东辛油田永1区块砂砾岩储层岩性识别方法研究

曹 刚

(中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院， 山东东营 257015)



东辛油田永1区块砂砾岩储层岩性识别方法研究

曹 刚

(中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院， 山东东营 257015)

砂砾岩油藏作为隐蔽油气藏的主要类型日益受到重视，但由于砂砾岩为碎屑流搬运、杂乱堆积成因的复合体，岩性识别难度大。以东辛油田永1区块砂砾岩油藏为例，综合应用岩心、测井、成像等资料开展分析，明确了岩石相类型，识别出三大类十一种岩石相；通过开展岩性识别方法研究，建立了综合测井成像资料识别岩石类型的标准，明确了不同岩石类型的识别标志和特征。利用该标准识别岩心和录井资料吻合率在90%以上。

东辛永1区块;砂砾岩;成像测井；判别方法

砂砾岩油气藏是指储层为陡坡带碎屑流搬运、杂乱堆积成因的复合体、岩性为砂砾岩的油气藏[1-5]。该类油气藏内深层砂砾岩埋藏深度一般在3 000 m以下，常规测井识别岩性困难。利用取心、成像资料可以开展岩、电特征的研究，但由于费用高及取心资料有限，无法实现多井点岩性的判识。因此，借助于区域上的岩心和成像资料开展常规测井曲线识别岩性，是指导岩性判识、落实储层分布的关键。永1区块砂砾岩是典型的中深层砂砾岩，经过30多年的开发，资料相对丰富，通过对该块岩性识别方法的研究，建立识别图版，可以为类似砂砾岩油藏的研究提供支持和借鉴。

1 储层岩石学特征

沉积学标志主要包括岩石的颜色、类型、成分、颗粒结构以及沉积构造等，是反映沉积环境的重要标志[5-8]。岩心观察得出，永1地区岩石颜色以灰色、深灰色为主，部分层段呈现浅红褐色或灰绿色，代表弱氧化环境；在距离物源较远的取心段顶部可见灰黑色的泥岩，代表还原环境。

岩石类型以砾岩、含砾砂岩、砂岩为主，夹杂部分泥质砂岩和泥岩。砾岩可分为颗粒支撑型(图1a)和杂基支撑型(图1b)两类，颗粒支撑砾岩分选磨圆中等，颗粒间主要以中粗砂及少量细砾充填，可见粒序层理；杂基支撑砾岩，颗粒间被泥岩或细粉砂充填，杂基含量达到30%～40%，砾石呈“悬浮状”分布，分选较差，磨圆中等，层理不发育。含砾砂岩(图1c)主要为中粗砂，砾石的粒径较小，主要为少量的细砾，粒径2～3 cm中砾或泥砾。砾状砂岩(图1d)主要表现为细砂岩中的砾岩条带。

图1 不同岩性分类

砂岩(图1e)呈灰色，主要为块状构造，分选较好。中粗砂岩的含油性较好，细粉砂岩通常被灰质胶结，较致密，基本不含油。泥质粉砂岩呈灰色、灰绿色或红褐色，主要为粉砂岩和泥岩互层，发育水平层理或斜层理。泥岩主要包括粉砂质泥岩、泥岩(图1f)，泥岩颜色较深，主要呈灰色、灰黑色及杂色，代表深水还原沉积环境。

2 岩相划分与特征分析

砂砾岩储层岩石类型多样、孔隙结构复杂，且不同岩石类型垂向变化快，储层评价时难以选取准确的统一骨架参数，因此，需要纵向上对储层进行细分类，最大限度地消除储层非均质性影响。选取研究区内有代表性、各类资料齐全的井作为关键井，进行测井响应特征分析。利用岩心刻度成像、核磁共振等分辨率较高的测井信息，再用成像、核磁资料标定常规测井资料，分析不同类型的岩相或岩相组合分析常规测井信息上的响应特征，为建立有效的岩相测井识别模式奠定基础。

2.1 岩石相类型的划分

本区主要的岩性有9种，分别为中粗砾岩、细砾岩、含砾砂岩、中粗砂岩、细粉砂岩、泥质砂岩、碳质泥岩、杂色泥岩和泥岩，根据不同岩性的沉积层理及成因类型，划分出11种岩石相，具体划分如表1所示。

表1 岩石相类型及特征

2.2 基于电测响应可识别的岩相类型

由于受测井系列分辨能力限制，加之不同岩相测井响应之间存在相似性，难以完全实现岩心描述所有岩相的判别。基于电测响应及岩心资料，可将储层分为细粒沉积相(泥岩、粉砂岩)、砂岩相(细-粗砂岩)、含砾砂岩相、细砾岩相、中-粗砾岩相五种类型。五类岩相类型在测井响应上存在一定程度差异(表2)。

