鉆井巖屑顆粒特征研究

殷慶林

（大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司，黑龍江大慶163411）

鉆井巖屑顆粒特征研究

殷慶林*

（大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司，黑龍江大慶163411）

以火成巖儲(chǔ)層為例，探討了鉆井巖屑顆粒特征描述方法，主要包括巖性定名、顏色、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、裂縫和孔洞等。同時(shí)根據(jù)巖屑描述給出了火山碎屑巖分類，并在XS35井得到了較好應(yīng)用，為深層天然氣勘探和鉆井工程實(shí)施提供了有價(jià)值的基礎(chǔ)資料。

鉆井；巖屑；顆粒特征

在石油鉆井過程中，準(zhǔn)確獲取巖性資料是錄井的基本任務(wù)，是及時(shí)建立地層剖面、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)油氣層性質(zhì)、正確預(yù)測(cè)地下儲(chǔ)層的前提，也是指導(dǎo)鉆井生產(chǎn)正常運(yùn)行的最基礎(chǔ)的工作。

巖屑顆粒是指在鉆井過程中鉆頭在井底鉆碎的巖石碎屑。隨著鉆井泥漿的循環(huán)，不斷地返到地面，對(duì)每次獲得的混雜巖屑顆粒樣品進(jìn)行挑選，排除坍塌的巖塊后，進(jìn)行肉眼或顯微鏡下地質(zhì)觀察、描述、定名，分別求出各種巖屑樣品的質(zhì)量或體積百分比，確定取樣深度，還要用熒光燈照射某些層段的巖屑以識(shí)別其含油氣性，再配合其他錄井資料，做出井下巖屑地層剖面圖。以上工作統(tǒng)稱為巖屑錄井。巖屑錄井的費(fèi)用少，有識(shí)別井下地層巖性和油氣的重要作用，是油氣勘探中必須進(jìn)行的一項(xiàng)工作。近年來，深層天然氣勘探步伐加快，火成巖儲(chǔ)層是天然氣勘探的重點(diǎn)，急需開展火成巖巖屑錄井，為天然氣儲(chǔ)層研究和鉆井施工提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1　巖屑顆粒特征描述方法

火成巖包括溢流相和噴出相2大類。其中溢流相巖性主要為玄武巖、安山巖、流紋巖類；噴出相巖性主要為集塊巖、角礫巖、凝灰?guī)r類。本文以現(xiàn)場(chǎng)肉眼觀察巖芯為主，來對(duì)火成巖進(jìn)行描述。主要特征如下所述。

1.1巖性定名

顏色+含油、氣、水產(chǎn)狀+特殊礦物+特殊構(gòu)造+巖性。如杏仁狀安山巖等。

1.2顏色

主要顏色放在后面，次要顏色放在前面；兩種顏色混雜時(shí)，主要顏色放在前面，次要顏色放在后面；多種顏色混雜時(shí)，用雜字表示。

1.3成分

描述所能見到的主要成分、次要成分以及特殊礦物成分。

1.4結(jié)構(gòu)

（1）結(jié)晶程度：

全晶質(zhì)：巖石全部由已結(jié)晶的礦物組成。

半晶質(zhì)：巖石由部分晶質(zhì)、部分玻璃質(zhì)組成。

隱晶質(zhì)：礦物顆粒很細(xì)，肉眼無法分辨出顆粒。

玻璃質(zhì)：巖石幾乎全部由未結(jié)晶的火山玻璃組成。

（2）礦物顆粒絕對(duì)大小：

粗粒結(jié)構(gòu)，晶粒＞5mm。

中粒結(jié)構(gòu)，晶粒2～5mm。

細(xì)粒結(jié)構(gòu)，晶粒＜2mm。

（3）礦物顆粒相對(duì)大小：

等粒結(jié)構(gòu)：巖石中同種主要礦物顆粒，大小基本相等。

不等粒結(jié)構(gòu)：巖石中同種主要礦物顆粒，大小不等。

斑狀結(jié)構(gòu)：組成巖石的礦物分為斑晶及基質(zhì)兩部分，斑晶個(gè)體較大，基質(zhì)則由隱晶質(zhì)、玻璃質(zhì)組成。

（4）粒度及成因：集塊結(jié)構(gòu)、火山角礫結(jié)構(gòu)、凝灰結(jié)構(gòu)、火山碎屑結(jié)構(gòu)、凝灰沉積結(jié)構(gòu)。

1.5構(gòu)造

（1）侵入巖構(gòu)造包括塊狀構(gòu)造、帶狀構(gòu)造、層狀構(gòu)造、斑雜構(gòu)造、晶洞或晶腺構(gòu)造、流動(dòng)構(gòu)造。

各種構(gòu)造特征如下：塊狀構(gòu)造其特點(diǎn)是組成巖石的礦物，在整塊巖石中分布是均勻的，巖石各部分在成分上或結(jié)構(gòu)上都是一樣的；帶狀構(gòu)造表現(xiàn)為顏色、粒度不同的礦物、巖石相間排列，成帶出現(xiàn)；層狀構(gòu)造通過礦物組合、含量、粒度、形態(tài)的層狀改變表現(xiàn)出來的“層理”，則稱為層狀構(gòu)造；斑雜構(gòu)造指在巖石的不同部位，其顏色、礦物成分或結(jié)構(gòu)構(gòu)造差別很大，因此整塊巖石看起來是不均一的斑斑塊塊，雜亂無章；晶洞或晶腺構(gòu)造是指在侵入巖中有近圓形的空心孔洞，稱為晶洞構(gòu)造；如在晶洞壁上排列很好的自行晶體，則成為晶腺構(gòu)造；流動(dòng)構(gòu)造包括流線構(gòu)造、流面構(gòu)造；巖漿中片狀、板狀礦物及扁平捕虜體、析離體作平行排列，形成流面構(gòu)造；而柱狀礦物及長(zhǎng)形捕虜體、析離體做定向排列，形成流線構(gòu)造；

