趙賢正，蒲秀剛，韓文中,，周立宏，時(shí)戰(zhàn)楠，陳世悅，肖敦清

（1. 中國(guó)石油大港油田公司，天津 300280；2. 中國(guó)石油大學(xué)（華東），山東青島 266580）

細(xì)粒沉積巖性識(shí)別新方法與儲(chǔ)集層甜點(diǎn)分析
——以渤海灣盆地滄東凹陷孔店組二段為例

趙賢正1，蒲秀剛1，韓文中1,2，周立宏1，時(shí)戰(zhàn)楠1，陳世悅2，肖敦清1

（1. 中國(guó)石油大港油田公司，天津 300280；2. 中國(guó)石油大學(xué)（華東），山東青島 266580）

在渤海灣盆地滄東凹陷古近系孔店組二段500 m系統(tǒng)取心、上千塊次薄片鑒定、X射線衍射分析基礎(chǔ)上，提出了用聲波時(shí)差、密度等常規(guī)測(cè)井資料定量計(jì)算細(xì)粒沉積礦物含量的簡(jiǎn)易方法，建立巖性快速識(shí)別“綠模式”。通過測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化并與X射線衍射分析實(shí)測(cè)礦物含量定量關(guān)系擬合，計(jì)算無取心段/井礦物含量，從而進(jìn)行巖性識(shí)別。應(yīng)用該方法在滄東凹陷孔二段細(xì)粒沉積區(qū)識(shí)別出多個(gè)白云巖甜點(diǎn)段和 1個(gè)砂巖甜點(diǎn)段，實(shí)鉆均獲較高產(chǎn)油流，研究表明，白云巖平面上局部富集、呈帶狀展布。該方法適用于前三角洲—湖盆中心細(xì)粒沉積巖發(fā)育區(qū)，尤其適用于半深湖—深湖相砂質(zhì)含量少、以泥-灰云質(zhì)為主的細(xì)粒沉積巖的巖性識(shí)別。圖10表2參25

細(xì)粒沉積；巖性識(shí)別；白云巖；致密油；儲(chǔ)集層甜點(diǎn)；古近系孔店組；滄東凹陷；渤海灣盆地

0 引言

隨著全球非常規(guī)油氣勘探開發(fā)的深入，細(xì)粒沉積已成為繼勘探開發(fā)程度較高的河流、三角洲等粗粒沉積之后另一重要前沿領(lǐng)域[1-6]。掃描電鏡、X射線衍射分析（XRD）、壓力脈沖衰減法等實(shí)驗(yàn)分析技術(shù)及元素俘獲譜測(cè)井（ECS）、核磁共振測(cè)井、陣列聲波測(cè)井等方法的應(yīng)用，大大提高了細(xì)粒沉積研究的精度，對(duì)其礦物組成、巖石分類、沉積環(huán)境、儲(chǔ)集層特征、甜點(diǎn)分布等也有了更深入的認(rèn)識(shí)[7-13]。細(xì)粒沉積研究的關(guān)鍵是巖性識(shí)別，它是進(jìn)行甜點(diǎn)評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)、探井部署的基礎(chǔ)。目前常規(guī)測(cè)井巖性識(shí)別方法主要有交會(huì)圖法、曲線重疊法、判別分析法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法、模糊識(shí)別、聚類分析、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等[14-17]，這些方法各有其優(yōu)勢(shì)和局限性，多應(yīng)用于粗粒沉積區(qū)常規(guī)砂泥巖剖面，而湖相細(xì)粒沉積巖性識(shí)別多應(yīng)用ECS或核磁測(cè)井或成像測(cè)井等特殊測(cè)井方法以提高巖性解釋的精度[18-20]，但這些測(cè)井系列費(fèi)用較高，故并非必測(cè)項(xiàng)目，且老井一般沒有這些測(cè)井系列，從而制約了這種巖性識(shí)別方法的推廣應(yīng)用。本文在渤海灣盆地滄東凹陷古近系孔店組二段（以下簡(jiǎn)稱孔二段，Ek2）500 m系統(tǒng)取心巖心描述、樣品歸位、薄片鑒定、XRD分析的基礎(chǔ)上，提出一種基于常規(guī)測(cè)井資料，利用曲線疊合幅度差與實(shí)測(cè)礦物成分相關(guān)關(guān)系進(jìn)行細(xì)粒沉積巖性識(shí)別的新方法，并應(yīng)用該方法對(duì)孔二段進(jìn)行巖性識(shí)別和（泥質(zhì)）白云巖儲(chǔ)集層甜點(diǎn)平面分布研究，為細(xì)粒沉積區(qū)致密油勘探提供參考。

