磁化率在火成岩储层非均质性研究中的应用<br/>——以车排子地区石炭系为例

磁化率在火成岩储层非均质性研究中的应用
——以车排子地区石炭系为例

2016-02-13李竹强陈学国于会臻

中国石油大学胜利学院学报 2016年4期

关键词：火成岩安山岩磁化率

李竹强,陈学国,魏敏,于会臻

(中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院西部分院,山东东营257000)

磁化率在火成岩储层非均质性研究中的应用
——以车排子地区石炭系为例

李竹强,陈学国,魏敏,于会臻

(中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院西部分院,山东东营257000)

准噶尔盆地车排子凸起石炭系储层主要为火成岩,岩性复杂且勘探程度低,其储层非均质性强,发育特征不明确。利用野外及取芯实测磁化率及录井、测井等资料对石炭系储层非均质性进行研究,进而对石炭系火成岩储层的储集空间、物性特征、分布特征、岩相发育特征及含油气情况进行分析。结果表明,石炭系高磁化率火成岩易风化为物性较好的有利储层,而低磁化率凝灰岩难以发育有利储层,仅存在于断裂带附近。这为研究区火成岩油气的勘探提供了重要依据。

石炭系;火成岩;储层;磁化率;非均质性;车排子

近年来,中国石化胜利油田在准噶尔盆地西缘车排子地区石炭系火成岩的油气勘探中取得可喜进展,排66、排667、排665等井在石炭系获得工业油流,均证实石炭系火成岩储层蕴含丰富的油气资源[1]。前人对车排子地区红车断裂带以东火成岩进行了大量研究,认为石炭系火成岩具有多期成岩,岩石类型多样,储集空间类型多,储层非均质性强,控制因素多变,油气成藏复杂等特点[2-3],基于钻井取芯、测录井资料、试油、地震等资料的研究,取得了一定的进展[4]。但以往研究中很少涉及磁化率信息,而磁化率是区分和识别火成岩岩性、岩相的重要物性特征。因此,笔者针对车排子地区野外露头及钻井取芯进行磁化率测量,结合测井、录井、试油、地震等成果,对石炭系火成岩储层非均质性进行研究,分析火成岩含油气性规律,建立磁化率-自然伽马交汇图版识别岩性,进而开展磁震联合反演识别火成岩发育区,以期为火成岩油气的勘探提供借鉴。

1 区域地质概况

车排子凸起位于准噶尔盆地西缘(图1),为准西隆起的次级构造单元,位于扎伊尔山前,向东通过红车断裂带与昌吉凹陷相连。车排子凸起长期处于昌吉和四棵树2个生烃凹陷的油气运移指向区[5-6],为有利的油气富集区。

研究区内以石炭系为目的层的钻井较少且主要位于研究区东北部,钻井资料揭示,岩性主要为火成岩及沉积岩,其中火成岩为凝灰岩、安山岩、火山角砾岩、玄武岩、花岗岩等,沉积岩为凝灰质泥岩、凝灰质砂岩、碳质泥岩、泥岩等。

2 岩矿石磁化率特征

2.1 磁化率测量方法

物质的磁性由原子外层电子的自旋磁矩与轨道磁矩引起,不同矿物磁性具有差异性,不同岩石也含有不同的放射性元素。火成岩中,愈近酸性磁化率越低,其放射性强度也愈大,自然伽马测井值越大[7]。此次野外和取芯岩石磁化率的测量使用捷克SM-30磁化率仪,分辨率为1×10-7SI,具有准确、精度高、小巧、轻便等优点,实测过程中,同一测点不同角度测量6次,取平均值,为准确获得数据提供保障。

图1 车排子凸起区域构造位置

2.2 地层磁化率特征

近年来,对车排子邻区克拉玛依西石炭系露头累积开展测量剖面10余条,累积长度500公里,测量物性点1 664个,获得有效磁化率数据8 010个。其中,太勒古拉组数据3 500个,包古图组数据1 510个,希贝库拉斯组3 000个,数据清晰反映出石炭系3套地层的磁化率特征及层组内火成岩的类型不同,磁化率值具有不同的变化(表1)。

