度)增加，巖性區(qū)分度增加，但我們實(shí)際研究中只能在三維空間內(nèi)研究，也就是說(shuō)只能應(yīng)用三條曲線開(kāi)展交會(huì)分析，如果交會(huì)不能有效區(qū)分巖性，就需要我們?cè)黾忧€數(shù)目。為此我們引入了主成分分析方法，其主要思路是將多條反應(yīng)巖性的測(cè)井曲線進(jìn)行尺度縮減，利用提取的主成分開(kāi)展交會(huì)分析。

圖6　東營(yíng)凹陷北部陡坡帶沙四下亞段致密砂礫巖巖石類(lèi)型—骨架礦物分區(qū)圖Fig.6　Rock type and matrix mineral distribution regions of Es4x tight glutenite in the north of Dongying sag

巖性(按粒度分)AC/(μs/ft)CNL/%DEN/(g/cm3)ΔGRlgRt礫巖(包括含砂礫巖)49.4-61.154.31.6-8.04.92.59-2.762.670-0.810.451.13-3.992.51砂質(zhì)礫巖52.8-58.455.14.0-9.05.72.58-2.722.650.31-0.630.431.27-2.151.92礫質(zhì)砂巖54.5-59.457.14.1-13.97.32.56-2.672.610.33-0.610.461.29-1.751.57含礫砂巖49.5-63.056.71.5-17.27.42.53-2.742.650.24-0.680.441.12-2.501.80砂巖47.6-84.057.80.5-13.66.12.49-2.772.630.18-0.770.431.09-2.501.73

注：ΔGR=(GR-GRmin)/(GRmax-GRmin)，GR為自然伽馬讀值，API；GRmax為自然伽馬最大值，API；GRmin為自然伽馬最小值，API。

圖7　東營(yíng)北帶沙四下亞段致密砂礫巖DEN-CNL、AC-lgRt交會(huì)圖Fig.7　DEN-CNL, AC-lgRt cross plot of Es4x tight glutenite in the north of Dongying sag

本文首先利用趨勢(shì)面法對(duì)測(cè)井曲線進(jìn)行預(yù)處理[20]，再利用主成分分析法將AC、CNL、DEN、ΔGR、lgRt五條測(cè)井曲線進(jìn)行尺度縮減[21]，以主成分累計(jì)方差百分比大于80%為準(zhǔn)，提取主成分。由表2可知，主成分F1特征值為2.585，能夠解釋原有五個(gè)變量的51.694%，主成分F2特征值為1.002，能夠解釋總變量的20.036%，F(xiàn)3特征值0.809，能夠解釋總變量的16.173%，選用這3個(gè)變量就能表征原先5條變量的87.903%。

值得注意的是表2中自變量解釋能力是曲線標(biāo)準(zhǔn)化之后的系數(shù)，要得到原始系數(shù)需要將標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)與原數(shù)據(jù)關(guān)系代入公式，便得到每個(gè)主成分的表達(dá)式(見(jiàn)式1)：

表2　主成分分析結(jié)果

F1=-11.222DEN+0.187CNL+0.0996AC+1.928ΔGR-1.149lgRt+23.477

F2=2.250DEN-0.0399CNL-0.0177AC+6.179ΔGR-0.840lgRt-5.95

F3=0.813DEN+0.0252CNL+0.0290AC+2.737ΔGR+1.668lgRt-7.982

(式1)

式中：AC為聲波時(shí)差，μs/ft；CNL為補(bǔ)償中子孔隙度，%，DEN為體積密度，g/cm3；lgRt為原狀地層電阻率以10為底的對(duì)數(shù)，Ω·m。

從式1中可以看出，對(duì)五條曲線解釋能力51.694%的F1變量與電阻率對(duì)數(shù)、密度呈反比，與聲波時(shí)差和中子孔隙度正比，這與巖石的孔隙度、滲透率的測(cè)井相應(yīng)特征是一致的，可以表征孔隙，F(xiàn)2與中子孔隙度、聲波時(shí)差反比，與密度正比，這與F1恰好相反，可以表征巖石骨架，F(xiàn)3的地質(zhì)意義不明確。

