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1、对高VSh或Sg及轻质油的地层进行结合评价时,必 须考虑泥质和油气的影响,随着测井资料计算机处 理解释技术的发展,现在比较完善的裸眼井测井数 据处理方法及程序均采用比较全面地考虑了泥质和 油气影响的解释模型。测井资料数据处理是在整个解释井段连续计算解 释的,因而解释模型必须是通用的,不但适合纯 岩石,也要适合泥质砂岩和泥岩,即采用通用的 解释模型。 一、砂泥岩的通用解释模型1、什么是泥质?泥质由细粉砂、粘土、束缚水构成的 。2、Vsh与Vclay间的关系常见的粘土矿物:蒙脱石、伊利石、绿泥石、高岭 石,这些岩石间可以相互转化。蒙脱石、高岭石经成岩作用、后生作用转化为伊利石经风化假设:如果认为在
2、顺序沉积的砂泥岩中,泥质砂岩 与它对应的泥岩具有基本相同的泥质性质,即含的 细粉砂和湿粘土的性质相同,就可以建立砂泥岩的 解释模型。 (1)、砂泥岩的体积模型骨架( Vsd )泥质(Vsh)孔隙(VF)Vsd+ Vsh+ VF=1(2)、假设泥质砂岩的泥质与它对应的泥岩有相 同的泥质性质泥质细粉砂粘土水Vsh=VSI + VclaySI:粉砂指数 说明泥质中的细粉砂相对含量,它 不代表整个砂岩的细粉砂含量。SI=VSI/Vsh=1-Vclay/Vsh Vsh=SI*Vsh+VclayVsh=Vclay/(1-SI)由此式可知:粘土含量和泥质含量之间可以相互转 化,故可以分别用泥质性质和粘土性质
3、建立解释模 型,为了简单,先用泥质建立解释模型,然后再转 化,在使用时,由于砂泥岩中的粘土性质较稳定而 泥质性质变化较大,砂泥岩常用粘土性质的解释模 型(公式)。 二:泥质砂岩地层剖面的中子-密度频率交会图分析 因中子和密度测井对泥质和油气影响反映较灵敏 ,而声波受泥质的分布形式及砂岩压实程度的影 响较灵敏。因此中子密度测井交会法是常规测井 解释及分析程序中采用的基本方法,而中子密度 频率交会图是分析砂泥岩剖面的岩性、孔隙度和 油气影响的有力工具,是建立中子-密度解释方 法的基础。P155 图4-11、砂泥岩地层中子-密度频率交会图的特征 (1)、特征区 A区:GR从上至下 ,反映了砂岩 泥质
4、砂岩 泥岩的过度,代表的岩性VSh不同的泥质砂岩 。B区:GR接近砂岩中的最大值,且GR有向右下 方 的趋势。本区是由细粉砂和粘土矿物组成 的,是泥岩但粘土含量不同。FNFDA BC典型的FD、 FN频率交会 图,还考虑它的Z值图C区:可能是井眼严重扩大、井壁极端不平造成的 测井读数不可靠或者是褐煤、多孔碳酸盐岩等特殊 岩性的资料点,此情况应另作分析。 (2)、特征点砂岩骨架点FD- FN的原点为砂岩骨架点 ,当FD、FN都按砂岩刻度, 则石英的FD=FN=0 水点W:交会图上FD=FN=100%=1的点纯砂岩点: Fe最大、且在含水纯砂岩线上干粘土点:是含水湿粘土点的骨架点,它只 含结晶水,
5、不含束缚水,其rb=2.53.1g/cm3, 而FN=1335%,干粘土在一个范围内变化, 但在每个地区的位置是确定的。湿粘土点cl地层条件下的粘土含束缚水湿粘土点cl( 也称粘土点)在B区的右边缘 湿粘土含量100% 且在含水纯粘土线上该点的基本参数:Fnclay、 Fdclay、Wclay(含水量 )Fndc:干粘土 中子孔隙度水点湿粘土点干粘土点泥岩点SH0:粉砂质最重的泥岩点(3)、特征线 含水纯砂岩线QW:Q与W的连线 Q=0100%含水纯粘土线:干粘土点与水点的连线,粘土 含水量Wclay=0100Q至CL是细粉砂含量 而Vclay 的过程SH0至CL其Vclay , 逐步取代细粉