（2）噴出巖構(gòu)造包括氣孔狀構(gòu)造、杏仁狀構(gòu)造、流紋構(gòu)造、柱狀節(jié)理、塊狀構(gòu)造。

各種構(gòu)造特征如下：氣孔狀構(gòu)造是指在熔巖流中，尚未逸出的氣體，上升匯聚于巖流頂部，冷凝后留下的氣孔，成為氣孔構(gòu)造；杏仁狀構(gòu)造是指氣孔被巖漿期后的礦物所充填，則形成杏仁狀構(gòu)造；流紋構(gòu)造是指不同顏色、不同成分的條紋、條帶和球粒、雛晶定向排列，以及拉長(zhǎng)氣孔等表現(xiàn)出來的一種流動(dòng)構(gòu)造；柱狀節(jié)理是指巖石冷凝過程中形成的一種規(guī)則的多邊形長(zhǎng)柱體；塊狀構(gòu)造其特點(diǎn)是組成巖石的礦物，在整塊巖石中分布是均勻的，巖石各部分在成分上或結(jié)構(gòu)上都是一樣的。

1.6裂縫

裂縫產(chǎn)狀主要為立縫，傾角＞75°；斜縫，傾角15°～75°；平縫，傾角＜15°。

按縫寬主要分為5類：微縫，縫寬＜0.1mm；小縫，縫寬0.1～1mm；中縫，縫寬1～5mm；大縫，縫寬5～10mm；巨縫，縫寬＞10mm。

裂縫充填情況主要包括充填物成分和充填程度，其中充填程度分為全充填、半充填、未充填。裂縫連通情況包括全部連通、部分連通和不連通。裂縫數(shù)量以描述分層為單位統(tǒng)計(jì)裂縫條數(shù)。

1.7孔洞

孔洞形態(tài)主要包括圓形、橢圓形、云朵狀、水滴狀、管狀和串珠狀等。

按孔洞直徑將孔洞分為4類：小洞，直徑＜5mm；中洞，直徑5～10mm；大洞，直徑10～100mm；巨洞，直徑＞100 mm。

孔洞充填情況主要包括充填物成分和充填程度，其中充填程度分為全充填、半充填和未充填。孔洞連通性包括全部連通、部分連通和不連通。孔洞密度以斷面上孔洞面積占斷面面積百分比來表示，即面孔率。

根據(jù)以上火山巖屑顆粒描述，以火山碎屑巖為例，給出按巖屑給出的分類標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1　火山巖巖屑分類表

2　現(xiàn)場(chǎng)描述實(shí)例

按照以上巖屑顆粒描述方法，以XS35井為例，描述內(nèi)容如下：

（1）井深為4201～4202m，營(yíng)城組，深灰色含角礫凝灰?guī)r，巖屑描述為致密、堅(jiān)硬，凝灰結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石主要由細(xì)粒隱晶的火山灰塵組成，其中含少量火山角礫，約占10%，火山角礫成份為流紋巖和硅質(zhì)巖。

（2）井深為4035～4036m，營(yíng)城組，灰白色流紋巖，巖屑描述為致密、堅(jiān)硬，斑狀結(jié)構(gòu)，流動(dòng)構(gòu)造，斑晶主要為石英，自形或半自形，粒度在0.5～1.5mm之間，含量20%左右，其次為長(zhǎng)石，短柱狀，粒度在0.2～1.0mm之間，含量5%左右，基質(zhì)為隱晶質(zhì)。

（3）井深為4035～4036m，營(yíng)城組，灰黑色玄武巖，巖屑描述為致密、堅(jiān)硬，巖石具斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，斑晶為冰長(zhǎng)石和基性斜長(zhǎng)石，長(zhǎng)度在0.5～1mm之間，含量約占5%，其間摻雜少量輝石和磁鐵礦小晶粒，呈他形粒狀晶，含量占1%，基質(zhì)為隱晶質(zhì)。

3結(jié)論

通過火成巖巖屑錄井的開展，在深層天然氣探井和評(píng)價(jià)井中得到了廣泛的應(yīng)用，成為常規(guī)錄井的一項(xiàng)新的技術(shù)方法，為準(zhǔn)確的巖性識(shí)別和正確的地層判斷提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，并且隨著研究的深入，其在儲(chǔ)層物性評(píng)價(jià)、儲(chǔ)層流體性質(zhì)識(shí)別、沉積相研究等諸多方面發(fā)揮了重要作用。

［1］郎東升，等.松遼盆地深層火成巖識(shí)別手冊(cè)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2005.

·地質(zhì)與礦業(yè)工程·

TE3

A

1004-5716（2016）02-0097-03

2015-02-06

殷慶林（1970-），男（漢族），山東莘縣人，工程師，現(xiàn)從事生產(chǎn)管理工作。