遼河灘海古生界儲(chǔ)層類型及測(cè)井響應(yīng)特征

何浩瑄

(中國(guó)石油遼河油田 勘探開(kāi)發(fā)研究院,遼寧 盤錦 124010)

遼河灘海地區(qū)位于遼東灣北部海域與下遼河平原的過(guò)渡地帶[1],其中東部古生界潛山緊鄰蓋州灘洼陷,與洼陷中烴源巖直接接觸,油源條件較為優(yōu)越。 潛山內(nèi)幕發(fā)育多種構(gòu)造樣式,圈閉規(guī)模較大,分析認(rèn)為古生界潛山具有較大的勘探潛力,是重點(diǎn)的勘探領(lǐng)域之一。 但目前該區(qū)鉆遇古生界井?dāng)?shù)較少且多井揭露較薄,因此,以已有探井的鉆井、測(cè)井、巖心等資料為基礎(chǔ),分析古生界的巖性和儲(chǔ)層的典型測(cè)井響應(yīng)特征,進(jìn)行遼河灘海中東部古生界儲(chǔ)層測(cè)井識(shí)別研究,對(duì)于勘探部署工作具有重要的意義。

1 地層特征

遼河灘海地區(qū)中東部古生界地層由下到上依次發(fā)育寒武系堿廠組、饅頭組、毛莊組、徐莊組、張夏組、崮長(zhǎng)鳳組和奧陶系冶里組、亮甲山組、馬家溝組,地層厚度超過(guò)1 200 m。 根據(jù)巖石薄片分析鑒定統(tǒng)計(jì),古生界發(fā)育多種巖石類型,巖性以碳酸鹽巖為主,局部地區(qū)發(fā)育中性侵入巖。 其中饅頭組、毛莊組、徐莊組、崮長(zhǎng)鳳組發(fā)育灰質(zhì)泥巖等,泥質(zhì)含量較高。

2 巖性識(shí)別特征

由于測(cè)井信息是儲(chǔ)層巖性、物性、裂縫和孔洞類型、流體性質(zhì)、各向異性、非均質(zhì)性、巖石蝕變等綜合響應(yīng)[3],研究?jī)?chǔ)層測(cè)井識(shí)別首先要對(duì)研究區(qū)內(nèi)的巖性進(jìn)行識(shí)別。 利用巖心分析資料,包括薄片鑒定、X 衍射全巖分析等,可以綜合測(cè)井曲線識(shí)別巖性。 根據(jù)薄片統(tǒng)計(jì)結(jié)果,將巖性劃分為灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖、泥質(zhì)碳酸鹽巖、泥巖、中性火成巖七大類型(見(jiàn)表1)。

表1 測(cè)井巖性分類

以表1 的測(cè)井巖性分類為基礎(chǔ),基于該區(qū)巖性特征,分析常規(guī)測(cè)井曲線與巖性之間的關(guān)系,由于巖石骨架礦物成分有明顯區(qū)別[4],因此不同的巖性表現(xiàn)出不同的測(cè)井響應(yīng)特征。

泥巖類:這類非儲(chǔ)集巖,表現(xiàn)為高伽馬、低電阻率、三孔隙度值較高,特別是聲波時(shí)差值較高。

灰?guī)r:此類巖石由于溶蝕孔洞、裂縫的發(fā)育,可作為儲(chǔ)層,一般表現(xiàn)為低伽馬、低中子、高密度、低聲波時(shí)差,電阻率通常較高。

白云巖:此類巖石由于白云巖化作用,通常可為良好的儲(chǔ)層,與灰?guī)r測(cè)井曲線特征相似,較灰?guī)r密度和中子略高。

泥質(zhì)碳酸鹽巖:此類巖石受泥質(zhì)含量的影響,儲(chǔ)集物性變差,測(cè)井曲線上表現(xiàn)為中低電阻率、中等自然伽馬、三孔隙度值介于碳酸鹽巖和泥巖之間。

白云質(zhì)灰?guī)r和灰質(zhì)白云巖:受白云巖化的程度不同,主要測(cè)井響應(yīng)特征區(qū)別表現(xiàn)在密度和中子上,介于灰?guī)r和白云巖之間,隨白云巖化程度增加,密度和中子逐漸增大。

中性火成巖:測(cè)井曲線上表現(xiàn)為中高自然伽馬、中高電阻率、高密度、高中子、中低聲波時(shí)差值,與碳酸鹽巖相比,中子和聲波時(shí)差值更高。

對(duì)古生界不同巖性研究,發(fā)現(xiàn)GR、AC、DEN、CNL 四條曲線較為敏感,建立相應(yīng)組合的交會(huì)圖版能夠較好地區(qū)分出本地區(qū)的巖性。 先利用GR-AC 交會(huì)圖識(shí)別出泥巖類,再利用CNL-DEN 區(qū)分出灰?guī)r、白云巖、泥質(zhì)碳酸鹽巖、白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖、中性火成巖(見(jiàn)圖1)。

圖1中,GR、AC、DEN、CNL 分別代表自然伽馬(API)、聲波時(shí)差(μs/ft)、密度(g/cm3)、補(bǔ)償中子。據(jù)此,建立了本區(qū)巖性識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表2)。

表2 灘海東部古生界巖性識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)

3 儲(chǔ)層類型及測(cè)井響應(yīng)特征

碳酸鹽巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間是以沉積后在成巖后生及表升階段的改造過(guò)程中形成的次生孔隙為主,按照空間形態(tài)劃分,可分為洞穴、裂縫和孔隙三大類[5]。

