自然電位曲線特征變化應(yīng)用分析

劉曙光

（中國(guó)石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦 124010）

自然電位測(cè)井是一種常用的電法測(cè)井，測(cè)井方法出現(xiàn)早，技術(shù)手段成熟。自然電位曲線形態(tài)簡(jiǎn)單，應(yīng)用方便、有效，可以劃分砂巖、泥巖，判斷儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集性能，判斷儲(chǔ)層流體性質(zhì)［1-2］。在對(duì)研究區(qū)塊進(jìn)行測(cè)井儲(chǔ)層評(píng)價(jià)過程中，遇到幾個(gè)自然電位測(cè)井曲線特征異常的問題，隨著評(píng)價(jià)工作的深入，結(jié)合巖心化驗(yàn)分析及地質(zhì)研究成果，掌握了曲線特征異常的原因，加深了對(duì)自然電位曲線特征的理解，拓展了對(duì)自然電位曲線的應(yīng)用認(rèn)識(shí)。

研究區(qū)塊的含油目的層為新近系晚中新統(tǒng)和上新統(tǒng)，儲(chǔ)集層巖性為砂巖，儲(chǔ)集層劃分為A、B、C、D 四個(gè)油層組，油氣藏類型是受斷層控制的巖性油氣藏，其沉積相以濱淺海三角洲相及河流三角洲相為主。

1 自然電位反映儲(chǔ)層地層水礦化度變化

W1 井測(cè)井曲線（圖1）相鄰的兩段儲(chǔ)層上部為M 段（154.3～158.2 m），下部為N 段（169.9～191.6 m）。M 段儲(chǔ)層頂部氣層地層電阻率較高、下部水層地層電阻率相對(duì)低，依據(jù)自然伽馬（GR）、中子（CNL）、密度（DEN）、補(bǔ)償聲波（DT）曲線特征，該段儲(chǔ)層分選好，物性好。N 段儲(chǔ)層以油層為主，CNL、DEN曲線特征與上部地層相近，儲(chǔ)層分選好，物性好，地層電阻率隨儲(chǔ)層流體的變化而變化。對(duì)比兩段儲(chǔ)層的自然電位曲線，M 段儲(chǔ)層自然電位曲線負(fù)異常幅度明顯較N段地層小。觀察多口井巖心及分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)，M 段儲(chǔ)層巖性純，泥質(zhì)含量少，含有綠泥石成分，物性好，M 段下部?jī)?chǔ)層含水飽和度較高。對(duì)比M、N 段儲(chǔ)層自然電位曲線特征、儲(chǔ)層物性、含油性特征，解釋初始，認(rèn)為M 段儲(chǔ)層自然電位異常幅度偏低不正常［3］。

圖1 W1井測(cè)井曲線

通過巖心沉積相研究，發(fā)現(xiàn)M、N 兩段儲(chǔ)層沉積相帶不同，M 段儲(chǔ)層屬于變余海相沉積，N 段儲(chǔ)層屬于海相沉積。N段儲(chǔ)層實(shí)測(cè)地層水總礦化度平均為118 900 mg/L，水型為CaCL2，N 段地層沉積后，沉積環(huán)境改變，經(jīng)過再沉積改造，地層水礦化度相對(duì)原始的海相沉積環(huán)境降低，M 段儲(chǔ)層地層水總礦化度變?yōu)?9 800 mg/L，水型仍舊為CaCL2。

在泥漿濾液礦化度一致、儲(chǔ)層物性相近的情況下，受地層水礦化度變化的影響［4］，M 段儲(chǔ)層的自然電位負(fù)異常幅度較N 段儲(chǔ)層的自然電位負(fù)異常幅度明顯低。

依據(jù)自然電位曲線特征變化，結(jié)合其他測(cè)井曲線特征綜合分析，可以判斷出地層水礦化度的變化，揭示出地層沉積環(huán)境、沉積相帶的變化［5-6］。尤其是在新區(qū)勘探時(shí)，通過試油確定了儲(chǔ)層流體性質(zhì)，可以利用自然電位曲線特征輔助劃分沉積相帶。儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)時(shí)，有多條測(cè)井曲線資料可以應(yīng)用，自然電位曲線特征的變化及其所代表的地質(zhì)意義，容易被簡(jiǎn)單化、被忽略，漏失一些有價(jià)值的信息，地層水礦化度因素對(duì)自然電位異常幅度的影響及其所代表的地質(zhì)意義應(yīng)受到關(guān)注。

W2 井自然電位曲線泥巖基線變化見圖2。A、B兩個(gè)油層組，發(fā)育大段厚層的砂體，地層電阻率曲線值較高，巖心分析化驗(yàn)儲(chǔ)層孔隙度、滲透率較好，測(cè)井曲線計(jì)算的地層孔、滲也較好，試油生產(chǎn)證實(shí)是好的儲(chǔ)集層段。多井對(duì)比，在A、B 兩個(gè)油層組的儲(chǔ)層段自然電位負(fù)異常幅度普遍較低，部分井在這兩個(gè)層段的自然電位異常幅度很弱。落實(shí)泥漿性能，結(jié)合巖心分析化驗(yàn)，可以確定，是受地層水礦化度變化的影響［7］，儲(chǔ)層物性、含油性相近的儲(chǔ)層條件下，相同的鉆井泥漿，A、B兩個(gè)油層組儲(chǔ)層的自然電位負(fù)異常幅度較C油層組明顯低。

