成像测井技术在勘探中的应用

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1、成像测井技术在勘探中的应用 许东晖任瑞莲翟勇 摘要成像测井主要是通过图像特征来表征地质现象，根据成像图的颜色及形态对成像模 式进行分类，并赋予每种模式以一定的地质意义，来指导成像测井解释。本文通过实例分析，阐述 了成像测井资料在油田勘探生产中所取得的良好地质效果。 一、引言 随着油气勘探对象的日益复杂，测井技术正在实现由数控测井向成像测井的跨越。成像 测井技术是当今测井技术的前沿，各种成像测井仪器的设计均在不同程度上考虑了地层的非 均质性，对非均质油气藏具有较强的适应能力，特别适合于提供裂缝、孔洞、薄互层等非均质信 息，并在研究地质构造、沉积环境等方面具有常规测井不可比拟的优越性。 近两年，成

2、像测井技术在确定潜山构造，沉积相研究，裂缝和砂砾岩储层评价以及碳酸盐 岩地层储量计算，指导井位部署等方面都取得了很好的地质效果。此外，在砂泥岩地层沉积研 究方面还有很大的应用潜力。 二、成像测井解释模式 成像测井主要是通过图像特征来表征地质现象。目前，成像测井资料的地质解释是以描 述性为主。通过岩心和成像测井资料的对比，建立成像测井解释模式会使成像测井的地质解 释简洁、准确，对于成像测井资料的推广应用、为油气勘探与开发解决日益复杂的地质问题将 会达到很好的效果。 由于成像图所包含的丰富消息主要通过图像的颜色及颜色变化所呈现的形态来反映，因 此，通常根据成像图的颜色及形态对成像模式进行分类( 见

3、下表1 ) 。 裹1 一级分类二级分类地质含义 亮块模式砂岩、致密碳酸盐岩及 成岩 块状模式 暗块模式泥岩、多孔防碳酸盐岩厦火成岩 条带状模式砂泥岩薄互层、灰岩泥质条带 孤立线状模式层面、冲刷面、不栏台面、缝合线、裂缝断层等 线状模式 组合线状模式地层的各种层理 对称沟槽模式 井眼椭圆崩落 沟槽模式 不对称沟槽模式钻具刻划井壁引起，无实际地质意义 亮斑状模式高阻砾石、灰质结核、高阻物质充填的孔洞、砂岩透镜体 斑状模式 暗斑状模式泥砾、未充填的孔洞、黄铁矿晶体涩岩透镜体 杂乱模式 生物扰动、快速堆积物 1 颜色分类 按照成像图颜色的深浅程度分为四种模式：亮色、浅色、暗色和杂色。亮色指示高阻层(

4、或 高阻抗层) ，暗色指示低阻层( 或低阻抗层) 。 2 形态分类 按照成像图表现的形态分为六种模式：块状、条带状、线状、沟槽状、斑状和杂乱状。 实际应用中，常以形态为主，结合颜色进行模式分类，并赋予每种模式以一定的地质意义， 来指导成像测井解释。 1 ) 块状模式 代表沉积体内未发育裂缝、孔洞、层理、砾石等地质现象。按照成像图颜色的深浅程度把 块状模式分为亮块模式和暗块模式。 亮块模式：成像图颜色基本为单一亮色的块状模式，指示地层电阻率或声阻抗较高，岩性 较致密，如致密碳酸盐岩、致密火成岩、块状砂岩等。 暗块模式：成像图颜色基本为单一暗色的块状模式，指示地层电阻率或声阻抗较低，岩性 较疏松，

5、如泥岩、i L 洞十分发育且分布均匀的碳酸盐岩和火成岩等。泥质含量越高，孔洞越发 育，成像图颜色越暗。 2 ) 条带状模式 指示砂泥薄互层沉积、灰岩泥岩条带等。这种模式实际是厚度较薄亮块模式和暗块模式 的交替出现。 3 ) 线状模式 成像图显示为线条状，线状模式是成像测井应用研究的最重要内容，可以出现在任何岩性 的地层中，指示的地质意义最为丰富。 根据线条的颜色，把线状模式分为亮色线状模式和暗色线状模式。根据线条的组合情况， 把线状模式进一步分为孤立线状模式和组合线状模式。 孤立线状模式：成像图上显示的线条单独，相互间距离较远，相对孤立。常指示层面、冲刷 面、不整合面、缝合线、断层、裂缝等地质