圖8　F1-F2交匯圖關(guān)系圖Fig.8　F1-F2 cross plot

從F1-F2交匯圖可以看出，不同巖性分布呈現(xiàn)明顯的分區(qū)特點(diǎn)，當(dāng)F1>1時(shí)主要為砂巖和含礫砂巖，少量的礫質(zhì)砂巖，當(dāng)F1≤1且F2≤-1時(shí)主要發(fā)育礫巖和砂質(zhì)礫巖，但在F1≤1且F2>-1時(shí)，各類(lèi)巖性之間區(qū)分度較差(圖8)。為識(shí)別這一部分巖性，我們將F1≤1且F2>-1的樣品進(jìn)行進(jìn)一步交會(huì)分析，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，利用主成分F3-lgRt可以有效劃分砂巖和礫巖，并建立了巖性識(shí)別參數(shù)F，計(jì)算公式見(jiàn)式2，當(dāng)F>0時(shí)判斷巖性為礫巖，F(xiàn)<0為砂巖(圖9)。

圖9　F3-lgRt交匯圖(F1≤1且F2>-1時(shí))Fig.9　F3-lgRt cross plot(F1≤1 & F2>-1)

F=F3-1.667lgRt+3

(式2)

在分清了砂巖和礫巖的基礎(chǔ)上，利用ΔGR可以有效區(qū)分巖石骨架類(lèi)型[22]。前文已述，研究區(qū)的礫巖按照骨架成分又可以分為母巖為太古界二長(zhǎng)花崗巖、片麻巖、偉晶巖的變質(zhì)型礫巖和母巖為古生界碳酸鹽巖的沉積型礫巖，前者由于富含高放射性礦物，其ΔGR大于0.4，后者ΔGR小于0.4(圖10左)；砂巖按照骨架成分可以分為變質(zhì)型長(zhǎng)石砂巖和沉積型巖屑砂巖兩類(lèi)，前者以變質(zhì)型巖屑為主，因此ΔGR高于后者(圖10右)。

利用上述方法，首先開(kāi)展主成分分析，利用F1-F2交會(huì)圖和F3-lgRt交會(huì)圖區(qū)分砂巖和礫巖，然后可以利用ΔGR區(qū)分骨架礦物類(lèi)型。利用該方法對(duì)研究區(qū)豐深1、豐8、利深3等15口井進(jìn)行了測(cè)井巖性識(shí)別，然后將識(shí)別結(jié)果與253個(gè)薄片鑒定結(jié)果相印證，發(fā)現(xiàn)巖性識(shí)別準(zhǔn)確率可達(dá)74.5%(表3)。

2.3孔隙度解釋模型

利用多元回歸的方法，將ΔGR、AC、DEN、CNL、LgRt與孔隙度之間建立相關(guān)關(guān)系，優(yōu)選相關(guān)系數(shù)最大的回歸公式作為孔隙度解釋模型(圖11)。

各類(lèi)巖性的孔隙度解釋模型如下：

變質(zhì)型礫巖：φ=7.082 6×1010e-8.998DEN(R2=0.72)

沉積型礫巖：φ=2.194×106DEN-13.55(R2=0.69)

變質(zhì)型長(zhǎng)石砂巖：φ=44.29-0.17CNL-8.24ΔGR-13.51DEN+0.38lgRt(R2=0.82)

圖10　利用ΔGR識(shí)別砂巖、礫巖骨架礦物Fig.10　Recongnition of matrix mineral in sandstone and conglomerate with ΔGR

