庫(kù)車坳陷克深地區(qū)巖性粒級(jí)測(cè)井分類及應(yīng)用效果

何春紅，章成廣，唐軍

（油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（長(zhǎng)江大學(xué)），湖北 武漢430100）

居大海，曹江寧

（中石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 庫(kù)爾勒841000）

在油氣勘探與開發(fā)工程中，充分認(rèn)識(shí)和客觀分析不同巖性結(jié)構(gòu)，對(duì)研究巖石的分選性、孔滲性及油氣水的儲(chǔ)集與運(yùn)移具有重要的實(shí)用價(jià)值［1］。通過前階段的科技攻關(guān)，已初步建立了庫(kù)車坳陷致密砂巖儲(chǔ)層流體性質(zhì)的評(píng)價(jià)流程及方法。研究表明，沉積物泥質(zhì)含量、粒度變化對(duì)儲(chǔ)層物性有一定的影響。加之研究區(qū)巖心資料有限，充分利用測(cè)井曲線響應(yīng)特征定性與定量描述不同巖性粒度中值、平均粒徑等特征參數(shù)顯得尤為重要［2～6］。庫(kù)車坳陷克深地區(qū)屬于低孔、低滲或特低孔、低滲裂縫型儲(chǔ)層，通過粒度中值與不同巖性段的典型常規(guī)測(cè)井響應(yīng)參數(shù)的相關(guān)性研究發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)層物性與粒徑呈正相關(guān)，巖石學(xué)特性的變化直接影響著儲(chǔ)層流體性質(zhì)的測(cè)井識(shí)別。因此，分類巖性進(jìn)行儲(chǔ)層評(píng)價(jià)是提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)與流體識(shí)別精度的迫切需要，為精細(xì)測(cè)井綜合解釋與單井油水層評(píng)價(jià)提供重要的客觀依據(jù)。筆者主要依據(jù)自然伽馬、電阻率、孔隙度等常規(guī)測(cè)井響應(yīng)以及粒度中值、平均粒徑等定量參數(shù)建立了適合粒度中值的相關(guān)計(jì)算方法和巖石粒徑分類的測(cè)井識(shí)別方法。

1 工區(qū)粒度分布概況

中白堊統(tǒng)巴什基奇克組（K2bs）主要分布于庫(kù)車坳陷中西部露頭，庫(kù)車坳陷東部山前缺失。其主要巖性下部為紫灰色厚層狀礫巖，上部為棕紅色厚層狀－塊狀中、細(xì)粒砂巖夾同色含礫砂巖、粉砂巖、泥巖。根據(jù)目的層K2bs在克深地區(qū)的分布特征，選取并整理克深地區(qū)6口井的取樣巖心粒度數(shù)據(jù)，按照不同儲(chǔ)層等級(jí)進(jìn)行粒度分析（圖1）可知：Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)層的碎屑巖顆粒粒度優(yōu)于Ⅲ、Ⅳ類儲(chǔ)層，隨著地層巖石粒度變大，儲(chǔ)層等級(jí)變好，碎屑沉積物粒度與儲(chǔ)層物性有較好的相關(guān)關(guān)系。

2 粒度參數(shù)計(jì)算方法及模型建立

2.1 常用的粒度參數(shù)

粒度中值（Md）是指累積曲線上顆粒體積分?jǐn)?shù)為50%處對(duì)應(yīng)的粒徑，單位用mm（或φ）表示。Md的含意是指它在粒度上居于沉積物的中央，有一半數(shù)量的顆粒大于它，另有一半小于它。

平均粒徑（Mz）是累積曲線上與累積體積分?jǐn)?shù)分別為16%、50%、84%相對(duì)應(yīng)的3個(gè)粒徑的平均值。根據(jù)福克和沃德定義，Mz＝（16φ＋50φ＋84φ）／3。Mz大表明樣品顆粒偏細(xì)，反之表明樣品顆粒較粗。

