吉木薩爾凹陷蘆草溝組頁(yè)巖油儲(chǔ)層巖性識(shí)別方法

薛桂玉,菅紅軍,趙永忠,楊葉,王利國(guó)

(中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司吉林分公司,吉林松原138000)

0 引 言

近年來(lái),頁(yè)巖油的勘探越來(lái)越受到關(guān)注,頁(yè)巖油在未來(lái)一定時(shí)期將成為重要的資源接替領(lǐng)域。目前,在測(cè)井評(píng)價(jià)方面,前人對(duì)頁(yè)巖油儲(chǔ)層巖性識(shí)別、礦物組分、儲(chǔ)層有效性評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行了探索[1-10]。從探索結(jié)果來(lái)看,巖性識(shí)別是地層評(píng)價(jià)、油藏描述等方面的一項(xiàng)重要內(nèi)容,是整個(gè)測(cè)井評(píng)價(jià)的前提和基礎(chǔ)。吉木薩爾凹陷蘆草溝組頁(yè)巖油儲(chǔ)層整體為咸化湖沉積環(huán)境,砂體單層厚度很薄,但是儲(chǔ)層與烴源巖具有較好的匹配關(guān)系,含油性好,具有很大的開(kāi)發(fā)潛力。由于儲(chǔ)層巖性多為過(guò)渡性巖類、縱向變化快,再加上測(cè)井資料分辨率等原因,巖性的準(zhǔn)確識(shí)別成為儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。以往的巖性識(shí)別方法[11-16]在該區(qū)的適用性較差,難以滿足巖性準(zhǔn)確評(píng)價(jià)的需求。本文基于組成巖石的礦物成分含量和碎屑顆粒粒級(jí)對(duì)巖性的影響,利用巖心鑄體薄片鑒定數(shù)據(jù)、全巖礦物分析數(shù)據(jù)和巖心標(biāo)定測(cè)井,總結(jié)不同巖性的測(cè)井曲線響應(yīng)特征,構(gòu)造巖性敏感參數(shù),利用曲線重構(gòu)技術(shù)和逐步剝離方法進(jìn)行巖性識(shí)別,取得了較好的效果,為后續(xù)儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)奠定了基礎(chǔ)。

1 儲(chǔ)層巖性特征

吉木薩爾凹陷蘆草溝組頁(yè)巖油儲(chǔ)層由于成巖演化過(guò)程中受咸化湖水及烴源巖演化的影響,成巖作用十分復(fù)雜。其巖性多變,主要包括粉細(xì)砂巖、泥巖、碳酸鹽巖等,是一套受機(jī)械作用、化學(xué)作用及生物作用沉積于咸化湖泊中的混積巖。組成巖石的礦物成分多樣,除陸源礦物、碎屑及少量火山灰外,還發(fā)育多種自生礦物,如碳酸鹽類、硫酸鹽類、硅酸鹽類、黃鐵礦、綠蒙混層礦物等。儲(chǔ)層碎屑顆粒粒級(jí)以小于0.5 mm為主,粒度普遍較細(xì)。儲(chǔ)層多為過(guò)渡性巖類,粉細(xì)砂、泥質(zhì)及碳酸鹽富集層呈厘米級(jí)互層狀分布。

2 巖性識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)

本文巖性識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)的建立是基于組成巖石的礦物成分含量和碎屑顆粒粒級(jí)對(duì)巖性的影響。以礦物成分為第1要素,以碳酸鹽含量50%為界,將巖性劃分為碳酸鹽巖(白云巖、灰?guī)r)和碎屑巖2大類;以碎屑顆粒粒級(jí)為第2要素,以粒徑大于62.5 μm、礦物含量50%為界,將巖性劃分為細(xì)(粉)巖和泥巖2大類;進(jìn)一步以陸源碎屑(黏土礦物+石英+長(zhǎng)石)、白云石、方解石含量各25%為界,將巖性細(xì)分為泥巖、白云質(zhì)泥巖、灰質(zhì)泥巖、混合細(xì)粒巖(泥晶云巖、砂質(zhì)云巖、泥質(zhì)砂巖、云質(zhì)砂巖)、泥質(zhì)白云巖、白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r等8類巖性。利用研究區(qū)內(nèi)JX1-1井43個(gè)巖心薄片和全巖礦物分析資料在巖性分類圖中的落點(diǎn)(見(jiàn)圖1),通過(guò)巖心標(biāo)定測(cè)井,共識(shí)別泥晶云巖、白云巖、泥巖、白云質(zhì)泥巖、泥晶砂巖、砂質(zhì)云巖、云質(zhì)砂巖等7種巖性。后文分別描述各自常規(guī)測(cè)井和成像測(cè)井響應(yīng)特征。

