苏南致密砂岩气藏测井解释综合应用

杨凯程，向晓

中国石油长庆油田苏里格南作业分公司（陕西 西安 710018）

1 沉积相测井解释

在鉴别和识别沉积相时，岩性、粒度、分选性、泥质含量、垂向序列、砂体的形态及分布等都是重要的成因标志，这些成因标志往往指示着各类沉积环境中的水动力条件，同时这些水动力条件导致岩石物理性质变化因而在测井曲线上出现了相应的响应[1]，通过对取心井建立该类响应关系并推广至其他井，反推出该区域广泛的储层特征。

1.1 测井曲线宏观形态分析

1.1.1 渐变型、突变型、震荡型、块状组合型测井曲线

1975 年，艾伦（D. R. Allen）首先将自然电位（SP）测井曲线与短电位电阻率测井曲线组合在一起，他通过反复试验和分析总结出了5种曲线类型。其中渐变型在一定程度上反应出顶底颗粒变化较为平缓，沉积环境较为平和；突变型则可能反应沉积环境在相对短的时期内迅速改变；震荡型是沉积环境水体长期规律性变化的特征等。

1.1.2 “自然电位”“自然伽马”曲线指示沉积相特征

曲线幅度的大小可以在一定程度上反映粒度、分选性及泥质含量。SP 曲线主要用于划分储集层、判断岩性、判断油气水层、地层对比等；对于岩性均匀，厚度较大的层，通常使用半幅点法确定储层界面；判断岩性方面，主要通过经验进行解释，含沙泥岩层的异常幅度会降低，随着泥质含量的增大，异常逐渐靠近泥岩基准线。在做沉积相研究时，多层自然电位曲线形态还可以在纵向上反映沉积序列；在计算地层泥质含量时，据碎屑岩泥质含量增加会使其自然电动势减小，从而导致自然电位曲线的幅度减小[2]，通过公式（1）计算泥质含量：

式中：SP为测井的自然定位，mV；SSP为总静自然电位，mV。

砂泥岩沉积中砂质和泥质含量与沉积环境有很大相关性。高能环境中由于强烈的水流颠簸很可能筛选出粒级相对较大的纯净砂岩，SP 曲线异常幅度较大[3]。在水流相对低能的环境中，更易产生细粒泥质岩，形成纯泥岩，其SP 曲线与基线一致。由此可根据SP 曲线形态识别，SP 曲线幅度不仅与地层水和钻井液含盐量差异及黏土质含量差异有关，还与地层水所含物质类型。当地层含有烃类电阻率较高时，自然电位幅度降低（图1）。层厚是重要影响因素，当厚度为2 m 薄层或更薄时，其幅度降低明显。GR 曲线在厚度小于0.8 m 时受影响较大，但几乎不受间隙流体类型影响。

图1 苏南某井3 848～3 859 m含烃厚砂岩段

自然电阻率的曲线也受钻井液与地层水性质差异、井径等因素影响，无论是哪种形状的曲线，都还需要结合其他测井曲线分析沉积相情况。自然伽马曲线在功能上与自然电位曲线有很大的重合，也用于划分岩性、划分储集层、计算泥质含量等，只是原理不同，这里不再赘述。

1.2 沉积相划分

1.2.1 沉积相划分的运用

通过沉积背景、测井相、砂地比等多资料分析，将盒8 段划分为辫状河沉积，山1 段为曲流河沉积，山2 及盒7 段为顺直河沉积（图2）[4]。对部分典型井的测井综合图结合后续产量发现：辫状河的心滩沉积产气量普遍优于其他沉积类型，但受限于测井的近井地带探测范围及大苏里格地区储层普遍非均质性，静态资料与动态资料的重合度仍有待提高。

1.2.2 连井测井相序地层划分对比

在对研究区18 口横向和纵向连续排布井的测井相地层划分对比后发现，宏观上物源沉积的走向一定程度上影响盒8、山1主力产气层的产气能力且盒8 沉积时期水动力条件相对较强，地表的水系发育，整体上气层产量优于山1。小层的层厚较为稳定，虽存在差异，但目的层段整体厚度变化不大。

2 成岩储集相测井解释

2.1 成岩储集相特征

根据铸体薄片和扫描电镜观察（图3、图4）、统计分析，苏里格南研究区上古生界“盒8 上”段岩石类型主要以石英砂岩、岩屑石英砂岩为主，砂岩颗粒中-粗粒，变质岩主要为石英岩，千枚岩少量[5]；沉积岩以细砂岩、粉砂岩为主；岩浆岩以流纹岩为主石英主要呈微晶充填孔隙，局部见加大边。以残余粒间孔及粒间溶孔为主，次为粒内溶孔；最大达300×70 μm，粒间孔一般数10 μm，粒内溶孔一般数微米。“盒8 下”段变质岩以石英岩为主，次为千枚岩，片岩偶见；沉积岩见泥岩及粉砂岩；岩浆岩以流纹岩为主。石英大部分次生加大，少部分呈微晶充填孔隙。中砂屑为主，粗砂屑10%～30%，巨砂屑和细砂屑少量；分布不均，不同粒级碎屑常相对集中形成条带及微层理。局部可见残余粒间孔、次生粒内及粒间溶孔；原生孔隙、次生孔隙进一步降低。在山1段，由于压实作用的影响，原生孔隙和次生孔隙持续减小，有机质含量降低，黏土杂基含量增加。

