了得網工業技術_松遼盆地火山岩氣藏測井評價技術及應用

編輯推薦

《松遼盆地北部火山岩氣藏測井評價技術及應用》適合於測井、地質、地球物理專業的研究人員、工程技術人員和高校師生閱讀參考。

內容簡介

《松遼盆地北部火山岩氣藏測井評價技術及應用》全面論述了松遼盆地北部火山岩氣藏測井評價技術，並給出了油田應用實例。《松遼盆地北部火山岩氣藏測井評價技術及應用》力求詳細地論述火山岩岩性、岩相及噴發期次識別的理論基礎及方法，給出了考慮復雜岩性成分和孔隙結構特征的儲層參數精細解釋方法和不同測井相的流體識別方法，並確定了松遼盆地北部火山岩儲層的岩性、岩相發育規律及有效儲層的分布規律，該套技術在徐家圍子斷陷取得了良好的應用效果。

叢書序

前言

章緒論

節國外火山岩氣藏測井評價技術現狀

第二節國內火山岩氣藏測井評價技術現狀

第三節火山岩儲層測井評價難點

第二章松遼盆地火山岩儲層基本特征

節火山儲層的儲集空間

一、火山岩儲集空間分類

二、火山岩孔隙空間結構與碎屑岩和碳酸鹽岩的區別

第二節火山儲層的物性特征

一、孔隙特征

二、裂縫特征

三、儲集類型及孔縫組合

第三節火山機構與儲層物性的關繫

一、火山機構相帶與儲層物性關繫

二、火山機構類型與儲層物性關繫

第四節火山岩岩性與儲層物性的關繫

第三章火山岩岩性測井響應特征及識別方法

節火山岩岩石學特征

一、岩石的化學成分

二、岩石的礦物成分

三、火山岩岩石分類方案

第二節火山岩岩相特征及分類

一、火山岩岩相分類

二、火山岩岩相識別標志

三、火山岩岩相類型及發育特征

第三節火山岩岩性測井響應特征及響應機理

一、火山岩放射性測井響應特征及響應機理

二、火山岩孔隙度測井響應特征及響應機理

三、火山岩電阻率測井響應特征及響應機理

素俘獲伽馬能譜測井響應特征及響應機理

五、火山岩岩石結構構造的測井響應特征及響應機理

第四節火山岩岩相地質成因及測井響應模式

一、火山岩岩相模式及岩性序列

二、火山岩岩相的成因序列及測井響應特征

第四章火山岩岩性岩相測井識別方法研究

節火山岩岩性識別方法

一、常規測井識別火山岩岩石類型

二、ECS測井識別火山岩岩石成分

第二節火山岩結構構造FMI成像測井識別方法

一、井壁成像測井圖像特征分類方案

二、井壁成像測井解釋模式特征圖像

三、井壁成像測井解釋模式的意義

四、松遼盆地火山岩岩相標志的井壁成像特征模式

第三節火山岩儲層井壁成像測井資料處理方法

一、井壁成像測井資料處理技術

二、基於目標體的變窗長成像資料精細處理方法研究

三、火山岩結構、構造特征信息提取方法研究

第四節火山岩儲層井壁成像測井資料解釋方法

一、井壁成像測井岩心刻度及解釋方法

二、火山岩典型岩相、亞相電成像特征模式及識別圖版

第五節火山岩岩性岩相測井識別流程及實例

一、沉積岩和火山岩識別方法

二、火山岩岩性識別流程及方法實例

三、岩相劃分方法及實例

第五章火山岩儲層參數解釋及流體識別方法

節火山岩儲層孔隙度解釋方法

一、火山岩岩石骨架參數的確定

二、有效孔隙度解釋方法

第二節火山岩儲層滲透率解釋方法

一、層流指數分類法計算滲透率

二、利用測井資料進行層流指數分類

第三節火山岩儲層含氣飽和度解釋方法

一、火山岩地層電性特點和利用電阻率計算飽和度的難點

二、密閉取心飽和度模型

三、應用毛管壓力資料計算含氣飽和度

四、基於背景導電的飽和度解釋模型

第四節火山岩儲層氣水層測井識別方法

一、三孔隙度組合法

二、雙密度重疊識別法

三、陣列偶極聲波測井識別流體性質

四、核磁共振-密度孔隙度組合法

五、綜合指數法

第五節核磁共振測井在儲層參數計算中的應用

一、核磁共振測井基本原理與測量方式

二、核磁共振測井解釋模型

三、核磁共振測井滲透率解釋方法

四、核磁共振測井飽和度計算

第六章火山岩儲層有效性評價及發育規律

節火山岩儲層測井分類方法

一、應用常規測井資料進行儲層分類

