探索测井资料在三角洲相沉积研究中的运用

2019-11-29张冠宇

科技与创新 2019年19期

张冠宇

探索测井资料在三角洲相沉积研究中的运用

张冠宇

（成都理工大学，四川成都 610051）

对测井资料在三角洲相沉积研究中的运用进行了研究，简要地介绍了三角洲的概念、测井成像的原理以及三角洲形成的原因，并说明测井资料在分析沉积环境中的应用，以及分支河道微相、河扇微相、水下分支河道微相以及决口扇微相等不同三角洲相沉积环境在测井资料中的响应。

测井资料；三角洲相；SP；GR

随着油气田开采工作的开展，三角洲相沉积的研究在油气田的勘探中愈发重要，其与油气田的生成有联系。因此，相关工作人员应利用成像测井对三角洲相的沉积环境进行研究，对其沉积的环境进行分析，找出其与油气田生成的关联具有重要意义。

1 三角洲概述

巴雷尔认为，三角洲是河流与一个稳定的水体相交的过程中形成的、部分暴露于水面的沉积物形成的沉积体。三角洲即河口冲积平原，是一种较为常见的地貌，形成的原因是河口的断面扩大，水流速度突然减缓导致大量的泥沙沉积在一处，通常处于地面与湖、海的交界地，是二者之间的重要过渡部分，主要有三角洲平原，三角洲前沿和前三角洲三种类型。

1.1 成像测井简介

成像测井使用的装备是微电导率成像测井仪，在使用的过程中，仪器会发出电流，当电流深入到地层中，能够获得分辨率较高的图像。每个电极中的电流都会被以曲线的形式记录下来，因此得出的曲线能够真实地反映出地层的结构和序列[1]。成像测井资料在三角洲相沉积研究中发挥着重要的作用，有利于帮助探测三角洲的结构、岩相、沉积的环境等因素，为三角洲相沉积的研究提供准确的资料。

1.2 三角洲形成的原因

三角洲形成最为主要的原因是河流的存在，河流在流动的过程中为其提供了流量，并输送了大量的沉积物，使三角洲的形成有足够的物质基础。河流的流量和输砂量越大，流量的最大值与最小值之间的差距也会加大，泥砂在河口位置的堆积情况就越严重，三角洲的形成速度更快。

蓄水体的密度与和水密度之间存在差异是三角洲形成的原因之一。将三角洲的河口看作喷嘴，根据水力学对其进行分析，河流在流入蓄水体的过程中可能形成两种喷流类型，分别是轴状喷流和平面喷流。轴状喷流主要是在河水密度与蓄水体密度相等的时候形成的，如河流流入淡水湖泊。当二者密度不等的情况下，会发生平面喷流，河水的密度较大时，属于从高密度向低密度流动，水流的底部呈现平面喷流；蓄水体的密度较大时，水流从低密度向高密度流动，属于标准的平面喷流，如水流从入海口流入海洋。

蓄水体自身的水动力对三角洲的形成有较大的影响，波浪、潮汐等现象都会对三角洲的发育情况造成影响。

2 测井资料在分析沉积环境中的应用

通过测井曲线的形状，可以区分出三角洲的岩层、识别岩性，并对三角洲沉积的环境进行分析。需要明确与沉积环境有关的因素，如泥质含量，然后将与沉积环境无关的因素排除在外，防止其对三角洲相的沉积分析造成影响，包括仪器本身的干扰。

测井曲线的变动幅度反映的是沉积物的粒度以及泥质在沉积物中的含量等沉积特征。测井曲线的形状中较为常见的有箱形、钟形、漏斗形等，还有一些其他混合或过度的形状，每种形状一般会存在平直和锯齿状两种状态，曲线的形状能够将水动力的变化情况反映出来。

3 不同三角洲相沉积环境在测井资料中的反应

3.1 冲积扇沉积体系

冲积扇沉积体系是所有三角洲沉积体系中粒度最粗的体系，其分选性也较低。冲积扇根部的主河道会堆积大量的砾岩或砂质砾岩，因此视电阻曲线的通常为箱形，并带有变动幅度较大的锯齿状。扇中辫状河道岩性的主要构成为砂砾岩、粗砂以及中砂岩，其测井曲线与自然电位曲线的形状都呈箱形，存在异常幅值。

3.2 河流沉积体系

河流沉积体系分为上游辫状河和中下游曲流河。辫状河通常出现在山区，最主要的特点是河水的流量极为不稳定，变化幅度较大，导致沉积物的数量多，同时，虽然辫状河的河道整体较为顺直，但其稳定性很差，经常会出现变道的现象，沉积的速度很快。辫状河到的测井曲线为箱形，变化的幅度较大，通常最高值和最低值都有突变现象。

曲流河的河道弯曲程度较高，形状凹陷的河岸易形成沉水潭，形状凸起的河岸易出现曲流砂坝沉积。曲流河的河道坡度不大，沉积物通常由细砂、粉砂和泥岩构成，河道底层的沉积物一般为砾石，河道的坡度较为平缓，水流速度与辫状河相比缓慢，在测井曲线中曲流河呈圣诞树状[2]。

