王庄油田片麻岩储集层测井识别及评价方法

2012-08-20李秀芹侯欣欣刘中奇中石化胜利石油管理局测井公司山东东营257096

石油天然气学报 2012年11期

李秀芹，侯欣欣，刘中奇（中石化胜利石油管理局测井公司，山东东营257096）

近几十年来，胜利油田先后在埕岛、桩西、王庄等地区发现了规模较大的古潜山片麻岩油气藏，并且有多口井获得日产千吨以上的高产。但是太古界古潜山片麻岩储集层的识别及评价仍然比较困难，这是因为不同的片麻岩体，其变质源岩不同、变质因素多样、变质作用复杂、变质作用所形成的岩性和矿物成分不同等，其测井曲线的显示特征就有所不同。即便是岩性和矿物成分相同，地层的孔隙类型不同、孔隙结构不同，测井曲线显示特征也有所不同。同时，由于片麻岩钾长石含量常常较高，造成储集层自然伽马数值较高，给储集层的划分带来一定困难。因此，片麻岩储集层的识别技术与综合评价方法尤为重要。为此，笔者以王庄油田片麻岩储集层为例，综合利用井径、自然伽马、三孔隙度测井及电阻率测井的显示特征对片麻岩储集层进行了识别与评价，总结出一套适合王庄油田片麻岩储集层的测井识别及评价方法。

1 片麻岩储集层特征

片麻岩是一种变质岩，而且变质程度深。岩石在变质过程中，不仅仅是岩石的矿物成分、结构和构造发生变化，更重要的是岩石的化学结构也发生了变化，变质作用使岩石的刚性发生了很大的变化，岩石变得性脆易碎。当伴有构造运动时，这些岩石就会破碎或破裂并产生大量裂缝。当这种岩石被抬升至地面以后就更易遭受风化，风化作用使岩石变得疏松易碎，这些风化的岩石甚至会变成粒度很小的颗粒或粉末状，在岩石的颗粒之间就会形成较大的粒间孔隙。当这种岩石再次被埋藏到地下时，就会成为很好的储集层。片麻岩储集层不仅粒间孔隙很发育，而且地层的裂缝孔隙（裂缝）也很发育，具备良好的储集空间和很好的渗透性。

2 测井识别技术与评价方法

对于不同的片麻岩体，不仅储集层的岩性、矿物成分不同，而且储集层的孔隙类型、孔隙结构差别较大，岩石骨架参数难以确定，储集层的识别及评价比较困难。但是，对于同一口井，只要对测井曲线在不同深度的显示特征进行认真分析与对比研究，就能有效地对片麻岩储集层进行识别与评价。

2.1 片麻岩储集层识别技术

1）自然伽马测井由于片麻岩中钾长石含量较高或含有其他富钾矿物，自然伽马数值一般较高或很高，特别是花岗片麻岩。因此，不能仅用自然伽马数值的高低来进行片麻岩储集层的判断。自然伽马数值的高低也与井眼的大小有关，井眼扩径时，自然伽马数值就会降低。在变质岩中，井眼扩径处裂缝或溶蚀孔洞比较发育；而那些粒间孔隙发育的地层，当岩石颗粒没有胶结或是胶结很少时，也会产生扩径，甚至会严重扩径。因此，综合分析利用自然伽马和井径的变化可进行片麻岩储集层识别。

2）自然电位测井尽管影响自然电位幅度大小的因素很多，但是地层的渗透性、泥浆滤液矿化度与地层水矿化度差异的大小却是影响自然电位幅度大小的主要因素。在给定的情况下，地层的渗透性越好，自然电位的幅度越大；地层的渗透性越差，自然电位的幅度越小。对于片麻岩储集层，如果地层的溶蚀孔隙或粒间孔隙比较发育，那么地层就具有一定的渗透性，自然电位曲线就会产生一定的幅度。因此，利用自然电位幅度的变化可进行粒间孔隙型或溶蚀孔隙型片麻岩储集层的识别。

3）三孔隙度测井中子、密度、声波三孔隙度测井曲线既可用于地层孔隙度的计算，也可用于地层岩性的评价。在变质岩地层剖面中，三孔隙度测井曲线还可用于储集层的识别。一般来说，地层的孔隙度越大，地层的渗透性就越好，当然地层渗透性的好坏还与孔隙的连通性有关。密度测井值越小，地层的孔隙度越大；密度测井值越大，地层的孔隙度越小。声波时差值越大，地层的孔隙度越大；声波时差值越小，地层的孔隙度越小。对于片麻岩储集层，声波时差值越小，并不代表地层的孔隙度越小，这是因为片麻岩储集层的非均质比较严重，声波可能沿着快速地层传播。通常中子孔隙度值越大，地层的孔隙度也越大。同样对于片麻岩储集层，由于地层的岩性及其矿物成分十分复杂，中子孔隙度值大，并不意味着地层的孔隙度大，因为片麻岩的矿物成分中常常含有结构水或结晶水。因此，利用密度测井值的变化可进行片麻岩储集层的识别，但是利用声波时差值或中子孔隙度值单条测井曲线的变化进行储集层识别时一定要认真分析。

