滄東凹陷致密油巖性識別方法研究

劉國全，賈麗，李鳳霞，劉娟霞，周寶仙

(中油大港油田分公司，天津 300280）

滄東凹陷致密油巖性識別方法研究

劉國全，賈麗，李鳳霞，劉娟霞，周寶仙

(中油大港油田分公司，天津 300280）

針對滄東凹陷孔二段源儲互層型致密儲層巖性識別的難點，以鉆井取心資料巖性識別為基礎(chǔ)，在巖心刻度測井曲線的基礎(chǔ)上，利用散點圖技術(shù)、交會圖技術(shù)及ECS測井進行巖性的識別，形成了源儲互層型致密油巖性識別的有效方法。利用該方法，對滄東凹陷200多口老井進行了巖性識別，并指導(dǎo)了該區(qū)勘探目標(biāo)優(yōu)選，近2a部署探井13口，均見到良好的油氣顯示，效果十分顯著。

滄東凹陷；致密油；巖性識別；交會圖技術(shù)；ECS測井新技術(shù)

引言

滄東凹陷是黃驊坳陷富油氣凹陷之一，孔二段是凹陷的主力烴源巖層系［1－2］。湖盆中心孔二段油頁巖、灰黑色泥巖、深灰色泥巖厚度大，有機質(zhì)豐度高；其間發(fā)育儲層主要為泥質(zhì)砂巖、粉砂巖、泥晶云灰?guī)r，該區(qū)儲層與烴源巖互層式沉積，有利于形成源儲一體的致密油藏。

1 沉積儲層特征

孔南地區(qū)孔二段沉積時期，沉積物源主要為東部的埕寧隆起、西部的滄縣隆起和北部的孔店凸起物源，沉積相主要為深湖—半深湖相沉積體系，其次為辮狀河三角洲前緣、三角洲前緣水下河道、河口壩、遠砂壩沉積。滄東凹陷為滄東斷裂與徐西斷裂所夾持的斷陷區(qū)域，屬于深湖—半深湖相沉積體系［3］。

按沉積旋回，滄東凹陷孔二段可劃分為4段，即孔二1、孔二2、孔二3、孔二4段。其中孔二2和孔二4是主要的含油目的層，發(fā)育砂巖儲層，儲層主要為細砂巖，巖性較純、物性較好，孔隙度為8%～15%，滲透率為0.1×10－3～50.0×10－3μm2，屬于中低孔—中低滲型儲層。孔二1和孔二3是該區(qū)主要生油層系，發(fā)育的黑褐色油頁巖、灰黑色和深灰色泥巖有機質(zhì)豐度高，為孔二段成為源儲一體致密油藏提供了有利條件；同時其也是次要的含油目的層，發(fā)育泥質(zhì)細砂巖、粉砂巖和泥晶云灰?guī)r，巖性不純，含泥、含灰較重，物性較差，孔隙度為10%左右，滲透率為0.01× 10－3～10.00×10－3μm2，屬于低孔—低滲型儲層。雖然該區(qū)儲層物性較差，但這種源儲一體的成藏模式，能形成致密油藏的有利地區(qū)［4］。

2 致密油巖性識別方法

2.1 巖性識別難點

滄東凹陷孔二段砂巖儲層主要為巖屑長石砂巖，而碎屑巖巖塊主要為中酸性火成巖(在測井上表現(xiàn)為高GR值)，中酸性火成巖巖塊及泥巖的影響使得難以用GR曲線較好地將致密砂巖與油頁巖、泥巖劃分開來；又由于油頁巖、灰黑色泥巖和深灰色泥巖均表現(xiàn)為高—較高電阻率，巖性對電阻率的影響遠遠大于含油性對電阻率的影響，因此也難以用電阻率曲線將巖性區(qū)分開。針對以上巖性識別難點，本文利用巖心資料進行巖性識別的同時，精細GR、RT、AC、DEN測井曲線，利用散點圖技術(shù)、交會圖技術(shù)、ECS測井新技術(shù)進行巖性識別。

2.2 巖心描述法識別巖性

通過該區(qū)25口井的巖心描述和薄片分析，明確了該區(qū)孔二2和孔二4段是砂巖儲層，以次生孔隙為主的中低孔—中低滲型儲層；孔二1和孔二3段以深灰色、灰黑色泥巖、油頁巖為主的烴源巖，其間發(fā)育泥質(zhì)砂巖、粉砂巖、泥晶云灰?guī)r儲層，該類儲層以裂縫—微裂縫和次生孔隙為主。

官xxx井在孔二1段進行了鉆井取心，取心井段為2 480.0～2 500.0 m，收獲率為100%，錄井為大套油頁巖，巖心描述及薄片鑒定為灰黑色泥巖夾薄層灰黑色泥質(zhì)灰?guī)r，泥質(zhì)灰?guī)r發(fā)育高角度裂縫，裂縫面含油。

