（油气田开发工程专业论文）泥质盖层一体化测井评价方法研究——以苏丹Melut盆地为例.pdf

中国石油勘探开发研) l 院硕 卜 学位论文 层、局部 ( 稠)油盖层、 无效或随机盖层; ( 5 )依据以上评价参数模型和评价标准对苏丹 m e l u t 盆地的 1 3口井进行了评价 参数的求取，并对每口井进行了单井微观纵向封闭能力分析;根据单井评价结果 结合宏观展布分析综合评价出苏月 m e l u t盆地存在可靠的区域油 ( 气)盖层、可 能的区域油盖层、局部油盖层、无效或随机盖层四个级别的泥质盖层; ( 6 )根据泥质盖层的测井综合评价结果结合储层和含油气系统分析，认为苏丹 m e l u t 盆地发育有多种成藏组合，评价出古近系发育盖层为a d a r 组泥岩、储层为 y a b u 。 和s a m m a 组砂岩一套完整的成藏组合，y a b u s 组内部发育局部的成藏组合， 上白奎统下段发育有互层式成藏组合，下白y-统亦发育成藏组合; ( 7 )以上研究和评价，形成了以测井资料为基础，进行微观、宏观及综合评价泥 质盖层一体化的测井评价方法，具有实用性和可操作性。 关键词: 苏月m e l u t 盆地 泥质盖层 封闭机理 评价参数 测井综合评价 成藏 组合 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 abs trac t c a p r o c k is o n e o f t h e m o s t e s s e n ti a l c o n t r o ll i n g f a c t o r s ( n e c e s s a r y c o n d i t i o n s / i m p o rt a n t c o n t r o l l i n g f a c t o r s ) f o r o i l 学校可 以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签 名:娜12” 师 签 “ :呼 日期 :,v o (,护 州2 4 id 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 . 盆j钾j . j1青 根据中国 石油工业的战略要求， 近年来中国石油天然气勘探开发公司 ( c n o d c ) 实施“ 走出去” 的战略方针， 先后在非洲、 南美洲等多个国家进行油田的勘探和开发。 由于跨国油气勘探开发要求“ 高风险， 高回报” ， 决定了 在对合同限定的区块范围、 规 定的合同区内，要求以尽量少的投入，最大限度地利用有限的资金和人力，选用最合 理的勘探开发策略和手段， 发现、控制具有商业开采价值的石油规模储量，以 最佳的 开采方式， 最大程度地开采石油。 因此， 要有科学的勘探开发思路， 可靠的理论基础。 本课题研究的目 标区块是c n p c 在海外的最大风险勘探区块， 是第一个针对完整 的盆地进行区域勘探的项目，目 前该盆地已 发现的油田己投入开发。 因此， 2 0 0 3 年中 国石油天然气集团公司设立了科技攻关项目 苏丹m e l u t 盆地北部成藏条件研究与有 利目 标评价 ， 要求搞清该盆地的成藏模式， 建立运用各种资料发现大油田的预测技术 和方法。其中对盖层的评价是不可缺少的，因为良 好的大面积稳定分布的区域盖层是 大油田形成的必要条件，同时区域盖层也确定了主力成藏组合的纵向分布。世界上众 多含油气盆地研究表明， 含油气丰度与区域盖层的发育程度和分布密切相关。因此， 对盖层的封闭性能研究是十分重要的。 本论文研究内 容来源于该项目 中的 部分内 容。 