第20卷・第5期测 井 技 术・335・
河流相沉积微相与测井相研究
陈钢花 王中文 王湘文
(石油大学・山东)
摘要
陈钢花等:河流相沉积微相与测井相研究,测井技术,1996(5)20,335～340。
在关键井相分析的基础上,通过研究河流相各沉积微相的特征及在测井曲线上的响应特征,建立了河流相各种沉积微相的测井相模式,实现了根据测井资料用计算机定量识别井剖面地层的
沉积微相,并对胜利油田的实际井资料进行了处理,其结果与地质专家解释结果相当吻合。
主题词:沉积微相 测井响应 测井数据处理 相分析 计算机应用
ABSTRACT
Chen,G.H.et a l.:Study of Sed i m en tary M icrofac ies of R iver Fac ies and Electrofac ies,WL T,1996(5)20,335～340.
B ased on key w ell facies analysis,electrofacies m odels of vari ou s sedi m en tary
m icrofacies of river facies are estab lished by studying the characteristics of sedi m en2 tary m icrofacies of river facies and their logging respon ses.Con sequen tly,quan tita2 tive discri m inati on of sedi m en tary m icrofacies of a w ell p rofile,based on logging da2 ta,has been realized by com p u ter.A ctual logging data from ShengliO il F ield have
been p rocessed.T he resu lts co incides very w ell w ith the in terp retati on resu lts from
geo logists.
D escr iptors:sedi m en tary m icrofacies log respon se logging data p rocessing
facies analysis com p u ter app licati on
前 言
沉积相研究是勘探开发隐蔽油气藏至关重要的工作,其中单井相分析是整个沉积相研究的基础。
地质学家通过分析取心资料,根据岩性标志、古生物标志等来分析沉积环境,进而根据沉积砂体的成分、碎屑颗粒的粒度、分选等结构特征、沉积砂体单层厚度、在纵向上组合形式(单层、互层、夹层等)、沉积序列的特征和沉积体中保存的沉积构造及沉积体的含油性、与下伏岩层之间的接触关系(整合关系、充填切割关系)等方面的地质参数对单井可进行沉积亚相及微相的划分。
实际上各种测井曲线同样提供了矿物成分、结构、沉积构造特征的信息,其曲线幅度形态特征是地层岩性、粒度、泥质含量变化和垂向沉积序列等信息的综合反映。
如自然电位测井曲线形态,钟形表示水动力渐次减弱条件下下粗上细的正粒序沉积;漏斗形反映水动力渐
次增强条件下下细上粗的反粒序沉积;箱形反映物源丰富、水动力稳定条件下加积沉积。
因此,类似于地质上的研究方法,本文从测井曲线中提取反映沉积环境变化的特征标志,利用计算机来自动定量识别沉积微相,并编制了相应的软件。
应用这套软件,我们对胜利油田河流相进行了实际处理,其结果与地质专家解释结果对比,两者的符合率在80%以上,两者符合得较好。
由此表明利用这种方法进行沉积微相的研究是一种简单可行的方法。
河流环境沉积微相及测井相特征
1, 研究区馆陶组地层河流相沉积环境分析
研究区馆陶组地层由含砾砂岩、砂岩、粉砂岩和泥岩组成。
砂岩碎屑组分中长石含量高,为长石砂岩,砂岩的粒度中值为0106～0144mm ,最粗颗粒粒径>2mm ,分选中等,圆度中等。
粒度概率曲线一般为两段型,其中跳跃总体约占50%～70%,斜率约为70°。
悬浮总体约占30%～50%,斜率约为50°,跳跃总体与悬浮总体的交截点在<215～<315之间,与典型的现代河流环境沉积砂体的粒度概率图极为相似。
馆陶组地层在纵向上旋回性清楚,具下粗上细的正旋回,即具二元结构,砂体在剖面上呈透镜状,在平面上呈条带状,应为河流环境沉积。
