鄂爾多斯盆地奧陶系晚期碳酸巖鹽儲層測井識別技術(shù)研究

劉致秀

（慶陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅慶陽745000）

1 鄂爾多斯盆地基本地質(zhì)特征分析

1.1 鄂爾多斯盆地奧陶系地質(zhì)特征分析

鄂爾多斯盆地中奧陶系巖石類型以碳酸鹽為主，其次為蒸發(fā)巖鹽，再之后是少量的碎屑巖及凝灰?guī)r，主要的巖石分類如表1 所示。

鄂爾多斯盆地奧陶系中只有兩種最主要的巖石類型，石灰?guī)r和白云巖，除此之外只有少量碎屑巖和凝灰?guī)r，包括砂屑、粉屑、生物碎屑和礫屑等。 鄂爾多斯盆地的奧陶系地質(zhì)環(huán)境先后受到多期構(gòu)造運動的影響，特別是奧陶紀末期的一次地質(zhì)運動直接導(dǎo)致一部分地層被長期抬升至海平面之上，使地面接受了長達1 億多年的風化剝蝕作用，如此長時間的風化侵蝕，造成了地面以下很長一段距離都是碳酸鹽的結(jié)構(gòu)[1]。除此以外，鄂爾多斯盆地奧陶系碳酸鹽巖還有很多成型方式，雖然成巖環(huán)境演化過程十分復(fù)雜。但是大致可以區(qū)分為近地表成巖環(huán)境、淺埋藏成巖環(huán)境、中一深埋藏成巖環(huán)境和表生成巖環(huán)境，具體的演化途徑可歸納為以圖1 所示的幾種。

表1 鄂爾多斯盆地奧陶系巖石類型

圖1 鄂爾多斯盆地奧陶系晚期碳酸巖鹽儲層演化途徑

最中心的成巖演化過程主要是海底成巖的方式，由大氣、淡水為主要成巖環(huán)境，經(jīng)過淺層埋藏、地表成巖、深層埋藏等[2]。最上方的成巖演化過程通過海底成巖、淺層成巖、中層埋藏成巖、深層埋藏成巖成型，且這種成巖演化過程一般可以代表研究區(qū)中沒有經(jīng)歷過地表環(huán)境的巖石層。最下方的成巖演化過程是海底成巖、淺層埋藏成巖、地表成巖、深層埋藏成巖[3]。這種方法既不算過于簡單，也不是太復(fù)雜，產(chǎn)生的碳酸鹽巖儲層在開采時相對較為簡單。

1.2 鄂爾多斯盆地奧陶系碳酸鹽巖儲層類型劃分

在鄂爾多斯盆地中奧陶系的碳酸鹽巖儲層類型劃分如表2 所示?？芍妓猁}巖儲層可以根據(jù)成因、力學(xué)特征、傾角以及褶皺發(fā)育情況大致分為以上幾類。

表2 碳酸鹽巖儲層類型劃分

2 碳酸巖鹽儲層測井識別技術(shù)研究

2.1 碳酸巖鹽儲層測井響應(yīng)特征分析

鄂爾多斯盆地奧陶系晚期的碳酸鹽巖儲層在特定的聲波下能夠?qū)y井響應(yīng)特征表現(xiàn)為最主要的兩個方面，第一，碳酸鹽巖儲層能夠利用斯通利波反射系數(shù)評價碳酸鹽巖儲層的張開度，在這個過程中，只需要結(jié)合波形變密度圖像，就能夠發(fā)現(xiàn)裂縫發(fā)育段的流體會導(dǎo)致碳酸鹽巖儲層的徑向波阻值減小[4]。與此同時，鄂爾多斯盆地奧陶系晚期的碳酸鹽巖儲層中油氣的衰減幅度也會隨著增大。在相關(guān)測量儀器中，聲波密度圖像會呈現(xiàn)為X字型或V 字型的波紋，這種波紋表示碳酸鹽巖儲層中能量的斯通利波系數(shù)會隨著聲波的提高而提高。第二，當碳酸鹽巖儲層裸露在空氣中時，斯通利波的能量就會呈現(xiàn)一定程度上的衰減，相關(guān)技術(shù)人員可以利用這種衰減的幅度確定碳酸鹽巖儲層的發(fā)育情況。當碳酸鹽巖儲層與測井相連通時，波的反射會將碳酸鹽巖儲層中的油氣流進、流出地層。通過這種方法消耗能量，能夠直接使系數(shù)大幅度衰減，整個衰減的過程與碳酸鹽巖儲層的張開度以及碳酸鹽巖儲層的延展度有密切關(guān)系。

