遼河坳陷興隆臺潛山帶中生界儲層測井評價方法

鄭見中

（中國石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，遼寧盤錦 124010）

興隆臺潛山帶一直是遼河油田勘探開發(fā)的熱點之一，南臨清水凹陷，北接陳家凹陷，西臨盤山洼餡，是典型的“凹中之隆”。沙三段厚層深湖相暗色泥巖直接與潛山帶接觸，提供了良好的油源條件[1-2]。潛山內(nèi)幕具有明顯的“雙層結(jié)構(gòu)”，“十一五”期間，主要以太古界為目標，發(fā)現(xiàn)并探明儲量1.2×108t；此外，中生界探明儲量約1 300.0×104t，開發(fā)效果較好，累產(chǎn)原油 超過50.0×104t[3-4]。中生界與太古界對比而言，中生界儲層主要為混雜堆積的砂礫巖、角礫巖，儲層非均質(zhì)性較強[5]，不易識別追蹤，儲量一直沒有大發(fā)現(xiàn)。儲層評價成為該區(qū)中生界勘探亟待解決的問題。

1 巖性識別

薄片鑒定結(jié)果顯示，研究區(qū)巖性比較復(fù)雜，中基酸火山巖、粗中細砂巖、砂礫巖、角礫巖等均有見到。一般來說，砂礫巖和角礫巖所反映的是巖石結(jié)構(gòu)，在相對穩(wěn)定的環(huán)境下，厚層砂礫巖在測井曲線上表現(xiàn)為典型的“8”字型沉積巖特點，而厚層角礫巖在測井曲線上表現(xiàn)為鋸齒狀、箱型特點[6]，但是在以沖積河道、沖積扇這種快速堆積或者短距離搬運的沉積環(huán)境下，巖石膠結(jié)復(fù)雜，導(dǎo)致測井響應(yīng)復(fù)雜，典型的“8”字型或者箱型特征很難見到。同樣，針對薄互層交替出現(xiàn)的粗、中、細砂巖在常規(guī)測井曲線上也很難區(qū)分。因此，有必要建立適合巖石測井分類標準。

1.1 巖礦、測井相結(jié)合確定巖石測井分類

研究發(fā)現(xiàn)，中基酸火山巖以集塊狀火山巖為主，原生孔隙不發(fā)育，構(gòu)造裂縫多為蝕變黏土礦物充填，試油過程中未獲得油流，為研究區(qū)非儲層，可以簡單地將其歸為玄武巖、安山巖、酸性流紋巖三類；粗、中、細砂巖多是夾雜在泥巖當中，單層厚度薄，不是研究區(qū)的主要巖性，而且錄井顯示差，未有鉆井試油，因此，可以將其簡單地歸為砂巖類；砂礫巖和角礫巖在成像測井資料上可以區(qū)分出砂礫結(jié)構(gòu)和角礫結(jié)構(gòu)，但在小數(shù)控和3 700 測井資料上很難區(qū)分（研究區(qū)大部分測井資料為小數(shù)控和3 700 測井系列）。研究發(fā)現(xiàn)，隨著巖石中花崗質(zhì)成分的增多，巖石脆性增大，更容易碎裂，孔隙裂縫更發(fā)育，因此，可以按礦物成分分為花崗質(zhì)和混合質(zhì)兩類。

巖礦、測井相結(jié)合可將研究區(qū)巖性劃分為花崗質(zhì)礫巖類、混合礫巖類、砂巖類、泥巖類、玄武巖類、安山巖類、酸性凝灰?guī)r類等七大類。

1.2 多礦物建模確定巖性主名

研究區(qū)取得了大量的X 衍射全巖分析樣品，化驗結(jié)果顯示中生界儲層主要造巖礦物為石英、鉀長石、斜長石，及次生黏土、碳酸鹽巖礦物等。利用Techlog 軟件中的Elan 模塊，將X 衍射分析數(shù)據(jù)中的黏土、碳酸鹽礦物及黃鐵礦、菱鐵礦等含鐵礦物合并為一類（次生礦物），利用常規(guī)測井曲線（密度、聲波、中子）建立多礦物評價模型，計算礦物含量（圖1）。

圖1 陳古6 井巖性測井解釋成果

1.3 薄片鑒定與常規(guī)測井曲線相結(jié)合建立巖性定量、定性標準

薄片鑒定結(jié)果顯示，火山巖和碎屑巖在常規(guī)測井曲線上對比明顯，火山巖表現(xiàn)為GR 曲線平直，變化幅度小，呈“箱型”，碎屑巖表現(xiàn)為GR 與RT、RS 呈“8”字型對稱變化，反映沉積巖特點。

火山巖類由基性到酸性呈現(xiàn)GR 逐漸升高，DEN、CNL 降低。DEN、CNL 逐漸降低在測井圖上表現(xiàn)為DEN 與CNL 之間的包絡(luò)面積由正差異逐漸轉(zhuǎn)向負差異，因此，可以利用DEN 與CNL 標準刻度差構(gòu)建一條曲線（DND）來定量劃分巖性。其關(guān)系式為：

