西泉C井区石炭系火山岩储层岩性测井识别_张永禄.pdf

2020年第12期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-03-06 基金项目 国家自然科学基金 “准噶尔盆地侏罗纪低成熟度煤系致密砂岩气储层形成机制”（41562008） 。 第一作者简介 张永禄 （1987-） ， 男 （汉族） ， 山东东营人， 新疆大学地质与矿业工程学院在读硕士研究生， 研究方向 造山带、 火山岩与成矿。 西泉C井区石炭系火山岩储层岩性测井识别 张永禄*1， 德勒恰提 加娜塔依 1， 张明玉2， 余义川1， 韩 涛 1 （1.新疆大学地质与矿业工程学院， 新疆 乌鲁木齐 830047； 2.中国石油新疆油田分公司准东采油厂， 新疆 阜康 831500） 摘要 西泉地区石炭系火山岩储层岩性复杂， 相较于常规砂岩储层火山岩储层具有岩性测井特征 不明显的特征。这对火山岩储层岩性识别造成一定困难， 基于此， 在分析岩芯等第一性资料的基础 上， 通过建立测井数据交汇图版结合FMI成像资料对西泉C井区火山岩储层岩性进行了测井识别。 研究表明西泉C井区火山岩主要分为火山熔岩类、 火山碎屑岩类及少量浅成侵入岩。石炭系岩性 以火山角砾岩为主， 厚度超过50m， 其次为安山质角砾岩、 安山岩、 凝灰岩、 闪长玢岩、 正长斑岩。根 据电阻率与伽马交汇的岩性识别图版将研究区石炭系岩性划分为四种。火山角砾岩 10Ωm≤RT≤ 90Ωm， GR＜ 70API； 安山岩 RT＞ 90Ωm， GR＜ 70API； 凝灰岩 RT ＜ 10Ωm， GR＜ 70API； 玢岩 GR ＞70API， RT＞90Ωm。 关键词西泉地区； 石炭系； 火山岩储层； 测井识别 中图分类号 TE132 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202012-0143-04 近年来火山岩油气藏作为重要的油气勘探领域在 中国东部、 新疆北部两大火山岩油气区已初具规模[1]。 西泉地区， 自2006年西泉1井石炭系火山岩油藏发现 后， 截止2012年累计提交控制储量 4889104t， 勘探潜 力巨大[2]。2017年阜26井在石炭系松喀尔苏组内幕型 火山岩获高产气流， 标志着该区向火山岩深层勘探取 得了突破。但是火山岩岩性复杂， 横向变化大， 部分油 井出现初始产能高， 但下降很快等现象， 火山岩储层研 究遇到一些瓶颈。学者们大量研究表明火山岩储层有 效性主要受岩性岩相控制， 因此岩性识别依然是重 点。本文主要根据岩芯、 测井等资料， 通过岩芯观察、 薄片鉴定、 统计， 建立测井数据岩性识别图版对西泉C 井区火山岩储层岩性进行了识别。 1火山岩岩性及测井特征 1.1火山岩岩性特征 中国东部沉积盆地内火山岩以中酸性为主,西部 以中基性为主。西泉C井区石炭系火山岩是中基性 的， 主要分为火山熔岩类和火山碎屑岩类两大类。国 内大多数学者对火山岩储层的岩石类型研究主要是通 过岩芯观察、 薄片鉴定、 测录井资料等第一性资料和火 山岩主量元素TAS图解分析来鉴别， 西泉地区石炭系 火山岩主要分为火山熔岩类 （占 30） 、 火山碎屑岩类 （占49） ， 进一步可细分为安山岩、 玄武岩、 火山角砾 岩、 火山凝灰岩４种主要类型,以及安山玄武岩、 英安 岩、 流纹岩、 火山角砾熔岩、 沉凝灰岩、 凝灰质砂泥岩、 浅成侵入岩等分布范围较小的岩类[3-6]。通过对100余 米岩芯观察统计， 研究区石炭系岩性以火山角砾岩为 主， 厚度超过50m， 其次为安山质角砾岩、 安山岩、 凝灰 岩、 闪长玢岩、 正长斑岩 （图1） 。 图1研究区岩性统计柱状图 143 2020年第12期西部探矿工程 1.2火山岩测井特征 火山岩测井特征会受到岩石结构、 密度、 孔隙发 育、 自然放射性等影响， 不同岩性的火山岩测井响应 不同。伽马值随SiO2含量的增大而增大， 电阻率随金 属含量增大而减小。