6、现象。 组合线状模式：在成像图上表现为暗色线条成组密集出现，线条之间距离很近，一般主要 与层理构造有关，根据这些线条的组合方式，可以识别出各种层理构造。 4 ) 沟槽状模式 沟槽状模式可分为对称沟槽状模式和不对称沟槽状模式 对称沟槽状模式：指示由于地应力不均衡造成的椭圆形井眼，在成像图上表现为沿井壁呈 1 8 0 度对称分布的两条垂直暗色沟槽，是地应力方向的良好指示，井眼崩落的方位是现今水平 晟小主应力的方位。 不对称沟槽状模式：在成像图上表现为一道或两道沿井轴方向分布的不呈1 8 0 度对称的 暗色沟槽。该模式在声波成像图上表现明显，是由于钻具刻划井壁所引起，无实际地质意义。 5 ) 斑状模

7、式 指示电阻率或声阻抗突变如砾石、孔洞、化石及结核、透镜体等。根据颜色的不同，斑状 模式可分为亮斑模式和暗斑模式。 亮斑模式：成像图上表现为亮色的斑点或斑块状，指示高阻砾石、被高阻矿物充填的孔洞、 泥岩中的灰质结核、砂岩透镜体。 暗斑模式：成像图上表现为暗色的斑点或斑块状，指示低阻砾石( 如泥砾) 、未充填的孔洞、 砂岩中的泥岩透镜体。 2 8 3 6 ) 杂乱模式 杂乱模式指成像图上颜色及形状表现为杂乱无章。通常指示扰动构造、滑塌构造或某种 快速堆积的沉积环境。 当碳酸盐岩、火成岩中溶蚀裂缝及孔洞十分发育或不均匀分布泥质，以及井眼垮塌不规则 时，均有可能形成杂乱模式。 三、成像测井地质应用

8、1 ，潜山构造的确定 孤古斜2 5 井下古生界地层由奥陶、寒武系的碳酸盐岩地层组成。常规测井结束后，用自然 伽马曲线对比后发现地层有三段重复现象，成像测井解释结果显示，地层产状明显分为4 段。 根据成像资料发育的断裂带、倾角模式的构造识别和地层对比，认为本井中主要发育七个 较有影响的断层。由地层对称重复和倾角模式组合分析认为，构造整体为一“s ”形。由倒转背 斜和向斜组成，但同时又被同期形成的断层复杂化。 “s 形的上半部分( 倒转背斜) ，凤山组、长山组、崮山组和张夏组近似对称重复，对称轴部 在张夏组内部的2 2 8 0 m 附近，在2 1 7 0 - - 2 3 6 3 m 可见挤压造成的

9、高电阻率且诱导裂缝十分发 育。轴部地层较陡，在轴部附近发育扭滑逆断层，使张夏组地层部分重复。同时可见上翼由于 断层而缺失长山组地层，下翼由于断层而缺失冶里亮甲山组地层。 “，形的下半部分( 倒转向斜) ，可见下马家沟组、凤山组、长山组、崮山组和张夏组的近似 对称重复，对称轴部在下马家沟组内部的2 6 5 0 m 附近，在2 5 7 0 - 2 7 8 9 m 也可见挤压造成的高 电阻率且诱导裂缝十分发育，轴部地层较缓。上翼较陡，下翼较缓，呈不对称平卧褶皱。同时 可见上下翼由于断层发育而缺失冶里一亮甲山组( 图1 ) 。 图1 ，孤古斜2 5 井过井构造分析 按照这一解释模式，地层必然会出现三段

10、重复，并且上下两段地层呈正序对称重复，中间 一段与上下两段呈反序对称重复。而在地震剖面上这种倒转现象表现的并不清楚。 该井成像资料的解释为进一步深入研究孤岛潜山内部结构及下步勘探提供了依据。 2 断点位置及产状的确定 在过车5 7 2 井地震剖面看，车5 7 2 井不过断层，但实际钻井结果表明地层厚度不够，存在 断层，成像测井资料清楚地表明车5 7 2 井至少钻遇3 条正断层。通过与车古2 0 1 井( 剖面全， 无断层) 、车古2 0 2 井常规测井进行对比，发现车5 7 2 井确实钻遇3 条断层( 图2 ) 。 图2 车5 7 2 井过井构造分析 该实例说明成像测井资料在确定断点位置及产状

11、方面具有明显优势。 3 砂砾岩地层沉积相的划分 车古2 5 井主要目的层为下第三系沙三下的砂砾岩地层，具有砾岩井段长、层多、岩性复 杂、累计厚度大等特点。根据成像测井提供的丰富相标志，对目的层段的砂砾岩进行了系统的 沉积相划分。 井段3 7 8 9 - - 4 1 4 5 m ：典型的近岸垮塌浊积扇的外扇亚相。 该段为水平层状泥岩夹块状砾石沉积体，泥质层多，单层厚度大，与砂、砾互层。泥岩中水 平层理、波状层理、包卷层理及粉砂形成的包卷变形层理、砂质透镜体发育，局部见纹层状泥 岩，典型的鲍玛沉积系列C D 段常见；砾岩块状，单层厚度较小。砾间泥质含量较高。砾径较 细，变化较大，主要为正粒序，鲍玛