二、應用毛管壓力及核磁進行儲層分類

第二節有效儲層的測井顯示及識別標志

一、有效儲層的測井顯示

二、有效火山岩儲層的識別

第三節松遼盆地有效火山岩儲層物性發育規律

一、松遼盆地火山岩儲層的儲集空間總體特征

二、有效火山岩儲層和干層的物性對比

三、不同類型的有效火山岩儲層物性對比

第四節松遼盆地有效火山岩儲層岩性發育規律

一、松遼盆地有效火山岩儲層和干層的岩性對比

二、不同有效火山岩儲層類型的岩性特征

第五節松遼盆地有效火山岩儲層的岩相發育規律

一、有效火山岩儲層和干層的岩相對比研究

二、不同有效火山岩儲層的岩相研究

第六節有效儲層的分布規律

一、有效儲層分布的影響因素

二、研究區有效儲層的分布特征

第七章火山岩儲層測井評價技術應用

節測井繫列選擇

一、測井繫列優選及測井評價流程

二、測前設計

第二節松遼盆地北部徐家圍子斷陷應用實例

一、區域地質概況

二、測井評價難點

三、測井評價流程

四、火山岩儲層測井評價技術在徐家圍子斷陷氣藏勘探開發中的重大作用

參考文獻

在線試讀

章緒論
由於火山岩地層的岩性、孔隙結構復雜，以及世界範圍內火山岩油氣儲層相對較少，早期火山岩儲層評價工作遠不如砂岩儲層、碳酸鹽岩儲層的研究成熟。隨著對油氣資源需求的增長和火山岩油氣儲層的不斷發現，國內外測井研究人員對火山岩油氣儲層的測井評價研究也逐步增多。
節國外火山岩氣藏測井評價技術現狀
國外多個含油氣盆地中廣泛分布著火山岩，19世紀末就有對火山岩油氣藏的報道，日本、印度尼西亞、古巴、墨西哥、阿根廷、加納、美國、原蘇聯等地均有火山岩油氣藏。國外對火山岩儲層測井評價研究相對較早，但也多是針對測井曲線響應特征和岩性識別方面的研究。
納爾遜（Nelson）和格倫（Glenn）1975年在輝綠岩、安山岩、安粗岩中注意到高中子讀數，並認為它是由於熱液蝕變時束縛在摻入礦物（雲母和黏土）上的水所引起的。克爾海夫（Kerherve，1977）對日本的玄武岩、安山岩、流紋岩、凝灰岩和角礫岩的測井響應進行了廣泛的研究。斯科特基斯（Scott Keys，1979）介紹了正長岩、花崗岩和輝綠岩的自然伽馬、中子、密度和聲波測井響應，並顯示出了熱液蝕變在中子和聲波測井曲線上的反映，認為熱液蝕變是裂縫的明顯證據。桑耶大等（Sanyal et al，1980）等作出了流紋岩、玄武岩和凝灰岩的自然伽馬、密度、中子和聲波測井曲線的直方圖和交會圖。裡格比（Rigby，1980）論述了玄武岩、玄武質角礫岩、安山岩和凝灰岩的裂縫識別問題，他證實了中子測井的高讀數是由熱液蝕變引起的。貝諾伊特（Benoit et al，1980）討論了密度、中子、聲波和自然伽馬測井在玄武岩、流紋岩和英安質凝灰岩，以及花崗岩上的測井響應特征。
卡契基安（Khatchikian，1982）對某盆地的兩種火山岩地層層序進行了研究，確定出了兩種岩石類型的密度、中子、聲波、放射性（Th、U、K）和岩性密度（LDT）測井及光電吸收截面指數Pe等測井參數，利用密度-中子、密度-聲波測井交會圖、M-N交會圖和Z值圖辨認岩石類型，統計出每類岩石的骨架值，並用復雜岩性GLOBAL計算程序進行了實際處理（用“岩石體積”模型），他同時指出，由於火山岩的礦物結構復雜，要確定出每類岩石的骨架值是不可能的。塞拉（Serra，1985）總結了前人在未蝕變火山岩中研究成果，即主要用交會圖識別岩性，他還用4種礦物構成花崗岩體積模型，但令人遺憾的是模型中未考慮孔隙度及流體性質的影響，因此在實際應用中存在較大的局限性。
Belgasem（1993）對利比亞某井520ft1ft=0 3048m的花崗岩地層進行測井定量處理，用經驗方法估計裂縫孔隙度，定性給出裂縫與花崗岩熱液蝕變的關繫。對於未蝕變花崗岩，考慮礦物黃鐵礦；對於風化花崗岩，考慮黏土礦物高嶺石；對於綠泥石帶，考慮黏土礦物綠泥石；對於重結晶和絹雲母化帶，考慮礦物絹雲母。他建立了多個花崗岩礦物模型，但未給出任何參數和計算方法。章緒論

