測井沉積相分析基本原理和理論研究

1、測井沉積相分析基本原理和理論研究一、概論二、測井劃相的基本原理三、巖電關系研究四、測井曲線要素分析五、測井曲線相模式六、單井劃相七、平面相帶組合目 錄分單元沉積微相平面展布圖吸水剖面分析油水井注采反應分析計算機繪制單元沉積相帶圖單元劃相結果入庫作連井拉平沉積縱.橫剖面圖巖相研究層次界面分析沉積體系分析沉積旋回分析沉積構造研究粒度分析指相礦物分析巖相模式沉積韻律分析測井相研究單井綜合劃相巖電關系研究測井曲線相分析建立測井曲線相模式與研究區(qū)沉積環(huán)境類比衛(wèi)星照片解譯野外實際調(diào)查建立現(xiàn)代沉積洲儲層知識庫現(xiàn)代沉積研究地震相平面組合單砂體平面展布圖地震相研究層序地層分析時頻分析地震地層分析井震關系研究建立

2、地震相模式地震剖面劃相單井分單元劃分開發(fā)動態(tài)相研究含水率分析產(chǎn)液剖面分析脈沖試井分析水淹層分析示蹤劑資料分析1、測井沉積相的基本概念“測井相”或“電相”（Electrofacies）是在1970年提出來的，它是指能反映某一沉積物特征，并能使這個沉積物與其它沉積物區(qū)別開的一組測井響應（參數(shù)）。測井沉積相研究就是應用各種測井信息來研究沉積環(huán)境和沉積物的巖石特征。沉積相由特定的相標志表示，而測井相是由特定的測井響應代表。測井相與沉積相相當，不同的沉積相因其成分、結構、構造等不同而造成測井響應不同，一組反映巖石的測井曲線就構成了該地質(zhì)相的映象，測井系統(tǒng)愈完善，反映實際地質(zhì)相的映象就愈好。但是，兩者并不

3、都是一一對應的，可能有兩個或更多個電相對應一個沉積相，也可能一個電相對應幾個沉積相。因此，必須用已知沉積相對電相進行標定。2、工作方法首先，在取心井中用一系列測井曲線或參數(shù)劃分為若干種“測井相”；將這些測井相與巖心分析所得到的“巖相”進行相關對比，利用測井信息可以歸納為不同類型及相互關系的曲線組合類型，建立測井曲線相模式；然后，反過來在沒有取芯井中用測井資料進行沉積相分析，從而進行正確的地質(zhì)解釋和恢復沉積環(huán)境，確定相標志，推斷水體深度，搬運介質(zhì)能量、沉積物粗細、物源供應、氣候條件等標志。3、研究特點：）利用高密度井網(wǎng)資料進行單元劃分與對比，以目的層頂標準層拉平恢復古地貌，作連井沉積剖面圖，繪制

4、單砂體平面等厚圖，進行古地貌、水系展布及砂體形態(tài)分析。）依靠大量的測井曲線所能反映的沉積層序、旋回特性、砂層韻律性、巖性組合、接觸關系以及砂體幾何形態(tài)等特征為細分沉積相的主要指標，解剖單砂體，進行沉積微相劃分。）現(xiàn)代沉積研究，搞清井間砂體分布特征，作為準確劃分相帶界線和砂體尖滅位置的主要依據(jù)。）在巖相劃分上，從巖心資料上所能獲得的劃相指標的應用與常規(guī)方法相同。重點加強儲層微觀非均質(zhì)性研究。4、注意的問題測量環(huán)境：測井資料除反映原狀地層信息外，還受測量環(huán)境（如井眼形狀及大小、溫度、泥漿性能、井斜、泥餅等）的影響。雖然在測井處理和解釋前都進行過環(huán)境校正，但是因受各種因素影響，一般難以校正到反映真地

5、層的狀態(tài)。因此，在用測井曲線進行相分析時，應充分認識到測井曲線的局限性，巖石固有性質(zhì)：如SP曲線“平直”未必表示無砂巖或滲透性不好，而可能是砂巖被完全膠結或鉆井泥漿濾液電阻率與滲透層內(nèi)流體的電阻率幾乎相等。在一般砂巖中，自然伽馬讀數(shù)低，在泥巖中讀數(shù)高，但如果砂巖中存在其它放射性礦物（如海綠石、云母、鋯石等），則會造成不良影響。另外，各種測井均受井眼條件的影響。測量儀器：油田開發(fā)后期，由于不同井網(wǎng)（一般有基礎井網(wǎng)、一次加密、二次加密和（或）三次加密）測井年代和儀器的差別，往往造成同一沉積地層特征其曲線特征卻差別較大。流體性質(zhì)：注水開發(fā)油田由于不同次測井地層水礦化度在不斷發(fā)生變化也會造成測井曲線解