井名深度/m巖屑組成(100%)測(cè)井識(shí)別參數(shù)沉積巖/%變質(zhì)巖/%巖漿巖/%F1F2F3F薄片定名巖石分類(lèi)判別準(zhǔn)確豐深25542.550.040.010.03.08-0.08-2.550.45碳酸鹽質(zhì)粉砂巖沉積型巖屑砂巖√豐深25544.050.610.74-3.02-0.02碳酸鹽質(zhì)極細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖沉積型巖屑砂巖√豐深25544.750.790.20-3.20-0.20礫巖沉積型巖屑砂巖×豐深25545.5688.012.00.00.030.15-3.42-0.42碳酸鹽質(zhì)細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖沉積型巖屑砂巖√豐深25580.785.78.65.70.200.38-3.30-0.30碳酸鹽質(zhì)不等粒長(zhǎng)石巖屑砂巖沉積型巖屑砂巖√豐深25582.2383.310.06.70.530.26-3.27-0.27含白云質(zhì)細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖沉積型巖屑砂巖√豐深25583.284.89.16.11.730.30-2.950.05含鐵白云質(zhì)不等粒長(zhǎng)石巖屑砂巖沉積型巖屑砂巖√豐深25648.940.910.49-3.47-0.47碳酸鹽質(zhì)礫石沉積型巖屑砂巖×豐深25646.8680.012.08.02.280.72-3.05-0.05含灰質(zhì)中巖屑長(zhǎng)石砂巖沉積型巖屑砂巖√豐深25648.5171.428.60.01.840.78-3.12-0.12碳酸鹽質(zhì)砂質(zhì)礫巖沉積型巖屑砂巖×豐深34767.5512.084.04.01.14-0.22-0.600.30含礫白云質(zhì)不等粒巖屑長(zhǎng)石砂巖變質(zhì)型長(zhǎng)石砂巖√豐深34767.9531.064.34.80.47-0.41-0.53-0.07含白云質(zhì)巨粒巖屑長(zhǎng)石砂巖變質(zhì)型長(zhǎng)石砂巖√豐深34768.030.087.512.50.47-0.41-0.53-0.07礫質(zhì)不等粒巖屑長(zhǎng)石砂巖變質(zhì)型長(zhǎng)石砂巖√豐深34768.5147.540.012.50.63-0.13-0.470.28粗粒長(zhǎng)石巖屑砂巖沉積型礫巖×豐深34769.1733.362.24.41.16-0.94-0.840.15表鮞狀不等粒巖屑長(zhǎng)石砂巖變質(zhì)型長(zhǎng)石砂巖√豐深34769.9-0.02-0.64-0.700.00礫質(zhì)不等粒巖屑長(zhǎng)石砂巖變質(zhì)型長(zhǎng)石砂巖√豐深34770.1476.918.54.60.18-0.45-0.70-0.07含泥質(zhì)不等粒巖屑長(zhǎng)石砂巖變質(zhì)型長(zhǎng)石砂巖√豐深34771.171.18-0.37-0.660.24含礫不等粒巖屑長(zhǎng)石砂巖變質(zhì)型長(zhǎng)石砂巖√豐深34786.821.60-0.66-0.88-0.16礫質(zhì)不等粒巖屑長(zhǎng)石砂巖變質(zhì)型長(zhǎng)石砂巖√豐深34866.621.931.23-0.140.59含泥質(zhì)不等粒巖屑長(zhǎng)石砂巖變質(zhì)型長(zhǎng)石砂巖√豐深34867.61.851.730.030.86中粒巖屑長(zhǎng)石砂巖變質(zhì)型長(zhǎng)石砂巖√

圖11　不同巖性孔隙度解釋模型1.變質(zhì)型礫巖；B.沉積型礫巖；C.變質(zhì)型長(zhǎng)石砂巖；D.沉積型巖屑砂巖Fig.11　Porosity interpretation model of different rock types

注：圖中巖石填充顏色(灰黑色、灰白色)來(lái)自錄井資料圖12　豐8井沙四下亞段砂礫巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)圖Fig.12　Es4x tight glutenite reservoir evaluation chart of Well Feng 8

沉積型巖屑砂巖：φ=22.75+0.25AC-0.18CNL-8.96ΔGR-11.45DEN+1.76lgRt(R2=0.75)

由圖11中可知，建立的孔隙度解釋模型復(fù)相關(guān)系數(shù)R2都超過(guò)了0.7。利用本文第2部分所述測(cè)井方法，對(duì)東營(yíng)凹陷北帶15口井砂礫巖儲(chǔ)層進(jìn)行評(píng)價(jià)(圖12)，測(cè)井評(píng)價(jià)孔隙度與實(shí)測(cè)孔隙度差值小于1.5%的樣品個(gè)數(shù)占樣品個(gè)數(shù)的79.5%，較之前的61.8%大幅提升，測(cè)井解釋精度提高。

