磁化率在火成巖儲層非均質(zhì)性研究中的應(yīng)用
——以車排子地區(qū)石炭系為例

李竹強(qiáng),陳學(xué)國,魏 敏,于會臻

(中國石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院西部分院,山東東營257000)

磁化率在火成巖儲層非均質(zhì)性研究中的應(yīng)用
——以車排子地區(qū)石炭系為例

李竹強(qiáng),陳學(xué)國,魏 敏,于會臻

(中國石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院西部分院,山東東營257000)

準(zhǔn)噶爾盆地車排子凸起石炭系儲層主要為火成巖,巖性復(fù)雜且勘探程度低,其儲層非均質(zhì)性強(qiáng),發(fā)育特征不明確。利用野外及取芯實(shí)測磁化率及錄井、測井等資料對石炭系儲層非均質(zhì)性進(jìn)行研究,進(jìn)而對石炭系火成巖儲層的儲集空間、物性特征、分布特征、巖相發(fā)育特征及含油氣情況進(jìn)行分析。結(jié)果表明,石炭系高磁化率火成巖易風(fēng)化為物性較好的有利儲層,而低磁化率凝灰?guī)r難以發(fā)育有利儲層,僅存在于斷裂帶附近。這為研究區(qū)火成巖油氣的勘探提供了重要依據(jù)。

石炭系;火成巖;儲層;磁化率;非均質(zhì)性;車排子

近年來,中國石化勝利油田在準(zhǔn)噶爾盆地西緣車排子地區(qū)石炭系火成巖的油氣勘探中取得可喜進(jìn)展,排66、排667、排665等井在石炭系獲得工業(yè)油流,均證實(shí)石炭系火成巖儲層蘊(yùn)含豐富的油氣資源[1]。前人對車排子地區(qū)紅車斷裂帶以東火成巖進(jìn)行了大量研究,認(rèn)為石炭系火成巖具有多期成巖,巖石類型多樣,儲集空間類型多,儲層非均質(zhì)性強(qiáng),控制因素多變,油氣成藏復(fù)雜等特點(diǎn)[2-3],基于鉆井取芯、測錄井資料、試油、地震等資料的研究,取得了一定的進(jìn)展[4]。但以往研究中很少涉及磁化率信息,而磁化率是區(qū)分和識別火成巖巖性、巖相的重要物性特征。因此,筆者針對車排子地區(qū)野外露頭及鉆井取芯進(jìn)行磁化率測量,結(jié)合測井、錄井、試油、地震等成果,對石炭系火成巖儲層非均質(zhì)性進(jìn)行研究,分析火成巖含油氣性規(guī)律,建立磁化率-自然伽馬交匯圖版識別巖性,進(jìn)而開展磁震聯(lián)合反演識別火成巖發(fā)育區(qū),以期為火成巖油氣的勘探提供借鑒。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

車排子凸起位于準(zhǔn)噶爾盆地西緣(圖1),為準(zhǔn)西隆起的次級構(gòu)造單元,位于扎伊爾山前,向東通過紅車斷裂帶與昌吉凹陷相連。車排子凸起長期處于昌吉和四棵樹2個生烴凹陷的油氣運(yùn)移指向區(qū)[5-6],為有利的油氣富集區(qū)。

研究區(qū)內(nèi)以石炭系為目的層的鉆井較少且主要位于研究區(qū)東北部,鉆井資料揭示,巖性主要為火成巖及沉積巖,其中火成巖為凝灰?guī)r、安山巖、火山角礫巖、玄武巖、花崗巖等,沉積巖為凝灰質(zhì)泥巖、凝灰質(zhì)砂巖、碳質(zhì)泥巖、泥巖等。

2 巖礦石磁化率特征

2.1 磁化率測量方法

物質(zhì)的磁性由原子外層電子的自旋磁矩與軌道磁矩引起,不同礦物磁性具有差異性,不同巖石也含有不同的放射性元素。火成巖中,愈近酸性磁化率越低,其放射性強(qiáng)度也愈大,自然伽馬測井值越大[7]。此次野外和取芯巖石磁化率的測量使用捷克SM-30磁化率儀,分辨率為1×10-7SI,具有準(zhǔn)確、精度高、小巧、輕便等優(yōu)點(diǎn),實(shí)測過程中,同一測點(diǎn)不同角度測量6次,取平均值,為準(zhǔn)確獲得數(shù)據(jù)提供保障。

圖1 車排子凸起區(qū)域構(gòu)造位置

2.2 地層磁化率特征

近年來,對車排子鄰區(qū)克拉瑪依西石炭系露頭累積開展測量剖面10余條,累積長度500公里,測量物性點(diǎn)1 664個,獲得有效磁化率數(shù)據(jù)8 010個。其中,太勒古拉組數(shù)據(jù)3 500個,包古圖組數(shù)據(jù)1 510個,希貝庫拉斯組3 000個,數(shù)據(jù)清晰反映出石炭系3套地層的磁化率特征及層組內(nèi)火成巖的類型不同,磁化率值具有不同的變化(表1)。

統(tǒng)計表明,石炭系希貝庫拉斯組和太勒古拉組發(fā)育火成巖,磁化率值較高,在太勒古拉組存在高磁化率值的凝灰質(zhì)砂巖;包谷圖組主要以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主,見有閃長玢巖巖脈。其中高磁化率數(shù)據(jù)占總數(shù)的百分比依次為:希貝庫拉斯組5%,包谷圖組3%,太勒古拉組8%,為利用高精度磁力精細(xì)描述火成巖提供處理和識別依據(jù)。