4 三角洲沉积特征在测井资料上的响应

4.1 三角洲沉积总特征

三角洲平原河道的自然电位曲线呈箱形或钟形，有时是二者结合的混合曲线，带有一定的锯齿状起伏，自然伽马值与其他三角洲相比偏低，电位曲线的形状与河流的总体曲线相似度较高。

与三角洲平原不同，三角洲前沿的曲线为交互层，分流间湾的自然电位曲线较低且走势平缓，同时会伴随一定的负异常，自然伽玛值相对较高，曲线成锯齿状起伏；水下分流渠道的自然电位曲线与三角洲平原河道相似，呈箱形、钟形或二者结合的混合曲线，带有较为平缓的锯齿状起伏，自然伽马值同样偏低。

河口沙坝自然电位曲线形状为漏斗形，自然伽马值的曲线走势和形状与自然电位图相似，这种特殊的特征使三角洲前沿识别难度较低。前三角洲沉积的测井曲线图整体较为平缓，曲线不高且没有过大变化。

4.2 三角洲各微相测井曲线特征

4.2.1 分支河道微相

分支河道是骨架相，最底层是冲洗面，中间为砂岩结构，上层是大量的淤泥淤泥，中部砂岩层的厚度大多在10 m以内。在SP曲线中的形状为钟形或箱形，曲线的总体浮动较大，底部发生了突变现象，曲线数值达到最高处后变化的趋势开始加快，内部曲线的变化度较小，形状较为收敛，总体走势平缓，少数因特殊情况呈锯齿状（内部存在异质层）。分支河道有充填、废弃以及进积河道三种不同的种类，三种河道在岩性割面、曲线特征以及粒度概率累积曲线上存在着的差别。

4.2.2 天然堤微相

天然堤主要是出现在水下分支河道的两侧，沉积的主要内容为细砂和粉砂，与河床的距离越近，沉积物种的泥质含量越多，沉积物会形成各种纹理，泥岩中存在生物的潜穴。SP曲线成锯齿状，但是波动范围和变动幅度较小。天然堤层理面的曲线较为复杂，曲线形状杂乱，SHDT测井曲线上升的幅度不大，矢量方向有一定的波动，但是幅度较小。SP和GR得出的曲线是对称的锯齿形状，与平直型的曲线叠加。

4.2.3 河扇微相

当较大的水流冲垮天然堤形成的屏障并漫上河床后，就会形成河扇滩。河扇滩中很大一部分面积被砂层所占据，但是主要沉积物还是中细砂，通常都是以垂直的方向进行沉积。SP曲线总体为锯齿状，分为对称和正向两种。GR得出的曲线为手指形状或类似于漏斗的形状。

4.2.4 水下分支河道微相

水下分支河道微相是陆地分支河道在水下的延伸，在此过程中河道会变宽，沉积物增多、深度便签、河道出现了更多的分支，促使堆积的速度提升，同时水流的速度减缓。水下分支河道的主要沉积物是砂和粉砂，泥质的占比极少。通常会出现交错层理和波状层理。测井曲线的形状为钟形、箱型以及手指状这三种。

4.2.5 水下分支间湾微相

水下分支间湾微相与大海相通，是在水下分支河道之间形成的、地形相对较低的海湾部分。当三角洲进一步扩大时，分支河道之间会出现尖端指向陆地的以泥质为主要沉积物的沉积体，因此水下分支间湾的沉积物主要为黏土，并存在少量的细砂以及粉砂。水下分支间湾的SP曲线波动趋势较小，有轻微的锯齿状或接近于平直，自然伽马值有上下浮动较大。

4.2.6 河堤微相

河堤处在陆地分支河道中水流流入河、湖的沉积位置，河堤的前方通常被水流长期冲积，因此呈现出上方沉积物较大、下方沉积物较小的反粒序[3]。自然电位曲线的形状为变化幅度较大的漏斗状或箱形，齿内收敛。自然伽马值的形状为漏斗形与箱形结合的混合状，变化幅度极大。

4.2.7 远砂堤微相

远砂堤的沉积物更为细一些，主要由粉砂构成，同时存在少量的细砂和泥土，可能会出现很多种类的层理和波痕。从沉积物的垂直方向来看，下层的沉积物要较上层的沉积物更细，呈现反粒序。SP曲线是变化幅度较小的漏斗状。

4.2.8 沼泽微相

沼泽通常产生在三角洲平原分支河道之间的凹陷地区，其表面的高度在平均高潮线上下。沼泽的沉积物为有机质黏土，会存在泥炭和褐煤，同时还会有因洪水而存在的纹层状粉砂。

4.2.9 决口扇微相

决口扇微相由细砂岩构成，厚度普遍在3 m以下，有小型的交错层理以及平行层理，砂粒由上到下逐渐变细或逐渐变粗。SP曲线的幅度变动不大，曲线的形状大多是钟形或漏斗形。