3　結(jié)論

砂礫巖巖性多樣、骨架礦物變化復(fù)雜，利用傳統(tǒng)方法難以識(shí)別骨架及巖性，影響了測(cè)井孔隙度評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性。本文在對(duì)東營(yíng)凹陷北部陡坡帶沙四下亞段砂礫巖巖石學(xué)特征分析的基礎(chǔ)上，將研究區(qū)砂礫巖劃分為變質(zhì)型礫巖、沉積型礫巖、變質(zhì)型長(zhǎng)石砂巖、沉積型巖屑砂巖四類(lèi)，然后利用薄片分析資料對(duì)巖性進(jìn)行精細(xì)標(biāo)定，在巖性標(biāo)定基礎(chǔ)上建立了基于主成分分析法的砂礫巖巖性識(shí)別方法，將與巖性有關(guān)的AC、CNL、DEN、ΔGR、lgRt五條測(cè)井曲線進(jìn)行尺度縮減，構(gòu)建了主成分識(shí)別參數(shù)F1、F2、F3，然后通過(guò)逐步交會(huì)分析，有效識(shí)別砂礫巖巖性。在巖性識(shí)別的基礎(chǔ)上，利用多元線性回歸的方法構(gòu)建了測(cè)井孔隙度評(píng)價(jià)模型，提高了測(cè)井孔隙度評(píng)價(jià)精度。

References)

1李丕龍，金之鈞，張善文，等. 濟(jì)陽(yáng)坳陷油氣勘探現(xiàn)狀及主要研究進(jìn)展[J]. 石油勘探與開(kāi)發(fā)，2003，30(3)：1-4. [Li Pilong, Jin Zhijun, Zhang Shanwen, et al. The present research status and progress of petroleum exploration in the Jiyang depression[J]. Petroleum Exploration and Development, 2003, 30(3): 1-4.]

2馮子輝，印長(zhǎng)海，陸加敏，等. 致密砂礫巖氣形成主控因素與富集規(guī)律——以松遼盆地徐家圍子斷陷下白堊統(tǒng)營(yíng)城組為例[J]. 石油勘探與開(kāi)發(fā)，2013，40(6)：650-656. [Feng Zihui, Yin Changhai, Lu Jiamin, et al. Formation and accumulation of tight sandy conglomerate gas: A case from the Lower Cretaceous Yingcheng Formation of Xujiaweizi fault depression, Songliao Basin[J]. Petroleum Exploration and Development, 2013, 40(6): 650-656.]

3柳成志，霍廣君，張冬玲. 遼河盆地西部凹陷冷家油田沙三段扇三角洲—湖底扇沉積模式[J]. 大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1999，23(1)：1-4. [Liu Chengzhi, Huo Guangjun, Zhang Dongling. Fan-Delta-Sublacustrine Fan sedimentary models of S3member in Lengjia oilfield in Liaohe Basin[J]. Journal of Daqing Petroleum Institute, 1999, 23(1): 1-4.]

4邵維志，梁巧峰，盛蘭敏，等. 大港油田灘海地區(qū)中生界砂礫巖儲(chǔ)層識(shí)別方法研究[J]. 國(guó)外測(cè)井技術(shù)，2004，19(4)：38-40. [Shao Weizhi, Liang Qiaofeng, Sheng Lanmin, et al. Study on the recognition method of Mesozoic glutenite reservoir in tidal zone and shallow water area of Dagang oilfield[J]. World Well Logging Technology, 2004, 19(4): 38-40.]

5操應(yīng)長(zhǎng)，馬奔奔，王艷忠，等. 東營(yíng)凹陷鹽家地區(qū)沙四上亞段近岸水下扇砂礫巖顆粒結(jié)構(gòu)特征[J]. 天然氣地球科學(xué)，2014，25(6)：793-803. [Cao Yingchang, Ma Benben, Wang Yanzhong, et al. The particle texture characteristics of sandy conglomerate in the nearshore subaqueous fan of upper Es4in the Yanjia area, Dongying depression[J]. Natural Gas Geoscience, 2014, 25(6): 793-803.]

6彭傳圣，王永詩(shī)，常國(guó)貞，等. 羅家地區(qū)砂礫巖儲(chǔ)集層地球物理預(yù)測(cè)技術(shù)[J]. 油氣地質(zhì)與采收率，2001，8(2)：36-38. [Peng Chuansheng, Wang Yongshi, Chang Guozhen, et al. Geophysical forecasting technology for glutenite reservoir in Luojia area[J]. Petroleum Geology and Recovery Efficiency, 2001, 8(2): 36-38.]

