基于蛛网图对比的测井相分析研究<br/>——以三角洲前缘相为例

基于蛛网图对比的测井相分析研究
——以三角洲前缘相为例

2012-11-20王小平郭文强

长江大学学报(自科版) 2012年31期

杨超黄丹王小平郭文强

(西安石油大学地球科学与工程学院，陕西西安 710065)(中石油长庆油田分公司苏里格气田研究中心，陕西西安 710018)(陕西煤田地质局一九四队，陕西铜川 727000)(西部钻探测井公司，新疆克拉玛依 834000)

基于蛛网图对比的测井相分析研究
——以三角洲前缘相为例

杨超黄丹王小平郭文强

不同水动力环境会形成不同粒度特征的沉积微相并对应不同的电测曲线形态特征，因此可以根据测井曲线形态来确定微相类型。为了对测井相有明确的认识，借助曲线形态、蛛网图及距离系数，利用Z3⁃1、Q19⁃6、ZH27三口井资料对三角洲前缘水下分流河道、水下分流间湾、河口坝3种微相进行了分析。研究表明，蛛网图在沉积微相分析中不具一般性，相反测井曲线形态对识别微相具有明显的一般性，同时，这种一般性在距离系数上所反映的偏负与偏正特征与不同岩性在不同微相上的反映具有很好的一致性。

测井相；沉积微相；相形态；蛛网图；距离系数

地球物理测井响应可以直接或间接地反映出岩石的岩性、砂体的粒度、泥质含量、沉积旋回等大量的沉积学信息，因此，测井资料研究可以用于识别不同沉积环境，其目的是通过测井响应客观地描述仪器探测时所穿过的地层状况，研究其垂向序列特征和接触关系，从而进行沉积相分析[1]。蛛网图是常用的一种测井参数分析沉积相的图形法，其以各种参数值为辐射轴，通过参数之间的差异区分沉积微相[2]。然而，笔者在做测井相分析时发现自然电位和自然伽马2种曲线具有非常稳定的相形态，并且该特征在距离系数上所反映出的偏负偏正与不同沉积相岩性相比具有很好的一致性，而蛛网图却在相同微相中不具上述特征。下面，笔者以三角洲前缘相为例，通过蛛网图对比进行测井相分析研究。

1 测井相分析的基础

1.1地质基础

粒度是衡量沉积能量的一种尺度。沉积能量由水流和波浪作用引起，其大小与水的动荡程度成正比。目前尚无直接测定沉积能量的方法，但粒度可以反映出沉积能量的高低[3]。一般的说，粗粒沉积出现在高能环境，细粒沉积物出现在低能环境。从物源到沉积盆地随着沉积能量的逐渐变弱，沉积物颗粒粒度是逐渐减小的。即历经河流、三角洲、湖泊(海洋)，沉积物容纳空间距离物源越来越远，沉积物颗粒大小明显较小。同时说明，不同沉积环境下的积物粒度可以作为其相特征的判断条件。

碎屑岩粒度减小到一定程度，砂岩就过渡到泥岩。由上述分析可知，粒度的排序与能量正相关，若强能量中有弱能量暂态，则粗碎屑中含有细碎屑，即砂岩中出现泥质。强能量恒态到弱能量恒态是砂岩与泥岩2个端缘，恒态中有暂态，则出现泥质、砂质岩类。因此，可通过泥质含量的变化来研究水动力条件的变化，判断沉积环境，识别沉积微相。

1.2地球物理基础

测井曲线是一种模拟信号，其能量的变化可以影响测井曲线的幅度和形态。因此，可以根据测井曲线的幅度与形态的变化，获得古沉积水动力条件及其沉积能量大小的信息[4]。对于电测曲线来说，不同曲线代表的信号不同，因而也就代表了不同的能量信息，但它们都直接或间接地反映了沉积能量或水动力情况，由此可以判定不同的沉积微相。

1)自然电位由于浓度差而产生的扩散作用和泥质颗粒的选择吸附作用，使得砂岩井壁上产生扩散电动势、泥岩井壁上产生吸附电动势、含砂泥岩或含泥砂岩井壁上产生扩散吸附电动势，这些电动势通过砂岩、泥岩和井液放电而形成自然电流。自然电流在井液部分产生的电位降落，即自然电位测井中测得的自然电位：

ΔV=IR1=E-I(R2+R3)

(1)