圖2 W2井測(cè)井曲線

2 自然電位在地層劃分中的應(yīng)用

W3 井砂巖組B-1（1 563.5～1 586.8 m）（圖3），自然電位曲線泥巖基線值-19.7 mv，砂巖組B-2 自然電位曲線泥巖基線值-1.7 mv，比照砂巖組B-1 的泥巖基線偏移明顯。泥漿性質(zhì)沒有變化，泥巖段地層電阻率相近，泥巖基線的偏移揭示泥巖中所含地層水礦化度的變化，砂巖組B-2 與砂巖組B-1 的沉積環(huán)境發(fā)生較大變化［8］，由此可知，原劃分的砂巖組B-1 與砂巖組B-2 應(yīng)該不屬于同一個(gè)油層組，初始的油層組分界不合理，從自然電位曲線泥巖基線特征變化來看，砂巖組B-1應(yīng)屬于油層組A。

圖3 W3井測(cè)井曲線

3 自然電位在不同物性儲(chǔ)層中的特征

自然電位測(cè)井在儲(chǔ)集層段主要測(cè)量擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)，環(huán)境條件穩(wěn)定下，自然電位異常幅度特征主要反映儲(chǔ)層的物性、滲透性［1］。W4 井62 號(hào)層（圖4）1 614.5～1 615.5 m，聲波時(shí)差值較低，密度值較大、三孔隙度曲線同向指示儲(chǔ)層物性較差，地層電阻率值較高，自然伽馬值較低，是巖性較純的致密砂巖儲(chǔ)層的特征，自然電位曲線表現(xiàn)為弱的負(fù)異常幅度。63 號(hào)層1 615.5～1 616.9 m，測(cè)井曲線綜合指示儲(chǔ)層物性好，自然電位曲線負(fù)異常明顯。64號(hào)層1 616.9～1 618.3 m，自然伽馬值較高，地層電阻率值較低，測(cè)井曲線指示為泥質(zhì)含量較高的儲(chǔ)層，儲(chǔ)層物性較63 號(hào)層差，導(dǎo)致自然電位負(fù)異常幅度較63號(hào)層低。自然電位曲線在三個(gè)層的界面處出現(xiàn)明顯的坡度變化，反映儲(chǔ)層巖性、物性的變化。

圖4 W4井測(cè)井曲線

W5 井D-2 砂巖組75～79 號(hào)儲(chǔ)層（1 824.4～1 835.5 m）（圖5）自然電位異常幅度明顯，從曲線特征來看，是一套連通的砂體。依據(jù)地層電阻率、自然伽馬、三孔隙度特征，該段地層綜合解釋有油層、差油層、干層。差油層、干層自然電位曲線異常幅度與油層相近，與儲(chǔ)層物性、含油性不一致。

圖5 W5井測(cè)井曲線

該井段連續(xù)取心，開展了巖心取樣分析、薄片鑒定、X-衍射、掃描電鏡，通過巖心觀察及取樣分析，影響D-2 砂巖組儲(chǔ)層孔隙度、滲透率的地層因素是焦瀝青的含量及展布、沉積顆粒大小、地層的成巖壓實(shí)作用等。

76 號(hào)油層（1 825.2～1 828.8 m），長(zhǎng)石巖屑砂巖，未固結(jié)。巖石顆粒成分中長(zhǎng)石含量較高，導(dǎo)致自然伽馬值較高（與純泥巖段差異?。?。地層沉積顆粒分選好、較粗，孔隙喉道較大，部分長(zhǎng)石溶蝕產(chǎn)生有效的次生孔隙，儲(chǔ)層孔隙度、滲透率相對(duì)較好，焦瀝青發(fā)育堵塞部分有效儲(chǔ)集空間。三孔隙度曲線指示儲(chǔ)集空間發(fā)育，地層電阻率較高，含油飽和度較高。

79 號(hào)差油層（1 830.8～1 835.3 m），長(zhǎng)石巖屑砂巖，未固結(jié)。石英含量相對(duì)較高，對(duì)應(yīng)自然伽馬值較低，地層沉積顆粒變細(xì)，巖石顆粒成分成熟度較76號(hào)層好，三孔隙度曲線指示儲(chǔ)層孔隙度較76號(hào)層差，焦瀝青發(fā)育，堵塞孔隙、吼道，且不導(dǎo)電。地層電阻率較高，不同深度電阻率曲線間差異較小。

單純考慮巖性因素，79 號(hào)層地層電阻率較高、自然伽馬較低，孔隙度較低，是膠結(jié)致密的儲(chǔ)層特征，自然電位曲線負(fù)異常幅度應(yīng)該較76 號(hào)好儲(chǔ)層低，但W5 井的實(shí)際情況是79 號(hào)層的自然電位曲線異常幅度與76號(hào)層相近，影響了測(cè)井解釋對(duì)儲(chǔ)層物性的判別。綜合分析認(rèn)為:原始地層狀態(tài)下，79 號(hào)層與76 號(hào)層是連通層，地層水礦化度一致，物性相近，是非巖性因素焦瀝青含量的不同，導(dǎo)致79 號(hào)層孔隙度降低，地層電阻率較高，自然電位曲線特征未受焦瀝青發(fā)育的影響（或者影響很弱）。

4 結(jié)論

（1）利用自然電位曲線特征的變化能較好判別出地層水礦化度的變化，地層水礦化度的變化反映的是沉積環(huán)境、沉積相帶的變化。

（2）自然電位曲線特征是井眼環(huán)境、地層特征等因素綜合作用的結(jié)果，應(yīng)用其特征變化時(shí)，應(yīng)充分考慮各因素所占的比重及所起的作用。

（3）研究實(shí)踐證明，自然電位測(cè)井曲線資料與巖心資料、地質(zhì)研究相結(jié)合，有助于解決自然電位測(cè)井曲線資料多解性的困擾，充分發(fā)揮自然電位測(cè)井曲線資料在地質(zhì)研究中的作用。