1 地質(zhì)概況

滄東凹陷為渤海灣盆地黃驊坳陷的一個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，夾持于滄縣隆起、徐黑凸起及孔店凸起之間，是在區(qū)域性拉張背景下發(fā)育的一個(gè)新生代陸內(nèi)斷陷湖盆[21-23]（見圖 1）?？锥纬练e期，滄東凹陷為內(nèi)陸封閉湖盆，處于亞熱帶半干旱—潮濕環(huán)境，在此環(huán)境下沉積了一套以暗色泥頁巖為主，夾薄—中層粉砂巖、中細(xì)砂巖及泥質(zhì)白云巖的沉積建造，厚400～600 m，分布穩(wěn)定。環(huán)湖發(fā)育多個(gè)三角洲朵葉體沉積，沉積相自湖盆邊部至湖盆中心具有規(guī)律性變化，湖盆邊部主體發(fā)育三角洲前緣亞相，是以中細(xì)砂巖為主的常規(guī)砂巖發(fā)育區(qū)；湖盆中部主體發(fā)育前三角洲亞相及半深湖亞相，為主力烴源巖發(fā)育區(qū)，以泥頁巖、泥質(zhì)白云巖為主，是孔二段主力致密巖相區(qū)；其間為過渡帶，主要發(fā)育三角洲前緣遠(yuǎn)端、重力流沉積。

滄東凹陷孔二段為一完整的三級(jí)層序（SQEk2），為孔店組最大湖泛期沉積，從下至上可細(xì)分為 4個(gè)四級(jí)層序（SQEk24、SQEk23、SQEk22、SQEk21）。SQEk24為低位體系域，主要為三角洲前緣沉積，以灰色細(xì)砂巖與灰色泥巖組合為主。SQEk23—SQEk22為湖侵體系域，其頂面是孔店組最大湖泛面，巖心觀察證實(shí)為厚約30 cm的黑色—深灰色高TOC泥頁巖，該時(shí)期沉積了一套半深湖相細(xì)粒沉積，以泥頁巖、泥質(zhì)白云巖為主，頂部發(fā)育重力流粉細(xì)砂巖。SQEk21為高位體系域，下部以白云巖、泥頁巖互層為主，隨著基準(zhǔn)面下降，上部則沉積一套淺湖相泥巖，頂部見三角洲前緣薄層砂體。根據(jù)巖性組合、TOC、礦物成分變化特征，SQEk2可進(jìn)一步識(shí)別出10個(gè)五級(jí)層序，分別為SQ①—SQ⑩（見圖2）。

2 實(shí)驗(yàn)條件

首先對(duì)GX-A井500 m系統(tǒng)取心進(jìn)行剖切，即在巖心1/3位置剖開，其中1/3保留并進(jìn)行巖心描述，其余2/3用于取樣分析；其次，在巖心描述基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)井歸位，根據(jù)巖性變化及測(cè)井曲線特征取薄片、XRD、物性樣品 1 200余塊，為最大限度保證薄片、XRD、物性分析的一一對(duì)應(yīng)，鉆取直徑2.5 cm標(biāo)準(zhǔn)柱樣后分別切割出薄片及XRD所需尺寸的樣品，其余用于物性分析。薄片鑒定、XRD、物性分析由中國(guó)石油大學(xué)（華東）國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。

XRD分析儀器為X'pert Pro MPD，使用CuKα射線，實(shí)驗(yàn)條件為電壓40 kV，電流40 mA，2θ（礦物衍射角）測(cè)量范圍5°～60°，2θ采樣步寬0.016°；物性分析儀器分別是QKY-Ⅱ型氣體孔隙度儀、STY-Ⅱ氣體滲透率測(cè)量?jī)x，精度分別是0.5%和0.01×10-3μm2，測(cè)量壓力分別為0.7 MPa和1.0 MPa。分析測(cè)試數(shù)據(jù)如圖2所示。