6、釋沉積環(huán)境的假象。因此，在測井劃相中應慎重利用，靈活掌握。總之，各種測井曲線都能在一定程度上提供環(huán)境信息，也都存在多解性，因而綜合應用測井曲線判斷亞相及其微相就顯得十分必要。一般作法是，利用自然電位曲線的形態(tài)、幅度、頂?shù)酌娼佑|關系特征，參考自然伽馬曲線次一級形態(tài)標志來判斷亞相及層序特征，判斷它是前積、加積或側積層序，再依據(jù)電阻率曲線，參考微電極確定韻律特點。在均質(zhì)砂巖中，還可以依據(jù)自然伽馬曲線、聲波時差曲線判斷粒度特征。例如箱形的自然電位曲線形態(tài)反映小層為加積特點，據(jù)深側向或其它視電阻率曲線又知道向上電阻率減小顯示正韻律特點時，則可定為河道。5、研究現(xiàn)狀測井相分析源于50年代，是由美國SHEL

7、LPECTEN公司的工程師在研究密西西比三角洲時提出的，主要利用自然電位曲線進行相分析。從此，自然電位測井曲線在沉積環(huán)境和相分析中得到逐步推廣，并由自然電位測井擴展到其它測井。OSerra（1970）首先正式提出電相（Electrofacies）的概念，定義為：確定某一部分沉積巖并區(qū)別于周圍巖體的一組測井的原始或分析數(shù)據(jù)。目前這一概念已被廣泛接受，它起到了測井測量和沉積相分析之間的橋梁作用。測井資料是一種間接的地下地質(zhì)資料，測井數(shù)據(jù)及其分析結果離地質(zhì)解釋之間的距離較大，有些地質(zhì)信息測井反映不出來（如顏色、化石等），測井相分析需用巖相成果進行刻度才能擴大測井分析結果，還原出更多的地質(zhì)信息。測井相

8、常通過形狀圖（曲線形狀、參數(shù)譜相圖、交會圖）以及由測井資料演繹出的測井相圖來表示。目前，測井相研究隨著測井方法和手段的發(fā)展（如高分辨率成像測井和地層傾角測井），已逐步向高精度、自動化和智能化方向發(fā)展，在巖石學（顆粒、基質(zhì)和膠結物）、沉積構造（層理、層面）、局部特征分析（團塊、結核、蟲孔、黃鐵礦等）、分層處理、薄層分析等領域的資料提取和分析方面展示了廣闊的應用前景。6、發(fā)展趨勢目前，沉積學研究已發(fā)展成為與其它學科（地球物理、地球化學、礦物、古生物、大地構造等）緊密結合的綜合性學科?，F(xiàn)代沉積學以研究沉積過程為特征，提供了人們認識地質(zhì)體的大量知識，按照本體論的思想，沉積學研究的目的是縮小現(xiàn)代沉積過程

9、和古代沉積巖特性認識和解釋之間的距離，重建古代巖石的形成環(huán)境及變化規(guī)律。對油氣田勘探和開發(fā)而言，在鉆井數(shù)較少以及取心不連續(xù)等條件下，測井資料顯示了較強的優(yōu)勢。除上述經(jīng)常使用的常規(guī)測井、傾角測井和主要的成像測井技術以外，對于測井沉積學研究而言，一些新的測井技術正在得到逐步的推廣和應用。如陣列感應測井儀（AIT）可探測不同深度感應曲線，反映了地層層理和侵入特性等信息；自然伽瑪和能譜伽瑪測井可用于泥質(zhì)含量和粒徑分析，從而分析古代沉積環(huán)境；能譜測井（70年代出現(xiàn)）主要用于粘土礦物和氧化還原環(huán)境分析；地球化學測井技術已成功地用于大洋鉆探計劃（ODP）中，分析火成巖和變質(zhì)巖的演化及分布規(guī)律。此外，核測井的