式中，R1、R2、R3分别是自然电流回路中井液、砂岩、泥岩的电阻，Ω；I为总自然电流强度，A；E为总电动势，V。

扩散作用使得砂岩井壁上富集负离子，吸附作用使得泥岩井壁上富集正离子，因此孔隙性、渗透性好的纯砂岩，将出现明显的负异常，该负异常随着泥质含量的增加而降低，直到纯泥岩基线并转向泥岩，即砂岩自然电位异常的幅度值随着粒度的减小、泥质含量的增大而降低。因此，可以通过自然电位幅值变化判定沉积环境。

同时由式(1)可知，岩层电阻率越高，自然电流造成的电位降落分配在岩层内部越多，分配在井液部分越少，则在其他条件不变的情况下，岩层电阻率越高，自然电位曲线幅度越低。因此，自然电位曲线与电阻率曲线可以组合成不同的相形态，借以判定沉积微相[5]。

2)自然伽马自然伽马测井是在井内测量岩层中自然存在的放射性核衰变过程中放射出来的伽马射线的强度。沉积岩的放射性主要来自其吸附的次生放射性物质。沉积物的粒度越小，其比表面就越大，因而吸附次生放射性物质的能力就越强；同时，沉积物的粒度越小，其沉积时间就越长，这样就有充分的时间使放射性物质从溶液中分离出来并与细粒沉积物一起沉积下来。因此，泥质含量越高、粒度越小，自然伽马幅值就越高，泥岩-细砂岩-粗砂岩的伽马幅值越来越低，借此可以利用自然伽马来研究沉积物粒度的变化，从而判定沉积能量，识别沉积微相。

2 三角洲沉积微相特征及测井相特征

2.1水下分流河道

注：GR为自然伽马；SP为自然电位。图1 水下分流河道特征

沉积物以砂、粉砂为主，泥质极少。厚层-中厚层砂岩向上逐渐过渡为细砂岩与粉山岩，与下伏岩层呈突变接触，底部常发育冲刷线，含泥砾。单个河道砂体的电测曲线一般呈微齿或光滑的中幅箱形或钟形，多期河道砂体叠置时曲线呈箱形或钟形叠加(见图1)。从图1可以看出，Z3-1井和Q19-6井都为箱形水下分流河道，但在蛛网图上两者并没有明显的相同形态特征，Z3-1井和Q19-6井中RMN(微电位)和RML(微梯度)的差异较小，说明其砂体为低渗砂体；在距离系数上，Z3-1井和Q19-6井自然电位值与层段内最小值的距离分别为0.35和0.31，表现为相对负偏，自然伽马值与层段内最小值的距离分别为0.17和0.32，表现为相对负偏。

2.2分流间湾

分流间湾为水下分流河道之间相对凹陷的(湖)海湾地区，其水体与海相同，为尖端指向陆地的楔形泥质沉积体。沉积物以泥质为主，含少量粉砂和细砂，多为洪水季节洪水溢出水下分流河道的细粒沉积物，还有进入湖(海)的泥、粉砂在静水条件下垂向加积的结果，具有水平层理和透镜状层理。电测曲线常呈线形(基线)或齿化线形(见图2)。从图3可以看出，Z3-1井和Q19-6井都为线形分流间湾，但在蛛网图上二者并没有明显的相同形态特征，Z3-1井和Q19-6井中RMN和RML的差异较小，说明其砂体为低渗砂体；在距离系数上，Z3-1井和Q19-6井自然电位值与层段内最小值的距离分别为0.72和0.84，表现为相对正偏，自然伽马值与层段内最小值的距离分别为0.65和0.57，表现为相对正偏。

2.3分流河口坝

分流河口坝位于水下分流河道的河口处，由河流携带的碎屑物质在河口处因流速降低堆积而成，由于受湖(海)水的冲刷和簸选作用，使泥质沉积物被带走，故分选好，砂质纯净，随着三角洲不断向湖心方向推进而覆盖在前三角洲粘土沉积之上，因而在纵向上出现由下向上变粗变厚的反韵律层序，发育槽状交错层理。电测曲线常呈漏斗形，幅度低于其上部的水下分流河道，而高于下部的席状砂或远砂坝(见图3)。从图2可以看出：ZH27井和Q19-6井都为漏斗形河口坝，但在蛛网图上二者并没有明显的相同形态特征，RMN和RML在ZH27井中具有较大差异，说明其砂体为相对高渗砂体，RMN和RML在Q19-6井中具有较小差异，说明其砂体为低渗砂体；在距离系数上，ZH27井和Q19-6井自然电位值与层段内最小值的距离分别为0.13和0.49，表现为相对负偏，自然伽马值与层段内最小值的距离分别为0.27和0.1，表现为相对负偏。