7王金鐸，許淑梅，季建清，等. 車(chē)鎮(zhèn)凹陷北部陡坡帶砂礫巖體識(shí)別與儲(chǔ)層物性預(yù)測(cè)[J]. 海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，2008，28(2)：93-98. [Wang Jinduo, Xu Shumei, Ji Jianqing, et al. Recognition of sand-gravel body and forecasting its petroleum-bearing feature in northern steep slope of Chezhen sag[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2008, 28(2): 93-98.]

8昝靈，王順華，張枝煥，等. 砂礫巖儲(chǔ)層研究現(xiàn)狀[J]. 長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，8(3)：63-66. [Zan Ling, Wang Shunhua, Zhang Zhihuan, et al. Research status of sandy conglomerates reservoir[J]. Journal of Yangtze University: Natural Science Edition, 2011, 8(3): 63-66.]

9巍芬. 砂礫巖儲(chǔ)層測(cè)井解釋方法研究——以排2井區(qū)為例[D]. 武漢：長(zhǎng)江大學(xué)，2012：3-5. [Wei Fen. Study of logging interpretation in glutenite reservoir-Taking Well pai2 area for example[D]. Wuhan: Yangtze University, 2012: 3-5.]

10劉華，蔣有錄，徐浩清，等. 東營(yíng)凹陷民豐地區(qū)深層裂解氣藏成因類(lèi)型與成藏模式[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版，2012，42(6)：1638-1646. [Liu Hua, Jiang Youlu, Xu Haoqing, et al. Genetic types and accumulation model of the deep cracked gas pools of Minfeng area in Dongying sag[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2012, 42(6): 1638-1646.]

11高陽(yáng). 東營(yíng)凹陷北部沙四段下亞段鹽湖相烴源巖特征及展布[J]. 油氣地質(zhì)與采收率，2014，21(1)：10-15. [Gao Yang. Characteristics and distribution of salt lake source rocks from lower submemeber of 4th member of Shahejie Formation, north Dongying depression[J]. Petroleum Geology and Recovery Efficiency, 2014, 21(1): 10-15.]

12宋國(guó)奇，蔣有錄，劉華，等. 東營(yíng)凹陷利津—民豐地區(qū)中深層裂解氣成藏史[J]. 天然氣工業(yè)，2009，29(4)：14-17，38. [Song Guoqi, Jiang Youlu, Liu Hua, et al. Pooling history of cracked gas in middle-deep reservoirs in Lijin-Minfeng areas of the Dongying sag[J]. Natural Gas Industry, 2009, 29(4): 14-17, 38.]

13鄢繼華，陳世悅，姜在興. 東營(yíng)凹陷北部陡坡帶近岸水下扇沉積特征[J]. 石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，29(1)：12-16，17. [Yan Jihua, Chen Shiyue, Jiang Zaixing. Sedimentary characteristics of nearshore subaqueous fans in steep slope of Dongying depression[J]. Journal of the University of Petroleum, China, 2005, 29(1): 12-16, 17.]

14魯國(guó)明. 東營(yíng)凹陷深層砂礫巖巖性測(cè)井綜合識(shí)別技術(shù)[J]. 測(cè)井技術(shù)，2010，34(2)：168-171. [Lu Guoming. Logging comprehensive identification technology of deep sandy conglomerate lithology, Dongying Sag[J]. Well Logging Technology, 2010, 34(2): 168-171.]

15閆建平，蔡進(jìn)功，趙銘海，等. 考慮巖石結(jié)構(gòu)的砂礫巖有效儲(chǔ)層測(cè)井判識(shí)方法[J]. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，39(9)：1365-1372. [Yan Jianping, Cai Jingong, Zhao Minghai, et al. Identification method of effective reservoir for glutenite body using well logging base on rock texture[J]. Journal of Tongji University: Natural Science, 2011, 39(9): 1365-1372.]

16申本科，趙紅兵，崔文富，等. 砂礫巖儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)研究[J]. 地球物理學(xué)進(jìn)展，2012，27(3)：1051-1058. [Shen Benke, Zhao Hongbing, Cui Wenfu, et al. Sandy conglomerate reservoir logging evaluation study[J]. Progress in Geophysics, 2012, 27(3): 1051-1058.]