在實(shí)際地層中,各種孔隙空間常常不是單獨(dú)存在的,而是以不同的方式組合在一起,進(jìn)而表現(xiàn)出不同的物性、產(chǎn)能、產(chǎn)出狀態(tài)及測(cè)井響應(yīng)的特征[5],因此按照本區(qū)的碳酸鹽巖儲(chǔ)層的特點(diǎn),根據(jù)儲(chǔ)集空間類型及其組合方式,將研究區(qū)儲(chǔ)層劃分為三種類型:裂縫-孔洞型、裂縫-孔隙型、裂縫型。

3.1 裂縫-孔洞型儲(chǔ)層

該類儲(chǔ)層裂縫和孔洞均比較發(fā)育,其中孔洞是主要的儲(chǔ)集空間,裂縫可作為主要的滲濾通道。 其形成主要是與地層水的溶蝕作用密切相關(guān)。 該類儲(chǔ)層往往是研究區(qū)內(nèi)良好的儲(chǔ)層,但由于儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng),分布和儲(chǔ)層厚度較為局限,在鉆井過(guò)程中往往伴隨泥漿漏失、井涌、鉆時(shí)異常減小等現(xiàn)象[2,6]。

根據(jù)鉆井勘探實(shí)踐,在燕南潛山馬家溝組灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和亮甲山組白云巖中發(fā)育這類儲(chǔ)層,測(cè)井響應(yīng)特征表現(xiàn)為GR 為低值,CAL 存在較大擴(kuò)徑現(xiàn)象,RLLD、RLLS 大幅減少且存在明顯幅度差,AC異常增大,DEN 減小明顯,CNL 異常增大,PE 因泥漿存在重晶石存在異常增大現(xiàn)象,在孔洞直徑較大的井段,成像測(cè)井圖像顯示模糊不清,出現(xiàn)變形失真的現(xiàn)象(見(jiàn)圖2)。

3.2 裂縫-孔隙型儲(chǔ)層

該類儲(chǔ)層裂縫與孔隙均發(fā)育,儲(chǔ)集空間主要由孔隙貢獻(xiàn),洞穴不發(fā)育,孔隙度相對(duì)較高,實(shí)測(cè)孔隙度為1.6% ~20.2%,裂縫可作為連通的通道改善了滲濾特性,主要發(fā)育在本區(qū)的奧陶系頂部風(fēng)化殼。 在風(fēng)化淋濾作用下,巖石發(fā)生破碎、溶蝕等現(xiàn)象,產(chǎn)生裂縫、溶孔等次生儲(chǔ)集空間,從而形成有利儲(chǔ)層。 測(cè)井響應(yīng)特征表現(xiàn)為GR 為較低值,CAL 不擴(kuò)徑或存在輕微現(xiàn)象,RLLD、RLLS 在低阻異常的背景下,存在更低異常,曲線形狀表現(xiàn)為較圓滑的U 型,三孔隙度均呈現(xiàn)增大趨勢(shì), AC 增大,DEN 減小,CNL 增大,指示孔隙度較高(見(jiàn)圖3),相較于裂縫-孔洞型儲(chǔ)層,三孔隙度的增大幅度明顯變小,深淺電阻率值更高且幅度差變小,成像測(cè)井圖像不會(huì)出現(xiàn)失真現(xiàn)象,顯示為均勻的暗色條帶,伴隨部分裂縫發(fā)育。

3.3 裂縫型儲(chǔ)層

該類儲(chǔ)層是研究區(qū)內(nèi)普遍發(fā)育的儲(chǔ)層,儲(chǔ)集空間主要由裂縫貢獻(xiàn),孔隙和溶洞均不發(fā)育,基質(zhì)孔隙很低,其儲(chǔ)集性能主要受儲(chǔ)集層厚度以及裂縫發(fā)育程度控制。 巖心和微觀照片均能夠明顯觀察到裂縫發(fā)育(見(jiàn)圖4)。

該類儲(chǔ)層GR 和KTH 均為低值,CAL 接近鉆頭直徑或存在輕微擴(kuò)徑,三孔隙度曲線指示孔隙度較小,存在小幅抖動(dòng)現(xiàn)象,RT、RS 明顯降低呈現(xiàn)出高低起伏的曲線形態(tài),高角度裂縫處呈現(xiàn)明顯正幅度差,成像測(cè)井圖像呈暗色正弦條帶顯示裂縫發(fā)育[7-8]。 同前兩類儲(chǔ)層相比,該類儲(chǔ)層的電阻率、密度值變高,聲波時(shí)差、中子孔隙度值變小(見(jiàn)圖5)。

4 結(jié)論

1)灘海東部地區(qū)古生界發(fā)育七類巖性,主要為灰?guī)r和白云巖,平面上局部分布中酸性侵入巖,縱向上寒武系饅頭組、毛莊組、徐莊組、崮長(zhǎng)鳳組泥巖較為發(fā)育。

2)灘海東部地區(qū)古生界主要發(fā)育三種儲(chǔ)層類型,裂縫-孔洞型、裂縫-孔隙型、裂縫型儲(chǔ)層。

3)古生界不同儲(chǔ)層巖性具有不同的測(cè)井識(shí)別特征,但碳酸鹽巖儲(chǔ)層總體上具有低伽馬、高電阻率、低中子、高密度、低時(shí)差的測(cè)井響應(yīng)特征,碳酸鹽巖儲(chǔ)層整體表現(xiàn)為高阻背景下的低阻,深淺電阻率有一定幅度差,三孔隙度增大的測(cè)井響應(yīng)特征。