微电阻率扫描成像测井在涩北气田的应用

黄建红，王 波，衡 勇，李建宏，季 赟

（1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室（成都理工大学），成都610059；2.青海油田勘探开发研究院，甘肃 敦煌736200）

涩北气田位于青藏高原北部的柴达木盆地东部，属于第四系生物气藏，时代新、埋藏浅、成岩性差、储层粒度细、泥质含量高，泥质的质量分数最高达到54%；而地层电阻率低，近似围岩，薄层及薄互层的测井识别难度大，常规解释方法划分和识别储层有局限性。微电阻率扫描成像测井是评价薄层、地层沉积环境分析、地层层内结构和微构造分析、地质构造的有效手段之一，在涩北Ⅰ号气田利用微电阻扫描成像测井资料可以弥补常规测井的不足，尤其是在薄层识别方面，对气田开发生产、对提高勘探开发效益均具有重要意义［1－4］。

1 岩性识别

岩性识别主要依靠地质资料，其中岩心资料最直观、最准确，但钻井取心成本高、时间长，而成像测井可得到高分辨率的图像，成本相对较低，因此应用成像资料结合岩心、岩屑、常规测井等资料，能够提高常规录井和常规测井的分辨率，尤其是提高薄细层的划分识别能力［5］。

1.1 岩性及成像测井响应特征

涩北气田主力产层段分布于第四系，主要为滨浅湖相的砂、泥间互沉积，粒度较细，储层砂质岩多为细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩，局部发育鲕粒灰岩；而泥质岩则以泥岩、含砂泥岩和砂质泥岩为主。综合涩北气田成像测井图像显示，本区气井测量井段图像亮暗相间，反映出砂泥岩间互沉积的特点，暗色代表泥岩，亮色代表砂岩沉积；纵向上整体图像表现为上暗下亮，反映电阻率上部低下部高。它们在常规测井曲线和图像上的特征如下。

1.1.1 粉砂岩

铸体薄片和岩心观察表明，研究区粉砂岩疏松，孔隙发育。胶结物主要为粒间弯曲片状伊蒙等黏土、杂基，见少量析出石盐。在常规测井曲线上，表现为低自然伽马、低密度、高声波时差和高电阻率的特征，含气时电阻率相对较高；成像测井表现为动、静态图显示亮白、亮黄色，可见水平层理（图1）。

1.1.2 钙质粉砂岩

研究区钙质粉砂岩铸体薄片中可见瓣鳃类碎屑零散分布、晶粒状方解石与砂质颗粒混杂分布、微晶碳酸盐与粉砂混杂分布，其陆源碎屑为石英、长石，属粉砂级碎屑，零散分布。常规测井曲线上表现为自然伽马较低、中子低、声波值相对较低、电阻率较高的特征，计算的电阻率异常高，图像异常亮，颜色为亮黄色到亮白色（图1）。

1.1.3 泥质粉砂岩

据岩心和薄片观察，研究区泥质粉砂岩样品疏松、粒间孔隙发育、胶结物含量少，以孔隙胶结为主要胶结方式。粒间条片状、碎片状伊蒙等黏土矿物次之，方解石少量。在常规测井曲线上，表现为自然伽马稍低、电阻率稍高，三孔隙度曲线表现为中高孔特征，动、静态图显示亮黄色，颜色较粉砂岩暗，发育平行层理（图1）。

1.1.4 泥岩

铸体薄片分析表明，研究区泥岩样品疏松，孔隙不发育。粒表多为大量析出的石盐覆盖，常见石盐晶间发育1～5μm的微孔隙；局部未被覆盖处可见伊利石、蒙脱石等黏土及少量方解石粒屑。粒间微孔隙常见，大小为1～8μm。在常规测井曲线上，表现为自然伽马较高、中子低、电阻率相对较低，但有一定变化；成像测井显示其静态图最暗，为暗黄色或棕黄色。可见平行层理，为砂泥交互沉积的结果。成像测井和常规测井的结合可很好地识别该类岩性（图1）。

1.2 岩性图像识别库建立

根据取心资料、常规测井曲线、成像和岩心特征，建立了本区的岩性图像识别库（图1）。通过岩性图像识别库可以快速识别储层岩性，为储层评价提供有利依据。不同储层类型有不同的成像特征显示，当所含流体性质不同时，微电阻率扫描成像显示的特点也不相同。含气储层电阻率较高，图像多呈现亮黄色；泥质地层或者含水储层，电阻率值低，图像显示为暗色。

2 沉积相分析

通过成像图像特征，可以识别出地层中的层理、结核、岩性变化以及高导矿物等沉积标志，以此来综合分析沉积环境［6，7］。

根据涩北地区高分辨率图像，结合录井资料，涩北气田主要产气层段的岩性主要为灰色、深灰色泥岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩。岩石粒度较细，反映水动力较弱、水体相对平静的沉积环境。灰色、深灰色表明当时沉积环境是弱还原－还原环境。