6、砂形成100% 的湿粘土,它代表了井段泥质砂岩的泥质性质故称 为泥质。纯泥岩线QCL:Q与CL的连线,Fe=0,Vsh=100, 但是粉砂岩和粘土含量不同泥质砂岩线:纯砂岩点与纯泥岩点的连线,该线从 上至下Vsh=0100%,反映了从纯砂岩过渡到纯泥 岩的趋势。2、确定砂泥岩剖面中子-密度频率交会图的特 征点及其参数Q、W易确定、干粘土点根据本区岩心分析资料确 定(而纯砂岩点、纯泥岩点、纯粘土点)用中子- -密度频率交会图及其GR-Z值图来确定(1)、确定含水纯砂岩点及其最大孔隙度 在作中子-密度频率交会图时应去掉 :作该图应含有含水纯砂岩在内的砂泥岩井段明显的含油气的资料点FN 或FD太大(
7、井眼影响严重)用SP去掉渗透性很低的资料点在中子-密度交会图里,可选择含水纯砂岩线上孔 隙度最大的资料点作Sd点,其孔隙度为Fmax=Fsd (2)、确定泥岩和粘土点及其参数含水纯粘土线是从水点开始经B区的右边缘的一条 直线,考虑到资料点的统计特性,应使粘土线右边 的点数占总点数的5%CL点是泥岩线与含水纯粘土线的交点,有交会图 可求出Fnclay、 FDclay 、 WclaySh0:过Sd向下画出一直线,使之通过泥岩 区的左边缘,并使在该直线左边的点子占 泥岩总数的5%,该直线与纯泥岩线的交点 为sh0,由此可求出FNsh 、FNsh而泥岩点的粉砂指数:P159图4-6 、4-7确定有效孔
8、隙度泥岩线从Q点出发经过泥岩区的下边缘,同样让 泥岩线以下的资料点数占总泥岩点数的5%。3、用中子-密度交会图确定泥质砂岩的地质参数 (1)、确定泥质砂岩的Fe和Vclay 查图版:含水纯砂岩即为Fe =0100%,而 骨架点Vclay=0,由此根据资料点的位置可确 定Fe和Vclay设任意直线方程可写为 :AX+BY+C=0用计算机来求,则转化为点至直线间的距离P为资料点则A=y2-y1 B=x2-x1 假设粘土点已知 C=x2y1-y2x1 任意一点(X0,Y0)到该线的距离为 :由此可推得 :其中FN、FD 为资料点, FNclay 、 FDclay为粘土 点(2)、求孔隙度和泥质含量如
9、果需要对泥岩点进行解释,可用同样的方法作出 确定F和Vsh的图版,建立相应的计算公式,其形 式完全相同,只要把粘土点参数改成泥岩点参数即 可。P162 图4-11 (3)确定泥质分布形式 泥质分布形式:指泥质成分在砂岩中存在的状态泥质分布形式分散泥质:含有较多的Swb,使Fe 和K都下降层状泥质结构泥质分散泥质相对体积Vdis,则Fe = Fsd- Vdis , Fsd:纯砂岩粒 间总孔隙层状泥质相对体积Vlam:则1- Vlam为泥质砂岩的相 对体积,Fsd:纯砂岩的粒间孔隙Fsd= Fe/(1-Vlam ) 结构泥质相对体积Vstr = Fe,它代替部分砂岩而 不改变其粒间孔隙度后面内容不
10、讲,目前测井解释中少讨论由以上可知,地层的与泥质分布形式有关,综合三 种情况的泥质分布形式与孔隙度的一般关系为:Vlam、Vdis、Vstr分别为三种不同形式的泥质的相对 体积。 二、确定泥质分布形式根据三种泥质分布形式的特点,分析中子-密度频 率交会图的资料点泥质的分布形式 根据三种泥质分布形式的特点,分析中子密度交会 图的资料点: 假设认为 在Q、sd、sh0内的点子只含分散泥质或分散泥质 与层状泥质混合的泥质砂岩,靠近sd、sh0下部以 层状泥质为主。 在sd、sh0线上及其附近的点子,只含层状泥质 或它与分散泥质或结构泥质的混合物,但其下 部仍以层状泥质为主。(VSH高形成泥质条带 )
