利用測井曲線進(jìn)行地層精細(xì)劃分與對比

孫 健, 袁子龍, 吳丙禹

（1. 東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318; 2. 大慶鉆探修井作業(yè)公司，吉林 松原 168000）

利用測井曲線進(jìn)行地層精細(xì)劃分與對比

孫 健1, 袁子龍1, 吳丙禹2

（1. 東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318; 2. 大慶鉆探修井作業(yè)公司，吉林 松原 168000）

地層劃分與對比直接影響單砂體識別的準(zhǔn)確性和預(yù)測油藏及油氣的分布規(guī)律，所以地層劃分與對比對勘探開發(fā)及巖性油藏探區(qū)具有重要的意義。隨著油田開發(fā)進(jìn)入到了中后期，開發(fā)節(jié)點(diǎn)的增加受到取芯井及其他井資料的限制，利用測井曲線進(jìn)行地層的劃分與對比占有絕對的優(yōu)勢。根據(jù)地質(zhì)規(guī)律劃分地層并建立正確的等時對比，確定合理起始井以及正確的對比路線，建立合理的地質(zhì)框架對油氣田的合理開發(fā)有重要指導(dǎo)作用。

地層劃分；地層對比；測井曲線；巖性油藏

地層劃分與對比是地質(zhì)工作的基礎(chǔ)，也是油藏描述的最基礎(chǔ)工作之一。目前油氣田開發(fā)工作已進(jìn)入后期，隨著開發(fā)的深入和井的增加，傳統(tǒng)的地層劃分以“標(biāo)準(zhǔn)化石”為理論依據(jù)的方法已趨動搖，因?yàn)樗^“標(biāo)準(zhǔn)化石”并不標(biāo)準(zhǔn)，一些標(biāo)準(zhǔn)古生物化石可能僅僅是一些單一指相化石，它是僅能生存于一定水深、鹽度或某種沉積相環(huán)境下的生物群體，同時地層內(nèi)存在不同的沉積相帶，因而可能同時存在不同的“標(biāo)準(zhǔn)化石”群。而常規(guī)的應(yīng)用生物地層學(xué)和巖石地層學(xué)方法對地層的劃分和對比在一定的小范圍區(qū)域內(nèi)是切實(shí)可行的，但在較大的區(qū)域范圍內(nèi)應(yīng)用則有很大的缺陷。測井曲線的形態(tài)特征是巖性、物性和底層所含流體的綜合反映，所以測井曲線在目前地層劃分和對比在大范圍區(qū)域中便占有無可比擬的優(yōu)勢。本文針對汪家屯地區(qū)的扶楊油層，利用測井曲線對該區(qū)的小層進(jìn)行精細(xì)劃分，闡述了測井曲線在大區(qū)域中的對比方法與常見問題。

研究區(qū)位于松遼盆地北部中央坳陷區(qū)三肇凹陷內(nèi)的安達(dá)—肇州斷裂帶，由南北兩個區(qū)塊組成。北塊屬汪家屯背斜構(gòu)造，南塊屬升平鼻狀構(gòu)造，兩構(gòu)造屬于被斷層復(fù)雜化的斷塊構(gòu)造群[1]，工區(qū)滿覆蓋面積約602 km2。

1 研究思路

1.1 地層劃分與對比的原則

所謂測井曲線對比是利用鄰井測井曲線的相似性，從一點(diǎn)（起始井）出發(fā)依次進(jìn)行井—井，剖面—剖面對比，逐次完成全工區(qū)的井分層對比。

為了地層劃分對比的準(zhǔn)確性，首先要優(yōu)選出全井段砂巖發(fā)育良好且井內(nèi)層數(shù)齊全、測井曲線的旋回特征明顯、井位相對集中并能明顯反映出標(biāo)準(zhǔn)層標(biāo)志的井作為骨干井。骨干井要盡量尊重前人的原小層分界底限，如脫離了現(xiàn)有的分層標(biāo)準(zhǔn)會在油田的使用中造成不必要的混亂。對研究區(qū)內(nèi)砂體發(fā)育良好，曲線旋回明顯以及井的位置最理想的骨干井要按沉積特征精確劃分其時間單元。其次，要選取分辨率高，能明顯反映巖性界面、層理接觸關(guān)系、旋回明顯的測井曲線用于對比[2,3]。最后以對比標(biāo)志層為依據(jù)，對標(biāo)志層可辨認(rèn)的井，用標(biāo)志層來劃分，標(biāo)志層不易辨認(rèn)的井采用鄰井對比方法，用其測井曲線組合特征、地層等厚對比進(jìn)行劃分，做到沿著骨干剖面逐井逐層的對比到全區(qū)。