海外油气勘探开发风险大， 现场作 业具有一套更加合理、科学的技术方案， 在需要详细研究的区域实施取心、 特殊系列 测井等特殊作业，常规测井资料相对于岩心化验分析资料普遍存在，因此，在进行 m e l u t 盆地的 盖 层研究过程中 ， 是充分 利用测井信息 结 合少量的 岩心资 料进行研究的。 由于目 标区块为砂泥岩地层， 在研究过程中， 根据泥质盖层封闭能力的主要影响因素， 建立以 常规测井资料计算泥质盖层评价的宏观、微观参数和评价标准，形成以 测井资 料为基础进行泥质盖层封闭能力综合评价的一套完整的方法。 中 国 石 油 勘 v ff wl t) f 究 睑 亘 生 尝 鱼丝匕一 第一章国内外研究现状及意义 1 . 1 研究现状 日 前在盖层的研究上，国内 外主要集中于盖层的分类、封闭机理和综合评价三个 方面。 盖层的分类:国 外盖层分 类从岩性 ( 主要分 为三大类，即 泥页岩、蒸发岩和致密 灰岩， 其中又以泥页岩为最主要盖层) 、 连通性 ( 分为区域盖层、 局部盖层和隔层) 及 在封闭油气中所起的作用 ( 分为真盖层和假盖层)来划分的。国内 对盖层分类进一步 细化， 根据盖层封闭机理与岩石孔隙结构的关系把盖层分为微孔型与微缝型两类。微 孔型多位于中浅层 ( 源岩生油窗之上) ， 不仅构成油气的直接盖层， 而且与流体高能面 配 合， 形 成高 效的 区 域 盖 层。 微缝 型 盖 层由 孔隙 型 盖 层 演 化而 来， 多 位于中 深 层 ( 生 油窗之下) ， 主要起直接盖层作用， 作为区域盖层则效率较低。 这种盖层分类是从盖层 的 相对性出发的，它表明微孔型盖层发生破裂后，经过一段时间裂缝可重新闭 合，成 为微缝型盖层。 盖层的封闭 机制:国外根据盖层封闭 机制的 成因，可将盖层封闭 机制分为常规封 闭与非常规封闭。 常规封闭即毛细管压力封闭( 又叫物性封闭) ， 其机理是依靠盖层与 储层之间的 毛细管压力差来封堵油 气， 差值越大，封闭能力越强。目 前 广泛采用盖层 岩石的排替压力、渗透率和孔隙度等参数进行评价。非常规封闭主要包括四种，即水 力封闭、成岩封闭、焦沥青封闭 及气水合物封闭等。与国外情况一样， 物性封闭是我 国 绝大多数油气田 普遍存在的封闭 机制。同时，在国内的研究中，还肯定了 两种特殊 机理，即压力封闭和烃浓度封闭。 泥质盖层的综合评价: 通过对国内外泥质盖层评价方法的总结分析，国内 外泥质 盖 层评价的共同 特点均由 单一的微观封闭能 力评价进入到微观封闭 性和宏观展布相结 合的综合评价阶段。 就国内 而言，泥质盖层综合评价方法和评价标准比较多。主要以 下面几类为主: 1 ,鹿坊分院的专家们 ( 李国平等) ;通过对影响泥质盖层因素的分析， 利用岩心 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 实验数据刻度测井资料建立了 泥质盖层微观参数模型，并根据计算的泥质盖层突破压 力 ( p a ) 划分泥质盖层的等级;利用声波时差曲 线或孔隙度曲 线分析压力封闭作用; 用孔隙度和电阻率组合计算生油岩含烃饱和度和剩余烃含量，结合中子、 密度、声波 计算含气指示分析浓度封闭 作用; 应用测井资料对泥质盖 层的微观参数的 分析纵向 上 评价泥质盖层的优劣，没有结合宏观参数进行综合评价。 2 、 付广等 ( 大庆石油学院) 在石油地球物理勘探期刊上发表的 利用测井资料综 合评价泥质 岩盖 层封闭 性的方 法及应用 0 8 1 一文中 谈到利用测井资 料计算的泥 质含 量、孔隙度、渗透率、单层厚度进行泥质盖层封闭性评价参数及等级划分标准，结合 每个参数的权重得到综合评判权值进行泥质盖层封闭性的评价，根据前人对泥质盖层 微观封闭机理和宏观展布影响因素的分析，该方法显然对影响泥质盖层封闭能力的微 观和宏观因素考虑的不够全面。 