11、在sd、sh0右边是:含结构泥质或它与层状泥质的 混合物,靠近线下部时,同样以层状泥质为主。分布在sd点附近的资料点,应属于纯砂岩。为了对每一资料点的泥质分布形式进行定量计算, 需要首先确定泥质砂岩的右边界线的方程式。 由于直sd、sh0右边的资料点所含的泥质都属于结 构泥质或结构泥质与层状泥质的混合物,不存在分 散泥质,根据右边资料点的分布特点,对右边界线 的方程,可近似用右图中虚线来表示解方程求Vlam、Vdis、Vstr图中实线:只含层状泥质,而虚线与泥质砂岩的 右边界线很相似,可用方程式表示:该式右边资料点的包络线方程、P160 图4-9当用中子-密度频率交会图已确定出FE、VSH后
12、便可求出不同泥质分布的含量。解释井段含水纯砂岩的最大孔隙度,SD由上式方 程组可求出Vlam、Vdis、Vstr。也可以通过图解的 方法求资料点的泥质分布形式,步骤如下:作图求设资料点P:过P引直线平行于分散泥质线 sh0w与A泥质线的交点P1过P1点作平行于结构泥质线(平行于等孔隙 度线),与sdsh0,即为层状泥质线交点为 P2C:分别读出P、P1、P2的泥质含量 P点:Vsh(P)、 P1点:Vsh(P1)、 P2点: Vsh(P2)、 D:P点的泥质分布形式Vlam=Vsh(P2)Vdis=Vsh(P)-Vsh(P1)Vstr=Vsh(P1)-Vsh(P2)以上为SARABAND解释程
13、序用中子密度交会 图研究泥质砂岩泥质分布形式的方法。对于不同的解释井段或者不同的井,SH0点的位置 可能不一样,应具体而定,该方法对资料点在 SDSH0右边的点子较适用。 4、确定泥质的粉砂指数含水纯砂岩线的SI=1,SDCL相当于砂泥岩右边 界线,其SI=0,泥岩上由骨架点1变到零。对砂泥岩的右边界线,仍假设它不含分散泥质,其 层状泥质和结构泥质满足包络方程 Vsh=Vlam+Vstr由于右边界线上SI=0如果当SI不等于0时由该式可求出SI,SCHLUMBERGER公式的 SARBAND程序就是采用这一公式计算泥岩的粉 砂指数的。上式中的Fsd为:该解释井段的含水纯砂岩的最 大孔隙度,F为
14、有效孔隙度, F、Vclay由中子- 密度频率交会图求出,也可用查图的方法求得。上述确定粉砂指数的方法,计算机应用起来较麻 烦,可以进一步简化,在纯砂岩点右上方还有少 数资料点(即在sdcl右上方的)资料点),为了能把这些点进行处理,根据经验把 Fsd扩大1.33倍,在含水纯砂岩线上确定一个新的 纯砂岩点sd, 其有效孔隙度Fsd =1.33 Fsd,由 此Q、 sd、CL构成一个三角形,假设在泥岩线上 ,SI按规律性变化,并且三角形内任意一资料点P (X、Y)的粉砂指数、取决于P和sd连线与泥岩 线交点的粉砂指数,则可作出相应的图版。根据和CL点的坐标计算任一资料点P的粉砂指数的 方法,该任
15、意资料点P的坐标为(X、Y),则泥 岩线的方程为:通过sd点和P点的直线方程 F D=A F N +(1-A) F sd式中(x、y)为资料点 的坐标两直线的交点因P点与这个交点有相同的粉砂指数,可由交点 和粘土点的坐标求出粉砂指数由此可见Z是这个点的粘土含量(泥质中粘土的 相对体积)求SI的精度取决于sd点和F sd值作业掌握泥质砂岩的基本概念、中子 密度交会图的特征线、特征点的意义 、确定特征线、特征点的方法、用交 会图、计算机求泥质砂岩的有效孔隙 度和Vclay或Vsh、掌握泥质分布形式 对有效孔隙度的影响。1、泥质砂岩的中子密度 交会图与岩性孔隙度交会图 的 中子密度交会图有何不同 ?2、导出用泥质砂岩的中子密度交会图求有效 孔隙度和泥质含量的公式。