火山岩的自然放射性、 密度、 电 阻率对火成岩的结构变化有一定的反映， 火山碎屑岩 与同质的熔岩相比， 自然放射性、 密度、 电阻率测井值 降低。按照二氧化硅含量的变化将准噶尔盆地火山 岩划分为以下四大类 基性岩类 （玄武岩类） SiO2质量 分数为45～52， 中性岩类 （安山岩类） SiO2质量分 数为52～63， 中酸性岩类 （英安岩类） SiO2质量分 数为63～68， 酸性岩类 （流纹岩类） SiO2质量分数 大于68[7-8]。研究区XQ10井石炭系英安岩测井特征 见图2。 图2XQ10井测井曲线 2火山岩岩性识别图版建立2.1火山岩岩性识别图版 144 2020年第12期西部探矿工程 2.2火山岩岩性识别下限 岩性识别下限是有效区分不同岩性的重要根据， 不同地区相同岩性的岩石测井数据可能存在不同。根 据岩性识别图版并结合岩芯资料， 总结出研究区火山岩 不同岩性识别下限 火山角砾岩 （10Ωm≤RT≤90Ωm， GR＜ 70API） ； 安山岩 （RT ＞ 90Ωm， GR ＜ 70API） ； 凝 灰岩 （RT＜ 10Ωm， GR＜ 70API） ； 玢岩 （GR＞70API， RT＞90Ωm） （表1） 。 表1研究区石炭系岩性识别下限表 岩性 火山角砾岩 玢岩 安山岩 凝灰岩 测井曲线范围 10Ωm≤RT≤90Ωm RT＞90Ωm RT＞90Ωm RT＜10Ωm GR＜70API GR＞70API GR＜70API GR＜70API 3成像测井岩性识别 火山岩储层测井响应不同于常规储层测井曲线的 响应特征主要受火山岩的致密程度、 化学成分以及后 期蚀变作用等因素的影响， 需要在岩芯分析的基础上， 结合常规测井和FMI （地层微电阻率扫描成像） 测井来 区分火山岩岩性和构造[9-10]。微电阻率扫描成像测井 FMI主要表现在颜色变化和几何形态等两个方面， 总 体可以划分为4个色调， 即亮、 浅、 暗、 杂色等， 对应的物 理参数为高阻、 低阻和不均一变化。不同色调组成的 图案按形态又可分为块状、 线状、 斑状、 杂乱及条带等 不同形态， 可以直观反映出岩石的构造特征。 3.1研究区火山岩成像测井构造特征 FMI图像特征分析发现研究区安山质火山角砾岩 为亮色斑点模式， 中高阻亮色角砾大小不一， 颗粒间相 互支撑， 混杂堆积， 棱角清晰， 不具备磨圆特征 （图4） ； 安山岩为变形构造， 呈现为中低阻的基质组成， 大体为 橙黄色， 常见塑性变形角砾， 具备揉皱特征， 黑色低阻 条纹切割亮色条纹， 常见椭球形斑块； 玢岩为气孔和杏 仁构造， 溶蚀孔隙被方解石填充， 在微电阻率成像上呈 高阻亮色， 溶蚀孔隙被绿泥石填充， 在微电阻率成像上 呈低阻黑色； 火山角砾岩为块状构造， 呈现为基本无色 级变化的均块状， 整体由高阻、 低阻基质组成， 岩石矿 物在构造和成分上基本一致。 3.2成像测井与识别图版对比分析 成像测井通过用多种颜色对井壁电阻率进行刻 度， 把地层岩性及物性的变化和裂缝、 孔洞、 层理等地 层特征引起的电阻率变化， 转换成图像上不同色度和 形态的显示， 得到一个岩性连续、 柱状结构的剖面， 可 以直观清楚地反映火山碎屑岩粒度颗粒大小、 形状、 圆 度及球度等， 纵、 横向分辨率高。同样的所有油井都用 成像测井来判别岩性不够现实， 相比之下常规测井数 据丰富易获取， 尽管火山岩岩性复杂， 但是熔岩和火山 碎屑岩物理特征一般差别较大， 利用常规测井曲线结 合岩芯资料建立交汇识别图版就能有效区分， 当遇到 熔岩和火山碎屑岩甚至沉积岩混和混层时， 借助成像 测井资料根据其结构上的差异来共同区分岩性。 图3交汇图版 本次研究采用9口井114块孔渗分析的岩芯岩性 资料， 建立了电阻率与密度交汇的识别图版 （图3a） 以 及电阻率与伽马交会的岩性识别图版 （图3b） 。通过电 阻率与自然伽马交汇识别图版 （图3b） 与电阻率与密度 交汇的识别图版 （图3a） 对比， 并根据各种岩性测井响 应特征的相似性和差异， 发现电阻率与自然伽马相关 性好， 并据此划分了火山角砾岩区、 安山岩区、 凝灰岩 区、 玢岩区等四类岩性。 