统计表明,石炭系希贝库拉斯组和太勒古拉组发育火成岩,磁化率值较高,在太勒古拉组存在高磁化率值的凝灰质砂岩;包谷图组主要以泥岩、粉砂质泥岩为主,见有闪长玢岩岩脉。其中高磁化率数据占总数的百分比依次为:希贝库拉斯组5%,包谷图组3%,太勒古拉组8%,为利用高精度磁力精细描述火成岩提供处理和识别依据。

表1 准噶尔盆地西部克拉玛依图幅石炭系磁化率统计

2.3 岩性磁化率特征

通过对车排子地区28口石炭系取芯井的岩性进行磁化率测量,累计长度460余米,实测磁化率数据1 648组,分析表明(图2),玄武岩、安山岩、火山角砾岩、花岗岩磁化率大于500×10-5SI,火山角砾岩磁化率均值为566×10-5SI,花岗岩磁化率均值为969×10-5SI,安山岩磁化率均值为1 670×10-5SI,玄武岩磁化率均值为1 721×10-5SI;凝灰岩磁化率主要分布在两个区域,一类磁化率大于600×10-5SI,结合录井及薄片分析其火山碎屑成分主要为中基性的安山岩(排66、61井),一类磁化率小于80×10-5SI,为典型的凝灰岩(排665、624井);泥岩、砂岩磁化率均小于50×10-5SI。磁化率有效地反映石炭系火成岩的非均质性,玄武岩、安山岩磁化率最高;安山质凝灰岩、花岗岩次之;火山角砾岩中高值;凝灰岩、砂岩、泥岩基本没有磁性。

图2 石炭系岩心磁化率均值直方图

3 磁化率特征分析及应用

3.1 储层磁化率特征

对试油井段的统计分析发现(图3),大于90%的有利储层具有高磁化率(大于250×10-5SI)特征,岩性主要为安山岩、安山质凝灰岩、火山角砾岩、玄武岩;在低磁化率岩性中,仅少数井的凝灰岩含油气,结合钻井资料发现,该类储层的典型特征为钻井液漏失严重(如排665井在811～988 m处发生井漏,漏失泥浆303.39 m3,岩性灰黑色凝灰岩,裂缝性漏失)。

图3 石炭系取芯井段含油性与磁化率关系

3.2 磁化率在储层非均质性识别中的应用

前人研究表明,石炭系火成岩储层物性受岩性和风化淋蚀时间控制,在相同的地表环境下,岩石强度、脆性及可溶性矿物等的差异,导致储层非均质性差异较大,未经过风化时火山角砾岩能形成有效储层,弱风化时火山角砾岩、安山岩、玄武岩等中基性岩石能形成有效储层,而凝灰岩形成有效储层的条件最为苛刻,沉积岩基本不发育储层[8]。对10口井火成岩岩心进行分析,同时结合测井、核磁等解释成果,得到研究区火成岩孔隙度、渗透率、磁化率参数(表2)。结果表明,火成岩角砾岩、蚀变安山岩是最好的储层,磁化率为中高值;玄武岩次之,磁化率为高值;安山岩和安山质凝灰岩较好,磁化率高值;凝灰岩和玄武安山岩储层储集性能最差。

表2 车排子石炭系火成岩岩性与物性关系

对24口取芯井段测井资料分析发现,岩心磁化率与自然伽马交汇能较好地反映储层的非均质性(图4),玄武岩、安山岩、安山质凝灰岩、角砾岩储层低自然伽马(小于40API),高磁化率(大于250× 10-5SI);蚀变安山岩储层中自然伽马(大于40API,小于75API),高磁化率(大于350×10-5SI);凝灰岩、泥岩高自然伽马(大于40API),低磁化率(小于100 ×10-5SI)。