高分辨率油基泥浆成像测井在储层地质评价中的综合应用.pdf
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1、高分辨率油基泥浆成像测井在储层地质评价中的综合应用何玉春1,张国栋1,曲长伟2,鲁法伟1,秦兰芝1,查明3(1.中海石油(中国)有限公司上海分公司,上海200335;2.斯伦贝谢中国公司,北京100015;3.中国石油大学(华东),山东青岛200131)摘要:为了精细表征西湖凹陷平湖构造平北区平湖组储层地质特征,首次将高分辨率油基泥浆电成像技术引入岩性岩相识别、沉积环境研究、物源方向分析及构造条件的研究中。结果表明,平湖构造平北区平湖组储层主要发育细砂岩及粉砂岩,共发育四类砂岩岩相及四类泥岩岩相类型。综合岩性岩相及区域地质特征,确定平湖组主要为潮坪及三角洲前缘沉积;基于交错层理明确了平湖组沉积
2、时期物源方向,先期主要为南东向,后期转向南西向。平湖组主要发育张开缝及闭合缝两种裂缝类型,并利用高分辨率成像确定了诱导缝及井壁崩落的方位,实现了对裂缝及现今应力场方向的精细刻画。研究结果为今后平湖构造平北区平湖组甜点优选和井位方案设计提供了强有力的地质依据。关键词:电成像测井;地质评价;岩性岩相;物源分析;西湖凹陷中图分类号:P631.81文献标识码:ADOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2023.02.057ComprehensiveApplicationofHigh-resolutionOil-basedMudImageLogginginReservoirGeolog
3、icalEvaluationHEYuchun1,ZHANGGuodong1,QUChangwei2,LUFawei1,QINLanzhi1,ZHAMing3(1.Shanghai Branch,CNOOC(China)Limited,Shanghai 200335,China;2.Schlumberger China,Beijing 100015,China;3.China University of Petroleum(East China),Qingdao,Shandong 200131,China)Abstract:Inordertofinelycharacterizethereserv
4、oirgeologicalcharacteristicsofPinghuFormationinPingbeiareaofPinghutectonicbeltinXihuSag,thehigh-resolutionoil-basedmudelectricimagingtechnologyhasbeenutilizedonthestudyoflithologyandlithofaciesidentification,sedimentaryenvironmentresearch,provenancedirectionanalysisandtectonicevaluationforthefirstti
5、me.TheresultsshowthatthereservoirlithologyofPinghuFormationisdominatedbyfinesandstoneandsiltstone.ItisdeterminedthatfourcategoriesofsandstonelithofaciesandfourtypesofmudstonelithofaciesaremainlydevelopedinPinghuFormation.Basedonlithology,lithofaciesandregionalgeologicalcharacteristics,itwasdetermine
6、dthatPinghuFormationismainlycomposedoftidalflatanddeltafrontdeposit.Duetothedevelopmentofcrossbedding,ithasbeendeterminedthattheprovenancedirectionofPinghuFormationduringthedepositionalperiodwasmainlysoutheastintheearlystageandturnedtosouthwestinthelaterstage.InPinghuFormation,therearetwofracturetyp
