鄂爾多斯盆地奧陶系晚期碳酸巖鹽儲層測井識別技術研究

劉致秀

（慶陽職業技術學院，甘肅慶陽745000）

1 鄂爾多斯盆地基本地質特征分析

1.1 鄂爾多斯盆地奧陶系地質特征分析

鄂爾多斯盆地中奧陶系巖石類型以碳酸鹽為主，其次為蒸發巖鹽，再之后是少量的碎屑巖及凝灰巖，主要的巖石分類如表1 所示。

鄂爾多斯盆地奧陶系中只有兩種最主要的巖石類型，石灰巖和白云巖，除此之外只有少量碎屑巖和凝灰巖，包括砂屑、粉屑、生物碎屑和礫屑等。 鄂爾多斯盆地的奧陶系地質環境先后受到多期構造運動的影響，特別是奧陶紀末期的一次地質運動直接導致一部分地層被長期抬升至海平面之上，使地面接受了長達1 億多年的風化剝蝕作用，如此長時間的風化侵蝕，造成了地面以下很長一段距離都是碳酸鹽的結構[1]。除此以外，鄂爾多斯盆地奧陶系碳酸鹽巖還有很多成型方式，雖然成巖環境演化過程十分復雜。但是大致可以區分為近地表成巖環境、淺埋藏成巖環境、中一深埋藏成巖環境和表生成巖環境，具體的演化途徑可歸納為以圖1 所示的幾種。

表1 鄂爾多斯盆地奧陶系巖石類型

圖1 鄂爾多斯盆地奧陶系晚期碳酸巖鹽儲層演化途徑

最中心的成巖演化過程主要是海底成巖的方式，由大氣、淡水為主要成巖環境，經過淺層埋藏、地表成巖、深層埋藏等[2]。最上方的成巖演化過程通過海底成巖、淺層成巖、中層埋藏成巖、深層埋藏成巖成型，且這種成巖演化過程一般可以代表研究區中沒有經歷過地表環境的巖石層。最下方的成巖演化過程是海底成巖、淺層埋藏成巖、地表成巖、深層埋藏成巖[3]。這種方法既不算過于簡單，也不是太復雜，產生的碳酸鹽巖儲層在開采時相對較為簡單。

1.2 鄂爾多斯盆地奧陶系碳酸鹽巖儲層類型劃分

在鄂爾多斯盆地中奧陶系的碳酸鹽巖儲層類型劃分如表2 所示。可知碳酸鹽巖儲層可以根據成因、力學特征、傾角以及褶皺發育情況大致分為以上幾類。

表2 碳酸鹽巖儲層類型劃分

2 碳酸巖鹽儲層測井識別技術研究

2.1 碳酸巖鹽儲層測井響應特征分析

鄂爾多斯盆地奧陶系晚期的碳酸鹽巖儲層在特定的聲波下能夠將測井響應特征表現為最主要的兩個方面，第一，碳酸鹽巖儲層能夠利用斯通利波反射系數評價碳酸鹽巖儲層的張開度，在這個過程中，只需要結合波形變密度圖像，就能夠發現裂縫發育段的流體會導致碳酸鹽巖儲層的徑向波阻值減小[4]。與此同時，鄂爾多斯盆地奧陶系晚期的碳酸鹽巖儲層中油氣的衰減幅度也會隨著增大。在相關測量儀器中，聲波密度圖像會呈現為X字型或V 字型的波紋，這種波紋表示碳酸鹽巖儲層中能量的斯通利波系數會隨著聲波的提高而提高。第二，當碳酸鹽巖儲層裸露在空氣中時，斯通利波的能量就會呈現一定程度上的衰減，相關技術人員可以利用這種衰減的幅度確定碳酸鹽巖儲層的發育情況。當碳酸鹽巖儲層與測井相連通時，波的反射會將碳酸鹽巖儲層中的油氣流進、流出地層。通過這種方法消耗能量，能夠直接使系數大幅度衰減，整個衰減的過程與碳酸鹽巖儲層的張開度以及碳酸鹽巖儲層的延展度有密切關系。