1.2 對比標(biāo)志層選擇及其特征

標(biāo)志層是指測井曲線特征突出，可作為對比標(biāo)志的層段，應(yīng)具有層位穩(wěn)定，分布范圍廣，易于鑒別的特點(diǎn)。標(biāo)志層是我們主要的對比依據(jù)，分辨出的數(shù)量越多，對比的可靠程度就越高，因此對比過程中標(biāo)志層的選擇尤為關(guān)鍵。本區(qū)主要的沉積體系為河流—三角洲，這種沉積體系中的對比標(biāo)志層主要是大規(guī)模水進(jìn)的湖侵泥巖或水下沉積穩(wěn)定的特殊巖性段等。對比工作中在研究區(qū)主要分辨出標(biāo)志層：

扶余油層F11標(biāo)志層：如圖1所示。兩個三級層序（Q3、Q4）的頂、底界面在研究區(qū)相對比較穩(wěn)定。扶余油層的頂界面為 T2反射層，從巖、電性上看，青一段下部的黑色湖相泥巖和下伏扶余油層的灰綠色泥巖分界處保存有三套完整的油頁巖。電性界限劃在青一段底部三組高電阻層以下極低值、聲波時差曲線拐點(diǎn)處，該標(biāo)準(zhǔn)層為區(qū)域性一級標(biāo)準(zhǔn)層，在整個三肇凹陷及汪家屯地區(qū)范圍內(nèi)穩(wěn)定，控制了扶楊油層的頂界。該標(biāo)志可以很好確認(rèn)，保證大套油層的位置準(zhǔn)確。

圖1 扶余油層F11標(biāo)志層Fig.1 Fuyu oil reservoir F11 mark layer

扶余油層底部（湖沼泥沉積）標(biāo)志層：如圖2所示。在研究區(qū)扶余油層底部存在一個區(qū)域穩(wěn)定分布的泥巖標(biāo)準(zhǔn)層，該標(biāo)準(zhǔn)層是扶余油層和楊大成子油層的分界點(diǎn)。該分界為一套曲流河相的河道砂巖的底部沖刷面，界面上下分別為河床滯留砂巖與洪泛泥巖，GR曲線上部為箱型的形態(tài)，電阻率為高阻“U”字形，下部為泥巖基線。從沉積環(huán)境的特點(diǎn)看，該套反射層在區(qū)域上呈現(xiàn)斷續(xù)的強(qiáng)反射，表現(xiàn)了河道遷移過程中的不連續(xù)性特點(diǎn)。

扶余油層F31低阻標(biāo)志層：在F3砂組的底部發(fā)育薄層的泥巖標(biāo)志層，距離楊頂約為50 m。電阻率曲線有一明顯低值，該特征也很好辨認(rèn)，在較大范圍內(nèi)可追蹤對比，對楊大成子頂層的對比起到不可忽視的輔助作用。

圖2 扶余油層F11標(biāo)志層Fig.2 Fuyu oil reservoir of bottom mark layer

1.3 測井曲線的優(yōu)選

由于研究區(qū)面積大、井位分散不集中，取心井資料十分有限，所以研究區(qū)的劃分對比工作是利用測井曲線來完成的。針對研究區(qū)的沉積特征，優(yōu)選出自然伽馬曲線（GR）、自然電位曲線（SP）、微電極曲線、雙側(cè)向曲線（LLD/LLS）和2.5m底部梯度視電阻率曲線（R25），同時參考聲波時差曲線（AC），視電阻率曲線等[5]。其曲線特點(diǎn)為：

微電極測井曲線和雙側(cè)向測井曲線有著較高的垂向分辨率，能很好的反映出地層的巖性界面的層理接觸和巖性變化等細(xì)微特征；自然伽馬測井曲線（GR）能較好的反映泥巖的分布、地層的接觸關(guān)系其曲線的旋回特征明顯，能很好的區(qū)分泥巖和砂巖；2.5 m底部梯度視電阻率測井曲線與微電極測井曲線形成互補(bǔ)[5]，能更好體現(xiàn)地層沉積的整體特征和巖性。