7、es:openfractureandclosedfracture.Theorientationofinducedfractureandboreholecavingisdeterminedbyhigh-resolutionimaging.Andthefinedescriptionoffractureandcurrentstressfielddirectionarerealized.TheresearchresultsprovideastronggeologicalbasisforpayzoneoptimizationandwelllocationdesignonPinghuFormationin
8、PingbeiareaofPinghutectonicbeltinthefuture.Keywords:electricalimagelogging;geologicalevaluation;lithologyandlithofacies;provenanceanalysis;XihuSag西湖凹陷平湖构造平北区平湖组沉积时期处于盆地断陷期及拗陷期的转换时期1,主要发育弱沉降、半封闭背景下的局限海和沼泽环境2,具有生烃条件好的有利背景。平湖构造平北区多口钻井钻遇物性好的砂岩储层,同时在多条北北西向基底断裂的控制下(图 1),多级坡折发育,控制了河道侧向尖灭,在断裂及层序控制下形成了多类型砂体“
9、纵向叠置、横向连片”的集群式分布特征3-6。但平湖组受多期海侵和海退的影响,储层具有较强的非均质性且优质储层的物源方向不明,为进一步扩大平湖组勘探开发成果带来了极大的挑战。新一代高分辨率油基泥浆电成像技术(Quanta收稿日期:2022-10-17;改回日期:2023-03-25第一作者简介:何玉春,男,1989 年生,硕士,工程师,2015 年毕业于中国石油大学(华东)地质资源与地质工程专业,从事测井作业管理与储层综合评价等相关工作。E-mail:。第 43 卷第 2 期Vol.43No.22023年6月OFFSHOREOILJun.2023Geo)为复杂储层地质评价提供了新的方法和途径,一
10、方面成像测井资料可以清晰地反映地层的结构及沉积构造的信息,结合岩心、岩屑录井资料,可进行精细的沉积环境研究,进而对储层非均质性进行详细的描述7;并且基于高分辨率成像资料还可精细表征交错层理的发育特征,从而对储层物源方向进行分析8-9。另一方面利用高分辨率成像资料能够对裂缝进行定量表征,为构造分析提供了宝贵的依据10-12;同时成像资料上可以清楚地识别钻井过程中形成的井壁崩落及钻井诱导缝等特征,为现今地应力分析及岩石力学研究提供重要依据。1岩性及岩相识别通常岩性识别主要依据常规测井和岩屑录井,但是对于一些极薄层,不能准确识别出顶底边界。成像测井分辨高,可以在常规测井和岩屑录井的基础上,结合电阻率
11、剖面等技术手段对岩性的顶底边界做出精确划分13。基于高分辨率成像测井进行电阻率频谱分析得到的电阻率分选系数可对不同岩性非均质性进行综合评价,电阻率分选系数介于 00.4 之间时岩石非均质性较弱,而当电阻率分选系数大于 0.4 时,岩石的非均质性较强。西湖凹陷平湖组主要岩性包括细砂岩、粉砂岩、含砾砂岩、泥岩、生物扰动泥岩及煤层(图 2),不同岩性在测井曲线及电阻率成像特征上有明显差异。细砂岩:低伽马,中子密度曲线重合或分开较窄,电阻率中-高。静态图像为黄-亮黄色,电阻率频谱较窄,均质性强,主要发育有交错层理、块状构造及平行层理等(图 2)。粉砂岩:低伽马,中子密度分开较窄,电阻率较高。静态图像表
12、现为亮暗相间的特征,电阻率频谱变宽,非均质性变强,主要发育有交错层理及块状构造等(图 2)。含砾砂岩:低伽马,中子密度曲线分开较窄,电阻率高。图像上可见明显角砾特征,电阻率频谱宽,非均质性强,含砾砂岩主要发育块状构造(图 2)。泥岩:高伽马,中子密度曲线分开非常宽,电阻率较低。静态图像表现为暗褐色,电阻率频谱较窄,均质性较强,沉积构造以水平层理、块状层理及变形层理及为主(图 2)。生物扰动泥岩:高伽马,中子密度曲线分开非常宽,电阻率较低。电阻率图像上可见明显生物扰动现象,电阻率频谱宽,非均质性强,沉积构造以水平层理、块状层理及变形层理为主(图 2)。煤层:低伽马,中子及声波曲线左偏明显,电阻率
13、高。静态图像表现为亮白色,煤层主要发育块状构造(图 2)。080 km地层岩性油气层岩性简述地震反射层渐新统花港组花港组下段T3P2P3P4P5aP5bP6P7P8aP8b4 342 m4 541 m4 785 mTD:4 800 m砂层组海拔海拔标识系统组段平湖组上段平中上亚段平中下亚段平下段平湖组始新统古近系4 1004 129 m4 202 m4 280 m4 404 m4 445 m4 523 m4 572 m4 679 m4 748 m4 2004 3004 4004 5004 6004 7004 800上部深灰色、灰色泥岩、粉砂质泥岩夹浅灰色泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩及煤层上部深灰