3 、 以 付广、 李昌 谷等为代表的泥质盖层综合评价方法， 该方法是以 实验数据为基 础，综合利用微观参数盖层毛细管封闭特征、压力封闭 特征、烃浓度封闭 特征和宏观 参数泥岩的厚度、 沉积环境、断层封闭性的综合权值进行泥质盖层的综合评价。但实 验数据受岩样特征和实验条件的不同，以 及数据点的采集密度的局限，不能代表纵向 和区域上的总体特征。 由以上分析可见，国内外对盖层的研究虽己经进入微观、宏观相结合的综合评价 阶段，但所使用的资料、选取的参数、考虑的因素等评价参数和评价方法因人、因 地 区而异， 有些应用岩心化验分析资料， 有些应用测井资料， 不能形成统一的评价流程、 评价方法和评价级别，不便于生产中的实际操作。 1 . 2 研究意义及目的 泥质盖层是评价含油气远景的重要因素，封闭 性能的 好坏直接影响油气的聚集和 保存，同时还决定了一个盆地、一个凹陷或一个圈闭油气的勘探前景。近几年来，泥 质盖层研究发展迅速，评价方法已由以 往单一的微观封闭能力的分析，逐渐进入综合 评价分析阶段。然而，由于影响泥质盖层封闭能力的因素很多，受认识水平的限制及 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 对资料的掌 握程度的影响， 在泥质盖层综合评价过程中， 对泥质盖层评价参数的 来源、 各参数的重要性、宏观地质因素和评价方法等因人、因地区而不同，限制了很多评价 方法的 可操作性。 本次研究的目 的是针对综合评价方 法实际 应用的可操作性进行深入 研究， 通过测井资料建立求取泥质盖层评价的相关参数模型;根据各参数对泥质盖层 影响程度的分析研究，分别确定它们的单项分值和权值，再根据各单项分值和权值分 别得出宏观和微观综合指标及评价标准:按照宏观和微观封闭能力给出不同的权值， 评价出 泥质盖层综合封闭能力，形成以测井资料为基础，使得泥质盖层测井综合评价 系统化和一体化，具有可操作性。 1 . 3 研究内容 在前人研究的基础上，全面分析总结泥质盖层的分类，以 及微观封闭 机理和宏观 展布的主要影响因素;以苏丹me l u t 盆地为例，研究利用测井资料计算泥质盖层综合 评价参数的模型;根据me l u t 盆地中各参数对泥质盖层封闭能力的影响程度，研究它 们各自 的分值和权值;建立宏观和微观的等级评价标准，以 及泥质盖层微观参数与宏 观参数相结合的综合评价方法和标准;分析苏丹me l u t 盆地泥质盖层测井综合评价效 果及对油气成藏组合的控制。 1 . 4 研究思路及技术路线 泥质盖层测井评价方法一体化研究的 重点是研究以 测井资料为基础， 进行泥质盖 层封闭能力综合评价的一套完整的方法。 本论文研究的技术路线 ( 图1 . 1 )是:首先对泥质盖层封闭能力主要影响因素进 行分析和总结，以 主要影响因素为泥质盖层综合评价参数;在此基础上，建立利用常 规测井资料 ( g r , s p , d e n , c n , a c , r d ) 计算泥质盖层综合评价参数的 模型， 包括:泥岩的厚度、泥岩的突破压力、地层的含砂量、总孔隙度、有效孔隙度、有机 质含量、 生烃成熟度指标等参数， 应用以上参数分析泥质盖层的物性封闭、 浓度封闭、 压力封闭 等泥质盖层微观封闭能力;同时， 根据泥岩总厚度、 泥岩单层厚度、 地层的 含砂量、埋藏深度分析泥质盖层宏观展布的影响，结合地震资料对断层的影响和泥质 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 盖层平面分布范围的分析， 评价泥质盖层的宏观封闭能力; 根据各参数的重要性，分 别研究它们的分值和权值， 建立微观和宏观评价标准: 依据评价标准分别评价出单井 各层泥质盖层微观封闭能力和各层在宏观上的空间分布; 将微观和宏观封闭 能力相结 合对目 标区块进行泥质盖层综合封闭能力评价，并对评价结果讲行分析。 