17張麗艷. 砂礫巖儲(chǔ)層孔隙度和滲透率預(yù)測(cè)方法[J]. 測(cè)井技術(shù)，2005，29(3)：212-215. [Zhang Liyan. Porosity and permeability predictions in sand-conglomerate reservoir from conventional well logs[J]. Well Logging Technology, 2005, 29(3): 212-215.]

18陳鋼花，張孝珍，吳素英，等. 特低滲砂礫巖儲(chǔ)層的測(cè)井評(píng)價(jià)[J]. 石油物探，2009，48(4)：412-416. [Chen Ganghua, Zhang Xiaozhen, Wu Suying, et al. Logging evaluation of low-permeability glutenite reservoir[J]. Geophysical Prospecting for Petroleum, 2009, 48(4): 412-416.]

19Lee S H, Kharghoria A, Datta-Gupta A. Electrofacies characterization and permeability predictions in complex reservoirs[J]. SPE Reservoir Evaluation & Engineering, 2002, 5(3): 237-248.

20王營(yíng)營(yíng)，孫莉莉，王志章. 測(cè)井資料趨勢(shì)面分析法標(biāo)準(zhǔn)化流程建立[J]. 油氣地球物理，2010，8(4)：5-8. [Wang Yingying, Sun Lili, Wang Zhizhang. The establishment of the trend surface analysis normalization flow chart for logging data[J]. Petroleum Geophysics, 2010, 8(4): 5-8.]

21劉愛(ài)疆，左烈，李景景，等. 主成分分析法在碳酸鹽巖巖性識(shí)別中的應(yīng)用——以YH地區(qū)寒武系碳酸鹽巖儲(chǔ)層為例[J]. 石油與天然氣地質(zhì)，2013，34(2)：192-196. [Liu Aijiang, Zuo Lie, Li Jingjing, et al. Application of principal component analysis in carbonate lithology identification: A case study of the Cambrian carbonate reservoir in YH field[J]. Oil & Gas Geology, 2013, 34(2): 192-196.]

22李建紅，周倫先. 東營(yíng)凹陷砂礫巖自然伽馬測(cè)井響應(yīng)特征研究及應(yīng)用[J]. 石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào))，2008，30(1)：88-91. [Li Jianhong, Zhou Lunxian. Response features of gamma ray log and its application in glutenite of Dongying depression[J]. Journal of Oil and Gas Technology, 2008, 30(1): 88-91.]

Logging Interpretation of Porosity for Tight Glutenite Based on Principal Component Analysis

GAO YangLI ZhongXin

(Research Institute of Exploration and Development, Shengli Oilfiled, Dongying, Shandong 257015, China)

Lithology recognition is an important work in log evaluation of tight glutenite. Glutenite is characterized by diverse lithology and complex component. These factors always result in difficulty in lithology recognition and logging interpretation of porosity. In this article, take tight glutenite in the lower part of the 4thmember of Shahejie formation in steep-slope zone in north Dongying Sag as an example, based on petrologic characteristics, glutenite was classified according to different rock types and framework minerals. Rock thin sections were used to demarcate lithology in log curve, and log response for different lithology were extracted, then the author established lithology recognition method for tight sandstone based on principal component analysis, and finally established porosity evaluation method based on log curve for different lithology. Practice indicates that application of this method can increase accuracy both in lithology recognition and porosity prediction by a wide margin.

tight glutenite; log evaluation; principal component analysis; Dongying sag; porosity

A

1000-0550(2016)04-0716-09

10.14027/j.cnki.cjxb.2016.04.012

2015-08-24； 收修改稿日期： 2015-11-28

山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(ZR2015PD008)；中國(guó)石油化工股份有限公司項(xiàng)目(P15085)；勝利油田博士后項(xiàng)目(YKB1503) [Foundation: Natural Science Foundation of Shandong Province, No. ZR2015PD008; Sinopec project, No.P15085; Postdoctoral project in Shengli Oilfield, No.YBK1503]

高陽(yáng)男1982年出生博士副研究員致密砂巖油氣成藏與儲(chǔ)層評(píng)價(jià)E-mail：swap124@163.com

TE122.2+3