成像測井在臺緣斜坡礁灘微相研究中的應(yīng)用
——以土庫曼斯坦阿姆河右岸中部卡洛夫階—牛津階為例

田雨，張興陽，朱國維，張宏偉，吳蕾，張良杰，郭同翠，尉曉瑋，楊鈺

（1中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院；2中國石油勘探開發(fā)研究院）（3中國石油（土庫曼斯坦）阿姆河天然氣公司；4中國石油渤海鉆探工程公司第一錄井分公司）

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成像測井在臺緣斜坡礁灘微相研究中的應(yīng)用
——以土庫曼斯坦阿姆河右岸中部卡洛夫階—牛津階為例

田雨1，2，張興陽2，朱國維1，張宏偉2，吳蕾3，張良杰2，郭同翠2，尉曉瑋2，楊鈺4

（1中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院；2中國石油勘探開發(fā)研究院）（3中國石油（土庫曼斯坦）阿姆河天然氣公司；4中國石油渤海鉆探工程公司第一錄井分公司）

摘 要以成像測井資料為基礎(chǔ)，開展了土庫曼斯坦阿姆河右岸中部的中上侏羅統(tǒng)卡洛夫階—牛津階臺緣斜坡礁灘沉積微相研究。首先利用巖心、薄片等資料對成像測井進行標(biāo)定，在成像測井上識別出障積礁、粘結(jié)丘、高能生物碎屑灘、低能生物碎屑灘、低能砂屑灘、礁（灘）間和斜坡泥等7種沉積微相。然后通過對不同類型沉積微相的成像測井響應(yīng)特征進行研究，建立了研究區(qū)碳酸鹽巖成像測井相模式，主要包括亮斑相、暗斑相、低阻交錯層狀相、低阻變形層狀相、互層相、塊狀相等6類，并以此為依據(jù)進行了連續(xù)的單井成像測井相劃分與沉積微相解釋。最后對沉積微相與儲層物性關(guān)系進行了研究，認(rèn)為研究區(qū)卡洛夫階—牛津階儲層主要為裂縫-孔隙型礁灘儲層，有利于儲層發(fā)育的沉積微相主要為高能生物碎屑灘、低能砂屑灘、障積礁、低能生物碎屑灘和粘結(jié)丘，礁（灘）間和斜坡泥微相的巖性相對較致密，儲層一般不發(fā)育。

關(guān)鍵詞土庫曼斯坦；阿姆河右岸；沉積微相；測井相；成像測井

本文受國家重大科技專項“中亞地區(qū)含氣盆地成藏規(guī)律與勘探技術(shù)”（編號2011ZX05029-003）與中國石油集團公司科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)項目“阿姆河右岸鹽下天然氣分布規(guī)律與區(qū)帶評價”（編號2013D-0904）聯(lián)合資助

田雨：1985年生，2010年畢業(yè)于長江大學(xué)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)為中國礦業(yè)大學(xué)（北京）在讀博士研究生，主要從事沉積、層序及儲層相關(guān)研究工作。通訊地址：100083北京市海淀區(qū)學(xué)院路20號；E-mail: jilintianyu06@163.com

1 引 言

隨著測井技術(shù)的不斷發(fā)展，測井資料（尤其是目前較為普遍的常規(guī)測井和成像測井資料）已被廣泛應(yīng)用于識別巖性與沉積相（巖相）研究，在油氣勘探與開發(fā)中發(fā)揮著越來越重要的作用。由于不同類型巖石及其組合的常規(guī)測井響應(yīng)特征（如測井參數(shù)值、曲線形態(tài)、曲線幅度等）存在明顯的差異，因此常規(guī)測井資料能夠?qū)λ樾紟r、蒸發(fā)巖、火成巖及變質(zhì)巖等巖石類型及沉積相（巖相）進行有效的識別［1-7］。但是常規(guī)測井資料在碳酸鹽巖的巖性與沉積相研究中使用較少，其原因在于通過常規(guī)測井參數(shù)值的差異雖然能夠有效地區(qū)分白云巖與石灰?guī)r這兩類巖性［8］，但是對于石灰?guī)r，特別是各種類型的礁灘相石灰?guī)r，由于它們的常規(guī)測井響應(yīng)特征差異較小，造成識別效果相對較差。而成像測井由于具有縱向分辨率高、井眼覆蓋范圍大等特點，所以，通過利用井筒成像能夠清晰、直觀地反映出細(xì)微的沉積構(gòu)造、巖石類型、顆粒類型以及儲集空間等特征差異。成像測井資料在碎屑巖［9-12］、碳酸鹽巖［13-19］、蒸發(fā)巖［20-21］及火山巖［22-23］等不同巖石類型識別及沉積相（巖相）研究中已經(jīng)取得了較好的效果。

