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1、准噶尔盆地车排子地区测井微相定量识别方法 张瑞香 王婷婷 孔雪 朱学娟 中国石油大学胜利学院 中国石化胜利油田技术检测中心 摘 要： 传统的沉积微相研究主要是通过岩心观察或岩屑录井资料对目的层段的岩性及沉积环境进行研究, 然而岩心及岩屑资料却是十分有限的。目前利用测井资料进行沉积微相分析已成为沉积学的发展趋势, 通过研究车排子地区各沉积微相以及相应的测井响应特征, 提取不同微相的测井特征参数。利用计算机工具, 采用现代数学方法建立的电性-沉积微相判别公式, 实现了沉积微相的人机交互识别。结果表明, 所得结果与人工识别结果的吻合率达到了 87%, 由此可见利用测井资料自动识别沉积微相是可行的,
2、不仅能大大弥补人工识别的不足, 还可提高储层解释的速度和精度。关键词： 测井相; 特征参数; 模糊数学; 沉积微相; 车排子地区; 作者简介：张瑞香 (1987) , 女, 讲师。研究方向:储层地质学、油藏描述。E-mail:。收稿日期：2017 年 3 月 3 日Quantitative Identification Method of Logging Microfacies in Chepaizi Area of Junggar BasinZHANG Rui-xiang WANG Ting-ting KONG Xue ZHU Xue-juan Shengli College, China
3、University of Petroleum; Technology Inspection Center of Shengli Oilfield, SINOPEC; Abstract： The traditional sedimentary microfacies research on the lithology or the sedimentary environment of the objective layer is mainly through core observation or cutting logging data, but, the core and the cutt
4、ings data is very limited.At present, analysis on sedimentary microfacies by using the logging data has become the development trend of sedimentology.By studying the sedimentary microfacies and the corresponding logging response characteristics of Chepaizi area, extract the logging characteristic pa
5、rameters of the different microfacies.The human-computer interaction identification of sedimentary microfacies was realized by using computer tools and the electrical-sedimentary microfacies discriminant formula established by modern mathematics methods.The results show that the agreement rate of th
6、e results obtained and the human identified results reached 87%.Thus automatic identification of sedimentary microfacies by using the logging data is viable, it can not only make up the deficiency of the human identification, but also improve the speed and precision of the reservoir interpretation.K
7、eyword： electrofacies; characteristic parameters; fuzzy mathematics; sedimentary microfacies; chepaizi area; Received： 2017 年 3 月 3 日传统的沉积相研究主要是通过岩心观察及岩屑记录, 由岩石成分、结构、构造及古生物特征等来还原沉积环境1,2, 但是钻井过程中, 岩心及岩屑资料十分有限, 且这种方法只能适用于取心井, 无法对整个研究区的沉积环境进行鉴别。实际上, 测井资料容易获得且比较齐全, 能够准确地反映地层的沉积特点, 利用电测资料开展沉积微相研究已经成为沉积相研
8、究的重要手段3。目前利用测井资料分析沉积微相主要集中在分析测井曲线形态、幅度以及光滑程度等方面, 近年来, 也有一些学者尝试将测井相定量化, 例如杜启振等4尝试使用聚类分析法对岩相进行判别;于民凤等5通过蜘蛛网图和梯形图分析了不同相带的沉积特征, 但测井响应特征受区域地质条件的制约, 至今都未有成熟的测井相解释软件。故总体上看, 测井相研究需结合实际区块建立适合本区的研究方法。1 研究区地质背景车排子凸起位于中国准噶尔盆地的西部, 在平面上呈三角形, 主体走向呈北西南东向, 于海西运动晚期形成, 且具有继承性发育的特点6,7。车排子凸起主体部位大面积缺失二叠系 (P) 及中生界 (M z) ,