3 巖性特征

細(xì)粒沉積巖是指粒徑小于0.062 5 mm的顆粒含量大于 50%的沉積巖，主要由黏土（粒徑小于 0.004 0 mm）、粉砂（0.004 0～0.062 5 mm）等陸源碎屑顆?；蚺璧貎?nèi)生的碳酸鹽、生物硅質(zhì)、磷酸鹽等顆粒組成，主要巖性為泥頁巖、粉砂巖、碳酸鹽巖及其過渡巖類，但不包括濱岸高能環(huán)境下形成的碳酸鹽巖（生物碎屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r及其成巖后生白云巖類等），其主要發(fā)育在前三角洲—半深湖—深湖區(qū)。由于細(xì)粒沉積巖粒度極細(xì)，常規(guī)薄片難以準(zhǔn)確鑒定其礦物含量，而XRD是根據(jù)不同礦物的特征衍射圖譜及礦物含量與其衍射峰強(qiáng)度呈正比關(guān)系的原理來獲得樣品的礦物組成并計(jì)算其含量的一種定量分析方法，可識(shí)別多種礦物成分。XRD分析表明，細(xì)粒沉積巖組成礦物成分主要有石英、長(zhǎng)石、方解石、白云石、黏土礦物等 5種基本礦物以及黃鐵礦、菱鐵礦、沸石、石膏等副礦物。滄東凹陷孔二段細(xì)粒沉積巖XRD分析表明，各礦物平均含量分別為：黏土礦物16%，石英+長(zhǎng)石33%，方解石+白云石35%，方沸石14%，黃鐵礦+菱鐵礦2%。不同地區(qū)不同沉積環(huán)境下的礦物組成有一定區(qū)別，但整體上過渡巖性占主導(dǎo)，無明顯優(yōu)勢(shì)礦物成分，黏土礦物含量一般小于30%。

圖1 滄東凹陷構(gòu)造簡(jiǎn)圖及孔二段沉積體系圖

圖2 GX-A井測(cè)錄井、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及層序劃分綜合圖

前人對(duì)滄東凹陷孔二段半深湖—深湖相細(xì)粒沉積巖的認(rèn)識(shí)多通過錄井資料、少量的巖心及井壁取心資料，認(rèn)為該區(qū) SQEk2主要為一套深灰色泥巖與灰褐色油頁巖的巖性組合，通過新一輪厘米級(jí)巖心描述、普通薄片與XRD系統(tǒng)分析，認(rèn)為這套地層主要由約30%的泥頁巖、40%（含砂屑）白云質(zhì)泥巖和 30%（含砂屑）泥質(zhì)白云巖及白云巖組成，（泥質(zhì)）白云巖與（白云質(zhì)）泥頁巖多成紋層狀、互層狀?？v向上SQEk22白云巖發(fā)育厚度最大，SQEk21和SQEk23白云巖類集中發(fā)育的同時(shí)，泥頁巖亦集中發(fā)育[13,24]。

4 巖性識(shí)別

4.1 測(cè)井識(shí)別巖性原理

不同巖石的礦物成分及含量不同，而不同的礦物成分具有明顯不同的聲波、密度、放射性、中子吸收特性等地球物理信息，因此，宏觀上，泥頁巖、碳酸鹽巖、砂巖等測(cè)井響應(yīng)具有規(guī)律變化（見表1）。三孔隙度（聲波時(shí)差、密度、中子）測(cè)井雖多用于常規(guī)砂巖孔隙度的計(jì)算，但其測(cè)井響應(yīng)反映了巖性、物性、流體性質(zhì)等綜合信息，當(dāng)一種信息減弱或被抑制時(shí)，另外一種信息才能更突出地反映出來。對(duì)于細(xì)粒沉積巖，孔隙度一般小于 10%，泥頁巖孔隙度更小，一般小于 6%，因此三孔隙度測(cè)井對(duì)物性的響應(yīng)相對(duì)較弱。含油氣段的測(cè)井響應(yīng)特征是聲波時(shí)差值增大、密度值減小、中子測(cè)井孔隙度值增大，目前尚無法也無需對(duì)三孔隙度測(cè)井的含油氣信息進(jìn)行抑制，因?yàn)楹蜌饷黠@的儲(chǔ)集層，三孔隙度測(cè)井會(huì)有較明顯的響應(yīng)，反之，如三孔隙度測(cè)井反應(yīng)不靈敏，但可通過電阻率或核磁共振、地質(zhì)錄井等信息綜合判斷油氣對(duì)三孔隙度測(cè)井的影響程度，并結(jié)合弱含油氣地區(qū)的巖性信息，通過多井對(duì)比進(jìn)行巖性綜合分析。因此，常規(guī)三孔隙度測(cè)井可用于細(xì)粒沉積巖的巖性識(shí)別。