如圖2，利用DND 與GR 交會圖可很好的區(qū)分基性、中性、酸性火山巖。

圖2 興隆臺中生界火山巖定量識別圖版

泥巖表現(xiàn)為中高GR、低RT/RS、低DEN、高CNL，砂巖類表現(xiàn)為中GR、中RT/RS、低DEN、中低CNL（表1），因此，可以用DEN 與與CN 交會圖很好的識別砂泥巖（圖3）。從圖中可以看出，利用該方法很難區(qū)分花崗質(zhì)礫巖和混合礫巖。從多口井的多礦物建模所反映的礦物含量發(fā)現(xiàn)，當花崗質(zhì)成分所占比例降低時，GR 升高，DEN 從大的負差異轉(zhuǎn)向正差異，可以用GR 與DND 交會圖區(qū)分混合礫巖和花崗質(zhì)礫巖（圖4）。

根據(jù)上述方法，依據(jù)巖性敏感測井曲線，建立各類巖石識別圖版。利用多礦物模型計算的礦物含 量，確定巖性主名，結(jié)合所建立的巖性定性和定量識別標準，可以較為準確地解釋研究區(qū)單井巖性（圖1）。對比多井巖性，結(jié)合地震解釋，認為研究區(qū)中生界發(fā)育明顯的三段式結(jié)構(gòu)，Mz-Ⅰ組以中-基性火山巖為主，地層厚度從南向北逐漸減薄，部分地區(qū)地層缺失，巖性主要為安山巖、蝕變玄武巖；Mz Ⅱ組以沖積水道形成的砂巖、花崗質(zhì)礫巖、混合礫巖為主，地層南厚北薄，南部馬古地區(qū)巖性以砂泥巖為主，底部見礫巖，北部興古和陳古地區(qū)巖性以礫巖為主；Mz-Ⅲ組發(fā)育山間沖積扇，巖性以花崗質(zhì)礫巖、混合礫巖為主?？傮w來說，花崗質(zhì)礫巖和混合礫巖是的主要巖性，最厚處達1 400 m。

表1 興隆臺中生界巖性定量識別標準

圖3 興隆臺中生界泥巖類與砂巖類定量識別圖版

圖4 興隆臺中生界花崗質(zhì)礫巖類與混合礫巖類定量識別圖版

2 儲層識別

巖性識別結(jié)果證明，研究區(qū)地層是在快速堆積或者短距離搬運的環(huán)境下形成的，這種環(huán)境是導(dǎo)致儲層孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，非均質(zhì)性強，大量的薄片鑒定資料也證明了這點。統(tǒng)計結(jié)果顯示，儲集空間以裂縫和溶蝕孔隙為主，局部見構(gòu)造縫；巖心分析孔隙度最大17.6%，最小2.4%，主要為4.0%～10.0%，平均7.3%；巖心分析滲透率最大14.600×10-3μm2，最小0.009×10-3μm2，主要為0.064×10-3～2.000×10-3μm2，平均1.120×10-3μm2。結(jié)合錄井、測井、分析測試資料和巖性識別結(jié)果，建立了儲層評價流程。

2.1 儲層主控因素

利用陳古6、陳古8 等多口井X 衍射資料，建 立多礦物模型，發(fā)現(xiàn)隨著石英質(zhì)含量增多，巖石中原生孔、溶蝕孔越發(fā)育，同時脆性越好，原生節(jié)理和后期裂縫越發(fā)育。對應(yīng)到巖性識別結(jié)果，花崗質(zhì)礫巖、混合礫巖物性最好，其成像測井也反映這一特點；花崗質(zhì)礫巖可以看到明顯的裂縫和溶孔，混合礫巖可見到大量裂縫和少量的溶蝕孔隙。各種資料均表明巖性控制物性。

統(tǒng)計分析研究區(qū)中生界39 口井試油試采和分析測試資料，從巖性與含油性直方圖上可以看出（圖5），巖性控制含油性，優(yōu)勢巖性花崗質(zhì)礫巖和混合礫巖含油級別較高，以油斑及以上為主；從巖性與試油結(jié)論直方圖上可以看出（圖6），只有花崗質(zhì)礫巖和混合礫巖試油可以獲得油流。這說明儲層巖性為花崗質(zhì)礫巖和混合礫巖。

圖5 興隆臺中生界巖性與含油性直方圖

圖6 興隆臺中生界巖性與試油結(jié)論直方圖

2.2 儲層識別方法

2.2.1 定性識別

分析研究區(qū)中生界試油投產(chǎn)井發(fā)現(xiàn)，出油井段 測井特征一般表現(xiàn)為自然電位異常、高電阻率、低密度、低中子，密度中子呈負差異或絞合狀，氣測明顯升高，在核磁T2譜上有明顯的拖曳現(xiàn)象；電成像測井上可觀察到高導(dǎo)縫發(fā)育，斯通利波反射系數(shù)較高，快慢橫波發(fā)生頻散，裂縫走向與最大水平應(yīng)力夾角小，指示有效裂縫發(fā)育。