勘探實踐表明，土庫曼斯坦阿姆河右岸中部地區(qū)卡洛夫階—牛津階為臺緣斜坡相沉積①張興陽，等.土庫曼斯坦巴格德雷合同區(qū)卡洛夫—牛津階沉積相研究［R］.北京中油銳思技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司，2013.，斜坡內(nèi)部發(fā)育的礁灘體為區(qū)內(nèi)最重要的勘探目標(biāo)。當(dāng)前沉積相帶的平面展布特征已大致清楚，但沉積微相的縱向展布規(guī)律還不十分明確，迫切需要對全井段碳酸鹽巖沉積微相進行深入研究，以尋找優(yōu)質(zhì)礁灘儲層。本文在系統(tǒng)調(diào)研前人研究［24-27］的基礎(chǔ)上，結(jié)合阿姆河右岸臺緣斜坡礁灘沉積微相特點，以區(qū)內(nèi)15口鉆井（井位分布見圖1）的成像測井、巖心以及200余片薄片資料為基礎(chǔ)，開展了成像測井沉積微相識別研究。通過綜合利用巖心和薄片等資料對成像測井進行標(biāo)定，對不同類型沉積微相的成像測井響應(yīng)特征進行分析，建立了阿姆河右岸中部地區(qū)卡洛夫階—牛津階碳酸鹽巖成像測井相模式，并將其運用到單井連續(xù)的成像測井相劃分與對應(yīng)的沉積微相解釋當(dāng)中，彌補了取心數(shù)量有限及常規(guī)測井資料對礁灘相石灰?guī)r的巖性變化不敏感等沉積微相研究中的不足，以期為研究區(qū)下一步的天然氣勘探開發(fā)提供地質(zhì)依據(jù)，同時為類似沉積背景下的碳酸鹽巖沉積微相劃分提供參考。

2 地質(zhì)概況

阿姆河右岸區(qū)塊目前已發(fā)現(xiàn)了多個氣田，其中部分氣田已進入全面開發(fā)階段。該區(qū)塊自西北向東南可進一步劃分為查爾朱隆起、堅基茲庫爾隆起、卡拉別克坳陷、桑迪克雷隆起、別什肯特坳陷和基薩爾山前沖斷帶等6個構(gòu)造單元（圖1），本文研究區(qū)位于阿姆河右岸區(qū)塊的中部。

圖1 阿姆河右岸構(gòu)造單元劃分及研究區(qū)位置圖

研究區(qū)的地層自下而上可分為基底、過渡層和沉積蓋層三個層系［28-29］，其中基底由古生界火山巖和變質(zhì)巖組成；基底之上為二疊系—三疊系陸源碎屑巖為主的過渡層；沉積蓋層為中新生界侏羅系、白堊系、古近系、新近系及第四系碎屑巖、碳酸鹽巖和蒸發(fā)巖等。阿姆河右岸侏羅系有著良好的生儲蓋組合，中下侏羅統(tǒng)海陸交互相含煤碎屑巖厚度巨大，是本區(qū)主要的烴源巖層［30］；中上侏羅統(tǒng)卡洛夫階—牛津階礁灘相碳酸鹽巖物性條件好，是主力產(chǎn)層；上侏羅統(tǒng)欽莫利階大套的膏鹽巖層直接覆蓋在卡洛夫階—牛津階之上，厚度可達1 400 m，為阿姆河右岸最主要的區(qū)域性蓋層。