圖1 JX1-1井薄片化驗(yàn)分析巖性分類圖

(1)泥晶云巖。圖2為泥晶云巖的常規(guī)、成像測(cè)井曲線特征圖,從圖2中可以看出:泥晶云巖的常規(guī)測(cè)井曲線特征為自然伽馬低值、深側(cè)向電阻率高值、聲波時(shí)差高值、補(bǔ)償密度低值、中子孔隙度高值;成像測(cè)井曲線特征以亮色塊狀沉積為主。

(2)白云巖。圖3為白云巖的常規(guī)、成像測(cè)井曲線特征圖,由圖3可以看出:白云巖的常規(guī)測(cè)井曲線特征為自然伽馬低值、深側(cè)向電阻率中高值、聲波時(shí)差低值、補(bǔ)償密度高值、中子孔隙度低值;成像測(cè)井曲線特征為亮色、局部夾泥質(zhì)條帶,塊狀沉積為主。

(3)泥巖。常規(guī)測(cè)井曲線特征:自然伽馬高值,深側(cè)向電阻率低值,聲波時(shí)差中高值,補(bǔ)償密度中高值,中子孔隙度中高值;成像測(cè)井曲線特征:暗色、塊狀沉積為主,粒度較細(xì),可見(jiàn)粉砂質(zhì)碎屑顆粒。

(4)白云質(zhì)泥巖。常規(guī)測(cè)井曲線特征:自然伽馬高值,深側(cè)向電阻率高值,聲波時(shí)差中高值,補(bǔ)償密度中低值,中子孔隙度中高值;成像測(cè)井曲線特征:亮色,塊狀沉積為主。

圖2 泥晶云巖常規(guī)、成像測(cè)井曲線特征圖

圖3 白云巖常規(guī)、成像測(cè)井曲線特征圖

(5)泥質(zhì)砂巖。常規(guī)測(cè)井曲線特征:自然伽馬中低值,深側(cè)向電阻率中低值,聲波時(shí)差中低值,補(bǔ)償密度中值,中子孔隙度中低值;成像測(cè)井曲線特征:塊狀沉積,局部可見(jiàn)溶蝕孔隙,局部發(fā)育裂縫,可見(jiàn)泥質(zhì)條帶。

(6)砂質(zhì)云巖。常規(guī)測(cè)井曲線特征:自然伽馬中低值,深側(cè)向電阻率中高值,聲波時(shí)差中高值,補(bǔ)償密度低值,中子孔隙度中高值;成像測(cè)井曲線特征:亮色,塊狀沉積,可見(jiàn)粉砂質(zhì)碎屑顆粒,局部發(fā)育裂縫,可見(jiàn)泥質(zhì)條帶。

(7)云質(zhì)砂巖。常規(guī)測(cè)井曲線特征:自然伽馬中低值,深側(cè)向電阻率中高值,聲波時(shí)差中值,補(bǔ)償密度中低值,中子孔隙度中值;成像測(cè)井曲線特征:為亮色,層狀沉積,可見(jiàn)云質(zhì)條帶。

3 巖性識(shí)別方法

由于研究區(qū)巖性復(fù)雜,采用了多種曲線交會(huì)方法進(jìn)行巖性識(shí)別,構(gòu)造巖性敏感參數(shù)。在巖性敏感參數(shù)分析的基礎(chǔ)上,利用曲線重構(gòu)技術(shù)構(gòu)造信息量更大、精度更高的新參數(shù),即采用補(bǔ)償密度和中子孔隙度比值、深側(cè)向電阻率和聲波時(shí)差比值進(jìn)行過(guò)渡巖性識(shí)別。在研究過(guò)程中采用了3種交會(huì)圖及逐步剝離方法進(jìn)行巖性識(shí)別,采用自主編制的解釋軟件實(shí)現(xiàn)了巖性剖面連續(xù)識(shí)別。