表2 岩相类型及电测响应

3 岩相判识方法

3.1 基于电成像资料的岩相识别技术

成像测井资料具有比常规测井资料对储层特征描述更为直观可靠的特点，能有效表征特殊岩性、裂缝、溶孔等非均质性储层。采用岩心刻度成像测井方法，辅以常规测井资料进行了岩相的判别与解释。测井数据质量是决定测井储层评价效果的核心因素，因此本次研究首先进行了不同极板数据质量分析，然后进行了成像数据处理，生成了静态平衡图像及动态加强图像。

微电阻率扫描成像测井图像是地层电阻率在空间的数字化表征，以不同色调(像素值)体现储层本身的电阻率差异，并且由于其探测范围小，因此分辨率较高。图像中的色调即代表了不同的岩相类型，如泥岩、粉砂岩等细粒沉积相为黑色或暗色，砂岩相为亮色条带，砾岩相为白色斑点或暗色斑点。

以静态成像数据为基础，通过岩心刻度，确定不同的像素特征值代表不同岩石相类型，即可在一定窗长内，利用同色调面积叠加确定不同岩相类型的含量。

FMI数据经处理后提供两种图像：静态平衡图像及动态加强图像。FMI成像图常用的色板为黑-棕-黄-白，并分为42个颜色级别，代表着电阻率由低到高的变化，因此其色彩细微变化反映的是岩性和物性的变化。不同色调组成的测井图像构成的形态又可分为块状、线状、斑状及杂乱等不同形态。图像色调及形态的组合均从不同侧面反映了某种岩相在成像图上的直观映射特征。

3.2 岩相识别结果

以岩心观察与描述为基础，通过对岩心与图像数据刻度，根据成像测井图像的颜色、形态，在岩心和成像图像可清楚对比分辨的情况下，建立了永1地区砂砾岩储层6类岩相的分类鉴别标准(表3)。

表3 永1地区成像资料岩相分类及特征

细粒沉积岩相包括泥岩和粉砂岩两种岩石类型，泥岩在电成像图上呈暗色，显示发育水平层理，厚度稳定，互相平行，每组纹层的产状几乎完全一致，纹层之间由颜色深浅来显示。泥岩段微电极曲线无差异或正负不定，电阻率数值较低，声波时差、中子、密度三孔隙度分开。粉砂岩相电成像图上呈均匀分布暗色条带，微电极曲线有一定幅度差，电阻率数值较低。细-粗砂岩相，砂岩中含砾小于5%，成像图上基本分辨不出砾石，多呈层状分布且厚度小，亮度介于亮度较高的致密岩性和颜色较暗的泥岩中间，有时因含较多灰质成分，亮度增强，可见水平层理。微电极曲线显示为正差异，声波时差、中子、密度三孔隙度基本重合，电阻率除随含油级别升高而增大外，岩性越细电阻率越低。

含砾砂岩相砂岩中含砾5%～25%，电成像图呈块状模式，亮度中等的背景下，砾石颗粒呈分散的亮色斑点状，甚至分辨不出砾石，少见呈亮色斑块状的大直径砾石，扇根、扇中和扇端均有发育，是砂砾岩体主要的含油岩性。微电极曲线显示为正差异，声波时差、中子、密度三孔隙度基本重合，油层、水层电阻率比砂岩相应含油级别的电阻率高。

细砾岩相电成像图上显示为密度较大的亮色小斑点，或大密度不规则暗纹。微电极曲线呈锯齿状，且数值较高，电阻率数值较高。声波时差、中子测井数值较小，密度值较高。

中-粗砾岩相电成像图上显示为大密度单一亮色斑点分布，颗粒清晰可辨，但粒径变化较大。微电极曲线呈锯齿状，且数值很高，电阻率数值高。声波时差、中子测井数值小，密度值高。

3.3 应用效果

在定量砾石含量计算基础上，结合不同岩相典型电成像图版，对永1-斜63井的电成像测井资料进行分析和处理，完成了岩相类型识别，解释6类岩相相对含量(图2)。岩心观察结果与成像测井解释岩相类型对比分析表明，单相符合率达到93.6%。

图2 永1-斜63井成像测井解释不同岩相含量

4 结论

(1)基于岩心统计，明确了本区主要发育3大类11种岩石相：G1——杂基支撑无序砾岩相、G2——颗粒支撑细砾岩相、G3——颗粒支撑中粗砂岩相、S1——含砾块状砂岩相、S2——块状砂岩相、S3——平行层理泥质砂岩相、S4——交错层理细粉砂岩相、M1——砂质泥岩相、M2——碳质泥岩相、M3——杂色泥岩相、M4——暗色泥岩相。

(2)划分了细粒沉积岩相、砂岩相、含砾砂岩相、细砾岩相、中-粗砾岩相6类测井可识别岩相类型，建立了不同岩相的岩心、成像和测井响应特征图版，应用该方法解释岩相类型与岩心描述符合率达到了93.6%。

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编辑：韩玉戟

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2016-04-28

曹刚，高级工程师，1966年生，1988年毕业于中国石油大学采油专业，目前从事油田开发研究工作。

国家科技重大示范工程“渤海湾盆地济阳坳陷致密油开发示范工程”(2016ZX05072)。

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