表1 典型巖性測(cè)井響應(yīng)特征表

從泥頁巖過渡到碳酸鹽巖，聲波時(shí)差值逐步減小，密度值逐步增大，中子孔隙度值逐步減小，在圖3所示的顯示模式下，即聲波測(cè)井與密度測(cè)井的刻度同向增大，而中子孔隙度測(cè)井的刻度反方向增大，三孔隙度測(cè)井曲線相對(duì)位置變化規(guī)律為：聲波測(cè)井曲線先在密度（中子孔隙度）測(cè)井曲線右邊后變?yōu)樵诿芏龋ㄖ凶涌紫抖龋┣€左邊；聲波測(cè)井曲線與密度（中子孔隙度）曲線之間的距離大小（相對(duì)幅度差）呈現(xiàn)出大→小→大的規(guī)律變化。這種聲波-密度、聲波-中子孔隙度或密度-中子孔隙度（具體選擇曲線對(duì)時(shí)，應(yīng)取密度與中子孔隙度刻度同向增大的）相對(duì)位置及距離大小的規(guī)律性變化反映了巖性的特征及礦物含量的變化。從泥頁巖過渡到砂巖也具有相似規(guī)律。

4.2 測(cè)井識(shí)別方法

為表征三孔隙度測(cè)井曲線間相對(duì)位置及距離大小的變化，以聲波時(shí)差、密度測(cè)井曲線為例（見圖4），建立如下公式：

圖 3 不同巖性典型測(cè)井特征示意圖（Δt1＜Δt2，φN1＜φN2，ρ1＜ρ2）

圖4 ΔL距離示意圖

與ΔlgR（聲波時(shí)差與電阻率曲線的幅度差）的含義相似，ΔL表示的是相互疊置（疊加）的聲波、密度測(cè)井曲線的距離。（1）式可以看作是對(duì)密度和聲波時(shí)差的歸一化處理，即將測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無量綱化指標(biāo)。對(duì)于滄東凹陷孔二段半深湖—深湖相泥頁巖-碳酸鹽巖系列，選擇聲波時(shí)差的范圍為 200～400 μs/m，密度的范圍為2～3 g/cm3，則（1）式變?yōu)椋?/p>

4.3 測(cè)井巖性識(shí)別

每種測(cè)井儀器都有其各自的縱向分辨率，一般情況下三孔隙度測(cè)井的縱向分辨率分別為：聲波時(shí)差60 cm，中子孔隙度60 cm，密度45 cm，故測(cè)井信息其實(shí)是一定厚度內(nèi)各巖性的綜合響應(yīng)，而巖心、薄片、XRD僅能反映一段/點(diǎn)的信息，為建立測(cè)井信息與巖性間關(guān)系，需要在巖心及分析測(cè)試歸位基礎(chǔ)上，兩兩對(duì)應(yīng)分析，相互印證，根據(jù)主要巖石類型進(jìn)一步歸納為測(cè)井級(jí)別的優(yōu)勢(shì)巖性（見圖5）。某一測(cè)井段對(duì)應(yīng)的碳酸鹽、長(zhǎng)英質(zhì)、黏土等礦物成分，是以厚度為權(quán)重的各測(cè)試數(shù)據(jù)點(diǎn)的平均值。

在GX-A關(guān)鍵井系統(tǒng)薄片鑒定、XRD分析及樣品歸位基礎(chǔ)上，建立基于測(cè)井信息的 ΔL與不同巖類XRD礦物成分間的定量關(guān)系：

由（3）式、（4）式可見，碳酸鹽含量的計(jì)算公式相關(guān)性最高（見圖6），故可以利用該關(guān)系式定量計(jì)算碳酸鹽含量后進(jìn)行測(cè)井巖性識(shí)別，或者直接利用ΔL進(jìn)行巖性識(shí)別（見表2）。另外還可通過快速識(shí)別“綠模式”進(jìn)行巖性定性判別，即當(dāng) ΔL＞0時(shí)，一般為泥質(zhì)碳酸鹽巖或碳酸鹽巖，且距離越大，碳酸鹽含量越高，此時(shí)將聲波-密度曲線間充填為綠色；當(dāng)ΔL＜0時(shí)，一般為白云質(zhì)泥頁巖或泥頁巖，且距離越大，泥質(zhì)含量越高，此時(shí)不充填聲波-密度曲線（見圖4）。