表1 準(zhǔn)噶爾盆地西部克拉瑪依圖幅石炭系磁化率統(tǒng)計

2.3 巖性磁化率特征

通過對車排子地區(qū)28口石炭系取芯井的巖性進(jìn)行磁化率測量,累計長度460余米,實(shí)測磁化率數(shù)據(jù)1 648組,分析表明(圖2),玄武巖、安山巖、火山角礫巖、花崗巖磁化率大于500×10-5SI,火山角礫巖磁化率均值為566×10-5SI,花崗巖磁化率均值為969×10-5SI,安山巖磁化率均值為1 670×10-5SI,玄武巖磁化率均值為1 721×10-5SI;凝灰?guī)r磁化率主要分布在兩個區(qū)域,一類磁化率大于600×10-5SI,結(jié)合錄井及薄片分析其火山碎屑成分主要為中基性的安山巖(排66、61井),一類磁化率小于80×10-5SI,為典型的凝灰?guī)r(排665、624井);泥巖、砂巖磁化率均小于50×10-5SI。磁化率有效地反映石炭系火成巖的非均質(zhì)性,玄武巖、安山巖磁化率最高;安山質(zhì)凝灰?guī)r、花崗巖次之;火山角礫巖中高值;凝灰?guī)r、砂巖、泥巖基本沒有磁性。

圖2 石炭系巖心磁化率均值直方圖

3 磁化率特征分析及應(yīng)用

3.1 儲層磁化率特征

對試油井段的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)(圖3),大于90%的有利儲層具有高磁化率(大于250×10-5SI)特征,巖性主要為安山巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r、火山角礫巖、玄武巖;在低磁化率巖性中,僅少數(shù)井的凝灰?guī)r含油氣,結(jié)合鉆井資料發(fā)現(xiàn),該類儲層的典型特征為鉆井液漏失嚴(yán)重(如排665井在811～988 m處發(fā)生井漏,漏失泥漿303.39 m3,巖性灰黑色凝灰?guī)r,裂縫性漏失)。

圖3 石炭系取芯井段含油性與磁化率關(guān)系

3.2 磁化率在儲層非均質(zhì)性識別中的應(yīng)用

前人研究表明,石炭系火成巖儲層物性受巖性和風(fēng)化淋蝕時間控制,在相同的地表環(huán)境下,巖石強(qiáng)度、脆性及可溶性礦物等的差異,導(dǎo)致儲層非均質(zhì)性差異較大,未經(jīng)過風(fēng)化時火山角礫巖能形成有效儲層,弱風(fēng)化時火山角礫巖、安山巖、玄武巖等中基性巖石能形成有效儲層,而凝灰?guī)r形成有效儲層的條件最為苛刻,沉積巖基本不發(fā)育儲層[8]。對10口井火成巖巖心進(jìn)行分析,同時結(jié)合測井、核磁等解釋成果,得到研究區(qū)火成巖孔隙度、滲透率、磁化率參數(shù)(表2)。結(jié)果表明,火成巖角礫巖、蝕變安山巖是最好的儲層,磁化率為中高值;玄武巖次之,磁化率為高值;安山巖和安山質(zhì)凝灰?guī)r較好,磁化率高值;凝灰?guī)r和玄武安山巖儲層儲集性能最差。

表2 車排子石炭系火成巖巖性與物性關(guān)系

對24口取芯井段測井資料分析發(fā)現(xiàn),巖心磁化率與自然伽馬交匯能較好地反映儲層的非均質(zhì)性(圖4),玄武巖、安山巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r、角礫巖儲層低自然伽馬(小于40API),高磁化率(大于250× 10-5SI);蝕變安山巖儲層中自然伽馬(大于40API,小于75API),高磁化率(大于350×10-5SI);凝灰?guī)r、泥巖高自然伽馬(大于40API),低磁化率(小于100 ×10-5SI)。

圖4 車排子石炭系火成巖芯自然伽馬—磁化率交匯

4 結(jié) 論

(1)準(zhǔn)西緣車排子地區(qū)石炭系希貝庫拉斯組和太勒古拉組火成巖較為發(fā)育,包古圖組基本不發(fā)育火成巖;火成巖中玄武巖、安山巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r磁化率為高值,火山角礫巖、花崗巖為中值,凝灰?guī)r、沉積巖磁化率為極低值。

(2)磁化率高低能很好地指示石炭系有利儲層的發(fā)育,90%以上含油氣儲層為中高磁化率。建立磁化率與自然伽馬交匯圖能很好地識別巖性和儲層的非均值性。通過對準(zhǔn)西石炭系和取芯巖性磁化率規(guī)律的研究,建立磁化率和自然伽馬的對應(yīng)參數(shù)關(guān)系,為進(jìn)一步開展全井段磁化率約束地震反演識別火成巖發(fā)育區(qū),提供了技術(shù)支持。

[1] 王建勇,王學(xué)忠,馬立群.準(zhǔn)西海相淺層石炭系火山凝灰?guī)r油氣發(fā)現(xiàn)的意義[J].中國工程科學(xué),2012,14(7):81-85.

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[4] 程長領(lǐng),孫怡,張奉,等.春風(fēng)油田火成巖儲層控制因素及有利儲層分布[J].石油天然氣學(xué)報,2014,36(3):54-59.

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[責(zé)任編輯]胡秋媛

TE122.2

A

1673-5935(2016)04-0006-04

10.3969/j.issn.1673-5935.2016.04.002

2016-10-20

國家科技重大專項(xiàng)(2016ZX05002-006)

李竹強(qiáng)(1983—),男,山東海陽人,中國石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院西部分院工程師,主要從事油氣勘探研究。