測井地質(zhì)綜合解釋系列報告之一——利用自然電位與自然伽馬測井曲線劃分沉積相帶及儲層分布

利用自然電位、自然伽馬曲線評價儲集相帶及其應用分布 匯報人 : 宋子齊 （西安石油大學 石油工程學院 陜西 西安 710065） 測井地質(zhì)綜合解釋系列報告之一 利用自然電位與自然伽馬測井曲線劃分沉積相帶及儲層分布 摘要： 自然電位、自然伽馬 測井曲線 形態(tài)和特征 與 沉積相帶及儲層砂體間關(guān)系 密切 ，它們對不同巖性地層特征響應十分敏感。 利用 自然伽馬、自然電位 同步減小較大幅度 評價 識別滲砂層 ， 利用 自然伽馬、自然電位減小的幅度差 評價 識別低滲砂、致密砂層 ，并以自然電位比自然伽馬減小幅度的 相對細小差異識別油水層 。通過安塞油田沿河灣地區(qū)長 6自然伽馬、自然電位曲線劃分沉積相帶及儲層的應用中，建立了自然伽馬、自然電位劃分儲層的下限標準，有效地評價了特低滲透儲層沉積微相帶及儲層類型， 提高和擴大了測井曲線的應用及效果 。 關(guān)鍵詞： 自然電位；自然伽馬；曲線形態(tài)、特征；河道主體微相帶；河道堤泛微相帶 利用自然電位與自然伽馬測井曲線劃分沉積相帶及儲層分布 引 言 在鑒別和識別沉積相時，巖性、粒度、分選性、泥質(zhì)含量、垂向序列、砂體的形態(tài)及分布等都是重要的成因標志。這些成因標志是各種沉積環(huán)境中水動力因素作用的結(jié)果，同時水動力條件控制著巖石物理性質(zhì)的變化，如地層 自然電位、自然伽馬 等。測井曲線正是各種物理性質(zhì)沿井孔深度變化的物理響應，以此建立起取心井準確的巖電關(guān)系，進而推廣至非取心井，反推出非取心井儲層特征。從而，可以 利用測井曲線形態(tài)有效地反饋上述成因標志在縱、橫方向上的變化，為識別沉積相提供有價值的資料，并成為一種有效識別沉積相的途徑 。 利用自然電位與自然伽馬測井曲線劃分沉積相帶及儲層分布 引 言 不同水動力條件 造成了不同環(huán)境下的沉積層序在粒度、分選、泥質(zhì)含量等方面的特征，因而 具有不同的測井曲線 形態(tài) 。它集中反映出的基本 形態(tài)和特征 包括： 幅度的大小 反映粒度、分選性及泥質(zhì)含量等沉積特征的變化，如自然電位的異常幅度變化、自然伽馬幅值高低可以反映地層粒度中值的大小，并能反映泥質(zhì)含量的高低； 能量厚度 反映單砂層水動力較強滲砂體沉積時間（厚度）； 形狀 指單砂體曲線形態(tài)，有箱形、鐘形、漏斗形、菱形、指形等，反映沉積物沉積時的能量變化或相對穩(wěn)定的情況，如鐘形表示沉積能量由強到弱的變化； 利用自然電位與自然伽馬測井曲線劃分沉積相帶及儲層分布 引 言 接觸關(guān)系 指砂巖的頂、底界的曲線形態(tài)，反映砂巖沉積初期及末期的沉積相變化； 次級形態(tài) 主要包括曲線的光滑、包絡線形態(tài)及齒中線的形態(tài)，它們幫助提供沉積信息，如齒中線成水平表明每個薄砂層粒度均勻、沉積能量均勻周期性變化。 自然電位、自然伽馬測井曲線形態(tài)和特征 與沉積相帶及其儲集層之間有密切的關(guān)系 ，它們在不同沉積微相帶和不同儲集層帶有明顯異常顯示。 