2.2 粒度參數(shù)的計(jì)算

各類測(cè)井曲線中，應(yīng)用最廣的自然伽馬（qAPI）測(cè)井曲線的響應(yīng)值主要受沉積物泥質(zhì)含量、分選性和粒度變化的影響。由此，Md與qAPI之間應(yīng)有一定的聯(lián)系。碎屑巖粒徑的大小反映沉積環(huán)境及水動(dòng)力狀況、物源供給條件、沉積作用方式和沉積相演化序列等諸多方面信息。此外，大量實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料分析表明，碎屑沉積物頻率曲線基本（或近似）服從正態(tài)分布，Md是其期望值。因此從沉積原理和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的角度看，Md與qAPI之間會(huì)有較好的相關(guān)關(guān)系［1］。圖2（a）為克深地區(qū)6口井取樣巖心的Md與自然伽馬增大系數(shù)（CqAPI）之間的關(guān)系，隨著CqAPI的增大，Md顯示出線性降低的趨勢(shì)，符合碎屑沉積物的一般沉積規(guī)律，二者相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.753；圖2（b）為Md與Mz的關(guān)系圖，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.817。據(jù)此可以得出克深地區(qū)標(biāo)定的巖石Md計(jì)算模型為：

圖1 克深地區(qū)不同等級(jí)儲(chǔ)層的巖性粒度分布特征

圖2 克深地區(qū)Md與CqAPI（a）及Mz（b）的關(guān)系圖

圖3為克深地區(qū)單井粒度參數(shù)計(jì)算結(jié)果圖，可以看出，巖心分析粒度中值和測(cè)井計(jì)算粒度中值的對(duì)比包絡(luò)線符合程度較高，計(jì)算得到的各項(xiàng)粒度參數(shù)與粒度分析資料得到的實(shí)際結(jié)果基本符合，從而驗(yàn)證了粒度參數(shù)計(jì)算模型的可靠性。

2.3 建立粒度中值劃分巖性模型

根據(jù)測(cè)井的應(yīng)用環(huán)境，該次研究所提出的巖性粒徑以儲(chǔ)層為基本單位進(jìn)行劃分識(shí)別。根據(jù)錄井巖屑描述，克深地區(qū)共統(tǒng)計(jì)了7口井387個(gè)儲(chǔ)層，目的層段巖性粒徑主要以細(xì)砂巖、粉砂巖以及中砂巖為主，含少量的含礫砂巖。取7口井中較厚的中砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖、含礫砂巖層段，并輸出了其常規(guī)曲線測(cè)井響應(yīng)值，建立了不同粒徑的Md與常規(guī)測(cè)井曲線值的關(guān)系圖（圖4）。結(jié)果表明，孔隙度（φ）、φn、電阻率（ρt）3種測(cè)井信息對(duì)不同粒徑的Md響應(yīng)較好，分異性明顯；中砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖在電性上區(qū)別不甚明顯，但基本都小于70Ω·m，而含礫砂巖一般大于70Ω·m。結(jié)合圖4，初步得到克深地區(qū)K2bs儲(chǔ)層粒度劃分標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。

圖3 克深地區(qū)單井測(cè)井解釋與粒度分析結(jié)果

圖4 克深地區(qū)K2bs不同測(cè)井曲線與Md的關(guān)系圖版

表1 克深地區(qū)K2bs儲(chǔ)層粒度劃分標(biāo)準(zhǔn)