圖4為逐步剝離方法巖性識(shí)別示意圖。首先利用自然伽馬與深側(cè)向電阻率交會(huì)圖版識(shí)別泥巖、云質(zhì)泥巖、混合細(xì)粒巖;再利用聲波時(shí)差和補(bǔ)償密度交會(huì)圖版識(shí)別白云巖、泥晶云巖;最后利用補(bǔ)償密度和中子孔隙度比值、深側(cè)向電阻率和聲波時(shí)差比值交會(huì)圖版識(shí)別泥質(zhì)砂巖、云質(zhì)砂巖和砂質(zhì)云巖。利用巖心標(biāo)定測(cè)井和巖性識(shí)別圖版總結(jié)了7種巖性的測(cè)井曲線響應(yīng)特征(見(jiàn)表1)。

圖4 逐步剝離方法巖性識(shí)別示意圖

表1 7種巖性測(cè)井曲線響應(yīng)特征表

4 應(yīng)用效果

4.1 巖性識(shí)別符合率

利用該巖性識(shí)別方法對(duì)JX1-2井進(jìn)行連續(xù)巖性識(shí)別,并與巖心鑄體薄片鑒定資料對(duì)比分析,由表2可以看出:巖性識(shí)別結(jié)果與巖心鑄體薄片鑒定結(jié)果差異小,巖性識(shí)別符合率達(dá)到81.4%,該巖性識(shí)別方法的可靠性和準(zhǔn)確性較高。

4.2 有效儲(chǔ)層巖性特征

利用該巖性識(shí)別方法對(duì)研究區(qū)新井進(jìn)行全井連續(xù)巖性識(shí)別,總結(jié)了有效儲(chǔ)層的主要巖性特征。Ⅰ類油層的主要巖性為砂質(zhì)云巖,為中低電阻特征;Ⅱ、Ⅲ類油層的主要巖性為砂質(zhì)云巖、泥質(zhì)砂巖、云質(zhì)砂巖,隨著碳酸鹽巖含量增加,物性變差(見(jiàn)圖5)。JX11井試油結(jié)果為日產(chǎn)油4.3 t、日產(chǎn)水0.8 t,試油結(jié)論與解釋結(jié)果相符合。

4.3 巖性縱橫向展布規(guī)律

對(duì)研究區(qū)重點(diǎn)井進(jìn)行巖性識(shí)別,通過(guò)繪制主要砂組東西和南北方向的巖性連井剖面圖,明確了巖性的縱橫向展布規(guī)律。吉木薩爾凹陷蘆草溝組頁(yè)巖油儲(chǔ)層L12-1砂組自南向北云質(zhì)含量增多、巖性粒度變粗,主要發(fā)育的巖性為云質(zhì)砂巖和泥質(zhì)砂巖;L12-2砂組自南向北碳酸鹽與碎屑巖交互沉積,主要發(fā)育的巖性為砂質(zhì)云巖和泥質(zhì)砂巖;L12-3砂組自南向北碳酸鹽含量明顯增多,主要發(fā)育的巖性為砂質(zhì)云巖。

表2 JX1-2井巖性識(shí)別與巖心鑄體薄片鑒定結(jié)果對(duì)比表

圖5 JX11井解釋、試油綜合圖

圖6為L(zhǎng)12-1、L12-2、L12-3砂組巖性東西方向連井剖面圖,從圖6中可以看出:L12-1砂組自東向西云質(zhì)含量增多、巖性粒度變粗,主要發(fā)育的巖性為云質(zhì)砂巖;L12-2砂組自東向西云質(zhì)含量增多、巖性粒度變粗,主要發(fā)育巖性為砂質(zhì)云巖;L12-3砂組自東向西碳酸鹽與碎屑巖交互沉積,主要發(fā)育的巖性為砂質(zhì)云巖和云質(zhì)砂巖。

圖6 L12-1、L12-2、L12-3砂組巖性東西方向連井剖面圖

5 結(jié) 論

吉木薩爾凹陷蘆草溝組頁(yè)巖油儲(chǔ)層巖性識(shí)別方法是基于組成巖石的礦物成分含量和碎屑顆粒粒級(jí)對(duì)巖性的影響。利用曲線重構(gòu)技術(shù)和逐步剝離方法進(jìn)行巖性識(shí)別,采用自主研制的解釋軟件實(shí)現(xiàn)了巖性剖面連續(xù)識(shí)別。應(yīng)用該方法與巖心薄片化驗(yàn)資料進(jìn)行對(duì)比分析,巖性識(shí)別符合率達(dá)到了81.4%,明確了有效儲(chǔ)層的主要巖性特征和各砂組巖性的縱橫向展布規(guī)律。結(jié)果表明該方法準(zhǔn)確可靠、為研究區(qū)頁(yè)巖油儲(chǔ)層測(cè)井綜合評(píng)價(jià)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。