2.2 碳酸巖鹽儲層識別方法研究

大量碳酸鹽巖儲層的資料以及測井成像資料和常規測井資料的對比都可以表明，在不同原理下的碳酸鹽巖儲層測井識別方法對碳酸鹽巖儲層的響應程度具有著極為顯著的差異，而利用傳統的測井識別方法對碳酸鹽巖儲層的識別應遵循相應的原則。第一，在碳酸鹽巖儲層高障礙的資料背景下，鄂爾多斯盆地奧陶系晚期的碳酸鹽巖儲層中電阻率會明顯減弱，且具備一定幅度的正電差。在識別碳酸鹽巖儲層的測井技術時，碳酸鹽巖儲層中的電阻率會隨著碳酸鹽巖儲層傾角增大而產生顯著性變化。第二，碳酸鹽巖儲層在測井成像曲線上表現出了相對較小幅度的時差擺動，這種擺動既會導致時差增大，也很容易減小時差。因此可以用時差曲線的變化差異來識別傾角較小情況下的碳酸鹽巖儲層效果，若效果良好，則表明鄂爾多斯盆地奧陶系晚期的碳酸鹽巖儲層較易開采。第三，在鄂爾多斯盆地奧陶系晚期的巖層中，測井的密度值會產生一定幅度的變化，uop 密度值大幅度降低，則表明這個地方可能存在碳酸鹽巖儲層。第四，鄂爾多斯盆地奧陶系晚期的地層大多為碳酸鹽巖的地層，該類型的地層發育到一定深度時，其雙井徑圖像的曲線上能夠表現出一條十分明顯的鉆頭直徑，而另外一條直徑則約小于或等于鉆頭直徑。這樣一來，就能夠大致地將鉆頭直徑等價于碳酸鹽巖儲層。第五，現在最普遍的測井識別方法是中子-密度-聲波三孔隙度法，在識別碳酸鹽巖儲層的過程中，由于中子、密度、聲波在探測巖石擁有不同的體積，且此時的鄂爾多斯盆地奧陶系晚期地層均為非均質性地層，在測井中識別碳酸鹽巖儲層時能夠擁有相對較好的效果，因此測井識別的系數值一般會呈現較低值，而中子、聲波的時差則會相應增大。

2.3 碳酸巖鹽儲層測井評價方法研究

以鄂爾多斯盆地奧陶系晚期為應用實例的碳酸巖鹽儲層測井評價方法可以分為定性評價和定量評價兩個方面。其中，定性評價表示該方法以地質考察的思路為理論指導，將多種學科結合在一起作為評價手段，充分利用測量儀器中得到的測井資料所顯示的各種信息作為動態資料，而單井中的各種信息則為靜態資料。最后結合該研究區的油氣地質特征進行綜合研究，最終預測出該研究區的測井識別能力。而定量評價則表示鄂爾多斯盆地奧陶系晚期的碳酸巖鹽儲層在定量評價的過程中需要以碳酸巖鹽儲層的裂縫作為評價基礎。常見的碳酸巖鹽儲層的定量評價方法一般需要建立一個均勻介質的模型，然后以模型為骨架得到評價公式。但是該研究區碳酸巖鹽儲層的非均質性極強。因此，裂縫的定量評價到目前為止還是一個需要不斷發展和完善的階段的評價方法。

3 結束語

由于碳酸巖鹽儲層開采較難，本文對測井識別技術進行了深入的研究，就鄂爾多斯盆地碳酸巖鹽儲層的地質特征進行了詳細的分析，對其成因、類型及測井識別技術展開了綜合性的研究。為日后的碳酸巖鹽儲層的開采打下來堅實的理論基礎，使人們加強了對于碳酸巖鹽儲層的認識。