14、色、灰色泥岩、粉砂质泥岩夹浅灰色泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩及煤层;中下部灰色泥岩、煤层、粉砂质泥岩与泥质粉砂岩、粉砂岩,灰白色、浅灰色细砂岩呈不等厚互层注:深度为海拔深度气层差气层0T32T23T34N图例断层井位盆地边界构造单元界线研究区A图1西湖凹陷平湖构造平北区构造区划图及岩性综合图Fig.1StructuraldivisionandlithologycolumnofPingbeiarea,PinghutectonicbeltinXihuSag 58 2023年6月高分辨率电阻率成像具有分辨率高且纵向连续的特点,可对岩性及沉积构造的综合体即岩相进行表征14,从而揭示储层内部的非均质性及沉
15、积环境、水动力条件的变化。平湖组砂岩主要发育 4 类岩相单元,即交错层理砂岩相、叠合层理砂岩相、平行层理砂岩相及块状层理砾岩相;泥岩发育 4 类岩相单元,即水平层理泥岩相、块状层理泥岩相、变形层理泥岩相及生物扰动泥岩相(图 3),不同岩相的成像测井响应特征有明显不同。交错层理砂岩相中砂岩层系界面之间可见明显的细纹层即交错层理,交错层理类型主要为板状交错层理及前积交错层理(图 3(a))。叠合层理砂岩相在电成像上可见砂岩层系界面纵向叠置的特征,未见明显的细纹层(图 3(b))。平行层理砂岩相表现为砂岩层系界面之间的纹层相对较厚,且产状相对较为一致(图 3(c))。块状层理砾岩相静态图像上可见泥砾
16、及石英砾发育,且砾石有大有小,非均质性最强(图3(d))。水平层理泥岩相在动态图像上可见水平层理发育,地层产状较为一致(图 3(e))。块状层理泥岩相静态及动态图像上未见明显的层理发育,主要表现为块状结构(图 3(f))。变形层理泥岩相在动态图像上可见明显的滑塌变形构造,局部表现为包卷结构(图 3(g))。生物扰动泥岩相主要发育在生物扰动泥岩中,动态图像上可见明显的亮色团块即生物扰动的发育(图 3(h))。2沉积环境分析基于高分辨率电阻率图像特征,结合常规测井曲线响应特征、钻井取心资料(图 4)及录井资料所提供的岩石颜色及岩石粒度等信息可对平湖组沉积环境进行精细解析15。由电阻率图像特征可以得
17、到地层中的岩性及岩相特征,本区发育砾石定向排列、泥岩撕裂屑、砂岩块状层理及交错层理等典型三角洲沉积构造(图 4),并发育叠合层理、砂泥对偶、潮汐复合深度/m静态图像动态图像电阻率剖面电阻率频谱井径深电阻率岩性声波时差中子密度电缆伽马随钻伽马inms/ftg/cm3m3/m3浅电阻率mAPIAPI6162001200.450.151.852.85400.22000.201500150A1 井4 546.5A2 井A2 井A2 井A1 井A1 井4 710.54 604.04 508.54 470.04 764.0细砂岩粉砂岩含砾砂岩泥岩生物扰动泥岩煤层图2西湖凹陷平湖构造平北区平湖组主要岩性识别
18、图版Fig.2LithologyidentificationofPinghuFormationinPingbeiarea,PinghutectonicbeltinXihuSag第 43 卷第 2 期何玉春,等.高分辨率油基泥浆成像测井在储层地质评价中的综合应用 59 深度/m岩相动态图像垂向切片深度/m岩相动态图像垂向切片A1 井静态图像A1 井静态图像深度/m岩相动态图像垂向切片A1 井静态图像(a)(b)(c)深度/m岩相动态图像垂向切片A2 井静态图像(d)深度/m岩相动态图像垂向切片深度/m岩相动态图像垂向切片A1 井静态图像A1 井静态图像深度/m岩相动态图像垂向切片A1 井静态图像
19、(e)(f)(g)深度/m岩相动态图像垂向切片A2 井静态图像(h)4 490.54 468.54 469.04 469.54 470.04 553.54 554.04 554.54 555.04 580.04 617.04 617.54 618.04 618.54 619.04 580.54 581.04 581.54 582.04 491.04 491.54 492.04 495.54 496.04 514.04 514.54 515.04 515.54 603.54 604.04 604.54 605.04 496.54 497.04 497.5交错层理砂岩相叠合层理砂岩相平行层理砂岩相
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