3 成像測井相標(biāo)定

研究區(qū)卡洛夫期—牛津期為碳酸鹽臺緣斜坡沉積環(huán)境，可進一步劃分為生物礁（丘）、顆粒灘、礁（灘）間、斜坡泥等亞相，以及障積礁、粘結(jié)丘（包括疊層石和凝塊石）、高能生物碎屑灘、低能生物碎屑灘、低能砂屑灘、礁（灘）間、斜坡泥等微相（表1）。本文首先利用巖心和薄片等資料識別出的沉積微相對成像測井進行標(biāo)定（圖2），從而將不同類型的沉積微相轉(zhuǎn)化為在成像測井上能夠識別的測井相，并且對不同類型沉積微相的成像測井相特征進行總結(jié)。

障積礁 巖石類型主要為障積礁灰?guī)r，由造礁生物阻擋灰泥及碳酸鹽顆粒等堆積而成。研究區(qū)造礁生物主要為苔蘚蟲和海綿等。水體能量相對較強。生物格架孔和體腔孔組成主要的儲集空間。靜態(tài)成像測井圖上顯示為暗黃色的中低阻反射特征。動態(tài)成像測井圖上表現(xiàn)為亮斑狀反射特征。亮色斑塊塊體較大，主要為造礁生物骨架碎塊。暗色斑點主要為骨架間孔隙（圖2a）。

粘結(jié)丘 在研究區(qū)低能環(huán)境中普遍發(fā)育，由藍(lán)、綠藻等粘結(jié)生物碎屑、砂屑、灰泥等形成。根據(jù)藻類粘結(jié)作用的組構(gòu)特征，分為疊層石和凝塊石兩種。儲集空間主要為窗格孔。其中，疊層石具有明顯的隱藻紋層構(gòu)造，靜態(tài)成像測井圖上顯示為暗色的低阻反射特征。動態(tài)成像測井圖上表現(xiàn)為明暗相間的層狀反射特征。富藻的有機紋層為暗色，貧藻的石灰?guī)r層為亮色（圖2b）。而凝塊石沒有明顯的隱藻紋層構(gòu)造，靜態(tài)成像測井圖上顯示為黃色的中阻反射特征。動態(tài)成像測井圖上表現(xiàn)為斑塊狀反射特征，富藻巖塊為暗色，貧藻的石灰?guī)r為亮色（圖2c）。

表1 阿姆河右岸中部地區(qū)沉積微相類型

圖2 阿姆河右岸中部卡洛夫階—牛津階不同類型沉積微相成像測井響應(yīng)特征

高能生物碎屑灘 是研究區(qū)較少見的沉積微相。巖石類型主要為亮晶生物碎屑灰?guī)r，局部含砂屑。顆粒之間為亮晶方解石膠結(jié)。生物類型主要為有孔蟲、棘皮類、雙殼類、腕足、介形蟲等。主要發(fā)育于水體能量較強的高能沉積環(huán)境。殘余原生粒間孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔及鑄模孔等組成主要的儲集空間。靜態(tài)成像測井圖上顯示為亮黃色的中高阻反射特征。動態(tài)成像測井圖上顯示為塊狀背景下的斑點狀反射特征。暗色斑點非常發(fā)育，大多為溶蝕孔洞，顯示出良好的物性特征。亮色斑塊主要為生物碎屑、砂屑顆粒等（圖2d）。

低能生物碎屑灘 是研究區(qū)顆粒灘的主要微相類型，巖石類型主要為泥晶生物碎屑灰?guī)r。生物主要為有孔蟲、腕足、介形蟲、棘皮類、放射蟲等，顆粒之間為泥晶方解石膠結(jié)，反映了水體能量相對較低的沉積環(huán)境。儲集空間主要為粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔及鑄?？椎?。根據(jù)成像測井響應(yīng)特征分為層狀和斑狀兩種。其中，層狀低能生物碎屑灘在靜態(tài)成像測井圖上顯示為以黃色為主的中阻反射特征。動態(tài)成像測井圖上可見明顯的泥質(zhì)條帶，由于受到沉積壓實及后期成巖作用等影響，多數(shù)泥質(zhì)條帶被破壞，因此動態(tài)成像測井圖上暗色的低阻條紋呈斷續(xù)狀反射特征，亮色條帶為較純凈的石灰?guī)r（圖2e）。斑狀低能生物碎屑灘在靜態(tài)成像測井圖上整體為黃色的中阻反射，局部含泥質(zhì)較重則呈暗色的低阻反射特征。動態(tài)成像測井圖上則顯示為明暗相間的斑點狀反射特征（圖2f）。與高能生物碎屑灘相比，斑點相對較小，暗色斑點以泥粒為主，含少量的溶蝕孔洞，亮色斑點主要為較純凈的石灰?guī)r。