9、 部分地区白垩系 (K) 缺失性发育, 且白垩系、古近系 (E) 、新近系 (N) 超覆沉积于凸起基岩顶面之上8,9。春风区块位于车排子凸起的东北部, 主力含油层段主要为新近系沙湾组, 属辫状河三角洲前缘沉积, 发育水下分流河道、间湾、河口坝及席状砂沉积体10。但沙湾组中含油层段厚度相对较薄, 加上部分层段泥质和砾石含量高10, 使得测井曲线反映特征比较独特, 只有厚度较大的砂质储层才能在测井曲线上具有明显的响应, 这在一定程度上加大了测井参数的提取。2 研究区测井-沉积相分析测井响应是沉积特征的综合反映, 根据岩心资料确定沉积微相, 并将其与相应的测井曲线进行对比10, 建立电性-沉积微相的
10、相关性11。总体分析, 研究区厚砂层 SP 曲线呈明显的微齿化或间歇性的钟形以及顶底突变的箱形形态, GR曲线呈中高幅微齿化的箱形、钟形-箱形组合, 反映物源丰富、水动力条件稳定的水下分流河道沉积;部分砂层测井曲线呈漏斗形, 岩心上呈反粒序水退序列, 反映高能环境下物源逐渐丰富的河口坝沉积体;薄砂层主要呈现指形、凸形形态, 反映低能条件下的较细粒沉积体 (表 1) 。3 测井特征参数提取进行测井相沉积环境解释, 首先选取资料齐全高质量取心井为关键井, 将测井资料与地质资料相结合, 利用传统的地质方法对关键井的沉积微相进行解释, 然后从关键井测井曲线中优选能够反映地层沉积特征的测井曲线, 对划分
11、的沉积微相段提取特征参数12。利用主成分分析优选适合本区的特征参数, 然后运用 Bayes 判别法建立沉积-测井相解释模型13。表 1 准噶尔盆地车排子东北区电测曲线特征及沉积环境 Table 1 Electric logging curve characteristics and depositional environment in the northeast of Chepaizi area of Junggar Basin 下载原表 根据该区各沉积微相带内的岩石岩性、粒序变化等特征, 选取能够反映储集性能、粒度变化的自然电位曲线 (SP) 、自然伽马曲线 (GR) 、声波时差曲线 (A
12、C) 、视电阻率曲线 (Rt) 4 条测井曲线, 通过不同的手段对所选取的测井曲线特征参数进行提取。3.1 测井曲线归一化为了消除各测井参数量纲不同所导致的测井数值差别, 方便所计算的沉积微相特征参数进行对比, 需对原始测井数据进行归一化处理, 本次采用 Min-Max 归一化方法, 设原始测井数值为 xi, 归一化后的测井数值为 Xi, Xi0, 1, 例P6 井 N1S1层部分测井数值归一化数据 (表 2) , 计算公式为式 (1) 中, x i为第 i 个原始测井参数;x max为目的层段最大测井数值;x min为目的层段最小测井数值。3.2 测井特征参数提取由于各种测井曲线的幅度、形态
13、、顶底接触关系及光滑程度等反映了沉积环境的变化17。为了利用测井曲线定量描述沉积特征, 需从归一化后的测井数值中选择能够反映沉积微相特征的曲线幅度参数 (X A) 、物性参数 (X H、X L) 、形态参数 (RM) 、顶底接触关系参数 ( T、 B) 和光滑程度参数 (GS) 、有效厚度参数 (H) 等, 以便优选出适合本区的特征参数18。(1) 能够反映曲线幅度的数据点测井均值 XA的提取。该参数表征测井曲线平均幅度大小, 能够较好地反映各沉积微相的岩性及物性特征。式 (2) 中, X (i) 为归一化后的测井数值;N 为采集数据点数。表 2 P6 井 N1S1 层部分测井归一化数据 Ta
14、ble 2 Partial logging normalized data of N1S1layer of P6 well 下载原表 (2) 能够反映物性的测井数据点正偏值 XH和负偏值 XL的提取。该参数能够反映微相段内测井及地质参数曲线的变化趋势, 能够在一定程度上间接反映各沉积微相的岩性及物性变化。式 (3) 中, X (i) 为大于或等于测井均值 XA的归一化后数值;N H为大于或等于XA的测井数值数。式 (4) 中, X (i) 为小于或等于 XA的归一化后测井数值;N L为小于 XA的测井数据点数。(3) 能够反映曲线形态的数据点相对重心 RM 的提取。由于不同的砂体类型在 SP
15、曲线上具有不同的反映形态, 钟形、箱形及漏斗形态的重心位置明显不同, 故可通过计算不同测井数值的重心位置 (RM) 来表征岩层的测井曲线形态。设重心位置居中时 RM=0.5, 则钟形的相对重心偏下方, RM0.5;漏斗形的相对重心偏上方, RM0.5;箱型的重心居中, RM=0.514,19。式 (5) 中, N 为采集数据点数;X (i) 为测井数值。(4) 能够反映曲线顶底接触关系的测井数据点顶、底界面平均倾角 T、 B的提取。顶、底接触关系可以顶、底界面的平均倾斜角度来表示, 以微相段分界点为中心, 上下各取相同厚度, 求取该段的曲线平均倾角18:式中, T为顶界面平均倾角; B为底界面
16、平均倾角;N 为采集数据点数;d 为对应深度值;x i为测井数值。(5) 能够反映曲线光滑程度的数据点变差方差根 GS 的提取。由于 GS 可综合反映测井曲线的整体波动性和锯齿的多少, 故可在一定程度上表征曲线的光滑程度18, GS 越大, 曲线齿化越严重, GS 越小, 曲线光滑程度越高。式 (8) 中, G (h) 为变异函数, 可反映测井数据的局部波动性;S 为方差函数, 可反映测井数据的整体波动性。(6) 能够反映砂体发育好坏的有效厚度 H。有效厚度的大小在一定程度上能够反映不同相带下砂体的发育程度及岩性、物性的好坏。随后综合各特征参数, 通过主成分分析法20, 对关键井的目的层段沉积微相进行判别, 多次实验表明均值、正偏值、负偏值、相对重心及有效厚度组合在本区对沉积微相的识别率最高, 故本次利用 C+语言编制响应程序提取有效厚度 H (能够反映不同砂体的发育程