10、使用使測井地質(zhì)應用進一步得到發(fā)展，核測井可測量大量礦物和地球化學信息，根據(jù)元素分析結果可計算礦物類型及進行成巖作用研究。盡管目前核測井應用范圍還較小，但通過實驗室分析等手段進行標定后，核測井的應用前途是光明的。因此，測井沉積學研究是和測井技術的發(fā)展密切相關的，隨著科學技術的進步，現(xiàn)代的測井解釋需綜合不同來源、不同性質(zhì)及不同尺度的定量和定性的信息，特別是成像技術的出現(xiàn)在油藏描述領域產(chǎn)生了質(zhì)的突破。測井信息是地層巖石物理性質(zhì)的反映，巖石物理性質(zhì)控制流體性質(zhì)，而流體性質(zhì)又信賴于沉積物沉積后的成巖和沉積相特征，這就使測井和沉積學之間建立了聯(lián)系。第五代成像測井技術的出現(xiàn)提供了這種特征分析的基礎，通過穿過

11、地層的井壁成像資料的形狀、平整度、粗糙度、延伸性、角度關系、電阻率差異等因素的分析，就可對地層的非均質(zhì)性作出精細的解釋并通過不同的測井技術實現(xiàn)對其認識和標定。用測井資料進行沉積學研究是測井資料地質(zhì)應用的一個新領域，它綜合利用了豐富的測井信息，在沉積學領域又開創(chuàng)了一個新的方向，豐富了沉積學的研究手段。從測井沉積學研究的背景看，單純利用測井資料進行沉積學分析是不夠的，必須建立在扎實的沉積知識的基礎之上，充分了解沉積特征與測井參數(shù)之間的關系（測井響應），同時參考野外露頭測量、巖心測井和地震分析的結果，選取適應地質(zhì)特點的數(shù)學方法，利用先進的計算機技術，測井沉積學才能在油氣勘探和開發(fā)過程中發(fā)揮作用。用測

12、井資料研究沉積學，關鍵是方法的使用和模型的建立，同時必須根據(jù)研究地區(qū)和研究目的的不同，使這些方法和模型不斷改進和完善。一、概論二、測井劃相的基本原理三、巖電關系研究四、測井曲線要素分析五、測井曲線相模式六、單井劃相七、平面相帶組合目 錄測井信息實際上是地下地層各種特性和物理量（它括巖性、成份、沉積結構、構造、地球化學及化石和古水流等）通過各種測井曲線綜合反映的數(shù)據(jù)譜。每一組測井響應都可看作反映許多巖石特征和巖相組合的一種譜。例如，電阻率測井反映地層中流體性質(zhì)、滲透性、膠結程度、曲折度和泥質(zhì)含量及粒度韻律性等；自然伽馬能譜測井能反映鈾、釷、鉀的含量；自然電位曲線反映地層的滲透性和粒度的大小、分選

13、性等。1、測井曲線能干什么？反映沉積巖的結構、構造、成份和流體性質(zhì)等1.礦物成分對于一個油田而言，大多數(shù)沉積物的礦物成分僅限于少數(shù)幾種礦物，應用一組反映巖性與孔隙度的測井曲線就可以確定其礦物成分和孔隙的相對體積。典型的測井方法包括FDC（補償?shù)貙用芏龋┗騆DT（巖性密度）、CN（補償中子、BHC（井眼補償聲波）和GR（自然伽馬）。通過自然伽馬能譜方法的應用，提高了用測井資料確定粘土類型的能力。2.巖石結構巖石的結構包括粒度大小、顆粒的分選性、磨園度和粒度的分布、骨架、膠結等。巖石結構直接控制著如孔隙度、滲透率和曲折度這樣一些性質(zhì)。在各種測井響應和地層的同一物理特征之間有著直接的關系。粒度的變化

