含复杂矿物地层的测井参数解释方法研究
困难矿物对测井说明参数的影响分析探讨 郭素华 马洪涛 胡朝菊 (中国石化 西北油田分公司 勘探开发探讨院 830011) 摘要:精确的岩性说明是地层划分、储层评价、油气层预料分析的基础。储层内多种矿物或特别的矿物的存在对测井岩性识别或泥质含量的计算都将产生很大的影响。塔河油田3区石炭系卡拉沙依组砂泥岩储层富含放射性的钾长石,使自然伽玛曲线数值增大,导致自然伽玛数值与泥质含量的相关性变差;另外,卡拉沙依组储层火山岩岩屑含白云石、方解石,二者与主要矿物石英的电性特征相差很大,电测曲线特征表现为电阻率随着灰质含量的增加明显上升,声波时差随着灰质含量的增加明显减小。不同岩性段矿物质组合不同,困难的矿物质组合要求用不同的测井曲线组合来识别储层岩性,并建立相应的储层参数计算公式,最终确定有效储层下限标准。应用此方法,对塔河油田3区石炭系卡拉沙依组砂泥岩段储层进行说明,说明结果合理性得到了试油试采成果验证。 关键词:困难矿物 测井参数 说明模板 砂体 有效储层 前言 塔河油田3区处于塔里木盆地沙雅隆起阿克库勒凸起之上,石炭系卡拉沙依组砂泥岩段为主力产层之一。卡拉沙依组属于滨浅海潮坪相~辫状河三角洲过渡型环境沉积的一套砂、泥岩地层,自下而上划分为下部上泥岩段和上部砂泥岩段。砂泥岩段岩性组成困难,岩石类型从砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩及其复合类型均有分布。砂体平面分布改变大,油藏类型以构造、岩性复合油气藏类型为主。海西晚期的构造运动使得上古生界地层遭遇剥蚀,在塔河三区只残留石炭系地层,并且向北部阿克库勒凸起石炭系地层剥蚀愈加严峻,中生界三叠系地层超覆其上,三叠系下部稳定泥岩段成为石炭系油藏的区域盖层[1]。卡拉沙依组油藏纵向上具有埋藏深(4850~5350m)、含油段度长(500m左右)砂体分布改变大等特点;横向上具有岩性改变大、油层单层厚度小(<12 m)、储层分布不稳定、连通性差等特点。 对储层而言,困难的矿物组成给测井岩性识别及物性参数计算带来了较大难度。岩石中因经常具有富含高放射性的火山岩岩屑和钾长石,使得自然伽玛曲线出现高异样,致使自然伽玛曲线不能用于泥质含量和粒度中值计算,甚至不能定性划分储层。自然电位曲线主要反映地层孔渗状况,对于低孔低渗储层,自然电位偏移幅度小甚至与泥岩基线持平,无法用于推断和识别砂岩、泥岩。因此,针对卡拉沙依组地层,有必要寻求一种行之有效的岩性和物性参数说明新方法[3]。 1 岩性 薄片鉴定资料表明,卡拉沙依组岩性的主要矿物成分是石英、长石,另外还含有少量的白云岩、方解石、白云母等。其中,石英含量相对较高,且分布范围较宽,一般为50%-90%,主峰为75%-85%;长石含量在5%-35%均有分布,主峰为8%-15%;岩屑分布在5%-35%之间,主峰为8%-15%。见图1~图3。 卡拉沙依组的长石由正长石(钾长石)、斜长石等组成。而正长石具有放射性,使得本区卡拉沙依组GR在局部层段出现高值异样而不能较好的反映泥质含量,影响了对砂、泥岩的推断和识别[2]。从图4中展示的砂岩样品长石含量与GR的关系曲线可以看出,GR随着长石含量的增加而明显增加,虽然受到泥质含量的影响,但与长石中钾长石的放射性有明显关系。 图5展示了某取心井卡拉沙依组4956m-4970m砂岩段岩心分析长石含量与测井曲线的对比。