图1 . i 技术路线图 1 . 5 论文成果评价及应用前景 本文在前人研究的基础上，分析总结了泥质盖层的微观封闭机理和宏观影响因 素， 建立了 用测井资料计算泥质盖层综合评价参 数的 模型和评价标准， 并对目 标区 块 泥质盖层的纵向 封闭能力和宏观展布进行了综合评价， 形成了以测井资料为基础结合 地震资料进行泥质盖层测井综合评价的一体化的方法; 提出了 可 靠的区域 ( 气) 油盖层、 可能的区域 ( 气) 油盖层、 局部 稠) 油盖 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 层、无效或随机盖层泥质盖层综合评价的四个级别; 通过该方法在目 标区块中的应用， 确定了a d a r 组泥岩为可靠的区域油盖层， 下白至统上段 ( k , )泥岩为可靠的区域气盖层，y a b u s上段和上白至统下段 (t k z )泥 岩为可能的区域油盖层: 划分出古近系a d a r 组盖、 y a b u s + s a m m a 组储的主力成藏组合， 以 及上白 至统和下白至统成藏组合，并在实际生产中得到验证。 通过本文的研究和应用效果分析，建立了 泥质盖层测井综合评价一体化的方法， 在实际生产中具有较强的可操作性和实用性，同时 进一步加强了 测并地质在生产中的 应用。 ! 曼至塑垫堡墅垄堕壅堕堡圭兰垡堡壅 第二章m e i u t 盆地的地质背景 苏丹m e l u t 盆地位于苏丹东南部( 图2 1 ) ，合同区面积7 2 4 2 1 0 9 k m 2 ，距苏丹1 2 4 区以东约3 7 0 k m ，包括5 个区块：3 a ( 1 0 3 6 1 5 6 k i n 2 ) 、3 b ( 1 4 0 8 1 u n 2 ) 、7 e l 、7 e 2 、7 e 3 ( a 计约6 1 9 1 8 , 7 3 k m 2 ) ( 图2 2 ) 。工区主体位于上尼罗省( u p p e rn i l ep r o v i n c e ) ，区内地势 较为平坦，海拔一般在3 0 0 - 5 0 0 m ，盆地内部地面海拔一般在4 0 0 2 0 m 。截止至2 0 0 3 年底，共完钻4 7 口，其中探井2 4 口( 包括c h e v r o n 公司完成的5 口) 、评价井1 5 口、 开发井8 口。 目前的钻探资料表明，m e l u t 盆地包括第四系、新近系、古近系、自垩系地层， 划分为1 2 个层组( 分别为a g o r 、d a g a 、m i a d o l 、j i m i d i 、l a u 、a d a r 、y a b u s 、s a m m a 、 k 2 2 、k 2 1 、k 1 2 、k 1 1 ) ，有效储层的埋深下限在3 0 0 0 3 5 0 0 m 左右，区域上有两套储盖 组合，y a b u s 组砂岩储层与a d a r 组泥岩盖层组成的储盖组合是勘探主要目的层：k ，1 和k 1 2 的储盖组合也具有相当的勘探潜力。主力产层是y a b u s 组( 其中的、v 、 小层和s a m m a 组( i 小层) ；k 1 2 和k 2 2 是全盆地好的成熟的烃源岩。 