图1 涩北地区FMI图像识别地层岩性图Fig.1 FMI image recognition of the lithology in the Sebei area

图2 水平层理图像特征Fig.2 Characteristics of the horizontal bedding images

粉砂岩和泥岩地层中可见水平层理（图2）。水平层理通常发育在细粒碎屑岩中，可有效地指示较弱的水动条件和低能的沉积环境。

成像图像上可见钙质粉砂岩（图2），反映沉积时期的水体盐度较高，同时也说明沉积环境可能为弱还原－还原环境。

成像图像上可见高导矿物，如黄铁矿等（图3）。由于黄铁矿微电阻率测量值比较低，图像上表现为黑色的圆状斑点，反映了还原性水体环境。

综合上述沉积特征，如岩石的颜色、钙质岩石类型、高导矿物的存在以及细碎屑岩的水平层理等，解释段的沉积环境为浅湖环境，水体相对比较平静，水动力较弱，为弱还原－还原环境。

3 构造分析

构造分析是基于对层理的分类拾取和计算而进行的，主要是依据泥岩层理的模式来进行分析的。泥岩为低能环境，水流平稳，层理呈水平状（水平层理），与原始泥岩层面是平行的，因此采用泥岩井段来进行井旁构造分析可以较客观地反映地层构造的变化［8］。

在倾角矢量图上，绿色“蝌蚪”为泥岩地层产状。构造分析主要应用泥岩和泥质粉砂岩的产状来分析地层倾角。

图3 黄铁矿图像特征Fig.3 Characteristics of pyrite image

选取涩北Ⅰ号分别位于构造高点和侧翼的涩4-58井、涩3-14井、涩3-41井，从3口井成像处理的倾角统计结果看，涩4-58井地层倾角平均在1.2°左右，地层倾向分布范围较广，反映出高部位地层倾向的无序性；而位于构造西北翼的涩3-14井地层倾角平均为1.7°左右，地层倾向为40°；构造东南翼的涩3-41井地层倾角平均为1.8°左右，地层倾向为80°，与涩北Ⅰ号构造特征吻合（图4、图5）。

整体上分析认为，涩北Ⅰ号构造所测的地层倾角较小，反映地层产状较为平缓，未发现明显地层倾角变化，说明构造比较简单。

4 薄层分析

图4 涩北Ⅰ号气田构造图Fig.4 The structural map of No.1gas field in Sebei

目前微电阻扫描成像仪器的垂向分辨率为0.5cm，具备了较高的薄层识别能力。这一过程也不是单纯依据微电阻率扫描成像资料开展的，因为成像测井资料显示的图像，主要和井壁附近的电阻率有关，通过对数据的预处理及图像生成处理，最终形成图像，而颜色的深浅只是反映了电阻率值的相对高低。因此必须结合常规测井以及其他资料，才能准确进行地层的精细划分、岩性解释、薄层识别等方面的工作。

图5 地层产状图像特征Fig.5 Attitude of stratum image characteristics

微电阻率成像测井图中表现为明暗相间的条带状分布，亮的条带为砂岩薄层，而暗色条带则是泥质夹层。涩3-39井利用微电阻率成像测井可以非常直观和快速正确地识别和划分砂泥岩薄互层（图6）。

涩4-53井显示的井段（图7），对应的成像测井资料具有多个亮色层段，其中最厚的2层对应的岩性是粉砂岩，是良好的气层，在常规测井资料上也有较好的气层响应特征。对于其他较薄的亮色层段主要也是砂岩储层，薄层受到围岩的影响，电性响应一般不是良好的储层显示，同时常规测井因为储层划分的要求，对于这些较薄的储层没有进行划分。微电阻率扫描成像资料能够清晰识别出这类薄储层，最薄能识别厚度为20cm的薄层。

图6 涩3-39井测井曲线与FMI成像特征Fig.6 Logging curve and FMI image characteristics

图7 涩4-53井测井曲线与FMI成像特征Fig.7 Logging curve and FMI image characteristics

5 结论

微电阻扫描成像测井技术通过图像特征来表征地质现象，具有高分辨率、高井眼覆盖率和直观可视等特征，是值得推广的新型测井技术。

a.通过微电阻扫描成像测井建立岩性图像识别库，可以根据常规测井曲线与成像、岩心之间建立的关系，快速识别储层岩性，为储层评价提供有利依据。

b.涩北气田的成像图像特征显示水平层理发育、钙质粉砂岩及高导矿物黄铁矿的存在，反映解释段的沉积环境为浅湖，水体相对比较平静，水动力较弱，为弱还原－还原环境。

c.构造分析主要应用泥岩和泥质粉砂岩的产状来分析地层倾角。涩北Ⅰ号构造所测的地层倾角较小，反映地层产状较为平缓，未发现明显地层倾角变化，说明构造比较简单。

d.常规测井资料难以对薄层做出有效识别，而利用成像测井可以清晰准确地进行判别，最薄能识别厚度为20cm的薄层。

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