小xx井在孔二3進行了鉆井取心，取心井段為3 863.46～3 876.21 m，收獲率為100%，錄井為大套油頁巖，巖心描述及薄片鑒定為黑褐色油頁巖與灰黑色泥巖互層［5］。

王xxx井在孔二2進行了鉆井取心，取心井段為3 487.3～3 492.08 m，收獲率為95.8%，巖心描述及薄片鑒定為油浸、油斑細砂巖。11塊樣品物性分析其平均孔隙度為13.12%、滲透率為1.6× 10－3μm2，為中孔—低滲型致密油層(圖1)。該套儲層試油井段為3 490～3 519 m，14.9 m/6層，壓裂后，平均測液面為3 111 m，日產(chǎn)油為5.82 t/d，累計產(chǎn)油為17.2 t，證實為油層。

圖1 王xxx井孔二2段測井特征

官xxx井在孔二4進行了鉆井取心，取心井段為3 324.02～3 341.36 m，收獲率為100%，巖心描述及薄片鑒定為油浸細砂巖。17塊樣品物性分析其平均孔隙度為14.0%、滲透率為1.36×10－3μm2，為中孔—低滲型致密油層(圖2)。該套層試油井段為3 295.0～3 331.8 m，24.9 m/4層，壓裂后，測液面為1 742 m，日產(chǎn)油為20.5 t/d，累計產(chǎn)油為4.14 t，證實為油層。

圖2 官xxx井孔二4段測井特征

2.3 散點圖交會技術(shù)法識別巖性

雖然巖心描述法可以快速、直觀、有效的識別巖性，但鉆井取心成本高、資料有限，本文以鉆井取心資料為依據(jù)，利用豐富的測井資料，采用交會圖技術(shù)進行巖性識別(圖3、4)。

利用14口鉆井取心井以及25口試油井資料，根據(jù)不同巖性測井響應(yīng)的差別，針對常規(guī)砂巖、致密砂巖、碳酸鹽巖類儲層及油頁巖、深灰—灰黑色泥巖、淺灰色泥巖6種巖石類型，建立了深電阻率—聲波時差［6］、深電阻率—補償密度關(guān)系圖。圖3表明，砂巖類、碳酸鹽巖類儲層與油頁巖和泥巖類非儲層可以有效地劃分，但是致密砂巖與泥質(zhì)碳酸鹽巖類交集部分較多，難以識別巖性。針對這種情況，利用補償密度測井對泥質(zhì)碳酸鹽巖類反映靈敏的特性，建立了深電阻率—補償密度關(guān)系圖，利用圖4可以把致密砂巖與泥質(zhì)碳酸鹽巖類較為有效地區(qū)分開來。

圖4 滄東凹陷Δt～ΔGR關(guān)系

2.4 常規(guī)曲線交會法識別巖性

自然伽馬、電阻率、聲波時差單一曲線不能很好地識別巖性，但利用深電阻率與聲波時差以及自然伽馬與聲波時差曲線交會，可以將非儲層(油頁巖和泥巖類)與儲層(砂巖與碳酸鹽巖)有效地識別開來。

圖5 官xx井孔二段測井特征

官xx井針對不同層位(孔二2、孔二3、孔二4段)、不同巖性(砂巖、泥巖、油頁巖)進行了鉆井取心，為精細刻度測井曲線，并利用測井曲線交會法識別巖性奠定了基礎(chǔ)。本井在孔二2段進行了2次取心：第1次取心為3 477.18～3 478.68 m，收獲率為100%，巖心描述為油斑細砂巖；圖5交會結(jié)果為砂巖，該套層試油井段為3 478.0～3 594.5 m，14.3 m/4層，日產(chǎn)油為8.0 t/d，證實為油層；第2次取心為3 482.58～3 484.38 m，收獲率為100%，巖心描述為深灰色泥巖，圖5交會結(jié)果為泥巖。孔二3段取心井段為3 531.73～3 535.80 m，收獲率為99.51%，巖心描述為灰黑色泥巖、油頁巖，在圖7中深電阻率與聲波時差曲線交會為油頁巖指示。孔二4段取心井段為3 557.0～3 570.9 m，收獲率為100%，巖心描述為油浸、油斑細砂巖，該套層試油井段為3 478.0～3 594.5 m，14.3 m/4層，測液面平均為1 493 m，日產(chǎn)油為8.0 t/d，證實為油層；在圖5中深電阻率與聲波時差及自然伽馬與聲波時差交會為砂巖指示。

圖5表明，深電阻率與聲波時差曲線交會圖中充填紅色條帶的層段為泥巖和油頁巖，且充填部分飽滿的是油頁巖，成條帶狀的是泥巖或砂巖類；自然伽馬與聲波時差曲線交會圖中充填灰色的層段為泥巖、油頁巖，充填紅色的層段為砂巖，與巖心描述巖性是一致的，證實了深電阻率—聲波時差曲線交會結(jié)合自然伽馬—聲波時差曲線交會技術(shù)法可以很好地識別巖性。

