元坝长兴组气藏礁滩沉积微相地质特征及测井识别

2017-05-14杨丽兵邓文龙徐守成杨杰刘远洋柯光明

测井技术 2017年5期

杨丽兵, 邓文龙, 徐守成, 杨杰, 刘远洋, 柯光明

(1.中国石化西南油气分公司, 四川成都 610041; 2.中国石化西南油气分公司勘探开发研究院, 四川成都 610041)

0 引言

图1 元坝区典型岩心照片及薄片鉴定图片

元坝气田长兴组气藏主要发育生物礁相和生屑滩相储层。生物礁相储层主要有残余生屑溶孔白云岩、含生屑溶孔白云岩、残余粒屑白云岩、灰质白云岩、生物碎屑灰岩,生物礁灰岩等;生屑滩相储层主要有灰色溶孔白云岩、灰色灰质白云岩、残余生屑白云质灰岩、灰色生屑、砂屑、砾屑灰岩[1-5]。生物礁相和生屑滩相储层,仅从岩石矿物成分来看差异不大,但在储层发育程度相似的情况下,测试产量差异大,因此,利用测井资料开展礁滩沉积微相的识别十分必要。本文以岩心和薄片资料为基础,通过礁滩沉积微相生长环境、形态、岩石结构特征及水动力强弱的差异,整合成像测井和常规测井资料,开展综合研究,总结出一套有效描述礁滩沉积微相的评价方法。

1 生物礁地质特征及测井识别方法

长兴组气藏台缘生物礁主要位于长兴组上段,岩性为灰色生物礁灰岩、生屑灰岩;浅灰色溶孔生屑白云岩、灰色、灰黑色中-细晶白云岩等,灰黑色主要是由于早期溶孔多被沥青充填造成;造礁生物主要为海绵、珊瑚,附礁生物主要为藻、海百合、有孔虫、蜒类、腕足类等,生物碎屑个体大小不均(见图1)。

生物礁独特的地貌、结构、构造和岩石学特征决定了生物礁的测井响应特征与围岩的差异[6]。结合生物礁的地质特征,可将生物礁的测井响应归纳成与生物礁定义相对应的几方面的特征,总结出利用测井资料识别生物礁的模式。

1.1 生长环境特征

生物礁一般生长在海水透明度好、阳光充足、不含泥沙的“清洁”高能环境,自然伽马(GR)与无铀伽马(KTh)曲线均表现大段低值,但个别生物礁由于成岩作用等影响导致礁相有机质含量增加,也会导致自然伽马值增高。通过岩心资料、薄片分析结合录井资料,统计元坝气田长兴组自然伽马(GR)、无铀伽马曲线(KTh)值与沉积时的能量成反比。长兴组发育生物礁段GR<20 API、KTh<15 API,而非生物礁段GR≥20 API、KTh≥15 API。

1.2 形态特征

生物礁具有披覆特征,在地层倾角成果图上表现为生物礁以上地层常具有红色模式(倾向基本不变,倾角逐渐增大)[6-9]。进入礁体后,由于生物礁多为无层理的块状生物灰岩,表现为倾角、倾向杂乱的杂乱模式,或为无矢量点的空白模式。如元坝A3井飞仙关底具有倾向不变,倾角逐渐增大的红色模式,进入礁体后在长兴顶呈现杂乱模式或无矢量点的空白模式,而长兴顶不发育生物礁的元坝A4井在飞底表现为倾角、倾向无明显变化的绿模式,进入长兴组地层无杂乱模式和空白模式(见图2)。

图2 地层倾角识别生物礁特征*非法定计量单位,1 ft=12 in=0.304 8 m,下同

纵向上,生物礁具有沉积补偿特征,因此生物礁的存在致使生物礁以上地层存在相应的补偿关系。元坝气田长兴组生物礁发育在长兴组上段,其上部的飞仙关组地层厚度比邻井薄。通过区域多井对比表明,元坝气田飞一段全区域发育一套较厚的泥灰岩地层,该层具有区域可对比性。如长兴组顶部发育生物礁,从长兴组顶到飞一高伽马地层厚150～170 m左右,而无生物礁发育的地层厚180～200 m左右(见表1)。