特別是它們在井內(nèi)測量巖層中自然存在 ， 測量和獲取測井曲線的方法技術(shù)簡單，成本低廉 。因而，在 劃分和研究沉積相帶及儲層分布中廣泛使用 。 利用自然電位與自然伽馬測井曲線劃分沉積相帶及儲層分布 1 自然電位與自然伽馬測井曲線反映沉積相變特征 自然電位（ 不含泥頁巖的多孔隙地層中， 度大小與 地層水 含鹽量 和井中流體含鹽量之差有關(guān) 。對于淡水泥漿，對著 含鹽水地層 的位置， 即負方向偏移 。在其他條件相同的情況下， 純砂巖 的負方向 偏移幅度最大 ，當砂巖中 含泥質(zhì)時 ， 減小的幅度大體上隨泥質(zhì)含量成正比，直至 泥質(zhì)含量為 100%時， 線一致 。而當采用鹽水泥漿時，含鹽水地層的 至可以出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，即方向正向方偏移。 利用自然電位與自然伽馬測井曲線劃分沉積相帶及儲層分布 1 自然電位與自然伽馬測井曲線反映沉積相變特征 砂泥巖沉積 以及砂巖中泥質(zhì)含量的多少 與沉積環(huán)境密切相關(guān) 。 高能環(huán)境 ，由于強烈跌簸篩選 ，形成 相對粒級較粗純凈砂巖 ，其 低能環(huán)境 ， 水流停滯 ， 細粒泥質(zhì)得以沉積 ，形成 純泥質(zhì)巖 ，其 因此， 對高低 ，可以 判斷 砂巖中泥質(zhì)含量的多少和 沉積環(huán)境能量的強弱 ，進而利用 積相類型 。常見的典型曲線形態(tài)有四種（表 1）： 表 1 自然電位（含自然伽馬）識別沉積相類型的曲線形態(tài)、特征表 （曲線斜率及幅厚比變化） 曲線形態(tài) 曲線特征描述 曲線元分為兩段， 上段較陡 ，斜率大于 0； 下段較平緩 ，斜率小于 0，因為開口太大， 幅厚比一般較小 。 其形態(tài)與鐘形基本相反，呈 上緩下陡形 ，上段斜率大于 0，下段小于 0； 幅厚比與鐘形近似 。 曲線可以分為三段， 上下兩段平緩 ，斜率的絕對值近似相等， 中間段較厚 ，且起伏不大， 幅厚比一般較小 。 曲線元縱向 近似對稱 ，上下兩段的都比較陡，斜率較大，且絕對值近似相等， 幅厚比一般較大 。 曲線元可以分為兩段， 上段較平緩，下段較陡 。 幅厚比一般較大 。 曲線元可以分為兩段， 上段較陡，下段較平緩 。 幅厚比較大 。 利用自然電位與自然伽馬測井曲線劃分沉積相帶及儲層分布 1 自然電位與自然伽馬測井曲線反映沉積相變特征 鐘形 曲線， 底部突變接觸 ，反映 河道側(cè)向遷移 的 正粒序 結(jié)構(gòu)，代表三角洲 水下分流河道 ； 漏斗形 曲線， 頂部突變接觸 ，反映 前積砂體 的 反粒序 結(jié)構(gòu)，代表 三角洲前緣 ； 箱形 曲線， 頂?shù)捉缑婢鶠橥蛔兘佑| ，反映沉積過程中 物源供給豐富 和 水動力條件穩(wěn)定 ，代表 潮汐砂體 或 廢棄水下分流河道相 ； 齒形 曲線，反映沉積過程中 能量 的 快速變化 ，它既可以是正齒形，也可以是反齒形或?qū)ΨQ齒形，為 河道側(cè)翼 ， 席狀砂 ， 分流間灣 等微相。 上述曲線均為理想條件下的曲線形態(tài)，而當 鉆井位置靠近砂體邊部時，其測井 曲線 與典型響應曲線相對 形態(tài) 會有 相當大的變化 ，不過對經(jīng)驗豐富的解釋人員來說，它們?nèi)匀豢商峁┖苡袃r值的資料。 