由於火山岩地層的岩性、孔隙結構復雜，以及世界範圍內火山岩油氣儲層相對較少，早期火山岩儲層評價工作遠不如砂岩儲層、碳酸鹽岩儲層的研究成熟。隨著對油氣資源需求的增長和火山岩油氣儲層的不斷發現，國內外測井研究人員對火山岩油氣儲層的測井評價研究也逐步增多。

節國外火山岩氣藏測井評價技術現狀

國外多個含油氣盆地中廣泛分布著火山岩，19世紀末就有對火山岩油氣藏的報道，日本、印度尼西亞、古巴、墨西哥、阿根廷、加納、美國、原蘇聯等地均有火山岩油氣藏。國外對火山岩儲層測井評價研究相對較早，但也多是針對測井曲線響應特征和岩性識別方面的研究。

納爾遜（Nelson）和格倫（Glenn）1975年在輝綠岩、安山岩、安粗岩中注意到高中子讀數，並認為它是由於熱液蝕變時束縛在摻入礦物（雲母和黏土）上的水所引起的。克爾海夫（Kerherve，1977）對日本的玄武岩、安山岩、流紋岩、凝灰岩和角礫岩的測井響應進行了廣泛的研究。斯科特基斯（Scott Keys，1979）介紹了正長岩、花崗岩和輝綠岩的自然伽馬、中子、密度和聲波測井響應，並顯示出了熱液蝕變在中子和聲波測井曲線上的反映，認為熱液蝕變是裂縫的明顯證據。桑耶大等（Sanyal et al，1980）等作出了流紋岩、玄武岩和凝灰岩的自然伽馬、密度、中子和聲波測井曲線的直方圖和交會圖。裡格比（Rigby，1980）論述了玄武岩、玄武質角礫岩、安山岩和凝灰岩的裂縫識別問題，他證實了中子測井的高讀數是由熱液蝕變引起的。貝諾伊特（Benoit et al，1980）討論了密度、中子、聲波和自然伽馬測井在玄武岩、流紋岩和英安質凝灰岩，以及花崗岩上的測井響應特征。

卡契基安（Khatchikian，1982）對某盆地的兩種火山岩地層層序進行了研究，確定出了兩種岩石類型的密度、中子、聲波、放射性（Th、U、K）和岩性密度（LDT）測井及光電吸收截面指數Pe等測井參數，利用密度-中子、密度-聲波測井交會圖、M-N交會圖和Z值圖辨認岩石類型，統計出每類岩石的骨架值，並用復雜岩性GLOBAL計算程序進行了實際處理（用“岩石體積”模型），他同時指出，由於火山岩的礦物結構復雜，要確定出每類岩石的骨架值是不可能的。塞拉（Serra，1985）總結了前人在未蝕變火山岩中研究成果，即主要用交會圖識別岩性，他還用4種礦物構成花崗岩體積模型，但令人遺憾的是模型中未考慮孔隙度及流體性質的影響，因此在實際應用中存在較大的局限性。