馆上段正旋回完整,各旋回下部为中2细砂岩层或粉砂岩层,见交错层理和平行层理;旋回上部厚度大,为杂色粉砂岩夹泥岩或泥岩夹粉砂岩,,泥岩中常见粉砂岩条带和生物搅动构造,泥岩不纯常见粉砂,砂体在平面上呈弯曲条带状,为曲流河沉积;馆下段地层在纵向序列上二元结构不如上部完整,岩性粗,一般为砾状砂岩、含砾砂岩、粗砂岩夹薄泥岩层,每个旋回下部常由厚层的砾状砂岩、含砾砂岩组成,分选差,碎屑颗粒圆度差,层厚;每个旋回上部厚度一般较小,不到整个旋回的三分之一,为杂色泥岩层或为杂色泥岩层夹薄层砂岩,粉砂岩和含砾砂岩,砂体在平面上呈席状体或分义状,为辫状河沉积。
2, 亚相、微相类型及其沉积特征
在河流沉积环境的基础上,根据砂体的粗细、厚度、纵向组合形式及沉积的相互关系划分为河道、河道边缘、泛滥平原三个亚相,河道亚相进一步划分为心滩、边滩、河道充填三个微相。
(1) 河道亚相
河道是河谷中常流水的地方,是河流沉积的重要场所,故河道沉积是河流沉积中砂体最发育的地带。
在河道中除河道充填沉积外,常发育各种砂坝。
曲流河中的砂坝一般分布于曲流河的凸岸一侧,称为边滩沉积;辫状河道砂坝一般分布于河道中央部分,称为心滩沉积。
总之,各类砂坝为河流沉积中砂体最厚、粒度较粗、含油性最好的地区。
・心滩微相:岩性主要由砾状砂岩、含砾砂岩、粉砂岩和粉砂质泥岩组成。
砂岩中岩屑含量高,粒粗,为粗砂岩,分选差,圆度差,层厚,层理不清,呈块状或见交错层理及平行层理。
砂坝砂体底部常见有冲刷现象,冲刷面上有大小不等的泥砾,砂岩层一般厚5～6m ,厚者可达数十米,泥岩夹层少,厚度薄,一般厚度小于015m 。
厚砂层中可见不同期砂体叠加和冲刷切割现象。
・边滩微相:岩性主要由砂岩、粉砂岩和泥岩组成,一般为中2细砂岩,分选中等,次圆状,砂层中常见交错层理,平行层理,砂层厚度一般比心滩薄,粉砂岩层中见波状层理,上攀层理,泥岩层中见水平层理。
・河道充填微相:在河道沉积中,除河道砂坝集中发育的部位外,河道砂质沉积都属于河道充填沉积。
其沉积特征与河道砂坝基本一致,只是在沉积厚度上通常比河道砂坝薄,一般单
・633・测 井 技 术1996年
砂层厚度1～3m 。
(2) 河道边缘亚相
河道边缘沉积是指洪水期河水溢出河岸在近河道两侧形成的沉积。
对于辫状河来说,由于河道经常游荡迁移,河道边缘沉积一般不容易保存。
河道边缘沉积一般为粉砂岩、泥质粉砂岩与粉砂质泥岩薄互层,单层厚度一般小于1m 。
粉砂岩层中常见小型交错层理和波状层理,泥岩层一般为水平层理。
生物化石少见,仅见一些碳化植物碎片,此外还可见生物搅动构造。
(3) 泛滥平原亚相
泛滥平原沉积是指河道及河道边缘以外的广阔的冲积平原上的沉积,在一些低洼之处还经常有河漫湖泊和河漫沼泽沉积。
辫状河河道之间的沉积也是洪水漫出河道泛滥沉积而成,属泛滥平原亚相,也可称为道间沉积。
泛滥平原沉积以泥岩,粉砂质泥岩为主,常夹有泥质粉砂岩。
泥岩和泥质粉砂岩色杂,常具水平层理、波状层理及生物搅动构造。
泥岩中还见碳化植物碎片并含微体生物化石及钙质团块。
3, 测井相特征
・心滩微相:在自然电位曲线和电阻率曲线上反映为箱形或齿化箱形,有时出现箱形或齿化箱形曲线的叠加;泥质含量低,电阻率较高;砂岩层一般厚5～6m ,厚者可达数十米,泥岩夹层少,厚度薄,一般厚度小于015m 。
・边滩微相:在自然电位曲线和电阻率曲线上的反映为钟形或齿化钟形,有时出现钟形或齿化钟形曲线的叠加;泥质含量低,电阻率较高;砂层厚度一般比心滩薄。
・河道充填微相:其沉积特征与河道砂坝基本一致,只是砂层厚度通常比心滩、边滩薄,一般单砂层厚度1～3m ,在自然电位及电阻率曲线上呈小型的钟形、箱形及齿化的箱形及钟形;泥质含量比心滩、边滩稍高。
・河道边缘微相:泥质含量为中—高值,低阻,但一般比泛滥平原相稍高;在自然电位曲线上常呈锯齿状,电阻率曲线常呈指状,反映为间歇性水流沉积作用的特征。
・泛滥平原微相:泥质含量为高值,低阻,自然电位曲线形态平直,中间偶有代表过渡岩性的指形小尖峰。
综上所述,可由泥质含量参数大于某个门槛值划分出泛滥平原微相与河道边缘微相,并根据曲线形态(河道边缘微相电测曲线形态常呈锯齿状、指状;泛滥平原微相电测曲线形态较平直)区分这两种微相;根据砂层厚度划分出河道充填微相(砂层厚度比心滩、边滩微相薄,一般小于4m );根据曲线形态区分心滩与边滩微相(边滩常为钟形或齿化钟形,心滩为箱形或齿化箱形)。
提取测井特征参数并定量识别沉积微相
1, 微相段的自动划分