圖6 ΔL與XRD礦物成分相關(guān)關(guān)系圖

表2 基于ΔL的測(cè)井解釋標(biāo)準(zhǔn)（泥頁巖-碳酸鹽巖系列）

本方法與ECS測(cè)井、成像測(cè)井等特殊測(cè)井系列相比，巖性識(shí)別結(jié)果吻合，同時(shí)具有快速直觀、定量且容易推廣應(yīng)用的特點(diǎn)。從圖 7可以看出，應(yīng)用本文所述ΔL法解釋的碳酸鹽、長(zhǎng)英質(zhì)含量與ECS方法解釋的礦物含量具有較好的一致性，巖性解釋與電成像解釋結(jié)果（FMI）具有很好的一致性，故本方法可用于細(xì)粒沉積巖性解釋。由于本方法是“用老資料解決新問題”，故更易推廣應(yīng)用。

4.4 討論

4.4.1 測(cè)井巖性識(shí)別方法的適用性

嚴(yán)格意義上，測(cè)井（ΔL）巖性識(shí)別方法在泥頁巖-碳酸鹽巖或泥頁巖-砂巖的單一巖性系列適用性較好。對(duì)于泥頁巖-碳酸鹽巖/砂巖的混合巖性系列，該方法依然可以把泥頁巖和碳酸鹽巖、砂巖區(qū)分開，但是存在著把砂巖識(shí)別成碳酸鹽巖或把碳酸鹽巖識(shí)別成砂巖的可能。由于細(xì)粒沉積巖主要發(fā)育于前三角洲—半深—深湖相，巖性系列相對(duì)單一，即前三角洲相主要為泥頁巖-砂巖系列，半深湖尤其是深湖相為泥頁巖-碳酸鹽巖系列（重力流沉積除外且?guī)r性易識(shí)別），因此該方法適用于湖盆中部廣泛發(fā)育的細(xì)粒沉積巖，尤其適用于半深湖—深湖相砂質(zhì)含量較少的泥頁巖-碳酸鹽巖系列（見圖8）。該定量方法以及“綠模式”是多種巖性判別方法的有益補(bǔ)充，需結(jié)合其他敏感曲線如自然伽馬、電阻率等以更準(zhǔn)確地進(jìn)行巖性綜合判別。