低能砂屑灘 巖石類型主要為泥晶砂屑灰?guī)r，砂屑顆粒大小一般介于0.05～2mm之間，多呈次圓—圓狀，顆粒之間為泥晶方解石膠結(jié)。發(fā)育粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔及鑄?？椎?。靜態(tài)成像測井圖上顯示為亮黃色的中高阻反射特征。動態(tài)成像測井圖上顯示為塊狀背景下的亮斑狀反射特征，亮斑塊體較大，為砂屑顆粒。暗色斑點主要為泥粒及少量的粒間孔隙（圖2g）。

礁（灘）間 位于礁灘之間相對低洼、沉積環(huán)境水體能量較低的地帶。巖石類型主要為泥晶灰?guī)r，局部含少量生物碎屑，巖性致密，孔隙度較低。靜態(tài)成像測井圖上顯示為亮黃色的中高阻反射特征。動態(tài)成像測井圖上為塊狀反射特征（圖2h）。

斜坡泥 位于卡洛夫階—牛津階底部，為碳酸鹽巖初始建造階段的產(chǎn)物。巖石類型主要為泥質(zhì)灰?guī)r。沉積環(huán)境水體能量低，巖性致密，孔隙度極低。靜態(tài)成像測井圖上表現(xiàn)為暗色低阻與亮黃色中高阻互層的反射特征。動態(tài)成像測井圖上顯示為明暗相間的互層狀反射特征。暗色為泥質(zhì)條帶，亮色為較純凈的石灰?guī)r。

4 成像測井相模式及應(yīng)用

結(jié)合前人相模式研究結(jié)果［13，15-16，18-19］，通過對不同類型沉積微相成像測井相特征進行分析，建立了研究區(qū)中上侏羅統(tǒng)卡洛夫階—牛津階碳酸鹽巖成像測井相模式，主要包括亮斑相、暗斑相、低阻變形層狀相、低阻交錯層狀相、互層相、塊狀相等6大類（圖3），并在該模式的指導(dǎo)下對單井進行了連續(xù)的成像測井相劃分及對應(yīng)的沉積微相解釋。

圖3 阿姆河右岸中部卡洛夫階—牛津階測井相模式及沉積微相解釋

采用本方法，與巖心資料劃分的沉積微相結(jié)果相對比，其吻合度可達85﹪，證實了本方法在碳酸鹽巖沉積微相研究中的可行性，滿足了無取心段碳酸鹽巖沉積微相精細(xì)劃分的需求。

以Cha-X1井卡洛夫階下部地層為例，由下至上成像測井相依次為互層相、低阻變形層狀相、暗斑相、塊狀相、低阻交錯層狀相、亮斑相等，對應(yīng)于斜坡泥、低能生物碎屑灘、灘間、粘結(jié)丘、障積礁等沉積微相，由下至上石灰?guī)r粒度變粗，組成水體向上變淺的旋回（圖4）。