图2 1 苏丹区块分布图 7 璺互垫塑塑茎茎里壅堡堡圭兰笪丝茎 图2 2 苏丹3 7 区块划分圈 2 1 区域构造特征 m e l u t 盆地位于中非剪切带东端南侧( 图2 3 ) ，是在中非剪切带斜向张裂作用诱导 下发育起来的中一新生代陆内裂谷盆地，形成了五凹一凸的构造格局，从北往南呈 n w - s e 刭i , b w - s s e 向斜列组合，包括北部凹陷、东部醴陷、中部凹陷、南部凹陷、西 部凹陷和西部凸起六个构造单元组成( 图2 4 ) ，除西部凹陷与中部凹陷、南部凹陷呈 并联组合外，其它均为串联组合。裂陷作用的非对称性导致伸展构造的非对称性，五 个凹陷除北部凹陷中段具有地堑结构外，均为半地堑结构。北部凹陷北段、东部凹陷、 中部凹陷、南部凹陷、西部凹陷均为西断东超的箕状凹陷，各凹陷之间主要以断层接 触，凸起分隔的特点不明显，凸起呈一侧高、侧低的不对称“地垒”形式，如西部 8 中国石油勘探开发研究院硬士学位论文 凸起。基底断面山发育。把凹陷分隔成多个沉积中心，在断面山基底隆起的背景上发 育大型披覆背斜，在北部凹陷尤为明显。北部凹陷发育b o n g 、a m b a k u 东、3 a m o u s 、w e n g i 西和p a l o g u e 等多个断面山。把北部凹陷分隔成北部、西部、中部和南部四大沉积中 心，后期的沉积作用在断面山基底隆起的背景上形成了大型披覆背斜构造带，为油气 聚集提供了有利的场所。如p a l o g u e f a l 背斜构造带和b o n g g a s a b 背斜构造带。多期 斜向的拉张作用形成了多种类型的构造变换带，其中以纵向变换带为主，在凹陷调节 带附近发育有披覆背斜，如p a l o g u e f a l 构造带等，是非常有利的油气聚集地带。此 外在凹陷内部发育许多凹中隆起，这是以后油气勘探的又一个主要方向。当然，几乎 所有的断层都是正断层，由断层控制的断块、断阶、地垒等也都是油气勘探最有利的 目标之一。中新世盆地遭受了一期区域性挤压，造成盆地具有弱反转的特征，盆地裂 陷阶段终止，之后进入统一坳陷阶段。 图2 3 m e l u t 盆地构造位置图( 据j g g e n i k ，1 9 9 2 ，1 9 9 3 修改补充) 9 曼至塑堡堡墅垄翌塞堕堡主兰竺堡兰 圈2 4m e l u t 盆地构造单元综台划分图 2 。2 区域盖层特征 到目前为止，m e l u t 盆地已发现的油气藏主要受泥岩盖层和断层的侧向封堵所控 制。根据钻探结果，主要区域盖层古近系m a r 组泥岩为y a b u s - s a 蛐a 组的油气聚集提 供了良好的顶部盖层和断层的侧向封堵；还存在上自垩统、y a b u s 组以及l a u 组和 m i a d o l 组内部泥岩形成次级盖层。这些盖层的分布受盖层的厚度和延续性、岩性和沉 积相、构造和断层及成岩作用的控制。 古近系h d a r 组为m e l u t 盆地的区域盖层，该地层的岩性、沉积环境和后期的构造 运动等因素决定了其封闭能力强的特点，其分布具有明显的规律性，主要表现在以下 1 0 曼至垫垫塑茎垄堡壅垦堡主塑鲨兰一 几个方面： 钻井揭示a d a r 组为大套厚层、块状泥岩夹少量薄层中粗砂岩，泥岩呈红褐色、土 黄色、深褐色、浅灰色、灰色等。纵向上该组与下伏的y a b u s 组整合接触。平面上地 层厚度大，区域分布稳定，a d a r 组在凹陷处厚达9 0 0 m 以上，总体上以北部凹陷 ( j a i i o u s l 井以东地区) 为厚度最大区，向北南两端降低，在斜坡和隆起区般在2 0 0 i l i 左右。该套地层分布广泛且稳定，具有很好的连续性，在全盆地均有分布。 y a b u s i i i i 砂组泥岩与上覆的a d a r 组泥岩是同一沉积旋回背景下的产物， y a b u s i i i i 砂组地层厚度在l o o m 左右，沉积相为滨浅湖相，与a d a r 组泥岩一起构成 了很好的区域盏层。 