圖7 GX-A井基于ΔL的測(cè)井巖性解釋與巖心、ECS、FMI成像測(cè)井對(duì)比圖

圖8 四川盆地侏羅系XL101井（a）及歧口凹陷古近系Ch54×1井（b）巖性快速識(shí)別

4.4.2 測(cè)井、巖心、薄片與XRD不同尺度的巖石命名

從測(cè)井到XRD，雖然對(duì)巖石分析的精度不斷提高，對(duì)巖性的認(rèn)識(shí)不斷深入，但從實(shí)際應(yīng)用的角度而言，測(cè)井級(jí)別的巖石分類、命名更實(shí)用，尤其是由單井到地震巖性反演。測(cè)井巖石分類與命名是以與測(cè)井精度相匹配的肉眼（巖心描述、薄片鑒定）可觀察到的泥質(zhì)、灰/云質(zhì)和砂質(zhì)三端元為基礎(chǔ)，參考GB/T 17412.2—1998所述巖石命名標(biāo)準(zhǔn)[25]，以50%礦物含量作為巖石基本名稱的分界，將本研究區(qū)測(cè)井尺度的巖石類型分為白云巖、泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)泥巖、泥頁巖等 4大主要巖類（薄片及巖心級(jí)別的石英、長(zhǎng)石等陸源碎屑含量較低且含量達(dá) 25%以上的樣品占比也很低）。而XRD可識(shí)別出多達(dá)8種礦物成分，且XRD分析數(shù)據(jù)中的石英、長(zhǎng)石與薄片鑒定的石英、長(zhǎng)石不完全對(duì)應(yīng)，既包括薄片可觀察的石英、長(zhǎng)石，又包括顆粒極細(xì)小的泥級(jí)石英、長(zhǎng)石；方解石、白云石、方沸石含量亦包括肉眼可觀察的結(jié)晶顆粒和不可觀察的隱晶質(zhì)兩部分；黏土礦物則不同于薄片鑒定的泥質(zhì)（粒徑小于62.5 μm），僅指伊利石、蒙脫石、伊蒙混層、綠泥石、綠蒙混層等。一般情況下 3種方法鑒定的碳酸鹽的含量大小有如下關(guān)系：巖心觀察結(jié)果大于薄片鑒定結(jié)果，薄片鑒定結(jié)果大于XRD結(jié)果；長(zhǎng)英質(zhì)（石英+長(zhǎng)石）含量大小有如下關(guān)系：巖心觀察結(jié)果小于薄片鑒定結(jié)果，薄片鑒定結(jié)果小于XRD結(jié)果；泥質(zhì)的含量大小有如下關(guān)系：巖心觀察結(jié)果大于薄片鑒定結(jié)果，薄片鑒定結(jié)果XRD結(jié)果，因此XRD礦物成分分類界限要低于測(cè)井-巖心-薄片尺度的界限值。由于XRD分析所用樣品量?jī)H1～2 g，更容易受沉積巖宏觀及微觀非均質(zhì)性影響，不能完全反映巖石的真實(shí)情況，因此需要綜合 XRD、薄片、巖心、測(cè)井等信息進(jìn)行綜合判別。

本文巖性定名參考了GB/T 17412.2—1998分類方法，以XRD分析的優(yōu)勢(shì)礦物含量40%作為巖性分類的定量界限（相應(yīng)薄片鑒定礦物成分界限值為50%）[25]，定性的巖性分類界限為ΔL=0。

4.4.3 推廣應(yīng)用

不同地區(qū)細(xì)粒沉積巖的巖性組合類型不同，滄東凹陷孔二段主要為泥頁巖-白云巖組合，東營(yíng)凹陷沙河街組為泥頁巖-灰?guī)r組合，四川盆地侏羅系大安寨段巖性組合為泥頁巖-灰?guī)r等，因此應(yīng)用該方法進(jìn)行巖性定量/定性快速解釋時(shí)，可首先通過 XRD分析數(shù)據(jù)或薄片鑒定數(shù)據(jù)與各測(cè)井曲線的回歸分析，選擇適合本區(qū)的敏感曲線對(duì)，然后建立關(guān)鍵井（或綜合多口井的信息）曲線距離與礦物成分之間定量關(guān)系，并對(duì)不同巖性段測(cè)井解釋數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，確定誤差校正量以實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石礦物成分的定量表征，之后建立以曲線距離或礦物成分為依據(jù)的巖石分類；最后進(jìn)行測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化，以實(shí)現(xiàn)無取心段/井的巖性快速識(shí)別。

為利用關(guān)鍵井所建立的擬合關(guān)系，減小不同測(cè)井儀器、不同測(cè)井環(huán)境引起的測(cè)井響應(yīng)差異，需要進(jìn)行測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化，即通過分析各井標(biāo)志層/段測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的頻率分布，與關(guān)鍵井進(jìn)行對(duì)比，確定其他井所需校正值。實(shí)際操作過程中，只需對(duì)測(cè)井曲線如聲波時(shí)差、密度的左端刻度基值 Δt1、ρ1校正并確保刻度幅度(Δt2-Δt1)，（ρ2-ρ1）一致即可，原理如（5）式所示：

