鄂爾多斯盆地東北部碳酸鹽巖地層的測井巖性剖面研究.docx

1、2008年1月第22卷第1期石油地質(zhì)與工程PETROLEUMGEOLOGYANDENGINEERING文章編號：1673-8217(2008)01-0040-04鄂爾多斯盆地東北部碳酸鹽巖地層的測井巖性剖面研究李功強(qiáng)微，張國成2,李保華I（1.中國石化華北石油局?jǐn)?shù)字沔井站.河南新鄉(xiāng)453700,2.河南理T.大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院）摘要：鄂爾多斯盆地氣菽是低孔、低滲氣哉，儲(chǔ)層埋藏深度較大。由于塊乏地震資料.但澳1井資料相對豐富.因此測井資軒是其借居計(jì)細(xì)分析與評價(jià)的更要手段。在綜合分析研究區(qū)地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上.利用巖心觀第、鑄體;4片、巖性交會(huì)等各種儲(chǔ)層研究的實(shí)驗(yàn)和技術(shù).建立了研究區(qū)下古界標(biāo)準(zhǔn)井測井者性

2、剖面可以快速準(zhǔn)確識別巖性。關(guān)鍵詞：郛爾多斯盆地；碳酸扯巖；文會(huì)脂技術(shù)；測井巖性剖面中圖分類號TE111文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A1區(qū)域地質(zhì)特征鄂爾多斯盆地地處華北西部，沉積巖分布面積25X104km2o在構(gòu)造上該盆地位于中國華北克拉通西部.是一個(gè)穩(wěn)定沉降、坳陷遷移、扭動(dòng)明顯的位于古老結(jié)晶變質(zhì)基底之上的多旋回克拉通矩形盆地。整個(gè)盆地可以劃分為六個(gè)一級構(gòu)造單元：即位于盆地主體的伊陜斜坡、盆地東緣的晉西撓褶帶、西部的天環(huán)坳陷、盆地北部的伊盟隆起、盆地南部的消北隆起和西緣逆沖帶（圖1）。本文研究區(qū)塊位于伊陜斜坡構(gòu)造單元內(nèi)，圖1鄂爾多斯盆地北部構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨把芯繀^(qū)系統(tǒng)：卜“，即早古生界海相碳酸鹽巖含氣系統(tǒng)、早古生界

3、碎屑巖煤成氣含氣系統(tǒng)、三磐-侏羅系陸源碎屑巖含油氣系統(tǒng)。上述三個(gè)含油氣系統(tǒng)中均已發(fā)現(xiàn)大型油、氣UL鄂爾多斯盆地具有“南油北氣"的特點(diǎn),盆地北部以古生界天然氣勘探為主，盆地南部以中生界石油勘探為主，其中，奧陶系風(fēng)化殼是下古生界天然氣勘探的重點(diǎn)層系，目前已發(fā)現(xiàn)了靖邊大型氣田，奧陶系風(fēng)化亮已探明天然氣儲(chǔ)量約3000x108m3o鄂爾多斯盆地北部卜,古生界奧陶系碳酸鹽巖地層，巖性類型復(fù)雜，有白云巖、灰?guī)r、泥云巖、泥灰?guī)r、含云灰?guī)r、含灰云巖等多種類型，用測井資料確定巖性及巖礦成分難度較大，常規(guī)測井方法常常難以判別，本文以巖心資料為依據(jù)，使用中子-密度交會(huì)圖來作為確定巖性的主要方法。2測井的巖性

4、識別方法2.1建立巖石物理模型鄂爾多斯盆地下古生界的巖性為灰?guī)r、白云巖、骨巖和泥巖，按上述巖性加上孔隙體積，建立碳酸鹽巖的體積模型，如圖2所示3°2.2巖性識別方法為了準(zhǔn)確識別巖性，有效劃分滲透層，采用下列兩種技術(shù)識別巖性。2.2.1巖性一孔E女度測井曲線直接識別技術(shù)利用測井曲線（自然伽馬GR、自然電位SP、井鄂爾多斯盆地中與三次主要構(gòu)造運(yùn)動(dòng)（早古生代加里東運(yùn)動(dòng)、早中生代印支運(yùn)動(dòng)和晚中生代的燕山運(yùn)動(dòng)）有關(guān)的三大構(gòu)造層序分別成為三個(gè)含油氣收稿日期：20）7-1016;汶回日期：2007-1122作者簡介：李功強(qiáng).】975年生.2005年畢業(yè)于河南科技學(xué)院計(jì)算機(jī)系、在職冊充生主（從小石油