4）地层电阻率测井地层电阻率数值的高低不仅与地层的含油性和地层水矿化度有关，而且还与地层的岩性、孔隙度的大小有关。与渗透性砂岩地层相比，因为片麻岩储集层的孔隙度要小得多，所以地层电阻率曲线数值的高低与地层岩性、孔隙度的关系更为密切一些。在钻井过程中，泥浆柱的压力通常稍大于地层压力，那么在渗透层就会有泥浆滤液侵入。泥浆滤液侵入的结果会使得测量的电阻率值降低或升高，使不同探测深度的电阻率曲线出现差异甚至会出现较大差异。对于渗透性较差的致密地层，三电阻率（或双侧向）曲线数值较高且差异较小或没有差异，有时甚至会出现负差异。因此，利用电阻率曲线的变化可进行片麻岩储集层的识别并定性地判断地层流体性质。当地层电阻率过低时，必须结合其他测井曲线进行综合分析，因为片麻岩储集层裂缝往往很发育，而这些裂缝有可能被其他导电矿物所充填。

5）微电极电阻率测井微电极电阻率曲线也可用于渗透层的判断。对于片麻岩储集层渗透处，微电极电阻率曲线呈现正差异且数值较低；而在非渗透处，微电极电阻率数值较高，曲线差异较小或没有差异，甚至会出现负差异。因此，利用微电极电阻率曲线的变化可进行片麻岩储集层识别。

尽管片麻岩的成因、岩性、矿物成分、孔隙类型及孔隙结构十分复杂，片麻岩储集层的识别比较困难，但是只要结合录井、气测等现场第一性资料，参考邻井测井、地质资料等，综合比对分析各种测井资料，就能对片麻岩储集层进行有效识别。

2.2 片麻岩储集层评价方法

与砂岩地层相比，片麻岩储集层的成因、岩性、矿物成分、孔隙类型及孔隙结构十分复杂，因此，不能用评价砂泥岩地层的方法来评价片麻岩储集层，特别是不能用评价砂岩储集层渗透率的方法来评价片麻岩储集层的渗透率。对于那些溶蚀孔隙发育但孔喉半径类似于砂岩的片麻岩储集层或是粒间孔隙发育的片麻岩储集层可用评价砂泥岩地层的方法进行地层评价；而对于溶蚀孔隙发育或裂缝发育的片麻岩储集层可用评价碳酸盐岩地层的方法进行地层评价；只是片麻岩储集层岩石矿物成分复杂，岩石骨架参数确认要谨慎。

3 实例分析

王庄油田分布着多个大小不同的太古界片麻岩古潜山。郑39井是1994年1月在郑39潜山高部位完钻的一口探井。岩性为太古界的花岗片麻岩。薄片鉴定储集层岩性主要为黑云母二长片麻岩、斜长片麻岩，具有中粗粒变晶结构，片麻状构造；主要矿物成分为钾长石、斜长石及黑云母，含少量石英等矿物。储集层孔隙类型有裂缝型、粒间孔隙型和溶蚀孔洞型3种，但主要是裂缝－孔隙型地层。图1是郑39井的测井曲线图。由图1可见，在渗透层和岩性致密的非渗透层测井曲线显示特征是不同的：①在渗透层处（如1386.5～1390.8m），自然伽马数值有低有高，井眼扩径，自然电位具有负异常或明显负异常，电阻率呈中低值，密度数值较小，中子孔隙度数值较大，声波时差呈中高值或变化不大。②在岩性致密的非渗透层（如1393.8～1398.5m），自然伽马数值有低有高，井眼比较规则，自然电位无异常，电阻率呈中高值，密度数值较大，中子孔隙度数值有大有小，声波时差呈低值或变化不大。完井后对1367.94～1416.5m投产，日产油16.2m3，含水率11%。

图1 郑39井测井曲线图

测井资料不仅是用于所钻探井的评价，而且更重要的是综合分析利用这些测井资料为油田以后的勘探和开发提供服务，特别是为油田开发井井位的部署及开发井目的层位的设计提供重要的依据。郑39－平1井就是依据郑39井所设计钻探的一口水平井。根据测井提议将靶点的垂直深度定为1388m。图2是郑39－平1井水平段的测井曲线图。由图2可见，电阻率测井曲线和孔隙度测井曲线变化都比较平稳，都显示郑39－平1井水平段地层是良好的渗透层，并且可以判断储集层的主要储集空间为粒间孔隙。完井后对25、26及27号层投产，日产液17.5m3，日产油11m3，日产气6576m3，综合含水率34%。