上白垩统主要为砂泥岩等厚互层，总厚度最大在2 0 0 0 m 以上。下段地层泥岩含量 较高在5 0 左右，泥岩单层厚度一般在1 0 3 0 m 之间，最大3 1 m ，最小1 4 m ，可以形成 良好的盖层；而上段地层泥岩含量一般在3 0 - 5 0 ，含砂率较高，只能作为局部盖层， 形成的油气藏规模有限，只有在有乖的沉积相带才能形成一定规模的油气聚集。 2 3 区域储层特征 迄今为止，m e l u t 盆地内所发现的石油地质储量主要集中在古近系的y a b u s 、s a m m a 组和上白垩统砂岩储层中。其中y a b u s 和s 删a 组砂岩的储集条件优越，在上覆a d a r 组区域泥岩的覆盖下，拥有盆地绝大部分的储量，是整个盆地的主力储层。 y a b u s 砂岩储层上部为红褐色泥岩夹薄层浅灰色砂岩，中下部为砂泥岩互层，底 部为厚层砂岩夹薄层泥岩。油气主要集中在砂泥岩互层中。钻井揭示出该组地层厚度 在2 0 0 1 i l 以上，最大厚度达3 1 1 m ，其中砂岩总厚度最大达1 7 5 m ，砂岩单层最厚达2 6 2 m 。 储层的平均砂岩含量一般在5 0 以下( 图2 5 ) 。孔隙度最低为2 2 1 ，最高为4 0 8 ， 平均2 9 9 6 ；渗透率最低为2 6 5 1 旷pm 2 ，最高可达3 7 1 7 x 1 旷um 2 ，平均8 3 4 ，2 4 x 1 0 。 u 秆。从纵向上看，由浅到深，储层物性有变差的趋势( 图2 6 ) ，而且孔隙度与渗透 率的相关性较好。 ! 垦互垫塑塑茎垄堡塞堡蔓主兰垒垒壅一 图2 5m e l u t 盆地主要储层砂地比对比图 s a n l l m a 组上部主要为大套厚层中粗粒砂岩夹薄层泥岩，下部为中厚层砂岩夹薄层 泥岩。从钻井结果来看，揭示最大厚度2 9 3 m 左右，地层砂岩含量平均为7 1 ，除了d o a m 一1 井外，其它探井揭示的砂岩含量均大于5 0 ( 图2 ，5 ) ，是所有储层中砂岩含量最高的 层段。砂层总厚度最大2 1 0 m ，单层最大厚度3 7 m ，平均5 7 r a 。 平面分布上，y a b u s 组下段到s a m m a 组地层的厚度普遍在3 0 0 m 以上，在沉积中心 可达8 0 0 m 以上，全区分布稳定。 白垩系砂岩储层钻井揭示最大厚度为3 0 1 0 m ，为厚层块状砂岩与泥岩不等厚互层。 钻井资料显示，上自垩统上段基本上为砂泥岩中厚层间互或薄互层，最大厚度为 i 0 4 0 m ，下段为细砂岩与深灰色、灰绿色、褐色泥岩等厚互层，最厚为1 3 3 2 m 。已有探 井分析表明，除a d m - - i 井外，上白垩统地层的砂岩含量均在4 0 以上，一般在5 0 - 7 5 之间( 图2 6 ) ，实测平均孔隙度为2 0 1 5 ，渗透率为8 。9 1 x 1 0 - 3 hm 2 ，属于中孔低渗 储层。是良好的砂泥互层段，为油气聚集的场所。日前在北部凹陷的a g o r d e e d - i 井、 p a l o g u e 构造带和南部的m i y a n 一1 井钻遇的上白垩统地层中获商业油流，表明白垩系 是一个具有潜力的储层。 ! 曼至塑垫塑茎茎要塞垦堡圭兰垡望壅一 o 5 0 0 ，、i 0 0 0 5 型 涨1 5 0 0 2 0 2 5 0 0 孔隙度( ) 02 04 0 6 0 0 5 0 0 ，、1 0 0 0 5 划 磺1 5 0 0 2 0 渗透率( 1 o 3um 2 ) 1l o1 0 01 0 0 01 0 0 0 0 图2 6d o a m 一1 井和k o o r - 1 井储层物性随深度的变化 2 4 油藏类型和流体性质 i l i e l u t 盆地的试油和r f t f m t 测试表明，本区不仅在上白垩统和y a b u s + s a n 组 中发育油藏，而且还在a d a r 组中发育c 魄气藏。