5、地質(zhì)、沉枳學(xué)研究.李功強(qiáng)等.鄂爾多斯盆地東北部碳裁鹽巖地層的測井巖性剖面研究流店!一*廠灰?guī)r白云巖骨架一圖2碳酸鹽測井解釋模型徑CALS,微電極MI八電阻率ILD）的形態(tài)特征和測井曲線值（時(shí)差、密度、孔隙度）的相對大小，依據(jù)長期生產(chǎn)實(shí)踐中積累起來的規(guī)律性認(rèn)識來識別巖性，或采用與不同巖性巖石的測井待征值相對比的方法識別巖性。該方法多用于現(xiàn)場利用測井資料直接識別地層巖性（表1）,巖性識別精密度不高。表1巖石骨架參斂密度/(gcm'3)中子/PU聲波/(psm1)灰?guī)r2.710156自云巖2.871.5141硬右并2.960164水1.01006202.2.2交會(huì)圖技術(shù)M-N交會(huì)圖是判斷巖性

6、和選擇巖性模型最常用的交會(huì)圖，M和N分別是聲波-密度和中子-密度交會(huì)圖上某一巖性線的斜率。通過M-N交會(huì)圖和中子-密度頻率交會(huì)圖覆于純礦物巖性地層所做的M-N巖性圖版上，根據(jù)其巖性資料點(diǎn)或巖性分布趨勢線的對比分析結(jié)果準(zhǔn)確地識別儲(chǔ)層的巖性。此方法主要用于計(jì)算機(jī)測井?dāng)?shù)據(jù)處理與精細(xì)解釋。當(dāng)將研究地層的測井值標(biāo)在相應(yīng)的交會(huì)圖版上時(shí)，根據(jù)資料點(diǎn)位置即可用交會(huì)圖版確定該地層的巖性，如資料點(diǎn)落在圖上某骨架點(diǎn)或某純巖石線附近時(shí)，則地層即屬此種巖性；當(dāng)資料點(diǎn)落在兩種骨架點(diǎn)或兩條純巖石線之間時(shí)則訶以認(rèn)為地層是含有這兩種骨架礦物的混合巖性，并根據(jù)資料點(diǎn)位置可用線性比例方法估計(jì)出這兩種礦物成分的具體含ht（圖3）。在

7、用交會(huì)圖版確定地層巖性時(shí)，必須充分細(xì)致地考慮泥質(zhì)、天然氣及次生孔隙對資料點(diǎn)位置的影響，當(dāng)?shù)貙雍心噘|(zhì)、天然氣或次生孔隙度時(shí)，則資料點(diǎn)將要沿著一定方向偏離骨架點(diǎn)或純巖石線。中國石化華北石油局?jǐn)?shù)字測井站在工作中運(yùn)用商業(yè)測井軟件FORWARD能自動(dòng)生成中子-密度交會(huì)圖，但是在實(shí)際運(yùn)用中遇到一個(gè)問題，F(xiàn)（）RWARD自動(dòng)生成中子-密度交會(huì)圖只能看見這一井段的整體巖性&勢，而不能實(shí)時(shí)的計(jì)算每個(gè)深度4141CNL中子孔隙度圖3A號井中子密度交會(huì)資料點(diǎn)的兩種礦物成分的具體含量。在實(shí)際工作中，利用中子-密度交會(huì)圖套用EXCEL的方式，可得到中子-密度交會(huì)圖（圖3）。對比兩者的結(jié)果是相同的但解決了資料點(diǎn)