5 儲(chǔ)集層甜點(diǎn)識(shí)別

碳酸鹽巖是細(xì)粒沉積中較泥頁巖更為重要的儲(chǔ)集層，主要儲(chǔ)集空間為晶間孔、裂縫、晶洞、粒間孔等，研究區(qū)孔二段碳酸鹽巖類型主要為白云巖，孔隙度為4%～11%，而泥頁巖孔隙度一般為2.0%～5.6%。在測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)上，利用上述方法對(duì)細(xì)粒沉積區(qū)150余口無取心井孔二段巖性進(jìn)行了定量解釋，從圖 9可以看出，以往錄井解釋的大套泥頁巖，現(xiàn)在看來主要是一套“高豐度泥頁巖夾（泥質(zhì)）白云巖”組合，打破了以往細(xì)粒沉積區(qū)只發(fā)育烴源巖而儲(chǔ)集層不發(fā)育的認(rèn)識(shí)，從而為在細(xì)粒沉積區(qū)尋找致密油奠定了巖性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)?？v向上隨著古氣候、湖平面升降變化，白云石的含量亦交替變化，表現(xiàn)為白云巖、泥質(zhì)白云巖與泥巖頻繁互層，平均單層厚2.5 m，可識(shí)別出多個(gè)白云巖甜點(diǎn)（孔隙度大于6%，滲透率大于0.05×10-3μm2，含油飽和度大于 65%，脆性礦物含量大于60%，試油達(dá)工業(yè)油流標(biāo)準(zhǔn)）段和1個(gè)砂巖甜點(diǎn)段（見圖9）。從SQ⑥白云巖平面分布圖可以看出（見圖 10），整個(gè)湖盆中部均發(fā)育有一定厚度的白云巖，厚度一般為5～27 m，占地層厚度比例平均為50%，但白云巖分布并不均勻，而是局部富集，呈帶狀展布，儲(chǔ)集層甜點(diǎn)主要分布于GD-6井—GD-14井以及GX-A井—KN9井一帶，這種分布規(guī)律與 SQ⑥沉積時(shí)期的古地形是密不可分的，白云巖（為灰?guī)r經(jīng)后期成巖作用而來）主要分布于斜坡20～50 m水深的中低部位或水下相對(duì)隆起區(qū)，水體越深反而越不利于白云巖的形成，而斜坡中高部位主要為三角洲相砂泥巖沉積。

圖9 GD-13井測(cè)錄井巖性解釋柱狀圖

上述細(xì)粒沉積區(qū)儲(chǔ)集層甜點(diǎn)識(shí)別結(jié)果為該區(qū)孔二段致密油勘探提供了重要地質(zhì)認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，先后部署的KN-9井、GD-6井、GD-12井、GD-13井、GD-14井、GD-15井以及GX-A井均在白云巖段獲得工業(yè)油流，其中GD-6井、GD-13井、GD-15井、KN-9井Ⅳ號(hào)甜點(diǎn)段壓裂后分別獲得日產(chǎn)32.6、10.5、8.8、5.5 t的較高產(chǎn)油流，GD-12井、GD-13井在Ⅱ甜點(diǎn)段壓裂后也獲得日產(chǎn)6.2、5.5 t的油流，同時(shí)在SQ⑧段、SQ⑤中上部白云巖段亦均獲得突破（見圖9），如GX-A井、GD-15井上砂巖甜點(diǎn)段壓裂后日產(chǎn)油分別為 8.5 t和9.3 t，GX-A 井 SQEk23中部白云巖段壓裂后日產(chǎn)油5.2 t（GD-6井為2 mm油嘴放噴求產(chǎn)，其余井均為25 MPa泵排求產(chǎn)）。測(cè)井綜合解釋來看，白云巖油層厚度一般都在30 m以上，差油層數(shù)百米，充分展示了滄東凹陷孔二段致密油良好的勘探潛力。

圖10 研究區(qū)細(xì)粒區(qū)SQ⑥白云巖甜點(diǎn)厚度圖

6 結(jié)論

通過測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化并與X射線衍射分析實(shí)測(cè)礦物含量定量關(guān)系擬合，計(jì)算無取心段/井礦物含量，從而進(jìn)行巖性識(shí)別，建立巖性快速識(shí)別“綠模式”。所建立的“綠模式”可更直觀、快速定性識(shí)別巖石類型，縱向上易于辨識(shí)巖性組合，進(jìn)而利于地層劃分及高分辨率層序地層研究，橫向上易于多井對(duì)比分析。應(yīng)用該方法在滄東凹陷孔二段細(xì)粒沉積區(qū)識(shí)別出多個(gè)白云巖甜點(diǎn)段和 1個(gè)砂巖甜點(diǎn)段，整個(gè)湖盆中部均發(fā)育一定厚度的白云巖，儲(chǔ)集層甜點(diǎn)主要分布于 GD-6井—GD-14井以及GX-A井—KN9井一帶，實(shí)鉆均獲工業(yè)油流。該方法適用于前三角洲—湖盆中心細(xì)粒沉積巖發(fā)育區(qū)，尤其適用于半深湖—深湖相砂質(zhì)含量少、以泥-灰云質(zhì)為主的細(xì)粒沉積巖的巖性識(shí)別。

