高自然伽馬儲層泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)計算方法研究——以吳起地區(qū)長6油層組為例

王向公，況晏 （ 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室 （長江大學(xué)）長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢430100）

楊林，麻平社 （中國石油測井有限公司長慶事業(yè)部，陜西 西安710201）

張燕 （長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢430100）

李明 （華北油田地球物理勘探研究院，河北 任丘062552）

雷震宇 （中國石油集團測井有限公司華北事業(yè)部，河北 任丘062552）

吳起地區(qū)長6油層組屬于湖泊三角洲沉積，在沉積過程中，湖水對三角洲主體改造較弱，砂體大面積連片分布，且較為穩(wěn)定。三角洲前緣沉積微相為其主要的儲集類型，導(dǎo)致該地區(qū)儲層巖性較細(xì)，以中、細(xì)砂巖、粉砂巖為主［1］。巖石類型以長石砂巖為主，其中黏土礦物成分體積分?jǐn)?shù)較高，平均值為14．34%。在該次研究中，泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)主要是指細(xì)粉砂與黏土的體積分?jǐn)?shù)。由于細(xì)粉砂顆粒細(xì)，易作為填充物堵塞原生孔隙，造成儲層物性差；黏土礦物作為膠結(jié)物，常發(fā)育在孔隙內(nèi)襯與喉道間，嚴(yán)重影響儲層滲透性能，同時黏土中的礦物成分對放射性物質(zhì)有較強的吸附作用，這些都是導(dǎo)致該地區(qū)長6油層組高自然伽馬的主要原因。因此，在吳起地區(qū)長6油層組的測井評價中，準(zhǔn)確求取泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)意義重大。

1 問題的提出

在常規(guī)儲層中，黏土中的伊利石和蒙脫石含量較低，自然伽馬測井值一般能較好地反映地層中的泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)，泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)越高，自然伽馬越大。但在吳起地區(qū)長6油層組，黏土礦物中的伊利石和伊蒙混層含量較高，這兩種礦物對巖石的放射性貢獻最大［2］，致使某些儲層的自然伽馬等于甚至大于泥巖的自然伽馬。因此，按照常規(guī)方法計算泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)會出現(xiàn)較大的計算誤差。

圖1為研究區(qū)D1井的處理成果圖，可以看出，1940～1950m井段的自然伽馬最大值為250API，平均值為152API，該井段泥巖的自然伽馬為152API，按照常規(guī)方法計算該井段的泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)，其均值在40%以上，為非儲層；但從測井曲線上看，該井段的自然電位曲線負(fù)幅度差明顯且曲線飽滿，聲波時差在212～243μs／m之間，其孔隙度均值為11%，滲透率均值為0．8mD，并且試油資料顯示1942～1947m井段為油水同層，說明該井段為儲層。因此，在高自然伽馬儲層中，常規(guī)方法計算的泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)誤差較大，需要尋找新的計算方法來準(zhǔn)確求取高自然伽馬儲層的泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)。

圖1 D1井處理成果圖

2 泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)計算方法研究

綜上所述，在自然伽馬測井值正常的儲層中，可以采用常規(guī)方法計算泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)；但在高自然伽馬儲層中，常規(guī)方法已不適用。因此，當(dāng)同一儲層中出現(xiàn)兩種情況時，不但需要利用常規(guī)方法計算泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)，還需要利用新的方法來計算高自然伽馬儲層的泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)。

2．1 常規(guī)儲層泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)計算

不同巖性所含放射性核素的種類和數(shù)量不同，衰變時放射出的伽馬射線的能量和強度也不同，因此利用自然伽馬探測儀測量自然伽馬的強度，可以反映不同巖性［3］。在常規(guī)儲層中，巖石骨架放射性礦物成分含量低，放射性物質(zhì)主要存在于泥質(zhì)中，此時利用自然伽馬相對值求取泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)效果較好，同時可以屏蔽測井儀器對測井值的影響。

圖2為自然伽馬相對值與泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)交會圖，可以看出，自然伽馬相對值與泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)相關(guān)性較好，隨著泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)增大，自然伽馬相對值增大。利用自然伽馬相對值與泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系建立了計算泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)的圖版 （見圖3），并擬合出相應(yīng)的計算公式：