油藏地质研究认为盆地存在多套油水 系统和两种油藏类型，其中p a l o g u e - f a l 是背斜背景下的简单断块油藏，上部y a b u s 和s a r m a 组存在多套油水系统，y a b u s 上部( i 州) 砂组为层状油藏，含油范围广；y a b u s v i 砂组及s a m m a 组为块状底水油藏，这一规律是受控于各砂组的储层发育情况、断层 侧向封堵的闭合高度等因素。此外上白垩统下段为层状油气藏。整体上这些油藏的油 水界面由西南向东北逐渐抬高( 图2 7 ) 。 原油的物理性质和化学成分分析表明，m e l u t 盆地原油多为不透明或半透明状的褐 色、棕褐色，原油密度变化大，一般在0 8 1 - 0 9 7 9 c m 3 之间，a p i 介于1 3 4 2 岔之间( 图 2 8 ) ；绝大多数原油粘度小于1 0 咖 1 p a s ，原油的倾点变化介于1 5 4 5 。c 范围内，多数原 油倾点大于或接近4 0 c ，为高凝油；低油气比( 2 6 9 0 s d b ) ；原油具有陆相原油的典型 璺至塑塑塑茎叁要塞堕堡主兰垡丝壅 特征，即含蜡量普遍较高，多为高含蜡原油，少数为含蜡原油，普遍低含硫( 含硫量 粉砂泥岩 泥质粉砂岩【1 l 】。 泥质盖层的埋深决定了封盖机制 不同成岩阶段的泥岩具有不同的封闭能力，随着埋深的增加，成岩作用加大，排 替压力增大，封盏能力增强，在一定的成岩期出现异常孔隙压力封闭，形成双重封闭 机制。但是，当成岩作用达到一定程度时，由于粘土矿物转化脱水，泥岩变脆，易产 生微裂缝。 图3 1 是d o a m - 1 井、6 0 9 v i r 一1 井声波时差与深度交会图。由图可见，苏丹m e l u t 盒地浅层泥岩( j i m i d i 组以上地层，深度 3 0 0 0 m ) 由于泥岩脱水变脆和地层压力升高，产生微裂缝，封闭能力变差。 断层对泥质盖层封闭性能的影响 若盆地或凹陷断层发育，将影响泥质盖层的连续性。断层对泥质盖层封闭性的影 响考虑的是断层断距和泥质盖层厚度的关系，当断距相同的情况下，泥质盖层厚度越 犬，封闭性能越强。m e l u t 盆地的圈闭绝大多数均为反向断块圈闭，图3 2 所示为 d a r 组成藏模式。全盆地a d a r 组泥岩厚度分布在2 0 0 9 0 0 m 之间，大部分在3 0 0 r 左右。由 图可见。断距大于3 0 0 m ( 泥质盖层厚度小于或等于断距) ，不能封闭油气，盖层无效； 断距小于1 0 0 m ( 泥质盖层的厚度是断距的3 倍以上) ，盖层可在盆地内较连续地分布。 中国石油勘探开发研究院硕士掌值论文 图3 2a d a r 组盖、y a b u s + s a m m a 组储成藏组合反向断块成藏模式示意图 泥质盖层的平面分布范围影响其封闭能力 泥质盖层的平面分布范围反映了其沉积环境，影响着盖层的宏观展布。分布广泛、 连续稳定的区域盖层，反映水体能量低，物源供给充足和沉积场所广阔；分布局限、 连续稳定性差的局部盖层是在水体能量较强、物源供给不足及场所狭小的沉积环境下 形成的。泥质盖层分布广泛，尤其是全盆地覆盖，是形成区域盖层必不可少的条件之 一；分布局限且连续性不稳定的泥质盖层只能形成局部盖层或随机盖层。因此，泥质 盏层的平面分布影响盖层的宏观封闭能力。图3 3 和图3 4 分别是m e l u t 盆地地震剖 面图和a d a r 组地层残余厚度图。由地震剖面可见，a d a r 组泥质盖层全区可连续追踪； 平面图显示厚度大于3 0 0 米的地层，覆盖于整个工区。 