14、在測井曲線上顯示為斜坡，它常在每個韻律的開始和末尾有突然的變化。3.沉積構造沉積構造是通過沉積單元的幾何形態(tài)、厚度、成層的程度等來了解的。一般利用高分辨率地層傾角測井認識層理構造、沉積旋回和沉積方向等。有時，常規(guī)測井曲線也能較好地指示沉積構造特征，如河道的沖刷、充填構造和礫石沖刷面在地層電阻率曲線上砂巖底部特征明顯。一、概論二、測井劃相的基本原理三、巖電關系研究四、測井曲線要素分析五、測井曲線相模式六、單井劃相七、平面相帶組合目 錄巖性在電性上的特征研究A灰白色砂巖灰色粉砂巖灰色鈣質(zhì)粉砂巖灰綠色泥質(zhì)粉砂巖灰綠色粉砂質(zhì)泥巖黑色泥巖太190區(qū)塊葡I油層巖電特征圖一、概論二、測井劃相的基本原理三、巖

15、電關系研究四、測井曲線要素分析五、測井曲線相模式六、單井劃相七、平面相帶組合目 錄從測井響應所提供的電相標志看，測井相分析的相標志主要反映在曲線的幅度、形態(tài)、頂?shù)捉佑|關系、光滑程度、齒中線、多層組合包絡線和形態(tài)組合方式七要素方面。這些要素可以定性地反映巖層的巖性、粒度和泥質(zhì)含量的變化及垂向演化序列。常用的測井劃相曲線有自然電位、自然伽馬、電阻率等，其中自然電位曲線最常用。以下重點闡述自然電位曲線的七種要素：1、幅度2、形態(tài)3、接觸關系4、齒中線5、光滑程度6、包絡線7、形態(tài)組合1、幅度曲線幅度是指層中點自然電位值與純泥巖基線的差值（SP）。一般分為高幅（SP/h2）、中幅（1SP/h2、和低幅

16、（SP/h1三種。井下自然電位產(chǎn)生的原因是十分復雜的，對于油（氣）井，主要有以下兩方面的原因：一方面，由于地層水和泥漿濾液之間離子的濃度差，引起離子的擴散作用和巖石顆粒對離子的吸附作用，由此而產(chǎn)生擴散吸附電勢；另一方面，地層壓力與泥漿柱壓力不同時，在地層孔隙中產(chǎn)生過濾作用，而產(chǎn)生過濾電位，這種電位在測井時由于已形成泥餅，而在油（氣）層中顯示一般很小，常忽略不計。影響曲線幅度的因素很多，除上述地層水與泥漿濾液間的離子濃度差、地層厚度（小于）、飽和流體性質(zhì)及高阻層會使幅度變化外，沉積巖石的顆粒大小、顆粒的分選和巖石中泥質(zhì)含量的多少等都與自然電位曲線幅度密切相關，而巖石的顆粒、分選、磨園、泥質(zhì)含量是

17、受古沉積環(huán)境和古水流能量制約的，因此，自然電位的幅度變化主要反映沉積特征。在砂泥巖剖面上，一般泥質(zhì)含量少、孔隙半徑大、粒度粗、分選性好和滲透性好的砂巖，自然電位負異常幅度高，反映較強的水動力條件，反之亦然。中低阻砂泥巖沉積拉平剖面中，單層厚度大于的砂巖，在相鄰井段中幅度的相對變化反映了物源供應和水流能量雙重因素。一般來說，河流的水流沖刷能力強，物源豐富，分選性中等，以中幅為主；灘砂或砂壩砂物源少，水流沖刷淘選再搬運和簸選能力強，改選徹底，分選性好，磨園度高，以高幅為主；漫灘相沉積則因物源細少，水流能量弱，以低幅為主。2、形態(tài)1)箱形2)鐘形(1)光滑鐘形(2)齒化鐘形3)漏斗形4)齒形5)指形

18、6)復合形7)線形3、接觸關系4、齒中線單齒模式網(wǎng)狀河曲流河分支河河口砂壩前緣砂6.包絡線多層曲線幅度的包絡線形態(tài)可反映較大層段內(nèi)垂向?qū)有虻奶卣鳎从扯嗥诔练e砂巖在沉積過程中水動能的變化及其變化速度。包絡線的形態(tài)可分為加積式、后積式和前積式三種（圖49）。后積式與前積式又可分為加速、勻速和減速式三個亞類，以反映相同環(huán)境下的多層砂體沉積速率的變化。利用多層砂巖組合包絡線形態(tài)特征進行相分析，更利于使用各種已建立的標準相模式，比僅依據(jù)單層形態(tài)更可靠，更利于進行井間對比。7.形態(tài)組合曲線的形態(tài)組合特征是指一種沉積環(huán)境中有其特殊的巖性層序組合。因此，不同區(qū)塊、不同環(huán)境下沉積的砂泥巖剖面在測井曲線上也反映