2.2 碳酸巖鹽儲層識別方法研究

大量碳酸鹽巖儲層的資料以及測井成像資料和常規(guī)測井資料的對比都可以表明，在不同原理下的碳酸鹽巖儲層測井識別方法對碳酸鹽巖儲層的響應(yīng)程度具有著極為顯著的差異，而利用傳統(tǒng)的測井識別方法對碳酸鹽巖儲層的識別應(yīng)遵循相應(yīng)的原則。第一，在碳酸鹽巖儲層高障礙的資料背景下，鄂爾多斯盆地奧陶系晚期的碳酸鹽巖儲層中電阻率會明顯減弱，且具備一定幅度的正電差。在識別碳酸鹽巖儲層的測井技術(shù)時，碳酸鹽巖儲層中的電阻率會隨著碳酸鹽巖儲層傾角增大而產(chǎn)生顯著性變化。第二，碳酸鹽巖儲層在測井成像曲線上表現(xiàn)出了相對較小幅度的時差擺動，這種擺動既會導(dǎo)致時差增大，也很容易減小時差。因此可以用時差曲線的變化差異來識別傾角較小情況下的碳酸鹽巖儲層效果，若效果良好，則表明鄂爾多斯盆地奧陶系晚期的碳酸鹽巖儲層較易開采。第三，在鄂爾多斯盆地奧陶系晚期的巖層中，測井的密度值會產(chǎn)生一定幅度的變化，uop 密度值大幅度降低，則表明這個地方可能存在碳酸鹽巖儲層。第四，鄂爾多斯盆地奧陶系晚期的地層大多為碳酸鹽巖的地層，該類型的地層發(fā)育到一定深度時，其雙井徑圖像的曲線上能夠表現(xiàn)出一條十分明顯的鉆頭直徑，而另外一條直徑則約小于或等于鉆頭直徑。這樣一來，就能夠大致地將鉆頭直徑等價于碳酸鹽巖儲層。第五，現(xiàn)在最普遍的測井識別方法是中子-密度-聲波三孔隙度法，在識別碳酸鹽巖儲層的過程中，由于中子、密度、聲波在探測巖石擁有不同的體積，且此時的鄂爾多斯盆地奧陶系晚期地層均為非均質(zhì)性地層，在測井中識別碳酸鹽巖儲層時能夠擁有相對較好的效果，因此測井識別的系數(shù)值一般會呈現(xiàn)較低值，而中子、聲波的時差則會相應(yīng)增大。

2.3 碳酸巖鹽儲層測井評價方法研究

以鄂爾多斯盆地奧陶系晚期為應(yīng)用實例的碳酸巖鹽儲層測井評價方法可以分為定性評價和定量評價兩個方面。其中，定性評價表示該方法以地質(zhì)考察的思路為理論指導(dǎo)，將多種學(xué)科結(jié)合在一起作為評價手段，充分利用測量儀器中得到的測井資料所顯示的各種信息作為動態(tài)資料，而單井中的各種信息則為靜態(tài)資料。最后結(jié)合該研究區(qū)的油氣地質(zhì)特征進行綜合研究，最終預(yù)測出該研究區(qū)的測井識別能力。而定量評價則表示鄂爾多斯盆地奧陶系晚期的碳酸巖鹽儲層在定量評價的過程中需要以碳酸巖鹽儲層的裂縫作為評價基礎(chǔ)。常見的碳酸巖鹽儲層的定量評價方法一般需要建立一個均勻介質(zhì)的模型，然后以模型為骨架得到評價公式。但是該研究區(qū)碳酸巖鹽儲層的非均質(zhì)性極強。因此，裂縫的定量評價到目前為止還是一個需要不斷發(fā)展和完善的階段的評價方法。

3 結(jié)束語

由于碳酸巖鹽儲層開采較難，本文對測井識別技術(shù)進行了深入的研究，就鄂爾多斯盆地碳酸巖鹽儲層的地質(zhì)特征進行了詳細的分析，對其成因、類型及測井識別技術(shù)展開了綜合性的研究。為日后的碳酸巖鹽儲層的開采打下來堅實的理論基礎(chǔ)，使人們加強了對于碳酸巖鹽儲層的認識。