辽河坳陷兴隆台潜山带中生界储层测井评价方法

2020-01-13郑见中

石油地质与工程 2019年6期

郑见中

（中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁盘锦 124010）

兴隆台潜山带一直是辽河油田勘探开发的热点之一，南临清水凹陷，北接陈家凹陷，西临盘山洼馅，是典型的“凹中之隆”。沙三段厚层深湖相暗色泥岩直接与潜山带接触，提供了良好的油源条件[1-2]。潜山内幕具有明显的“双层结构”，“十一五”期间，主要以太古界为目标，发现并探明储量1.2×108t；此外，中生界探明储量约1 300.0×104t，开发效果较好，累产原油超过50.0×104t[3-4]。中生界与太古界对比而言，中生界储层主要为混杂堆积的砂砾岩、角砾岩，储层非均质性较强[5]，不易识别追踪，储量一直没有大发现。储层评价成为该区中生界勘探亟待解决的问题。

1 岩性识别

薄片鉴定结果显示，研究区岩性比较复杂，中基酸火山岩、粗中细砂岩、砂砾岩、角砾岩等均有见到。一般来说，砂砾岩和角砾岩所反映的是岩石结构，在相对稳定的环境下，厚层砂砾岩在测井曲线上表现为典型的“8”字型沉积岩特点，而厚层角砾岩在测井曲线上表现为锯齿状、箱型特点[6]，但是在以冲积河道、冲积扇这种快速堆积或者短距离搬运的沉积环境下，岩石胶结复杂，导致测井响应复杂，典型的“8”字型或者箱型特征很难见到。同样，针对薄互层交替出现的粗、中、细砂岩在常规测井曲线上也很难区分。因此，有必要建立适合岩石测井分类标准。

1.1 岩矿、测井相结合确定岩石测井分类

研究发现，中基酸火山岩以集块状火山岩为主，原生孔隙不发育，构造裂缝多为蚀变黏土矿物充填，试油过程中未获得油流，为研究区非储层，可以简单地将其归为玄武岩、安山岩、酸性流纹岩三类；粗、中、细砂岩多是夹杂在泥岩当中，单层厚度薄，不是研究区的主要岩性，而且录井显示差，未有钻井试油，因此，可以将其简单地归为砂岩类；砂砾岩和角砾岩在成像测井资料上可以区分出砂砾结构和角砾结构，但在小数控和3 700 测井资料上很难区分（研究区大部分测井资料为小数控和3 700 测井系列）。研究发现，随着岩石中花岗质成分的增多，岩石脆性增大，更容易碎裂，孔隙裂缝更发育，因此，可以按矿物成分分为花岗质和混合质两类。

岩矿、测井相结合可将研究区岩性划分为花岗质砾岩类、混合砾岩类、砂岩类、泥岩类、玄武岩类、安山岩类、酸性凝灰岩类等七大类。

1.2 多矿物建模确定岩性主名

研究区取得了大量的X 衍射全岩分析样品，化验结果显示中生界储层主要造岩矿物为石英、钾长石、斜长石，及次生黏土、碳酸盐岩矿物等。利用Techlog 软件中的Elan 模块，将X 衍射分析数据中的黏土、碳酸盐矿物及黄铁矿、菱铁矿等含铁矿物合并为一类（次生矿物），利用常规测井曲线（密度、声波、中子）建立多矿物评价模型，计算矿物含量（图1）。

图1 陈古6 井岩性测井解释成果

1.3 薄片鉴定与常规测井曲线相结合建立岩性定量、定性标准

薄片鉴定结果显示，火山岩和碎屑岩在常规测井曲线上对比明显，火山岩表现为GR 曲线平直，变化幅度小，呈“箱型”，碎屑岩表现为GR 与RT、RS 呈“8”字型对称变化，反映沉积岩特点。

火山岩类由基性到酸性呈现GR 逐渐升高，DEN、CNL 降低。DEN、CNL 逐渐降低在测井图上表现为DEN 与CNL 之间的包络面积由正差异逐渐转向负差异，因此，可以利用DEN 与CNL 标准刻度差构建一条曲线（DND）来定量划分岩性。其关系式为：

如图2，利用DND 与GR 交会图可很好的区分基性、中性、酸性火山岩。

图2 兴隆台中生界火山岩定量识别图版

泥岩表现为中高GR、低RT/RS、低DEN、高CNL，砂岩类表现为中GR、中RT/RS、低DEN、中低CNL（表1），因此，可以用DEN 与与CN 交会图很好的识别砂泥岩（图3）。从图中可以看出，利用该方法很难区分花岗质砾岩和混合砾岩。从多口井的多矿物建模所反映的矿物含量发现，当花岗质成分所占比例降低时，GR 升高，DEN 从大的负差异转向正差异，可以用GR 与DND 交会图区分混合砾岩和花岗质砾岩（图4）。

根据上述方法，依据岩性敏感测井曲线，建立各类岩石识别图版。利用多矿物模型计算的矿物含量，确定岩性主名，结合所建立的岩性定性和定量识别标准，可以较为准确地解释研究区单井岩性（图1）。对比多井岩性，结合地震解释，认为研究区中生界发育明显的三段式结构，Mz-Ⅰ组以中-基性火山岩为主，地层厚度从南向北逐渐减薄，部分地区地层缺失，岩性主要为安山岩、蚀变玄武岩；Mz Ⅱ组以冲积水道形成的砂岩、花岗质砾岩、混合砾岩为主，地层南厚北薄，南部马古地区岩性以砂泥岩为主，底部见砾岩，北部兴古和陈古地区岩性以砾岩为主；Mz-Ⅲ组发育山间冲积扇，岩性以花岗质砾岩、混合砾岩为主。总体来说，花岗质砾岩和混合砾岩是的主要岩性，最厚处达1 400 m。