145 2020年第12期西部探矿工程 4结论 （1） 研究区石炭系岩性以火山角砾岩为主， 厚度超 过50m， 其次为安山质角砾岩、 安山岩、 凝灰岩、 闪长玢 岩、 正长斑岩。 （2） 通过分析自然伽马与电阻率交汇识别图版将 研究区岩性分为火山角砾岩区、 安山岩区、 凝灰岩区、 玢岩区等四类。岩性识别下限分别为 火山角砾岩 （10Ωm≤RT≤90Ωm， GR＜ 70API） ； 安山岩 （RT ＞ 90Ωm， GR＜ 70API）； 凝灰岩（RT＜ 10Ωm， GR＜ 70API） ； 玢岩 （GR＞70API， RT＞90Ωm） 。 （3） 结合FMI图像上不同岩性呈现的不同特点， 并 与岩性识别图版校对， 发现判别结果吻合， 证明所采取 的交汇识别图版方法可靠。 参考文献 [1]邹才能,赵文智,贾承造,等.中国沉积盆地火山岩油气藏形成 与分布[J].石油勘探与开发,2008,353257-271. [2]陈春勇.准噶尔盆地西泉地区石炭系火山岩型油藏形成及 分布规律[J].沉积学报,20181-12. [3]代静静.西泉地区石炭系安山岩、 火山角砾岩储集空间特征 及成岩演化[D].西北大学,2018. [4]马尚伟,罗静兰,许学龙,等.准噶尔盆地西泉地区石炭系火山 喷发旋回划分及地质意义[J].地球物理学进展, 20185 1936-1942. [5]王璞珺,缴洋洋,杨凯凯,等.准噶尔盆地火山岩分类研究与应 用[J].吉林大学学报地球科学版,2016,4641056-1070. [6]王泽华,朱筱敏,孙中春,等.测井资料用于盆地中火成岩岩性 识别及岩相划分 以准噶尔盆地为例[J].地学前缘,2015,22 3254-268. [7]何刚,王志章,谭伏霖,等.准噶尔盆地腹部火成岩分类及特征 [J].新疆石油地质,2010,312125-127. [8]张福明,侯颖,朱明,等.火山岩储层测井评价技术现状及发展 趋势[J].地球物理学进展,2016,3141732-1751. [9]张丽华,张国斌,齐艳萍,等.准噶尔盆地西泉地区石炭系火山 岩岩性测井识别[J].新疆石油地质,20174427-431. [10]李静.中拐凸起石炭系低放射性火成岩岩性测井识别[J].新 疆石油地质,2016,374474-478. 图4F20井安山质火山角砾岩识别 （上接第142页） 随着市场波动， 利用软件能快速确定满足开采条件的 矿石分布， 为采矿设计提供有力的支撑； 同时， 在采矿 阶段， 可实现剩余资源量的动态监管和最优开采， 进而 达到效益的最优化和最大化。 参考文献 [1]冯兴隆,吴维虎.DIMINE软件在普朗钢矿地质建模中的应用 [J].中国矿山工程,2014,436. [2]龚利华,胡建成.迪迈软件在梁山铁矿的应用[J].江西冶金, 2015,355. [3]蒋京名,王李管.DIMINE矿山软件推动我国数字化矿山发展 [J].中国矿业,20091090-92. [4]李俊.固体矿产资源量估算方法研究现状及主要方法评价 [J].中国非金属工业导刊,2005,46253-55. [5]罗周全,王中民,刘晓明.基于地质统计学与Surpac的某铅锌 矿床储量计算[J].矿业研究与开发,201044-6. [6]李德,王李管,毕林.我国数字采矿软件研究开发现状与发展 [J].金属矿山,201012107-112. [7]罗周全,李畅,刘晓明.金属矿床可视化建模及储量计算[J].矿 业工程,2009,29110-14. [8]申平喜,王华明,李堂胜.新疆温宿县萨瓦甫齐铀矿床52-88 线勘探地质报告[R].中广核铀业新疆发展有限公司,2011. [9]赵文奎,李晓梅,王源.玉龙铜矿三维可视化建模及应用[J].现 代矿业,2012增刊. [10]赵文奎.DIMINE矿业软件在玉龙铜矿三维数字矿床建模 中的应用[J].现代矿业,201211. 146