圖2 自然伽馬相對值與泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)交會圖

圖3 自然伽馬相對值計算泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)圖版

式中：IqAPI為自然伽馬相對值，1；qAPI為自然伽馬，API；qAPI，min為自然伽馬最小值，API；qAPI，max為自然伽馬最大值，API。

2．2 高自然伽馬儲層泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)計算

目前，對高自然伽馬儲層還沒有統(tǒng)一定義，該次研究的高自然伽馬儲層是指儲層的自然伽馬高于常規(guī)儲層的自然伽馬、等于或大于泥巖的自然伽馬。在一般情況下，電阻率測井值隨泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)的增大而降低，這說明電阻率測井在一定程度上可以反映泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)，特別是在高自然伽馬儲層中，電阻率測井值不受放射性礦物的影響，相比自然伽馬曲線，電阻率曲線更能反映地層中泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)的真實情況。研究發(fā)現(xiàn)，在高自然伽馬儲層中，4m底部梯度電阻率 （ρg（4m））與深感應(yīng)電阻率 （ρild）的幅度差能較好地反映泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)。ρg（4m）測井的探測深度為5．5m左右，所探測的為原狀地層視電阻率；ρild測井探測的為侵入帶的視電阻率。兩條電阻率的幅度差值反映了儲層的滲透性，而泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)是影響儲層滲透性的主要原因，泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)越高，儲層的滲透性越差。因此，利用兩條電阻率的幅度差間接求取高自然伽馬儲層的泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)具有一定的可取性。

圖4為電阻率幅度差與泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)交會圖，可以看出，電阻率幅度差越大，儲層的泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)越小，儲層的滲透性越好。由此可建立高自然伽馬儲層泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)計算圖版 （見圖5），并擬合出相應(yīng)的計算公式：

式中：Δρ為電阻率幅度差，Ω·m。

圖4 電阻率幅度差與泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)交會圖

圖5 電阻率幅度差計算泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)圖版

3 應(yīng)用效果分析

依據(jù)所研究的泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)的計算方法，選取研究區(qū)的D2井與D3井進行應(yīng)用分析。D2井為正常自然伽馬儲層，采用常規(guī)計算方法求取泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)；D3井為高自然伽馬儲層，采用電阻率幅度差計算泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)。

3．1 常規(guī)儲層應(yīng)用效果分析

圖6為D2井利用自然伽馬相對值計算泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)結(jié)果圖，可以看出，D2井泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)與自然伽馬值的相關(guān)性較好。圖7為D2井自然伽馬相對值計算出的泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)與巖心試驗測得泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)的相關(guān)性圖，可以看出，計算出的泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)與巖心分析泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)誤差很小，說明利用自然伽馬相對值計算泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)方法的可行性。

3．2 高自然伽馬儲層應(yīng)用效果分析

圖8為D3井高自然伽馬儲層泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)計算成果圖，可以看出，利用電阻率幅度差法計算的泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)可以有效地避免漏層現(xiàn)象。圖9為D3井自然伽馬相對值計算的泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)與巖心分析的泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)相關(guān)性分析圖，可以看出，在現(xiàn)有的常規(guī)測井條件下，當(dāng)利用自然伽馬值不能準(zhǔn)確計算泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)時，利用電阻率幅度差計算泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)的效果較好，可以較為準(zhǔn)確地求出泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)。

4 結(jié)語

吳起地區(qū)長6油層組自然伽馬與泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)的響應(yīng)復(fù)雜，存在高自然伽馬儲層，此時利用自然伽馬相對值不能準(zhǔn)確求取泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)。在研究過程中發(fā)現(xiàn)，在高自然伽馬儲層中，ρg（4m）與ρild的幅度差與泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)關(guān)系密切，電阻率幅度差越大，泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)越低，電阻率幅度差越小，泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)越高。因此，可以在自然伽馬與泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)關(guān)系良好的儲層中，利用自然伽馬相對值求取泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)；而在高自然伽馬儲層中，利用電阻率幅度差求取泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)。該方法在吳起地區(qū)長6油層組的應(yīng)用效果良好。

圖6 D2井處理成果圖

圖7 D2井自然伽馬相對值計算泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)與巖心分析泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)相關(guān)性圖

圖8 D3井處理成果圖

圖9 D3井自然伽馬相對值計算泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)與巖心分析泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)相關(guān)性圖

［1］肖玲，田景春，魏欽廉，等 ．鄂爾多斯盆地吳起地區(qū)長6儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征 ［J］．新疆地質(zhì)，2007，25（1）：101～104．

［2］吳少波，趙驚蟄，李建，等 ．吳起油田長6油層組儲層成巖作用及其對物性的影響 ［J］．西安石油大學(xué)學(xué)報 （自然科學(xué)版），2006，21 （4）：42～45．

［3］陳一鳴 ．礦場地球物理測井技術(shù)測井資料解釋 ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，1994．137～144．