根据河流沉积环境在纵向上旋回特征,即每个旋回岩性是具下粗上细的二元结构,泥质含量值表现为下低上高的特征,电阻率值表现为下高上低的特征,因此我们首先由电测曲线计算出泥质含量参数,用泥质含量参数来反映每个旋回的粒序变化,然后选取适当的泥质含量门槛值V S H O ,并结合电阻率曲线,即可将整个井剖面划分为若干个微相段。
泥质含量计算公式:
∃S H =(log -log m in )
(log m ax -log m in )(1)・
733・第20卷・第5期陈钢花等:河流相沉积微相与测井相研究
V S H =(2∃S H ・GCU R -1)
(2GCU R -1)(2)
式中 log ——当前采样点测井值(S P 、GR 、CN L 或R T 曲线值);
log m in 、log m ax ——解释井段纯砂岩、纯泥岩测井值(S P 、GR 、CN L 或R T 曲线值)
GCU R ——经验系数 GCU R =
2.0 老地层
3.7 第三系地层
2, 测井数据归一化
为了使所计算的特征参数便于对比,对原始测井值进行归一化预处理,利用极差标准化方法对数据进行预处理,即
Y i =(x i -x m in i )
(x m ax i -x m in i )(3)式中 Y i ——标准化后的测井数据;
x i ——原始测井曲线值; x m in ——测井曲线最小值; x m ax ——测井曲线最大值。
3, 提取特征参数根据河流环境各沉积微相及测井相特征,我们选用了测井曲线幅度、形态、波动性及微相段厚度四个特征参数来定量描述各沉积微相。
(1)相对重心R M :反映曲线形态变化,钟形的重心偏下方,R M >015;漏斗形的重心偏上方,R M <015;箱形的重心居中,R M =015。
R M =[∑N
i =1
ix (i )] [(N +1)∑N
i =1
x (i )]
(4)
式中 N ——相段内的数据点数; x (i )——测井曲线值。
(2)变差方差根GS :可综合反映微相段内曲线段整体波动性大小和锯齿的多少,波动大锯齿多,则GS 值大;反之GS 小。
GS =[G (1)+G (2)+S 2]1 2
(5)式中 S 2
=
1
N -1
∑N
i =1[x (i )-x A ]
2
(6) G (h )=
1
2M (h )
∑M (h )i =1
[x (i )-
x (i +h )]
2
(7)
x A ——微相段测井均值; M (h )——间隔为h 的数据对[x (i ),x (i +h )]的数目,h =1,2,…
(3)微相段测井均值:反映曲线幅度大小 x A =
1
N
∑N
i =1
x (i )
(8)
(4)微相段厚度:根据所划分的微相段即可计算出每段的厚度。
实际资料处理及分析
根据河流环境各沉积微相的测井响应特征及所选用的测井特征参数,我们编制了相应的软件,并对胜利油田河流相井资料进行了实际处理。
通过5口取心井的详细研究,建立了河流环境五种微相的测井相模式,并对研究区其它井进行了实际处理,处理结果与地质专家解释结
・833・测 井 技 术1996年
表1 非取心井A井解释成果表
地质划分的微相段测井划分的微相段测井划分的微相地质划分的微相1220.000,1298.0001220.0001297.500泛滥平原泛滥平原1298.000,1301.0001297.5001301.250河道充填河道充填1301.000,1309.1251301.2501308.875河道边缘河道边缘1309.125,1311.2501308.8751311.125河道充填河道充填1311.250,1322.5001311.1251323.375泛滥平原泛滥平原
1322.500,1329.2501323.3751326.625河道边缘
1326.6251329.000河道充填
河道边缘
1329.250,1352.2501329.0001352.125泛滥平原泛滥平原1352.250,1354.5001352.1251354.250河道充填河道充填1354.500,1381.7501354.2501381.625泛滥平原泛滥平原1381.750,1382.7501381.6251382.625河道充填河道充填1382.750,1396.0001382.6251395.750河道边缘河道边缘1396.000,1401.7501395.7501401.750边 滩边 滩1401.750,1426.0001401.7501426.250泛滥平原泛滥平原1426.000,1431.7501426.2501431.125边 