可以看出,砂体下部 GR值明显高于上部,岩心分析资料砂岩泥质含量上部与下部基本一样,而下部的 图1 卡拉沙依组石英含量直方图 图2 卡拉沙依组长石含量直方图 图 3卡拉沙依组岩屑含量直方图 图4 长石含量与GR的关系图 图5 正长石含量对测井曲线影响实例 正长石含量高于上部,更进一步说明白钾长石含量对储层识别的影响。 砂岩中的岩屑主要由白云岩、方解石、白云母等矿物构成,白云岩、方解石与石英的岩石物理特性相差较大,虽然卡拉沙依组白云石,方解石含量很少,但却对测井曲线影响明显。 图6、图7分别为岩心分析砂岩灰质含量与声波时差和地层电阻率的关系散点图。可以看出,声波时差随着灰质含量的增加明显减小,电阻率随着灰质含量的增加明显增大。 图6 声波时差与灰质含量的关系散点图 图7 电阻率与灰质含量的关系散点图 2 储层参数计算 在测井资料标准化及四性关系探讨的基础上,建立适合于本区卡拉沙依组泥质含量、孔隙度、渗透率、含油饱和度以及矿物含量等地质参数的计算模型。 2.1 泥质含量的计算 泥质含量理论上可以由多种方法来计算[6],如利用自然伽马GR、补偿中子CNL、自然电位SP、中子寿命NLL、电阻率RT等等。然而通过四性关系的探讨发觉,本地区卡拉沙依组岩石泥质含量与测井响应之间的关系困难,不能简洁地只利用一条泥质指示曲线计算泥质含量[6]。 (1)本区卡拉沙依组地层由于受到放射性钾长石的影响,在某些含泥质较少的砂岩段出现高自然伽马值,对这类地层假如采纳常规的GR曲线计算泥质含量,就会得到错误的高泥质含量值(图9); (2)有些泥质含量较少的致密砂岩,灰质含量较高的砂岩,物性较差,自然电位曲线不偏移或偏移幅度很小,基本位于基线旁边,这些地层若用SP计算,便会得到错误的泥质含量高值(图10); (3)有些砂岩地层由于受含气的影响导致补偿中子值较低,这些地层若用CNL计算,又会使这些位置的泥质含量偏低。 因此,在计算泥质含量的时候,除了结合薄片、录井资料外,还须要综合考虑各条曲线特征,并与试油试采资料结合,分层段计算泥质含量:在SP反映泥质含量较好的地层,运用SP曲线计算泥质含量;在CNL反映泥质含量较好的地层,运用CNL曲线计算泥质含量。 图8中,SP负异样,CNL低值,这些都反映泥质含量较低,而GR出现异样高值,说明此处不能用GR计算泥质含量,应选择SP或CNL来计算。 GR与SP表征不一样,应用SP计算泥质含量 图8 泥质含量计算方法情形1(TK311井) 图9中,SP位于基线处,CNL和GR却较低,高电阻率较高,综合反映泥质含量较低,说明此处不能用SP计算泥质含量,应选择CNL来计算。 CNL与SP表征不一样,应用CNL计算泥质含量 图9 泥质含量计算方法情形2(TK337井) 不怜悯形下的泥质含量计算公式: 运用自然电位SP计算的公式: (3-1) 式中:、、分别为含泥质岩石、纯砂岩和纯泥岩的自然电位测井值。 采纳补偿中子CNL计算的公式: (3-2) 式中:、、分别为泥质岩石、纯砂岩和纯泥岩的补偿中子测井值。 2.2 孔隙度和矿物体积的计算 由于卡拉沙依组地层岩性困难,且薄片资料表明碳酸盐岩含量一般较高,因此采纳了三矿物法、双矿物模型进行孔隙度和矿物体积的计算[5]。 详细方法是:用经过泥质校正后的三孔隙度测井,即中子(CNL)、声波时差(AC)及密度(DEN)制作中子-密度或声波-密度交会三角形,分别计算出石英、方解石和白云石的含量;同时,由于该区岩性困难、孔隙度结构困难、孔隙度以次生孔隙为主,因此很难用单一孔隙度测井方法来精确计算孔隙度,而采纳三孔隙度教会的方法,在计算出矿物含量的同时,又能得到较精确的孔隙体积。 实际资料处理:当