12、系列A B C D 段常见。砾石分选较差，多杂乱堆集。多颗粒 支撑。发育块状层理、平行层理，底部冲刷面发育。 一2 8 5 井段4 1 4 5 - - 4 3 2 7 5 m ：典型的近岸垮塌浊积扇的外扇亚相。 以砾石为主夹少量薄层泥质岩；泥质岩单层厚度薄，具水平层理、平行层理、变形层理；砾 岩块状，单层厚度大。砾问泥质含量较少。砾径较细，变化较大。主要为正粒序，鲍玛系列A B 段常见。砾石磨圆较好，变化大，椭球状一次棱角状，分选差，多杂乱堆集，颗粒支撑。发育块 状层理、平行层理见撕裂屑。多期叠加( 为六期次级正旋回叠加，旋回间由薄的水平层状泥质 夹层分开) ，但整体表现为一套大的正旋回。底部

13、冲刷面发育。 井段4 3 2 7 5 - - 4 4 9 0 ，5 m ：湖底扇内发育主河道的扇根亚相。 该段以砾岩为主，夹薄层泥质岩：泥质岩层数较多，单层厚度薄，为水平层状，具水平层理， 内部见砂质透镜体。砾间泥质含量比冲积扇少。砾径差别大，局部见定向排列的砾石。正、反 粒序均有，表现较清楚。砾石磨圆较好，变化大，椭球状一次棱角状，分选差，多杂乱堆集。颗 粒支撑，发育单斜层理，多期叠加( 总体表现出至少六期叠加) ，局部发育同生小断层，底部冲刷 面发育，显示牵引流沉积特征，结合岩心上泥岩层面见植物叶片印膜化石、局部见薄层炭质泥 岩( 可能局部出露地表) ，未见红色泥质岩等特征，该段具有湖底扇

14、内发育主河道的扇根亚相特 征( 图3 ) 。 图3 车古2 5 井沉积相分析 岩心相标志是最直观标准真实的相标志，通过取心获得的岩心相标志与测井相标志进行 对比，发现岩心所反映的层理、层面特征、粒度、粒序、磨圆、分选、颗粒支撑方式等符合率较高， 认为成像测井所提供的相标志不但可靠，而且直观、长井段、连续的反映地层特征，具有明显的 优势。 通过对车古2 5 井的成像测井资料的分析，认为该扇体与水下扇体有明显的差别，综合分 析为滑塌浊积扇体，有力的指导下一步的勘探部署。 2 8 6 4 砂岩体沉积特征分析 成像测井可以清晰的分辨出地层层理和各种地质特征，通过识别和分析各种地质特征及 层理变化情况，

15、结合岩性及测井特征则可以进行原始沉积相分析。 从商5 4 9 井成像冽井图像上可以清晰的识别出地层的层理类型主要以水平层理为主。而 录井岩屑描述表明，该井岩性主要为泥岩和粉砂岩。结合F M I 静态图像的色彩变化( 亮暗) 及 自然伽马测井、密度测井、自然电位和电阻率测井曲线的形态变化( 钟型或漏斗型) ，可推断出 该井地层应为三角洲前缘远沙坝、水下浊积扇和扇前湖相沉积环境( 图4 ) 。 图4 商5 4 9 井沙二、三段地层沉积环境分析 通过资料分析，古水流方向主要包括南南东、南东、南西和南。总体看来，古水流方向以南 南东为主，因此可推知物源主要来自西北方向。 通过基山砂岩体沉积特征分析，进

16、一步深化了基山砂体物源方向、成因类型、沉积特征的 认识，为研究基山砂体在空间的展布特征及下步的勘探部署方向奠定了基础。 5 储层评价及储量计算 成像冽井解决了常规测井在潜山及砾岩体内无法识别裂缝、溶蚀孔洞等问题，为顺利进行 潜山及砾岩体的储层评价做出了贡献。成像冽井清楚的展示：车古2 0 8 井储集空间类型主要 为溶蚀孔洞，次为裂缝。孔洞多为分散的星点状或串珠状，溶蚀孔洞常沿裂缝分布。裂缝为高 导缝，倾向以南倾为主，走向以东西为主，倾角变化大，多在3 0 - 8 0 之间，局部发育网状缝；车 5 7 2 井潜山储集空间以孔洞混合型为主，次为裂缝。裂缝主要为高导缝，且部分被充填或溶蚀 而出现残余溶孔状，部分连通溶蚀孔洞而改善储层。存在构造成因缝、局部应力变化形成的缝 及片麻岩中应力释放缝三种，裂缝密度l 5 条，视孔隙度较低，在0 0 0 0 0 3 - - 0 0 0 0 2 p u 之间。 孔洞多为分散的星点状或串珠状。储层的发育与岩性、构造、裂缝有密切关系，储层主要发育 在白云岩段，灰岩段不发育，断层引起的地层