19、出特定的形態(tài)組合方式。利用這種標志可以在區(qū)域上及剖面上研究相帶的分布，并借以確定層段位置，幫助進行單元細分與對比工作。從以上七種曲線形態(tài)相分析可以看出，曲線形態(tài)主要是由以下三種環(huán)境因素決定的：水體深度的逐漸變化；搬運能量的變化；沉積物源供應的變化?？赡軐е逻@些物理因素變化的條件是：盆地或大陸架的上升或下沉；海平面的變化；氣候條件；河流廢棄改道等等。一、概論二、測井劃相的基本原理三、巖電關系研究四、測井曲線要素分析五、測井曲線相模式六、單井劃相七、平面相帶組合目 錄1、三角洲1）三角洲內(nèi)前緣亞相測井相模式(1)內(nèi)前緣水下分流河道沉積微相箱形鐘形單指形多指形A.高幅光滑箱形（葡127井，葡I81單

20、元）B.中高幅鐘形（葡115井，葡I81單元）葡北油田葡I組油層三角洲內(nèi)前緣水下分流河道測井相模式C.高幅光滑對稱指形（葡114井，葡I52單元）D.齒狀中高幅多指形（葡147井，葡I51單元）（2）內(nèi)前緣水下分流淺灘微相單指形:一般表現(xiàn)為中低幅齒狀不對稱指形和對稱指形，薄層，厚。多指形:中低幅齒狀不對稱多指形和雙指形，薄層，厚。A.中低幅齒狀不對稱指形（葡139井，葡I81單元）D.中低幅齒狀雙指形（葡25井，葡I82單元）葡北油田葡I組油層三角洲內(nèi)前緣水下分流淺灘井相模式B.中低幅齒狀不對稱多指形（葡108井，葡I51+2單元）C.中低幅齒狀對稱指形（葡114井，葡I72單元）（3）內(nèi)前緣

21、透鏡狀砂沉積微相單指形:中低幅，薄層，厚。多指形:中低幅,薄層，厚。（4）內(nèi)前緣水下分流間泥質(zhì)微相光滑線形:巖性為灰黑色純泥巖。齒化線形:以粉砂質(zhì)泥巖為主。2）外前緣亞相（1）外前緣主體席狀砂和條帶狀砂微相測井相模式中幅齒化漏斗形中幅齒化箱形中幅齒化鐘形中幅齒化指形（2）外前緣非主體席狀砂測井相模式低幅多指形中低幅光滑，中-低幅對稱指形中低幅，。低幅不對稱指形光滑中低幅。低幅雙指形三角洲外前緣非主體席狀沙測井相模式（3）外前緣透鏡狀砂測井相模式低幅不對稱單指形中低幅，。低幅不對稱雙指形低幅，。（4）外前緣泥質(zhì)微相測井相模式齒化線形1126-1134m光滑線形985-990m3、杏十三區(qū)測井曲線

22、相模式1）河床體系微相分流主河道3、杏十三區(qū)測井曲線相模式1）河床體系微相分流淺河道3、杏十三區(qū)測井曲線相模式1）河床體系微相廢棄河道3、杏十三區(qū)測井曲線相模式2）分流間微相類型一、概論二、測井劃相的基本原理三、巖電關系研究四、測井曲線要素分析五、測井曲線相模式六、單井劃相七、平面相帶組合目 錄（一）、沉積旋回A.正韻律(62-39井,葡I4)B.正韻律迭加(68-35井,葡I10層)C.迭加砂復合韻律(62-31井,葡I8)D.迭加砂反韻律(62-31井,葡I2)太190區(qū)塊葡I油層沉積韻律類型曲線特征SPPLLDRLLS（二）、沉積韻律太190區(qū)塊葡I油組鈣質(zhì)分布典型測井曲線響應D.砂層底部鈣質(zhì)膠結層(58-30井,葡I8)A.泥巖中鈣質(zhì)膠結層(62-29井,葡I7)B.砂層頂部鈣質(zhì)膠結層(62-29井,葡I4)C.砂層中部鈣質(zhì)膠結層(58-33井,葡I5)SPACRLLDRLLS（三）、指相礦物（四）、識別沉積間歇面沉