Belgasem（1993）對利比亞某井520ft1ft=0 3048m的花崗岩地層進行測井定量處理，用經驗方法估計裂縫孔隙度，定性給出裂縫與花崗岩熱液蝕變的關繫。對於未蝕變花崗岩，考慮礦物黃鐵礦；對於風化花崗岩，考慮黏土礦物高嶺石；對於綠泥石帶，考慮黏土礦物綠泥石；對於重結晶和絹雲母化帶，考慮礦物絹雲母。他建立了多個花崗岩礦物模型，但未給出任何參數和計算方法。

在德國科學鑽探計劃KTB中，Eberle（1992統計方法解釋了多種測井資料，Zimemann（1992統計方法計算孔隙度，Draxletr（1992）用測井與化學測井結合估計結晶岩的礦物成分。而Galle（1994）對法國科學鑽孔中如何用中子測井計算致密花崗岩的孔隙度進行了探討。Galle認為對於低孔隙的花崗岩，必須仔細考慮中子測井的骨架效應，纔能計算準孔隙度。

在國際大洋鑽探計劃IODP中，美國哥倫比亞大學和英國Leuester大學的學者進行了大量有關火山岩地層的研究工作。相對於以往測井解釋中采用統計、神經網絡等方法，或應用斯倫貝謝測井公司的軟件進行孔隙度、含水量和滲透率等的計算，Peter Harvey（1994）利用化學測井資料推算礦物體積，進而確定骨架參數，對IODP的測井資料進行了處理，其解釋結果比以往有了較大的改進。

第二節國內火山岩氣藏測井評價技術現狀

我國火山岩勘探已歷經50餘年歷程，但直到近年來纔不斷有大發現，尤其是松遼盆地深層勘探的突破，使火山岩逐漸成為我國油氣資源重大接替領域之一。

從20世紀70年代開始，我國的地質工作者開始對火山岩分布區進行油氣勘探的研究工作，與國外相比雖然起步較晚，但發展很快，在短短的三十多年中，我國先後在渤海、大港、勝利、遼河、二連、大慶等發現了火山岩油氣藏，隨著這些火山岩油氣藏的發現，國內研究人員開展了一些火山岩儲層測井評價的研究。

80年代初開始的一些準噶爾盆地火山岩測井解釋的文獻，主要是用交會圖識別岩性。尚林閣和潘保芝（1986）利用模糊聚類方法，對花崗岩古潛山裂縫進行統計識別。衡志（1988）探討了安山岩裂縫性儲層的特性，用雙側向電阻率的差異識別裂縫。歐陽健和王英傑（1988）描述了裂縫性復雜岩性地層的測井解釋方法，並對遼東灣中生代的火山岩地層的測井響應進行統計，在此基礎上采用判別分析方法劃分岩性，用“雙礦物”模型計算岩石孔隙度及雙礦物含量。匡立春（1990）用交會圖識別克拉瑪依油田的火山角礫岩、玄武岩及流紋斑岩等三類火山岩。卞德智等（1991）根據準噶爾盆地火山岩儲層岩心鏡下鋻定及自然伽馬、補償密度、聲波、補償中子、M值、N值等測井資料，建立了該區各類岩性測井信息數據庫，研究了該區火山岩地層的測井響應特征，利用模糊數學的方法識別岩性。同時他還以克拉瑪依油田石炭繫玄武岩儲集層為例，對不同類型玄武岩儲集層的測井特征、岩石礦物成分及其次生變化、裂縫發育以及含油性等對測井響應的影響進行了分析，對地層孔隙度、含油飽和度的計算進行了研究。張國傑（1991）根據阿爾善地區取心資料與測井信息擬合及對比，確定了岩性識別、孔隙度計算、儲層性能評價及含油性評價等方法。他同時指出，火山岩的強非均質性和孔隙-裂縫性儲層特征以及蝕變作用對岩石電性特征的影響使得對火山岩的評價變得比較困難，岩心分析資料與相對應的測井信息的誤差，對於低孔隙度火山岩儲層的評價來說，精度遠遠不夠。郭鎮彬（1991）對二連盆地火山岩類型鋻別的測井方法進行了探討，采用“雙礦物”法計算孔隙度。餘芳權（1994）運用岩石錄井、電測井、化驗分析資料，對江陵凹陷金家場新溝嘴組上段火山岩進行了較繫統的研究和論述。範宜仁等（1999）結合新疆克拉瑪依油田的火山岩油氣田岩性特點，給出了識別火山岩岩性和裂縫的常規測井交會圖技術。