利用自然電位與自然伽馬測井曲線劃分沉積相帶及儲層分布 1 自然電位與自然伽馬測井曲線反映沉積相變特征 自然伽瑪 （ 井響應主要是地層的 天然放射性 ，如鉀同位素（ 引起。它們在 粘土礦物 中最常見，因而，泥頁巖石 呈放射性 的，而 砂巖 倘若基本上是石英質(zhì)的，則 放射性要小得多 。自然伽瑪曲線如同自然電位曲線一樣，都 反映 垂向?qū)有蛑猩皫r和 泥頁巖的相對含量 。 砂質(zhì)的增多 向左偏移 表現(xiàn)為放射性降低，反映 砂巖變粗 ，因為粒度變粗常伴隨 泥質(zhì)含量減少 。由于上述緣故， 自然伽瑪曲線 也可以用于 沉積分析 ，它的曲線形態(tài)所反映的沉積相類型 和自然電位曲線所代表的基本一樣 （表 1）。 利用自然電位與自然伽馬測井曲線劃分沉積相帶及儲層分布 1 自然電位與自然伽馬測井曲線反映沉積相變特征 在沉積相研究中， 自然電位 和 自然伽瑪 測井二者都是重要的，它們對砂泥巖都比較敏感 ， 但 是，還必須認識到這 兩種 記錄之間的 差別 。 自然電位 曲線的 幅度 除了地層水與泥漿濾液的 鹽度差 和 粘土含量之外 ，地層中 流體類型 和 地層厚度 也 都有影響 。自然電位曲線幅度在 含鹽水砂巖部位最高 ，而當?shù)貙?含有烴類 電阻率較高時，自然電位 幅度降低 。層厚影響也很明顯，當厚度為 2其 幅度 也大為 降低 。此外，在粉砂和粘土的比值近于 1/2或更高的地層中，自然電位曲線幅度趨近于零。 自然伽瑪 曲線幾乎 不受儲集砂體類別和間隙流體類型的影響 ,其 幅度雖也受層厚影響， 只是在厚度小于 其影響才較大 。 利用自然電位與自然伽馬測井曲線劃分沉積相帶及儲層分布 2 自然伽馬、自然電位測井曲線劃分相變及儲層分布 在油田沉積相研究及儲層評價中，自然伽馬、自然電位測井曲線都是不可缺少的， 利用自然伽馬、自然電位曲線同步減小幅度評價滲砂層 ， 指示劃分水下分流河道主體微相帶 ；利用自然伽馬、自然電位減小 幅度差評價低滲砂、致密砂層 ， 指示劃分水下分流河道堤泛（側(cè)翼）微相帶 。 表 2 是安塞油田沿河灣地區(qū)長 6自然伽馬、自然電位曲線劃分儲層下限標準。長 幾乎不受儲集砂體類別、孔隙流體類型及測井環(huán)境限制，可以探測劃分 儲集砂體。自然電位減小幅度首先隨儲集砂體類別變差減?。黄浯问軆恿黧w含烴類及變薄而降低。它的減小幅度下限在滲砂層 滲砂層 密砂層 中滲砂油層下限 滲砂油層下限 16 表 2 安塞油田沿河灣地區(qū)長 6自然伽馬、自然電位劃分儲層下限標準 參數(shù)類別 滲砂層 低滲砂層 致密砂層 儲層厚度下限 （ m） 油層 水層 油層 水層 自然伽馬 減小系數(shù) 然電位 減小系數(shù) 用自然電位與自然伽馬測井曲線劃分沉積相帶及儲層分布 2 自然伽馬、自然電位測井曲線劃分相變及儲層分布 利用上述自然伽馬、自然電位劃分儲層下限及其標準相配合，可以有效劃分 18圖 1是安塞油田沿河灣地區(qū)橋 12井長 611中 1201用 自然伽馬、自然電位同步減小的較大幅度評價出滲砂層 ，指示劃分出水下分流河道主體沉積微相帶；再利用 自然電位比自然伽馬減小幅度的相對細小差異 ， 評價儲層為油水層 。