1.4 對比起始井的確定

對比起始井的確定主要依據(jù)是位置相對集中、資料豐富以及砂體發(fā)育良好。用標(biāo)志層以及骨干井與起始井進(jìn)行對比，控制劃分出小層，從而完成起始井的精細(xì)的單井分析。全區(qū)的對比工作從起始井開始，按沉積方向逐井逐層進(jìn)行，所以對比起始井的選取直接影響對比的準(zhǔn)確性。

汪南地區(qū)W24-15井位置較好，該井的扶余油層砂體比較發(fā)育，故選擇該井做為主控汪南區(qū)塊扶余油層的關(guān)鍵井，其綜合柱狀圖如圖3所示；同樣S503井位置也較好，該井的楊大城子油層砂體比較發(fā)育，且測井曲線旋回特征明顯，故選擇該井做為主控汪南區(qū)塊楊大城子油層的關(guān)鍵井。把關(guān)鍵井的分層界限對比到起始井，劃分出起始井確切的分層界限，沿著骨干剖面從起始井開始逐井逐層的將各沉積界限有序不亂的對比到整個研究區(qū)。

圖3 W24-15井綜合柱狀圖Fig.3 W24-15 well of Integrated histogram

2 對比方法

2.1 平面骨干剖面控制全區(qū)對比方法

平面骨干剖面精細(xì)對比即為了控制全區(qū)的地層對比，在整個研究區(qū)平行和垂直沉積方向優(yōu)選幾條貫穿全區(qū)的橫縱主干剖面，從而構(gòu)成區(qū)域骨架封閉剖面網(wǎng)方便地層對比工作[4]。

平面骨架剖面選取的原則：骨干剖面應(yīng)盡可能與沉積方向平行，另一方向則盡可能與沉積方向垂直；骨干剖面上的井要盡可能多的為資料齊全的井，最好為取心井；在骨干剖面上的井最好是標(biāo)準(zhǔn)層標(biāo)志清晰易識別；骨干剖面的走向要盡量避開斷層多的區(qū)域。該封閉性骨架由貫穿全區(qū)的若干條輔助剖面構(gòu)成。研究區(qū)的骨架剖面圖與對比路線如圖4所示。

圖4 油層組骨干剖面對比Fig.4 Reservoir group of backbone profile correlation

2.2 鄰井相近對比方法

如圖5所示。依據(jù)沉積相率的變化，各種相帶在平面上的組合和變化有一定的繼變性，即相鄰井的測井曲線特征也有一定的相似性[6]。在地層對比中，往往采取臨井相近原則，先找準(zhǔn)對比標(biāo)志層，之后以同一骨干剖面上的鄰井開始進(jìn)行從油層到小層的依次對比。

2.3 地層厚度對比方法

如圖6所示。汪家屯地區(qū)地層厚度基本一致，這可以做為劃分和對比的一個重要原則。在這種情況下可根據(jù)沉積旋回的不等時性，通常遵循先油層組劃分后小層劃分的原則來劃分對比。同時需要注意在關(guān)鍵井或起始井上分層界線盡可能位于河道的底部；為保證單一河道的完整性，分層界限盡量少隔離河道砂體；在曲線旋回不明顯層段，利用厚度變化規(guī)律輔助劃分沉積單元界線[7]。在遇到斷層的情況下，可通過相鄰井的測井曲線形態(tài)旋回的相似性比加以識別；曲線資料缺失的情況下，按照沉積單元數(shù)目不發(fā)生變化的原則，即將厚度小的旋回合并進(jìn)行對比。

圖5 鄰井相近對比Fig.5 Adjoining well similar to contrast

圖6 厚度變化井的處理Fig.6 Variation in thickness of well processing

3 對比劃分結(jié)果及問題處理

依據(jù)骨干對比剖面及所有對比井的對比結(jié)果，將目的層(扶余油層和楊大城子油層楊一段)共劃分6個油層組35個小層，其中扶一油層組共劃分為7個小層；扶二油層組共劃分為5個小層；扶三油層組共劃分為5個小層；楊一油層組共劃分為7個小層；楊二油層組共劃分為7個小層；楊三油層組共劃分為4個小層。

對比過程中會遇到下列的問題：區(qū)塊大且井位分布不集中；探井少，巖心資料不足；區(qū)域多物源且斷層多；標(biāo)準(zhǔn)層少且相變快且地層厚度有異常的變化。