8、的具體深度和通過差值法計(jì)算資料點(diǎn)方解石和白云石的具體含危（表2）。表2A號井?dāng)?shù)據(jù)點(diǎn)的深度和巖性深度/m中子,密度/(Kcm_3)巖性3015.87510.1762.245因?yàn)閹r石中孔隙，孔隙中含氣,使密度ffi降低3020.8758.432.665方解石占61.1%,白云石占38.9%,計(jì)算密度為2.7723027.87515.6052.591方解石占38.9%.白云石占61.1%.it算密度為2.8083巖性交會(huì)實(shí)例分析3.1以A號井為例交會(huì)圖具有快速、直觀的優(yōu)點(diǎn)，巖石的直觀識別取決于兩條或多條測井曲線之間的相關(guān)值以及一條或多條曲線的絕對值。例如，中子和密度曲線之間的幅度差有助于識別碳酸鹽巖

9、和泥質(zhì)砂巖。在研究區(qū)馬家溝組中子-密度交會(huì)圖上，可以較好識別該區(qū)的巖性。3.1.1取心地質(zhì)顯示井段：3016.903018.91m,視厚為2.01m°巖性為灰黑色粉晶含灰云巖，白云石含量大于87%、方解石含量12%、有機(jī)質(zhì)和黃鐵礦小于1%,粉晶結(jié)構(gòu)，大最白云石晶粒大小在0.003-0.006mm,呈較自形菱面體狀及等徑粒狀接觸，結(jié)構(gòu)均勻。油氣顯示：隨鉆氣測全炷最高值2.922%,基值1.035%。井段：3019.553019.94m,視厚為0.39mo巖性為灰黑色粉品W巖，成分中白云石大于96%、方解石3%、有機(jī)質(zhì)小于1%,粉品結(jié)構(gòu)，巖石主要由白云石組4242石油地質(zhì)與工程2008年

10、第1期成,重結(jié)晶后晶粒大小在0.030.05ruin，少數(shù)為微品狀（0.010.03mm）,呈較白形菱面體狀及等徑粒狀而相互接觸。油氣顯示：隨鉆氣測全炷最高值2.085%,基值1.372%。井段：3019.943020.45m,視厚為0.51m°巖性為灰黑色含礫屑微品灰?guī)r，礫屑含量約20%,具不規(guī)則外形，粒徑一般2.04.0mm,最大25.0mm,成分為微品灰?guī)r?；|(zhì)含量約80%,成分為微品占55%、泥晶25%。巖石堅(jiān)硬.致密，斷口參差狀，滴稀鹽酸強(qiáng)烈反應(yīng)。巖心具2處縫合線構(gòu)造，縫合線橫貫巖心（圖4）,寬約1.0mm.被泥質(zhì)所充填，偶見方解石細(xì)脈.為它形晶。圖4縫合線井段：3020.

11、453022.82m,視厚為2.37m0巖性為灰黑色泥-微晶灰?guī)r，成分中方解石52%、白云石48%、黃鐵礦痕量，泥-微晶結(jié)構(gòu)，巖石主要特征是泥-微晶狀方解石品粒大小在0.0050.05mm,相互接觸,在此基質(zhì)中見粉品菱面體狀白云石交代方解石基質(zhì)。局部偶見粉細(xì)晶方解石充填溶孔，交代白云石。色均，堅(jiān)硬，致密.斷口參差狀,滴稀鹽酸強(qiáng)烈反應(yīng)。油氣顯示：隨鉆氣測全煌最高值4.055%,基值0.954%。3.1.2巖性確定在實(shí)際工作中用EXCEL做出中子-密度交會(huì)圖，可以在圖4中標(biāo)繪出資料點(diǎn)的具體深度和通過差值法計(jì)算資料點(diǎn)方解石和白云石的具體含量（表2）。圖3所示為A號井3010.003030.00m段的

12、中子-密度交會(huì)圖，圖中大部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)落在灰?guī)r線和云巖線之間，指示該段巖性以含云灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主，少量為灰?guī)r、云巖。灰?guī)r線上部的資料點(diǎn)可能有兩種成因，要么儲(chǔ)層含氣，要么存在裂縫。該層孔隙度為5.010.0%。圖5為采用直方圖指示灰?guī)r純巖性的骨架值。如圖所示，該段純灰?guī)r聲波時(shí)差值為156.0161.0Ms/m,密度值為2.71g/cn?,中子值為°.。%,其標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值見表3。測井中子-密度交會(huì)出的巖性與錄井資料的巖性（表4）和薄片資料（圖5）相對比，口J知通過測井中子-密度交會(huì)得出的巖性是正確的。3.2以B號井為例表3A號井巖礦的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值巖性ATma/(psmI：>Pma/(g