表1 长兴组礁相与非礁相典型井上覆地层厚度差异表

1.3 岩石结构特征

电成像测井可较详尽地描述地层岩石结构、构造、沉积、岩性等特征,例如层理、断层、裂缝、缝合线、溶蚀孔洞、颗粒形态及分布特征[10]。元坝气田长兴组气藏生物礁在电成像图上无任何层理发育,在生物礁储层发育段可见到溶蚀孔洞发育的特征,而非礁相层段层理发育,表现为一种层状、块状特征,溶蚀孔洞欠发育(见图3)。

图3 元坝A3井礁相与非礁相层段电成像特征

通过对生物礁的生长环境、形态及岩石结构特征可以较好地识别出生物礁与非生物礁地层,但为了更好地精细描述生物礁内幕结构特征还需进一步识别礁盖、礁核和礁基。结合取心、薄片资料,总结出生物礁内幕结构的测井响应特征,建立了礁盖、礁核和礁基的测井识别模式(见表2)。在综合利用岩心、录井、测井、地震各种资料的基础上,结合单井相、连井相、地震相及古地貌分析,根据区域地质认识,认为元坝气田长兴组气藏礁相地层纵向上表现为礁基—礁核—礁盖—礁核—礁盖2期成礁旋回,共发育2期礁盖储层,优质储层主要发育在礁盖。

表2 长兴组气藏典型井礁盖、礁核和礁基测井响应特征表

2 生屑滩地质特征及测井识别方法

图4 元坝长兴组生屑滩储层发育模式图

生屑滩沉积时常处于浪基面之上的浅水高能地带,由于波浪、潮汐及岸流经常簸选,常形成清洁的碳酸盐颗粒堆积,以浅色亮晶鲡粒灰岩、亮晶生屑、砂屑灰岩为主,无或少灰泥,并受后期白云石化作用的影响,形成类型多样的岩石类型[11-13]。元坝气田长兴组气藏生屑滩主要发育在长兴组下段,储层主要有灰色溶孔白云岩,灰色生屑、含生屑粉细晶白云岩,灰色灰质白云岩,残余生屑白云质灰岩,灰色生屑、砂屑、砾屑灰岩。溶蚀作用较发育,孔隙以溶孔为主,占65%,大小一般0.2～1.5 mm不等,溶孔中见自生石英,呈中-细晶,少量晶形好。晶间孔占35%,孔径一般0.05～0.15 mm。生屑主要为海百合,亦有少量有孔虫、双壳、腕足、海绵生屑。

根据沉积水动力强弱,可把生屑滩划分为滩核、滩缘、滩间。①滩核:沉积水动力强,位置较高,出露海面的机会多,易受蒸发白云石化作用极易形成溶孔型储层,岩性主要为生屑灰质白云岩、含灰白云岩。②滩缘:沉积水动力较强,主要受回流渗透白云石化作用,岩性主要为生屑云灰岩。③滩间:沉积时的水体较深,沉积水动力较弱,位置较低,岩性主要为泥晶生屑云灰岩(见图4)。

滩核、滩缘与滩间的最大区别在于滩间处于低能沉积环境,水体较深,GR较高,在30～80 API之间,呈指型和尖峰状,而滩核和滩缘处于高能和较高能沉积环境,GR都为低值,小于20 API。滩核与滩缘在补偿声波(AC)、补偿密度(DEN)、补偿中子(CNL)和电阻率(RD)的值域范围有一定差别,但差别并不明显,他们之间最大的差别在于RD曲线形态和电成像特征,滩核RD呈隆起状、电成像可见交错层理、溶蚀孔洞发育,滩缘RD呈锯齿状、为低角度层理、夹少量溶蚀薄层、可见缝合线(见图5、图6)。