重慶城口地區下寒武系水井沱組復雜巖性測井識別

李繼亭 張文姣 張啟子

摘 要：XX1井是重慶城口頁巖氣勘查區第一口參數井，井區構造復雜、勘探程度非常低，鉆遇地層剖面與預測地層巖性差異巨大，巖性變化劇烈，巖心描述礦物成分復雜，并具有多種不確定性。本文結合實鉆地層巖心描述和全巖礦物X衍射分析等資料，克服可參考借鑒資料極少、小井眼所錄取測井信息少且測井質量受到一定影響、僅利用測井巖性識別存在多解性的局限，運用分析常規測井曲線特征和交會圖技術，分析和判識XX1井各井段的巖性。

關鍵詞：水井沱組；巖性識別；變質巖；交會圖

引言

近年來，隨著石油勘探程度的不斷深入，國內發現的頁巖氣也愈來愈多，對頁巖氣的研究正引起越來越多的關注。重慶城口頁巖氣探區寒武系地層巖性復雜，由于勘探區域為高陡地層，出露地表地層傾角大于60°，所以橫向上不同井點、不同區塊的之間的巖性變化很大，與鄰近井巖性可比性極差，所以巖性識別難度大，相應地，給后續的儲層評價及儲層流體評價帶了極大困難。

巖性識別是儲層測井評價的基礎和關鍵環節。對于沉積碎屑巖、碳酸鹽巖儲層的測井評價，由于巖性比較單一、變化也比較小，加上人們已經開展了長期的、大量的研究工作，評價技術比較成熟，而新探區的構造背景復雜的巖性識別難度大，存在一定的不確定性。

XX1井是重慶城口頁巖氣勘探區為探索下寒武統黑色頁巖含氣性以及認識目的層段的巖性、巖相發育情況及變化規律所鉆探的第一口參數井。因此，測井巖性識別是今后開展進一步測井儲層評價的基礎，對XX1井的測井巖性識別研究具有重要的意義。

本文通過結合鉆井地質設計、實鉆地層巖心描述、全巖礦物X衍射分析等資料，利用巖心對比、測井曲線特征分析、直方圖統計和交會圖識別等方法對XX1井各井段的巖性進行識別和分析。

2 地層巖性識別

2.1 交會圖法原理

交會圖法是一種測井資料的解釋技術[1]，是確定巖性、孔隙度和含油氣飽和度是廣泛采用的一種方法，它是把兩種測井數據在平面圖上交會，根據交會點的坐標定出所求參數的數值和范圍的一種方法[2，3]。

不同巖性測井特征相互重疊，為了在交會圖上能直觀地看出各種巖性的分界和所在分布的區域，能比較清晰地識別各種巖性，就要綜合應用各種測井曲線信息[4]，本文在XX1井巖性識別過程中應用的交會圖主要有：自然伽馬-深側向電阻率交會、自然伽馬-密度交會、補償中子-密度交會等。在交會圖中，不同巖性的自然伽馬、密度、中子、深側向電阻率曲線表現出一定的差別，可以根據這些識別判斷巖性。

2.2 地層巖性識別

XX1井巖性主要分為兩類泥質巖類和砂質巖類。其中，泥巖巖類主要包括：砂質泥巖、硅質泥巖、碳質泥巖和變質泥巖；砂質巖類主要包括：粉細砂巖、硅質砂巖、灰質砂巖、硅質巖、石英砂巖以及灰巖。依據測井資料，通過重點井段的測井響應特征分析，對不同井段進行地層巖性進行識別。

751～845m井段巖性以砂質泥巖和硅質泥巖為主，夾兩層自然伽馬數值極高的碳質泥巖（815～826m）、兩層極低中子與自然伽馬值的石英砂巖（807～814.5m、825.5～832.5m）。752～781m、833～845m為砂質泥巖，其自然伽馬值75～100API，深側向電阻率1000Ω·m左右，密度2.66g/cm3左右，中子3%～4%，聲波52～55μs/ft；與砂質泥巖相比，781～806m深度段的硅質泥巖具有更小的中子值、略低的自然伽馬和略高的電阻率數值。而硅質砂巖與石英砂巖相比，電阻率數值相近，但硅質砂巖的自然伽馬值略高、密度值略大。

2.3 巖性識別中的多解性

XX1井1050m～1170m井段中1133m～1146m為較低自然伽馬值的砂質巖。除此之外，其余井段具有極高的自然伽馬數值，由統計可以得出，自然伽馬值多在200～900API之間；反映在三孔隙度曲線上，密度值在2.30～2.64g/cm3之間，聲波為55～100μs/ft，中子在2%～21%之間，深側向電阻率多在28000～30000Ω？m；巖心多處見氣體冒出，在較低電阻率、較低密度、較高中子及聲波值的層段，裂隙發育，含氣豐度也較高。

對于該段極高自然伽馬數值地層的巖性，大致有兩個個判斷方向——

推斷之一：如地質人員提供，為水井沱組黑色硅質泥巖、碳質泥巖、泥巖和硅質頁巖互層。所描述硅質泥巖、硅質頁巖段雙側向電阻率達30000Ω？m的最高限幅值，碳質泥巖段側向電阻率也達到2000Ω？m以上。巖性與電性的突出矛盾之處是普通的泥巖類不可能具有如此高的電阻率和如此高的自然伽馬數值，所以認為此種巖性描述還應該進一步推敲。

推斷之二：根據全巖礦物分析結果，斜長石與堿性長石的含量總和在19.4%～26.9%，石英與長石的含量之和在42.9%～51.0%之間，推斷為前寒武系片麻巖。

典型的片麻巖在測井曲線上表現為“四高一中一低”的特征，即高自然伽馬、高密度、高電阻率、中高PE，中等中子孔隙度，低聲波時差。由于片麻巖中長石含量高，且含有云母礦物，所以可以利用高自然伽馬的特征進行識別。

3 巖性識別模板

在巖心地質觀察及薄片的巖性定名的基礎上，對于厚度大于 0.6 m的地層，針對取心井段讀取測井響應特征值，根據不同巖性進行歸類，按不同巖性測井響應建立巖性識別圖版。中子、密度交會直接反映地層的泥質含量，電阻率反映巖石導電性能，因此利用自然伽馬、深側向電阻率值、密度與中子交會做交會圖，粉細砂巖、硅質砂巖、灰質砂巖、硅質巖、石英砂巖等砂質巖類區分開來。并結合巖性識別圖版對不同巖性主要測井數值進行了統計分類（表1）。

4 結論

1）對于勘探程度非常低的區域進行測井巖性識別要充分結合區域地質特點，綜合利用地質錄井、鉆井取心和全巖礦物X衍射分析等資料，立足測井曲線信息，結合交會圖等識別技術進行綜合判斷。

2）根據目前資料分析認為XX1井1050～1170m井段極高自然伽馬數值地層的巖性存在2種可能：一可能硅質泥巖、碳質泥巖、泥巖和硅質頁巖互層；二可能為泥質系列的區域變質巖。由全巖礦物含量推斷第二種巖性存在的可能性最大。

3）形成了城口地區寒武統不同巖性的識別模板。

4）正確的巖性識別為準確評價儲層奠定了基礎。對不同巖性，選用不同的礦物骨架值進行儲層孔隙度等參數計算，保證了儲層參數計算精度，從而對儲層做出正確評價。

參考文獻：

[1]譚廷棟，司徒麗麗.1983. 測井交會圖的幾個特殊用途[J]. 石油勘探與開發， 1983（4）：27-35.