2.5 測井新技術(shù)識別法(ECS測井)

ECS(地層元素測井)是一種記錄地層元素含量的測井方法，能從巖石化學(xué)成分的角度解決巖性識別問題［7］。滄東凹陷孔二段地層巖性復(fù)雜，ECS測井能夠很好地解決巖性識別問題。

圖6 孔南xx井孔二段測井特征

孔南xx井是2012年6月完鉆的一口預(yù)探井，有高分辨率陣列感應(yīng)和ECS測井資料，利用Si－Sh和Ga－Sh交會技術(shù)，可以進行巖石類型的詳細劃分。從圖6可以看出，井段①(3 335～3 348 m)在 ECS交會圖上為含云灰泥巖，測井特征為高自然伽馬、低電阻率、高聲波時差、低補償密度，深電阻率—聲波時差交會圖中亦為泥巖指示。井段②(3 400～3 428 m)在ECS交會圖上為含砂、含云灰泥巖，測井特征為高自然伽馬、高電阻率、高聲波時差、低補償密度，深電阻率—聲波時差交會圖中為大套油頁巖指示，3 410.2 m和3 415.4 m處的井壁取心薄片分析鏡下定名均為泥晶白云巖，41號層試油井段為3 402.0～3 424.0 m，22.0m/1層，壓裂后，泵排壓力為25 MPa，日產(chǎn)油為6.3 t/d，證實為油層。井段③(3 786～3 821 m)在ECS交會圖上為砂、泥巖互層，且砂泥巖的測井特征分異很好，在聲波時差—自然伽馬交會圖中亦為砂、泥巖指示，該套層(51～54號層)試油井段為3 794.4～3 813.6 m，8.1 m/4層，壓裂后，日產(chǎn)油為5.2 t/d，證實為油層。

根據(jù)Si－Sh和Ga－Sh交會圖，可以定量得出地層中含砂量、含云灰質(zhì)的多少，且交會圖中充填部分越飽滿，含砂、云灰等脆性礦物越多，含泥質(zhì)就越少，該方法方便快捷、準(zhǔn)確度高，且可以定量識別巖性。

3 實際應(yīng)用

利用致密油巖性識別方法，對滄東凹陷全面開展老井巖性識別及油層復(fù)查工作，2011年至2013年，對滄東凹陷200余口老井進行重新評價，增加油層285層665 m，在此基礎(chǔ)上提出致密油甜點發(fā)育的3個區(qū)帶(南皮斜坡、孔東斜坡和孔西斜坡)。近2 a，在這3個區(qū)帶部署完鉆了13口井，均見到了良好的油氣顯示，6口井已試油證實為油層；其中，位于南皮斜坡的gd6x1井2013年12月完鉆，2014年1月于孔二1段致密油試油(4 135.5～4 164.8 m)，29.3 m/1層，壓裂后，3 mm油嘴放噴，日產(chǎn)油為32.6 t/d，累計產(chǎn)油51.8 t。

4 結(jié)論

滄東凹陷是近幾年勘探部署的重點地區(qū)，孔二段復(fù)雜地層的巖性識別問題又是重中之重，通過巖心描述、ECS及常規(guī)測井資料的對比、研究，得出研究區(qū)孔二段各種巖性常規(guī)測井系列的典型特征。

(1)研究區(qū)泥巖具有“三高二低”的測井特征：高自然伽馬、低電阻率、高聲波時差、高補償中子、低補償密度、微擴徑。

(2)研究區(qū)油頁巖具有“五高一低”的測井特征：高自然伽馬、高電阻率、高聲波時差、高補償中子、低補償密度、微擴徑。

(3)研究區(qū)砂巖具有“二高三低”的測井特征：低自然伽馬、高電阻率、中—低聲波時差、低補償中子、中—高補償密度、不擴徑。

(4)泥晶白云巖具有“二高三低”的測井特征：中—低自然伽馬、高電阻率、低聲波時差、低補償中子、高補償密度。

［1］趙政璋，杜金虎，等.致密油氣［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2012：1－13.

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［3］宋璠，侯加根，張震，等.利用測井曲線研究陸相湖波沉積微相［J］.測井技術(shù)，2009，33(4)：590－592.

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編輯黃華彪

TE122.3

A

1006－6535(2014)03－0018－05

10.3969/j.issn.1006－6535.2014.03.004

20131202；改回日期：20140310

中國石油天然氣股份有限公司重大科技專項“大港油區(qū)大油氣田勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究”(2012E－06)

劉國全(1969－)，男，高級工程師，1993年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院地球物理測井專業(yè)，現(xiàn)從事勘探規(guī)劃研究、測井油層評價工作。