滩边 滩1431.750,1439.2501431.1251439.250河道边缘3泛滥平原1439.250,1447.8751439.2501447.625边 滩边 滩1447.875,1451.0001447.6251451.250泛滥平原泛滥平原1451.000,1461.5001451.2501461.500边 滩边 滩1461.500,1468.2501461.5001468.750泛滥平原泛滥平原1468.250,1476.0001468.7501476.125边 滩边 滩1476.000,1480.0001476.1251480.000河道边缘3泛滥平原1480.000,1483.0001480.0001483.000河道充填河道充填1483.000,1487.2501483.0001487.625泛滥平原泛滥平原1487.250,1495.0001487.6241494.250边 滩边 滩1495.000,1504.5001494.2501504.750泛滥平原泛滥平原1504.500,1516.0001504.7501516.250边 滩边 滩1516.000,1535.2501516.2501535.250河道边缘河道边缘1535.250,1655.7501535.2501655.750心 滩心 滩1655.750,1657.5001655.7501657.250泛滥平原泛滥平原1657.500,1665.0001657.2501665.250心 滩心 滩1665.000,1684.0001665.2501684.375泛滥平原泛滥平原1684.000,1698.5001684.3751698.125心 滩心 滩1698.500,1715.5001698.1251715.250河道边缘河道边缘1715.500,1747.0001715.2501747.125心 滩心 滩1747.000,1751.0001747.1251750.625泛滥平原泛滥平原1751.000,1835.5001750.6251835.625边 滩3心 滩1835.500,1840.0001835.6251840.000泛滥平原泛滥平原1840.000,1890.0001840.0001889.625心 滩心 滩1890.000,1893.0001889.6251893.500泛滥平原泛滥平原1893.000,2002.5001893.5002002.500心 滩心 滩总层数:41不吻合层数:4吻合率:90◊
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9
3
3
・
第20卷・第5期陈钢花等:河流相沉积微相与测井相研究
果对比,两者的吻合率在80%以上。
表1为其中一口非取心井的处理结果,处理井段为1220～2002m 。
从表1中可看出,由图1 沉积微相解释成果图
测井资料划分的微相段(共41段)与地质专家划分结果(共40段)吻合较好,所划分的各相段层界基本一致,深度错位很小(一般不超过016m );由测井资料所解释的微相结果与地质专家解释结果吻合率达90%,两者吻合的相当好。
图1为其中一段的沉积微相解释成果图。
结论
本文通过详细分析研究河流相各沉积微相在测井资料上的响应特征,提取出反映各沉积微相特征的测井特征参数,并建立相应的测井相模式,编制了相应的计算机软件。
对测井资料的实际处理证明:
1,根据上述方法利用测井资料进行自动
定量识别沉积微相是一种简单快速、经济有效的方法,应用测井资料及这套软件可自动获得深度准确、质量可靠的单井剖面微相解释,从而为研究沉积相的横向变化、砂体的延伸迁移、预测砂体分布规律提供重要的基础地质资料;在高含水期,为剩余油的空间分布提供可靠的地质依据。
2,由于沉积特征的差异,不同沉积环境沉积微相的测井响应特征各不相同;即使同一沉积环境,不同地区同一微相的测井特征也可能不同,因此,应根据不同沉积环境不同地区各微相的测井响应特征,提取相应的测井特征参数,建立相应的测井相模式。
本文得到了石油大学(华东)雍世和教授的指导,并得到胜利油田测井公司李德云、张晋言、徐思顺、李乐全、梁承明等同志的大力帮助,在此深表感谢。
参
考
文
献
1, [法]O .Serra 著,肖义越译:测井资料地质解释,石油工业出版社,1992年。
2, 华东石油学院岩矿教研室:沉积岩石学,石油工业出版社,1982年。
(收稿日期:1996203203 编辑李总南)
・043・测 井 技 术1996年。