針對上述問題，以高分辨率層序地層理論為指導(dǎo)[4]，應(yīng)用“以區(qū)域骨架封閉剖面為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)層控制下的河泛面系列組合標(biāo)志、逐級優(yōu)先逼近對比、并逐級分區(qū)閉合漸進(jìn)推開 ”的河流相油層對比方法，采用層次分析方法最終實(shí)現(xiàn)從油層→砂組→小層→時間單元的逐級閉合；準(zhǔn)確識別標(biāo)準(zhǔn)層和油層組，應(yīng)盡量尊重分層骨干井原小層分層界線，優(yōu)選分層骨干井的補(bǔ)充井，補(bǔ)充骨干井不可控制小層。劃分小層盡量做到旋回?cái)?shù)最少，且小層厚度控制在10 m左右；在對比過程中如發(fā)現(xiàn)異常的對比線，應(yīng)認(rèn)真分析，經(jīng)過修正應(yīng)使面積有規(guī)律閉合。此外，在連接對比線時，必須誤差達(dá)到最小。

4 結(jié)論與認(rèn)識

依據(jù)GR曲線，參考SP/LLD曲線，結(jié)合研究區(qū)標(biāo)志層的巖性及電性特征，明確了可以做為汪家屯地區(qū)的對比標(biāo)志層。

進(jìn)一步驗(yàn)證了小層劃分依據(jù)和原則，并結(jié)合地震屬性，使整個劃分結(jié)果更趨合理。

通過本次對汪家屯地區(qū)扶楊油層的劃分與對比，將該目的層劃分為6個油層和35個小層，認(rèn)清了該地層的主要特征。確定了砂體類型，找出了砂體相對富集的層段：砂體相對富集的沉積單元有Y34、Y27、Y22、F16、F32、F22. 砂體相對不發(fā)育的層段有F11、F13 、F14、 Y12、 Y13、Y21、 Y24等層段。結(jié)果本次研究不僅將理論運(yùn)用到實(shí)踐中去，做到靈活運(yùn)用，而且解決了整個層位對比中的困難，確定河流相的地層對比方法，為以后的沉積微相的劃分打下良好基礎(chǔ)。

［1］吳景春，楊玉華．榆樹林扶楊油層精細(xì)油藏描述[D]．東北石油大學(xué)，2010：15-80．

［2］張明學(xué)，胡玉雙．層序地層學(xué)與油氣[M]．石油工業(yè)出版社，1998：5-30．

［3］李東亮，馬世忠．東14長段取心水平井區(qū)楊Ⅰ組厚砂層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)及剩余油研究 [D]．東北石油大學(xué)，2009： 126-137．

［4］龐磊，付廣．榆樹林油田升382井區(qū)扶楊油層沉積微相與儲層非均質(zhì)性研究 [D]．東北石油大學(xué)，2010：224-239．

［5］祁華忠，鄭愛敏，楊曉,等．高分辨率層序地層學(xué)及砂體展布規(guī)律研究實(shí)例[J]．天然氣工業(yè)，2008：28(4)：43-45．

［6］李珂，張?jiān)ⅲ脺y井曲線對莊36井區(qū)進(jìn)行分層與對比的實(shí)踐及認(rèn)識 [J]．遼寧化工，2013：5-30．

［7］張昌民. 儲層研究中的層次分析法[J]. 石油與天然氣地質(zhì)，1992，13（3）：344-350.

Fine Stratigraphic Classification and Correlation by Using Well Logs

SUN Jian1，YUAN Zi-long1, WU Bing-yu2
(1. College of Earth Sciences，Northeast Petroleum University，Heilongjiang Daqing 163318, China; 2. Repair well of Daqing drilling company, Jilin Songyuan 168000 , China)

Formation division and correlations of strata is of great importance for the lithologic reservoir exploration because it will directly affect the accuracy of the cognition of individual sand body and lithologic reservoir forecast and oil-gas distribution. Duo to the limitation of limited the coring well and data, when the oil field development comes to its Medium-late Stage, it will take advantage to use well logging data to divide and compare the formation. Only when we divide the formation according to geology regularity and build the correct isochronous correlation, find the reasonable first well and the right comparison way can we build the reasonable geology frame to guide the proper development of oil-gas reservoir.

Formation division； Correlations of strata； Well logs； Lithologic reservoir

TE 122

A

1671-0460（2014）11-2382-04

2014-04-16

孫?。?984-），男，黑龍江大慶人，助理工程師，碩士研究生，2014年畢業(yè)于東北石油大學(xué)，研究方向：勘探地球物理。