陸風根等（1998）利用測井數據和岩心分析數據對勝利油田臨盤地區的火山岩儲層進行了研究。景永奇等（1999）依據花崗岩潛山發育裂縫在各種常規測井曲線上的不同響應特征，利用岩心資料和成像測井圖像標定常規測井曲線，進而建立裂縫指示曲線，並判別古潛山縱向裂縫發育帶。劉呈冰等（1999a）提出以核磁共振、自然伽馬能譜、微電阻率掃描等測井數據為基礎，以雙孔隙介質模型為理論依據的識別和評價裂縫性火山岩儲層的方法，如利用成像測井、偶極橫波測井等識別火山岩的裂縫段，用核磁測井資料來評價孔隙度及流體性質。劉呈冰等（1999b）用多口井中的統計資料計算孔隙度等參數，但由於規律性差，資料點分散，限制了應用的效果。

李瑞等（1996）采用總和概率法與混合體積模型計算火山岩儲層的裂縫孔隙度、有效孔隙度等參數，取得了一定的效果。王芙蓉等（2003）根據火山岩全直徑岩心分析資料，采用密度（DEN）值建立了流紋岩和安山岩的孔隙度計算公式。王全柱（2004）在火山岩儲層的研究中，從地區測井資料及試油試采資料入手，結合鑽井取心、測井資料及地震資料等相關資料，根據有關公式計算出了裂縫的產狀、張開度及儲層特征，對儲層裂縫繫統中裂縫的產狀、張開度和儲層的孔隙度、滲透率、飽和度進行了室內研究，並對火山岩成因油藏進行了分析，找出了一種適合某地區火山岩儲層的評價方法。通過儲層精細評價，確定了4類儲集層，並劃分出了儲層的有效裂縫帶。

通過對國內外研究成果的總結，我們發現以往火山岩的研究內容主要集中在測井曲線響應特征描述、火山岩岩性識別及孔隙度計算方面，對於火山岩岩相測井識別、流體識別、飽和度解釋、滲透率計算等方面涉及得較少，火山岩儲層缺乏一套科學的、繫統的測井綜合評價技術。

第三節火山岩儲層測井評價難點

與沉積岩儲層相比，火山岩儲層的測井評價更具有挑戰性，主要表現在：①火山岩岩性復雜多樣、縱橫向變化快，岩性識別和多井對比難度大；②火山岩的儲集空間復雜多樣，孔隙度較低，使得有效儲層的識別和儲層物性及有效性評價更加困難；③岩性和儲集空間的復雜多樣，造成了孔隙結構的復雜多變，給電阻率測井資料評價儲層的含氣性增加了很多的不確定性，從而導致流體識別和飽和度計算十分困難。

（1）儲層岩性的準確識別難。儲層發育程度與岩性有密切的關繫，因此岩性識別是儲層識別評價的基礎和關鍵。火山岩岩石礦物和岩性復雜，岩石類型和結構多樣，尤其是在一些中基性的過渡岩性中，其礦物成分沒有明顯的界線，使得測井響應也具有復雜性和多解性。目前已發現的火山岩儲層的岩性主要有玄武岩、安山岩、英安岩、粗面岩、流紋岩、火山角礫岩、凝灰岩等多種岩性，不同岩性之間既有礦物組分差異，又有岩石結構不同，同時受儲層物性和流體性質的影響，造成測井信息特征不明顯。目前通過各種測井資料綜合識別岩性在部分區塊已取得初步的成果，但還需進一步深化研究，形成岩性識別方法。