通過該層段在 日產(chǎn)油 d，日出水 d，證實 了自然伽馬、自然電位評價劃分特低滲透儲集相帶的 有效性及可靠性 （圖 1） 圖 1 橋 12井長 611利用自然電位與自然伽馬測井曲線劃分沉積相帶及儲層分布 2 自然伽馬、自然電位測井曲線劃分相變及儲層分布 圖 2是安塞油田沿河灣地區(qū)沿 6井長 63層測井曲線劃分相變及儲層分布圖，圖中 上部 0 用 自然伽馬、自然電位同步減小較大幅度評價出滲砂層 ，指示劃分出水下分流河道主體沉積微相帶；圖中 用 自然伽馬與自然電位減小的明顯幅度差評價出致密砂層 ，指示劃分出水下分流河道堤泛（側(cè)翼）沉積微相帶。它們分別利用了自然伽馬、自然電位曲線形態(tài)、特征及其下限標準， 有效指示劃分出不同類別沉積微相及儲層分布（圖 2）。 圖 2 沿 6井長 63層自然伽馬和自然電位曲線劃分相變及儲層分布圖 利用自然電位與自然伽馬測井曲線劃分沉積相帶及儲層分布 3 結(jié) 論 （ 1） 自然電位、自然伽馬測井曲線形態(tài)和特征與沉積相帶及儲集層之間有密切的關(guān)系 ，它們在不同儲集相帶都有明顯的異常顯示。特別是它們在 井內(nèi)測量巖層中自然存在 ，測量和獲取測井曲線的 方法技術(shù)簡單，成本低廉 。因而，在劃分和研究沉積相帶及儲層分布中 廣泛使用 。 （ 2）在油田沉積相帶及儲層評價中，自然伽馬、自然電位測井曲線都是不可缺少的，利用 自然伽馬、自然電位曲線同步減小幅度 評價滲砂層，指示 劃分水下分流河道 主體微相帶；利用自然伽馬、自然電位 減小幅度差評價低滲砂、致密砂層 ，指示劃分 水下分流河道堤泛（側(cè)翼）微相帶 。并以自然電位比自然伽馬減小幅度的相對細小差異識別油水層；形成一種有效地識別劃分沉積相帶和儲層的方法。 （ 3）通過安塞油田沿河灣地區(qū)長 6自然伽馬、自然電位曲線劃分相變及儲層應用中， 建立 了 自然伽馬、自然電位劃分儲層下限標準 ， 有效地評價劃分特低滲透儲層沉積微相帶及儲層類型 ，提高和擴大了測井曲線的應用及效果。 文 153上 22測井曲線評價劃分儲層分布圖 文 153上 62測井曲線評價劃分儲層分布圖 分別利用儲層 度差 及其 沉積能量 和 水動力作用強弱 ； 性厚度 和 泥質(zhì)含量 ，以及 層特征 ，可有效識別滲砂層和干砂層。 153上 22測井曲線評價劃分儲層分布 圖 利用自然伽馬、自然電位測井曲線研究儲層分布圖 參考文獻 1 宋子齊 ,王桂成 ,趙宏宇 ,等 26(3):4522 李斌凱 ,馬海州 ,譚紅兵 J2007,22(5):14933 朱家俊 J2006,27(6):1034 宋子齊 ,白振強 ,陳榮環(huán) ,等 J2004,25(6):5885范軍俠 ,粱鋒 ,田永 J2007,22(1):1426宋子齊 ,潘艇 ,程英 ,等 J2007,12(4):377宋子齊 ,李亞玲 ,潘玲黎 ,等 J2005,12(4):48 宋子齊 M西北工業(yè)大學出版社 ,1993:1109 宋子齊 ,程國建 ,楊立雷 ,等 J2006,28(6):59510孫建孟 J1998,19(3):83參考文獻 11 張福明 ,查明 ,邵才瑞 ,印興耀 J2007,22(1):17912 趙培華 M石油工業(yè)出版社 ,2003:10