图3 苏南某井盒8上电镜下铸体薄片图

图4 岩性测井系列相对泥质标准曲线降幅指数对比分析

2.2 测井响应评价

对本区部分井的目的层段不同类别成岩储集相薄片岩心资料于测井数据深度归位，岩层厚度在3m 以内的，选取测井曲线最高值作为系数，岩层厚度大于3 m 的视其为厚层，因上下界面的数值变化较大，故舍去取剩余部分作为岩层段响应特别系数。特别系数定为研究段测井响应值相对稳定泥质岩降低幅度，命名为“降幅指数”通过该降幅指数变化对比寻求测井手段选择的效率性与优化方向。

2.2.1 岩性测井系列

岩性测井系列主要用来区分泥质、砂质地层、划分储层、识别岩性，评价储层的物性特征和含气能力，它主要包括自然伽马（GR）、自然电位（SP）、井径（CAL）、岩性密度和自然伽马能谱测井等[6]。

GR 降幅指数在其他岩性储层的减小情况相对于泥岩标准曲线减小系数显示均较大，在一定程度上可以作为储层岩性判断的依据。分布上看，水层、气水层、气层的离散程度相对较大，差气层减小幅度最小，下来是气水层和气层。含气层（包含气层和气水层）对比岩性较为致密的干层减小程度不断增大，识别划分致密气藏含气层段有一定的异常差异（图4（a））。在区分不同岩层的物理性质时灵敏度不够（在致密干层和差气层表现差强人意，水层的区分度则相对突出）。

SP 降幅指数对比其他岩层减小情况，相对于泥岩标准曲线变化幅度较大。储集层不同物性的岩石有较好的区分度，从储层到干层指数逐渐变小。水层、气水层到气层相对泥岩标准曲线降幅指数都有变化，可较好地判断含气含水情况。特别是在含气层，与干层差异明显，识别划分干层和其他层时相较图4（a），图4（b）更有优势。因此自然电位在评价致密气藏储层岩性、物性和含气性上有较为明显的效果，其中在划分储层与非储层上作用显著[7]。

光电截面吸收指数的降幅从气层到干层的各类岩性相对于泥岩标准曲线降幅都相对较大，总体上可以显示出储层的含气特征。降幅指数在区别含气层和干层上还不够明显，对区分不同物性的储层敏感度不够，即气层与差气层降幅指数差值变化幅度较小，且不够稳定，如图4（c）。

CAL 降幅指数在干层上相对于泥岩标准曲线有所减小，在渗透层及其相应含气层段上井径相对于泥岩有不同程度增大，在一定程度上显示出岩性特征。但是在甄别不同储层物性上表现欠佳。在应用中，CAL 结合钻时钻压等数据可以很好地区分泥岩段和砂岩段，但是所受影响颇多，如钻井液性质，都有可能不同程度地影响CAL曲线，如图4（d）。

2.2.2 孔隙度测井系列

密度降幅指数对于其他岩性储层呈减小趋势，差异较明显。从含气层到差气层、气水层到气层降幅依次增大，它们与非含气的水层特别是干层差异十分明显，如图5（a）[8]。

声波时差降幅指数干层最大，水层次之，含气层最小，气层声波时差明显增大，能够在一定程度上较好地识别含气层。从气水层到差气层声波时差减小值趋于0，到气层声波时差显著增大，差异较为明显。特别是含气层与非含气的水层尤其是与致密干层增大幅度很大，如图5（b）。

中子孔隙度降幅指数对于不同岩性不同含气的岩层较为明显。但相对于干层的减小和增大幅度都不明显，故在识别含气层段的不同含气性的储层分辨能力不够，如图5（c）。

2.2.3 电阻率系列测井响应评价

苏南研究区在电阻率系列测井中仅使用双侧向电阻率测井，无法做同系列的横向对比，且研究区岩层电阻率受岩石孔隙度、空隙内流体和钻井液性质等因素影响，产生的浮动较大，故电阻率的响应曲线在判断储层物性中仅起到辅助判断。

3 结论及建议

图5 孔隙度测井系列相对泥质标准曲线降幅指数对比分析图

自然电位、自然伽马、密度、声波时差在岩性、物性、含气性评价中效果较好，可作为储层含气性划分的主要测井依据，但各自亦有缺点及限制条件，如井眼条件、泥浆性能、层厚划定等仍有一定要求。双侧向、井径、PE 值等结果可作为辅助参考。通过设定减小系数重新评价各类测井手段在致密储层表现的方式得出了在不同储层性质下各类测井曲线反应能力的优劣。在气层、差气层、水层、干层的区分上提供了另外一种思路。

在分析各类测井手段在储层物性识别、含气识别等方面的实际效果时，结合地震资料、岩心资料、砂体展布资料、可尝试在研究区划分成岩储集相类别及气藏储集层点，让测井响应特征与沉积微相、储层物性，储集相类别建立其他对应关系，利用灰色理论岩石物理相处理方法有效降低储层非均质性的影响，增加分析结果的可靠性。