致密復雜儲層巖性預測方法探討
——以遼河西部凹陷雷家地區沙四段白云巖為例

李鐵軍

(中國石油遼河油田勘探開發研究院，遼寧盤錦 124010)

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致密復雜儲層巖性預測方法探討
——以遼河西部凹陷雷家地區沙四段白云巖為例

李鐵軍

(中國石油遼河油田勘探開發研究院，遼寧盤錦 124010)

遼河西部凹陷雷家地區廣泛發育湖相碳酸鹽巖，與之伴生的有大量的湖相泥頁巖與方沸石巖。研究表明，云巖含量高低對致密儲層的儲集性能有較大影響，而云巖類巖石的地震預測難度較大。針對上述問題，開展了基于巖心分析的精細巖性識別，通過巖石物理分析確定楊氏模量與縱橫波速比能夠較好區分泥頁巖，通過楊氏模量與白云巖含量的統計回歸確定白云巖含量與楊氏模量的關系；在疊前彈性參數反演的基礎上，通過重構白云巖含量進行白云巖含量反演，確定了白云巖含量高的儲層平面及縱向分布特征。預測結論與實鉆井數據結果吻合程度較高，可有效指導該區致密(儲層)油的勘探。

遼河西部凹陷；雷家地區；致密儲層；巖性預測

當前，致密儲層的油氣勘探已越來越受到國內外石油工業界的重視，逐漸成為非常規油氣勘探領域的新熱點[1-5]。遼河凹陷存在大量的致密油資源與勘探區域，具備巨大的勘探潛力和開發前景。制約該類資源勘探開發最大的瓶頸在于致密儲層“甜點”的預測?！疤瘘c”是多種地質作用的綜合反映，是沉積作用、成巖作用、后期構造作用和流體改造作用形成的有利巖石物理相流動單元，它們具有相對優質的含油氣滲流、儲集與非均質特征，反映了特低滲透儲層含油有利區形成的地質特點[6-9]。遼河凹陷的致密油勘探開發存在同樣的難題。以往研究發現，遼河致密儲層的品質主要受控于巖性的變化，因此，巖性預測是致密儲層“甜點”預測中至關重要的環節。

1　遼河坳陷西部白云巖沉積特點

遼河坳陷的古近紀繼承了中生代構造格局，在區域性拉張應力作用下，斷裂活動異常強烈，形成一組以北東向為主的張性斷裂系統，臺安-大洼斷裂就是這一時期的產物。受臺安斷層與臺安西斷層及高升隆起的共同控制，本區構造呈東低西高的箕狀凹陷，地形北高南低。因此，在東部陡坡帶，受臺安斷裂控制，發育了扇三角洲沉積環境；西部緩坡帶離物源較遠，僅在沙四后期發育扇三角洲沉積環境；在凹陷中部形成了水體較深的半深湖-深湖沉積環境。該條件下沉積物受波浪作用影響小，沉積環境為缺氧的弱還原-還原環境。本區又可分為泥質湖底、泥灰質湖底、泥云質湖底、云灰質湖底四個微環境，本區形成的碳酸鹽巖以泥云質湖底環境為主。

2　致密儲層的巖石物理分析

研究區主要巖性有五種，分別為泥質云巖、泥質含云方沸石巖、云質泥巖、泥巖和云質頁巖。

2.1巖性特征

通過巖礦分析，將雷家地區沙四段劃分為3類14種巖性，分別為白云巖類、方沸石類和泥巖類。整體以過渡類巖性為主，造巖礦物主要為白云石、黏土、石英、方沸石。根據薄片鑒定與測井響應，確立了本區巖性識別標準(表1)。

2.2“優勢巖性”分析

從沙四段巖性與含油氣性統計關系來看，隨著泥質含量增加以及方沸石含量的增加，物性及含油氣性逐漸變差；從取心資料分析，本區含油的巖石類型主要為白云巖類(圖1)。在云質巖中，油浸以上含油顯示占整個云巖類儲層總厚度的63%。

在白云巖類的分析過程中發現，影響其含油性的主要控制因素為白云巖的含量(表2)，因此，優勢巖性的主要控制因素為白云石的含量，白云石含量高，則地層的儲集物性好；白云石含量低，儲層的物性較差(表2)。因此，在預測優勢巖性時，需要解決的主要問題就是預測地層中白云石類礦物的含量。

表1　雷家地區測井巖性識別標準

圖1　三類巖石的含油性分布情況

2.3不同巖性彈性參數分析

表2　白云巖類中白云石體積分數與儲層物性的關系

注：數據來源于雷84井取心段聯測樣品

從多參數交會分析來看，上述三種巖石縱橫波速度之間有一定的線性關系，并且為正相關；而縱橫波對各巖類具有一定區分性，方沸石巖類速度最高，泥巖類速度最低；但是從多種分析手段來看，目前提取的彈性參數僅能將泥巖與其它巖性區分開來，但不能細分白云巖與方沸石巖(圖2)。