（2）儲層流體識別難。礦物成分復雜，儲集空間類型多，不同岩性的火山岩孔隙結構不同，電阻率變化較大，岩石孔隙結構引起的電阻率的變化在一定程度上掩蓋了孔隙流體對電阻率的貢獻。儲層非均質性強，厚度、物性、流體性質橫向變化大，無統一油（氣）水界面。而且測井響應受岩性的影響大，流體響應較弱，傳統的中子-密度交會等儲層含氣性測井解釋方法適用性差，使得火山岩儲層流體識別的難度很大。

（3）儲層儲集空間復雜。除孔隙型外，儲層儲集空間還有裂縫、孔洞、溶洞型。儲層孔隙結構和裂縫有效性評價困難。雖然通過壓汞、鑄體薄片、核磁共振實驗資料可以評價儲層孔隙結構，但在測井資料應用評價上存在很大困難。有效裂縫在各種測井資料響應上存在差異，常規測井資料和特殊測井資料處理的孔隙度差別很大，沒有一個公認的刻度標準。

（4）儲層參數準確計算難。火山岩儲層岩石類型多樣，岩性及造岩礦物復雜，導致不同岩性的骨架參數變化較大。同時火山岩儲層的孔隙度一般較小，而7%以下孔隙度的精確計算及儲層有效性評價一直是測井評價的難點。

（5）儲層測井相劃分難。火山岩測井相的識別對有利儲層預測、勘探及開發重點目標的選擇具有重要意義。目前，隻有關於沉積岩和碳酸鹽岩測井相劃分方面的研究，沒有關於火山岩測井相方面的研究。而火山岩岩性、岩相與沉積岩和碳酸鹽岩相比更加復雜，給火山岩測井相劃分帶來很大難度。

為了滿足火山岩儲層勘探開發的需要，針對上述挑戰和技術難題，本書以松遼盆地深層火山岩為例，介紹了一套包括岩性識別、測井相劃分、流體識別、儲層參數計算等在內的相對完整的松遼盆地火山岩儲層測井評價技術和方法。

第二章松遼盆地火山岩儲層基本特征

松遼盆地深層是指泉頭組二段以下地層，主要為上侏羅統—下白垩統斷陷構造層和下白垩統拗陷構造層。自下而上分別為火石嶺組、沙河子組、營城組和登婁庫組及泉頭組一段、二段地層，火山岩主要在營城組、火石嶺組發育。

徐家圍子斷陷為松遼盆地北部深層規模較大的斷陷，近南北向展布，斷陷為西斷東超型箕狀斷陷，劃分為西部斷階帶、徐中構造帶、東部斜坡帶、樂低隆起、宋站低隆起等多個正向。

營城組沉積受到邊界斷層的控制，沉積範圍比沙河子組沉積範圍擴大，此期內基底斷裂活動頻繁，火山活動強烈，在斷陷內，形成了大範圍分布的火山岩。營城組分四段，總體上為兩套火山岩和兩套碎屑岩互層。

松遼盆地鑽遇深層營城組和火石嶺組火山岩的各種探井達200多口，這些火山岩地層有酸性、中性、基性火山岩。依據127口探井岩心和岩屑的繫統觀察、岩石薄片鋻定、岩石化學資料分析、岩石類型體積頻率統計等，可以看出松遼盆地深層火山岩岩性的岩石化學成分類型主要有9種，分別屬於亞堿性和堿性繫列。

（1）亞堿性繫列：玄武岩、玄武安山岩、安山岩、英安岩、流紋岩，以安山岩、英安岩、流紋岩居多。

（2）堿性繫列：粗面玄武岩、玄武粗安岩、粗安岩、粗面岩，以

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