圖4 阿姆河右岸中部卡洛夫階—牛津階單井測井相—沉積微相綜合劃分（Cha-X1井）

依據(jù)成像測井解釋的沉積微相，并利用5口井124個樣品的實驗室分析數(shù)據(jù)，結(jié)合試油結(jié)果，對研究區(qū)各沉積微相的物性特征進行了研究，確定了研究區(qū)儲層孔隙度下限值為4﹪。由圖5中可以看出，有利于儲層發(fā)育的沉積微相主要為高能生物碎屑灘、低能砂屑灘、障積礁、低能生物碎屑灘、粘結(jié)丘等。其中高能生物碎屑灘儲層物性最好，孔隙度可達10﹪，但該微相在研究區(qū)發(fā)育程度較差。研究區(qū)常見的儲層微相類型主要為障積礁、粘結(jié)丘、低能生物碎屑灘及低能砂屑灘等，物性條件相對較好，造礁生物格架孔、體腔孔、粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔等組成主要的儲集空間。灘間和斜坡泥微相巖性較致密，孔隙度較低，一般不能作為儲層。

圖5 阿姆河右岸中部卡洛夫階—牛津階不同類型沉積微相物性特征

5 結(jié) 論

（1）通過利用巖心、薄片等資料對成像測井進行標(biāo)定，對不同類型碳酸鹽巖沉積微相的成像測井響應(yīng)特征進行了研究，建立了阿姆河右岸中部地區(qū)卡洛夫階—牛津階碳酸鹽巖成像測井相模式，包括亮斑相、暗斑相、低阻交錯層狀相、低阻變形層狀相、互層相、塊狀相等6類。

（2）以成像測井相模式為指導(dǎo)，對單井進行連續(xù)的成像測井相劃分及對應(yīng)的沉積微相解釋，解決了非取心段碳酸鹽巖沉積微相研究問題，其結(jié)果較為準(zhǔn)確，是碳酸鹽巖沉積微相劃分的一個行之有效的方法。

（3）研究區(qū)卡洛夫階—牛津階有利儲層的主要微相類型是高能生物碎屑灘、障積礁、粘結(jié)丘、低能生物碎屑灘及低能砂屑灘。灘間和斜坡泥微相巖性致密，孔隙度較低，一般不能作為儲層。

致謝：感謝成都理工大學(xué)鄭榮才教授以及中國石油勘探開發(fā)研究院楊式升老師在薄片鑒定中所做的工作！

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編輯：黃革萍

Tian Yu：Doctor degree in progress at China University of Mining and Technology（Beijing）. Add：20 Xueyuan Rd.，Beijing，100083，China

Application of Imaging Logging in Studying Reef-Bank Microfacies Sediments in Platform Margin Slope：A Case of Callovian-Oxfordian Reservoirs in the Central Part of Right Bank of Amu Darya，Turkmenistan

Tian Yu，Zhang Xingyang，Zhu Guowei，Zhang Hongwei，Wu Lei，Zhang Liangjie，Guo Tongcui，Yu Xiaowei，Yang Yu

Abstract：Based on the imaging logging data，the Middle-Lower Jurassic Callovian-Oxfordian reef-bank sedimentary microfacies in carbonate platform margin slope are studied in the central part of Right Bank of Amu Darya，Turkmenistan. First，the cores and thin sections are used to calibrate the imaging logging，and seven sedimentary microfacies identified are classified into baffle reef，bond mound，high energy bioclastic bank，low energy bioclastic bank，low energy psammitic bank，inter reef（bank）and slope mud. Then，through the analysis of the imaging logging response characteristics for different sedimentary microfacies，some imaging logging facies models are established，which include bright spot，dark spot，low resistivity interlaced layers，low resistivity deformative layers，interbedded and massive facies. According to these facies models，the continuous logging facies of every single well are divided and the corresponding sedimentary microfacies are interpreted. Finally，the relationship between sedimentary microfacies and reservoir physical properties are analyzed. It is shown that fractured-porous reef-bank reservoirs are common in this area，and the sedimentary microfacies favorable for reservoir development are high energy bioclastic bank，low energy psammitic bank，baffle reef，low energy bioclastic bank and bond mound while the inter-reef（bank），and slope mud microfacies are not favorable for reservoir development for dense lithology.

Key words：Logging facies；Sedimentary microfacies；Imaging logging；Right Bank of Amu Darya；Turkmenistan

中圖分類號：TE122.2

文獻標(biāo)識碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1672-9854.2016.02.009

文章編號：1672-9854（2016）-02-0072-07

收稿日期：2015-03-13；改回日期：2015-12-08