圖5 克深地區(qū)單井巖性劃分模型與錄井結(jié)果對(duì)比圖

3 巖性粒級(jí)分類模型的劃分效果

結(jié)合克深地區(qū)單井巖性劃分模型與錄井結(jié)果對(duì)比圖（圖5）可以看出，含礫砂巖的電阻率比較高，一般大于70Ω·m，Md大于0.25mm；中砂巖的Md大于0.25mm，而其電阻率小于70Ω·m，孔隙度最大達(dá)8%，中砂巖的孔隙度一般略大于細(xì)砂巖；細(xì)砂巖的Md在0.18～0.25mm之間，孔隙度最大達(dá)6.26%，中子孔隙度比中砂巖略高；粉砂巖的Md小于0.18mm，孔隙度也最小，最大在3.6%左右。測(cè)井資料綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明，巖性粒級(jí)的理論分類模型與實(shí)際測(cè)井綜合解釋及地質(zhì)錄井各項(xiàng)參數(shù)均有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，能為研究區(qū)測(cè)井精細(xì)解釋、儲(chǔ)層劃分與參數(shù)評(píng)價(jià)提供理論依據(jù)和客觀標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)該區(qū)的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)具有實(shí)際指導(dǎo)應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）沉積物泥質(zhì)含量、粒度變化對(duì)儲(chǔ)層物性有一定的影響。砂巖Md主要是通過巖心機(jī)械破碎篩析法和砂巖薄片圖像粒度分析法來(lái)獲取。研究發(fā)現(xiàn)，Md與qAPI、泥質(zhì)含量具有較好的相關(guān)關(guān)系，利用測(cè)井資料提供的相關(guān)參數(shù)，建立與理論計(jì)算Md的關(guān)系，可以間接描述工區(qū)不同粒徑Md的變化范圍及規(guī)律。

2）砂巖的Md是碎屑巖儲(chǔ)集層的一個(gè)重要參數(shù)，計(jì)算得到的各項(xiàng)粒度參數(shù)與巖心分析粒度參數(shù)基本符合。通過理論計(jì)算Md范圍和規(guī)律，可為不同巖性粗細(xì)與結(jié)構(gòu)研究提供理論依據(jù)。

3）研究區(qū)目的層段巖性粒徑主要以細(xì)砂巖、粉砂巖以及中砂巖為主。以不同粒徑的Md計(jì)算值結(jié)合測(cè)井資料相關(guān)巖性段常規(guī)測(cè)井響應(yīng)特征參數(shù)值建立的巖性粒級(jí)劃分模型表明：φ、φn、ρt等3種測(cè)井信息對(duì)不同粒徑Md響應(yīng)較好，不同巖性分異性明顯。

4）砂巖的Md與儲(chǔ)層的孔滲性密切相關(guān)。研究結(jié)果表明：巖性粒級(jí)的理論分類模型與實(shí)際測(cè)井綜合解釋及地質(zhì)錄井各項(xiàng)參數(shù)均有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。分類巖性模型的建立能為研究區(qū)測(cè)井精細(xì)解釋、儲(chǔ)層劃分與參數(shù)評(píng)價(jià)提供理論依據(jù)和客觀標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)該區(qū)的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)具有實(shí)際指導(dǎo)應(yīng)用價(jià)值。

5）砂巖巖性粗細(xì)、結(jié)構(gòu)與儲(chǔ)層物性密切相關(guān)，巖石顆粒粒徑越大，孔滲性越好。通過分類巖性建立不同巖性的孔滲模型來(lái)求取的飽和度進(jìn)行儲(chǔ)層評(píng)價(jià)，能夠提高儲(chǔ)層流體預(yù)測(cè)與識(shí)別的精度。

［1］譚增駒，鄭宏安，張超謨，等.利用粒度值平均粒徑研究陸源碎屑巖巖性與結(jié)構(gòu) ［J］.測(cè)井技術(shù)，1995，9（2）：130～134.

［2］丘琳.利用測(cè)井資料研究粒度中值和泥質(zhì)含量 ［J］.中國(guó)海上油氣（地質(zhì)），1989，3（5）：17～22.

［3］劉行軍，康國(guó)珍，李新岐.蘇里格地區(qū)蘇X井區(qū)盒8段儲(chǔ)層粒度中值的計(jì)算及其應(yīng)用 ［J］.國(guó)外測(cè)井技術(shù)，2008，23（1）：17～18.

［4］洪有密.測(cè)井原理與綜合解釋 ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2004.

［5］雍世和，張超謨.測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理與綜合解釋 ［M］.東營(yíng)：石油大學(xué)出版社，1996.

［6］趙澄林，朱筱敏.沉積巖石學(xué) ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2001.