表1 兴隆台中生界岩性定量识别标准

图3 兴隆台中生界泥岩类与砂岩类定量识别图版

图4 兴隆台中生界花岗质砾岩类与混合砾岩类定量识别图版

2 储层识别

岩性识别结果证明，研究区地层是在快速堆积或者短距离搬运的环境下形成的，这种环境是导致储层孔隙结构复杂，非均质性强，大量的薄片鉴定资料也证明了这点。统计结果显示，储集空间以裂缝和溶蚀孔隙为主，局部见构造缝；岩心分析孔隙度最大17.6%，最小2.4%，主要为4.0%～10.0%，平均7.3%；岩心分析渗透率最大14.600×10-3μm2，最小0.009×10-3μm2，主要为0.064×10-3～2.000×10-3μm2，平均1.120×10-3μm2。结合录井、测井、分析测试资料和岩性识别结果，建立了储层评价流程。

2.1 储层主控因素

利用陈古6、陈古8 等多口井X 衍射资料，建立多矿物模型，发现随着石英质含量增多，岩石中原生孔、溶蚀孔越发育，同时脆性越好，原生节理和后期裂缝越发育。对应到岩性识别结果，花岗质砾岩、混合砾岩物性最好，其成像测井也反映这一特点；花岗质砾岩可以看到明显的裂缝和溶孔，混合砾岩可见到大量裂缝和少量的溶蚀孔隙。各种资料均表明岩性控制物性。

统计分析研究区中生界39 口井试油试采和分析测试资料，从岩性与含油性直方图上可以看出（图5），岩性控制含油性，优势岩性花岗质砾岩和混合砾岩含油级别较高，以油斑及以上为主；从岩性与试油结论直方图上可以看出（图6），只有花岗质砾岩和混合砾岩试油可以获得油流。这说明储层岩性为花岗质砾岩和混合砾岩。

图5 兴隆台中生界岩性与含油性直方图

图6 兴隆台中生界岩性与试油结论直方图

2.2 储层识别方法

2.2.1 定性识别

分析研究区中生界试油投产井发现，出油井段测井特征一般表现为自然电位异常、高电阻率、低密度、低中子，密度中子呈负差异或绞合状，气测明显升高，在核磁T2谱上有明显的拖曳现象；电成像测井上可观察到高导缝发育，斯通利波反射系数较高，快慢横波发生频散，裂缝走向与最大水平应力夹角小，指示有效裂缝发育。

2.2.2 定量识别

统计分析研究区中生界39 口井试油试采资料建立油层识别图版，确定油层电性解释标准为：RLLD≥35、DEN≤2.63、So≥46（图7）。

图7 兴隆台中生界油水图版

控制储层优劣的因素还有岩性、含油性和物性，需要综合考虑来划分油水层。研究区储层岩性为花岗质砾岩和混合砾岩，其泥质含量（SH）高低对储层的优劣有着直接影响，利用全岩分析资料，拟合泥质含量与测井曲线之间的对应关系，发现泥质含量与中子（CN）相关性较高，其关系式为：

直观反映含油性的资料有岩屑录井含油级别（LithLog）和气测全烃（Qts）。统计研究区中生界试油试采资料发现，录井含油级别在荧光及以上层段试油可以获得油流（如陈古1-6 井在4 119～4 183 m井段，录井含油级别为荧光，压后日产油10.6 t）。因此，在构建TTT 曲线时，其LithLog 因子赋值为：无显示（0.5）、荧光（1）、油迹（1.1）、油斑（1.2）、油浸（1.3）、富含油（1.4）、饱含油（1.5）。

气测全烃（QTS）可以借用wyllile 公式的形式表示其权重大小：

指示物性包括孔隙度和渗透率，中生界主要储集空间类型为孔隙裂缝型，孔隙度包含基质孔隙度和裂缝孔隙度，基质孔隙度权重（PORQ）可以用三孔隙度来计算：

裂缝孔隙度权重（PORF）可以用深浅侧向电阻率来计算[7]：

对岩石渗透率影响较大的主要有泥质含量和孔隙度，因此，在构建储层指示曲线时可以直接加大泥质含量和孔隙度的权重，从而加入渗透率的影响。

综合考虑上述各因素，构建储层品质指示曲线（RDC），其关系式为：

该指示曲线可以较好地反映储层品质的优劣，

图8 储层指示曲线与试油、投产初期日产量交会图

表2 兴隆台中生界RDC 的储层判别标准

从多口井的RDC 与试油、投产初期日产油交会图上可以看出，随着RDC 数值升高，单井初期日产油增大（图8）。统计研究区内39 口井试油投产结论所对应的RDC 数值，建立储层品质指数曲线的储层判别标准（表2）。研究区中生界油层测井综合解释标准见表3，利用该标准对钻井开展储层综合解释。南北分区，发育马古、兴古、陈古三个油层厚度中心，最厚处近200 m；东西分带，东部储层明显优于西部，从已探明马古6 区块和兴古10 区块的开发效果也体现出东部钻井单井产量明显高于西部[8]。