13、,cm"3)Nma,%PcATs/ATc慶巖156.02.710.05.01.851.95白云巖143.02.872.04.03.01.651.80164.02.980.05.0巖鹽220.02.03-2.04.1表4A號井錄井油氣顯示數(shù)據(jù)層*井深/m視脂度/m巖性全珈基值，賒合評價(jià)253016.00-3016.900.90火黑色灰?guī)r8.0880.998含氣層263016.903018.912.01版黑色礫用微晶灰?guī)r2.9221.035氣到異常層273019.553019.940.39火黑色礫屑先晶慶巖2.0851.372氣測異常層283020.453022.822.37灰黑色礫屑微

14、品氏巖4.0550.954含氣層2y3024.00-3028.004.00妖黑色灰?guī)r19.9721.476氣層303031.00-3032.001.00茨黑色灰?guī)r6.4941.912含氣層313034.503035.501.00灰黑色灰?guī)r5.6373.861含氣層323065.003066.001.00淺厭色含茨云巖3.7631.109含氣層333067.503068.501.00淺慶色含灰云巖6.3811.262含氣層度。圖6為2804.002807.00m井段的中子-密度交會(huì)圖.圖中該段部分點(diǎn)*落在白云巖線之上，指示以白云巖為主，少質(zhì)含灰，孔隙度為5.0%10.0%?？傮w反應(yīng)白云巖巖性純，

15、具有較高的孔隙B號井的巖礦的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值除Pe值外其它數(shù)值與A號井（表3）相同。測井交會(huì)得出的巖性與錄井資料吻合，驗(yàn)證了通過測井中子-密度交會(huì)得出的巖性是正確的。43李功強(qiáng)等.鄂爾多斯盆地東北部碳酸鹽巖地層的測井巖性剖面研究圖5A號井標(biāo)準(zhǔn)灰?guī)r中子、聲波時(shí)差、密度直方圖圖6B號井中子一密度交會(huì)圖測井巖性剖面，為區(qū)域巖性研究工作制定了標(biāo)準(zhǔn)。(2) 工作中以測井巖性剖面為基礎(chǔ)來進(jìn)行區(qū)域地層對比，細(xì)分出地層巖性段，可以快速準(zhǔn)確地預(yù)測儲(chǔ)層發(fā)育的巖相帶。(3) 測井巖性剖面比地質(zhì)錄井巖性剖面有快速、直觀、全井段巖性連續(xù)性好、省時(shí)省錢等特點(diǎn)，測井巖性剖面還可以驗(yàn)證錄井資料的正確性和指導(dǎo)勘探工作的方向。參考文獻(xiàn)

16、4研究區(qū)下古生界標(biāo)準(zhǔn)井測井巖性剖面的確定運(yùn)用上述方法，以C號井為區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)井，得到了研究區(qū)內(nèi)下古生界標(biāo)準(zhǔn)井的測井剖面圖作，為指導(dǎo)以后地質(zhì)研究和測井評價(jià)的對比標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)井對應(yīng)層位的巖性描述如下：馬五段：上部云巖、泥云巖，中部灰?guī)r、云灰?guī)r,下部云巖、灰?guī)r、灰云巖、泥云巖。馬四段：灰?guī)r、云灰?guī)r為主，中部白云巖化。馬三段：云巖為主，上部含石甘，下部鹽巖。馬二段：上部泥云巖、云巖互層，下部泥巖、泥云巖。馬-段：上部云巖為主，下部泥巖、泥云巖。寒武系：云巖為主，中下部為泥云巖。太古界：變質(zhì)石英巖。3結(jié)論1袁志樣.部爾多斯鹽地北部天然氣地質(zhì)M.成都：四川大學(xué)出版社.2000.15-202郝罰民.司建平.許萬年.鄂爾多斯盆地北部占生代巖溶作用及有利油氣勘探區(qū)塊預(yù)測口.中國巖溶.1994.13(2),176-1883魏福軍.朱偉.鄂爾多斯盆地塔巴廟地區(qū)二登系高分辨率層序地層學(xué)研究J.石油地質(zhì)與工程.2006,20(6)：45.94孟樣豪.張哨捕.李連波等.