上述分析表明，三大類巖性的區分難度較大，主要原因在于本區的巖性是成因復雜的多種礦物含量共生的過渡巖類。因此要想精確劃分巖性，就需要從礦物含量出發，預測礦物含量的變化，進而區分有效儲層。

圖2　不同巖性的彈性巖石物理參數分析

在分析過程中，采用巖心標定測井，開展精細的單井解釋，利用多礦物組合模型開展了單井礦物成分的精細解釋。從單井礦物成分解釋來看，橫波阻抗與白云石含量相關性最好(圖3)，根據統計關系可利用橫波阻抗進行白云石含量的預測。通過疊前地震信息可以精細刻畫地層中白云石含量的變化；白云石含量又與地層的含油性密切相關，因此采用橫波阻抗描述白云石含量的變化，可以精確刻畫地層中有效儲層的分布。

圖3　白云石含量與橫波阻抗關系

3　巖性預測反演及效果分析

3.1巖性預測反演

在進行反演之前，首先開展本區的測井資料預處理，以消除環境因素的影響以及儀器的系統誤差；在此基礎上，開展橫波測井資料的重構。目的層的巖性礦物組分復雜，需要采用多礦物模型進行橫波估算，在橫波估算中，我們采用了基于G-C經驗方程法。反演過程中，以疊前CRP角道集數據為輸入，在模型約束下開展疊前多參數同時反演，得到縱橫波阻抗、密度、波速比等預測結果；在疊前彈性參數反演基礎上開展了基于橫波阻抗的白云石含量多屬性反演，得到了白云石含量的平面以及縱向分布(圖4)。

3.2反演效果分析

在研究區杜三油組，預測了白云巖的總厚度(以白云巖體積分數超過40%界定)。從已知井標定來看，預測厚度反映了儲層的橫向變化，參與反演井的白云巖預測厚度符合率達87%，未參與反演井的白云巖預測厚度符合率則為77%(圖5)。

圖4　疊前橫波阻抗反演以及白云石含量反演剖面

4　結論

通過礦物含量分析與測井數據的精細結合，確定了研究區存在的主要巖石類型；從巖石成分出發開展了優勢巖性的厘定，認為白云巖含量高的儲層為本區的“優質儲層”。應用疊前彈性反演刻畫不同巖性平面分布特征，以此為約束建立橫波阻抗與白云巖含量的定量關系，將彈性反演進一步深化至造巖礦物的地震刻畫，研究中主要認識如下：

(1)白云巖類礦物含量決定了本區致密儲層性質：白云巖類礦物含量高，儲層好，反之儲層較差。

(2)楊氏模量能夠較好區分本區巖性變化。

(3)楊氏模量與白云石含量具有較好的相關性；在疊前彈性參數反演基礎上開展白云石含量的反演，預測結果與后期鉆探結果匹配較好，證明了預測結果可信。

圖5　雷家地區沙四段杜3油層組白云巖厚度預測

[1]孫贊東，賈承造，李相方，等.非常規油氣勘探與開發(上冊)[M].北京：石油工業出版社，2011:1-150.

[2]賈承造，鄭民，張永峰，等.中國非常規油氣資源與勘探開發前景[J].石油勘探與開發，2012，39(2)：129-136.

[3]賈承造，鄒才能，李建忠，等.中國致密油評價標準、主要類型、基本特征及資源前景[J].石油學報，2012，33(3)：343-350.

[4]林森虎，鄒才能，袁選俊，等.美國致密油開發現狀及啟示[J].巖性油氣藏，2011，23(4):25-30.

[5]鄒才能，陶士振，侯連華，等.非常規油氣地質[M].北京：地質出版社，2011:1-31.

[6]宋子齊，程國建，王靜，等.特低滲透油層有效厚度確定方法研究[J].石油學報,2006,27(6):103-106.

[7]宋子齊,程國建,楊立雷,等.利用測井資料精細評價特低滲透儲層的方法[J].石油實驗地質,2006,28(6):595-599.

[8]Jian F X,Chork C Y,Taggart I J,et al.A genetic approach to the prediction of petrochemical properties[J].Journal of Petroleum Geology,1994,17(1):71-88.

[9]楊曉萍,趙文智,鄒才能,等.低滲透儲層成因機理及優質儲層形成與分布[J].石油學報,2007,28(4):57-61.

編輯：黨俊芳

1673-8217(2016)04-0071-04

2016-02-25

李鐵軍，高級工程師，1963年生，1984年畢業于大慶石油學院應用地球物理測井專業，現從事石油地質綜合研究工作。

國家科技重大專項“遼河坳陷增儲領域地質評價與勘探實踐” 編號(2011ZX05006-005)部分研究內容。

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