符號(hào)注釋：

Cc——黏土礦物含量，%；Cca——碳酸鹽含量，%；GR——自然伽馬，API；L1——聲波測(cè)井曲線到基線的距離，即歸一化聲波時(shí)差，無因次；L2——密度測(cè)井曲線到基線的距離，即歸一化密度，無因次；r——復(fù)相關(guān)系數(shù)；Rt——電阻率，Ω·m；SP——自然電位，mV；ΔL——聲波、密度測(cè)井曲線間距離，無因次；Δt——聲波時(shí)差，μs/m；Δt′——待校正的聲波時(shí)差，μs/m；Δt1——聲波測(cè)井刻度最小值，μs/m；Δt2——聲波測(cè)井刻度最大值，μs/m；Δtc——聲波時(shí)差校正量，μs/m；Δρc——密度校正量，g/cm3；ρ——密度，g/cm3；ρ′——待校正的密度，g/cm3；ρ1——密度測(cè)井刻度最小值，g/cm3；ρ2——密度測(cè)井刻度最大值，g/cm3；φN——補(bǔ)償中子孔隙度，%；φN1——補(bǔ)償中子孔隙度測(cè)井刻度最小值，%；φN2——補(bǔ)償中子孔隙度測(cè)井刻度最大值，%。

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（編輯 黃昌武）

A new method for lithology identification of fine grained deposits and reservoir sweet spot analysis: A case study of Kong 2 Member in Cangdong sag, Bohai Bay Basin, China

ZHAO Xianzheng1, PU Xiugang1, HAN Wenzhong1,2, ZHOU Lihong1, SHI Zhannan1, CHEN Shiyue2, XIAO Dunqing1
(1. PetroChina Dagang Oilfield Company, Tianjin 300280, China; 2. China University of Petroleum (East China), Qingdao 266580, China)

Based on systematic coring of 500 m of Kong 2 Member of the Paleogene Kongdian Formation in Cangdong sag of Bohai Bay Basin, identification and XRD (X-Ray Diffraction) analysis of over 1000 thin sections, a simplified method to quantitatively calculate contents of fine grained minerals with conventional logging data such as acoustic travel time (AC) and density log (DEN) has been proposed, and a quick lithologic identification "green mode" has been worked out in this study. By fitting the relationship between normalization of logging curves and mineral content measured by XRD, the mineral contents of sections or wells not cored can be calculated to identify lithology. With this method, several dolomite sweet spot intervals and one sandstone sweet spot interval have been found in the Kong 2 Member of Cangdong sag, where high production oil and gas flows have been tapped from drilled wells. The study shows that the dolomite is in band distribution and enriched in local parts of the study area. This method is applicable to lithologic identification of fine grained deposits in front delta-lake basin center, especially lithologic identification of mud and dolomite dominated fine grained deposits with low sand content of semi-deep, deep lake facies.

fine grained deposits; lithologic identification; dolomite; tight oil; reservoir sweet spot; Paleogene Kongdian Formation;Cangdong sag; Bohai Bay Basin

中國(guó)石油科技重大專項(xiàng)“大港油區(qū)大油氣田勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究”（2014E-06）

TE122.2

A

1000-0747(2017)04-0492-11

10.11698/PED.2017.04.02

趙賢正, 蒲秀剛, 韓文中, 等. 細(xì)粒沉積巖性識(shí)別新方法與儲(chǔ)集層甜點(diǎn)分析： 以渤海灣盆地滄東凹陷孔店組二段為例[J]. 石油勘探與開發(fā), 2017, 44(4)： 492-502.

ZHAO Xianzheng, PU Xiugang, HAN Wenzhong, et al. A new method for lithology identification of fine grained deposits and reservoir sweet spot analysis： A case study of Kong 2 Member in Cangdong sag, Bohai Bay Basin, China[J]. Petroleum Exploration and Development, 2017, 44(4)： 492-502.

趙賢正（1962-），男，浙江義烏人，博士，中國(guó)石油大港油田公司教授級(jí)高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事石油勘探綜合研究與管理工作。地址：天津市濱海新區(qū)幸福路1278號(hào)，中國(guó)石油大港油田公司機(jī)關(guān)，郵政編碼：300280。E-mail： xzzhao@petrochina.com.cn

2016-03-28

2017-06-09