2.2.2 定量識別

統(tǒng)計分析研究區(qū)中生界39 口井試油試采資料建立油層識別圖版，確定油層電性解釋標準為：RLLD≥35、DEN≤2.63、So≥46（圖7）。

圖7 興隆臺中生界油水圖版

控制儲層優(yōu)劣的因素還有巖性、含油性和物性，需要綜合考慮來劃分油水層。研究區(qū)儲層巖性為花崗質(zhì)礫巖和混合礫巖，其泥質(zhì)含量（SH）高低對儲層的優(yōu)劣有著直接影響，利用全巖分析資料，擬合泥質(zhì)含量與測井曲線之間的對應(yīng)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)泥質(zhì)含量與中子（CN）相關(guān)性較高，其關(guān)系式為：

直觀反映含油性的資料有巖屑錄井含油級別（LithLog）和氣測全烴（Qts）。統(tǒng)計研究區(qū)中生界試油試采資料發(fā)現(xiàn)，錄井含油級別在熒光及以上層段試油可以獲得油流（如陳古1-6 井在4 119～4 183 m井段，錄井含油級別為熒光，壓后日產(chǎn)油10.6 t）。因此，在構(gòu)建TTT 曲線時，其LithLog 因子賦值為：無顯示（0.5）、熒光（1）、油跡（1.1）、油斑（1.2）、油浸（1.3）、富含油（1.4）、飽含油（1.5）。

氣測全烴（QTS）可以借用wyllile 公式的形式表示其權(quán)重大?。?/p>

指示物性包括孔隙度和滲透率，中生界主要儲集空間類型為孔隙裂縫型，孔隙度包含基質(zhì)孔隙度和裂縫孔隙度，基質(zhì)孔隙度權(quán)重（PORQ）可以用三孔隙度來計算：

裂縫孔隙度權(quán)重（PORF）可以用深淺側(cè)向電阻率來計算[7]：

對巖石滲透率影響較大的主要有泥質(zhì)含量和孔隙度，因此，在構(gòu)建儲層指示曲線時可以直接加大泥質(zhì)含量和孔隙度的權(quán)重，從而加入滲透率的影響。

綜合考慮上述各因素，構(gòu)建儲層品質(zhì)指示曲線（RDC），其關(guān)系式為：

該指示曲線可以較好地反映儲層品質(zhì)的優(yōu)劣，

圖8 儲層指示曲線與試油、投產(chǎn)初期日產(chǎn)量交會圖

表2 興隆臺中生界RDC 的儲層判別標準

從多口井的RDC 與試油、投產(chǎn)初期日產(chǎn)油交會圖上可以看出，隨著RDC 數(shù)值升高，單井初期日產(chǎn)油增大（圖8）。統(tǒng)計研究區(qū)內(nèi)39 口井試油投產(chǎn)結(jié)論所對應(yīng)的RDC 數(shù)值，建立儲層品質(zhì)指數(shù)曲線的儲層判別標準（表2）。 研究區(qū)中生界油層測井綜合解釋標準見表3，利用該標準對鉆井開展儲層綜合解釋。南北分區(qū)，發(fā)育馬古、興古、陳古三個油層厚度中心，最厚處近200 m；東西分帶，東部儲層明顯優(yōu)于西部，從已探明馬古6 區(qū)塊和興古10 區(qū)塊的開發(fā)效果也體現(xiàn)出東部鉆井單井產(chǎn)量明顯高于西部[8]。

3 結(jié)論

（1）本文建立的儲層測井評價思路、巖石識別思路、儲層識別思路為目前新老測井系列交替形勢下提供了可借鑒的測井評價工作方法。DEN-CN 標準刻度差識別巖性、儲層指示曲線評價儲層這兩種方法對測井信息的挖掘提出了新的思路。

表3 興隆臺中生界油層劃分標準

（2）對陳古6 和陳古8 井的儲層測井評價，選取儲層發(fā)育段進行試油，達到了預(yù)期效果。其中陳古6 在3 732～3 783 m 井段試油壓后獲日產(chǎn)50 t 的高產(chǎn)工業(yè)油流，陳古8 井在4 312～4 371 m 井段投產(chǎn)初期日產(chǎn)油26 t。

（3）巖性儲層的識別成果為新增儲量含油面積圈定，為油層有效厚度及有效孔隙度等儲量參數(shù)選取提供了可靠的依據(jù)，2018 年興隆臺潛山中生界新增含油面積36.2 km2，控制儲量4 321×104t，獲得了重大發(fā)現(xiàn)。