图3 ，3m e l u t 盆地地震剖面图 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 图3 4m e l u t 盆地h d a r 组地层残余厚度图 中国石油肋探开发研究院硕士学位论文 第四章 泥质盖层测井评价方法研究 对泥质盖层微观和宏观封闭能力影响因素分析的目的，是为了建立一套系统求取 泥质盖层微观和宏观评价参数的方法，以 及建立泥质盖层微观、 宏观封闭能力及综合 封闭能力的评价标准和评价方法。 由于跨国石油勘探开发周期短，风险大，因此，在盆地的勘探开发过程中，要求 严格 遵循勘探开 发技术程序， 减少风险， 提高成功率和采收率。 在需要进行详细研究 的 地区 做取心、 化验分析等一系列 特殊的 工作， 常规系列测井和常规录井资料普遍存 在。因此，开展地质研究工作时，必须充分利用有限的测井资料。在进行m e l u t 盆地 泥质盖层综合评价的过程中， 充分利用测并信息结合少量的岩心资料建立以测井资料 为基础，结合地震资料进行目 标区内泥质盖层的综合封闭能力评价工作。 4 . 1 泥质盖层微观评价参数的确定 泥质盖层测井综合评价是在对泥质盖层封闭机理和影响因素分析的基础上，以 测 并资料为基础，以 岩心分析结果标定测井资料，计算泥质盖层的评价参数，结合地震 资料， 进而评价泥质盖层的宏观和微观封闭能力。 通过以 上分析， 泥质盖层只有具备较强的微观封闭能力， 且在空间上具有一定的 展布范围时，才能在整体上具有较强的封闭性，并在区域范围内对油气形成进行有效 地封盖。 缺少两者中的 任何一 个， 都会使泥质盖层整体封闭 性变差， 难以 在区域范围 内 形 成有效的油 气盖层。 对泥质岩盖 层而言， 其微观封闭能力的强弱主要与毛细管力 封闭( 物性封闭， 即泥质盖层的突破压力) 、 超压封闭、 烃浓度封闭有关; 而其空间 展 布面积的大小则主要受泥岩总厚度、 泥岩单层厚度、 泥岩中的含砂量、 泥质盖层埋深、 断层等的 制约。因 此， 可以 将以 上宏观及微观因素作为泥质盖层的 主要评价参数。 利 用测井资料研究泥质盖层， 主要是依据测井资料，结合少量的岩心分析资 料， 建立评 价参数的测井计算模型，结合地震资料，进行泥质盖层的封闭能力的综合评价。经过 研究和实践总结，形成泥质盖层测井综合评价一体化评价流程 ( 图4 . 1 ? 拿脸只留叹布姆咚嘟报噢租鸽叨 把沂攀贻卿伙噢相瞩卿祠翻 rn 困泌嘴拿维如珊帐异噢州岭赛1寸困 拿附只搜段翔如蛛迎相恒留 月乌只日橄歌迎州饵蜡蛛卞 褥卞阿十名噢泪蟹卿-份杖名圈若刹锣-疑卿招噢揭随蜡-喇会如名噢州-一侧吸9噢帽璐嘴 旺半股瀚划娜车众 。侧经库撰褥乓 白侧饭韶镇斌卞 目布划润中氧 巾链娜标转卞 车牵只招皿兼昏摇召场咚诩俱留牛拼 把肠么兔熨扭迎明健蜓侧侧 映举卫兼国段劣次二叹举股瀚侧锐裂忘众 拓睐铭田从辐尔 召璐备以堆嘴绍幕 岑创如饵礴榕转卞 氏划留饭皿，“。印易蕊竺一石。侧扣产西十令二石镶。心利盆月色-鉴翎公级长，;哥睡即 .一|j划剔叫酬酬酬剔引到 中国石油勘探开发研究院 硕士学位论文 正常情况下， 以 上大部分参数可以 在实验中 实测得到， 但因实验方法、 实验时间、 岩样长度、实验的环境条件、岩样特性等的不同而测得的参数值不同，利用岩样实测 参数评价泥质盖层的封闭性时不能以点带面。 鉴于实验数据的局限性，加之对取心少 或无取心的 地区， 难以 求得泥质盖层的 评价参数， 从而利用测井资料得到的 这些参数 具有普遍性、规律性和实用性。 4 . 1 . 1 物性封闭参数 ( 即泥质盖层的突破压力p . ) 泥质盖层突破压力p . 是指上浮运移的油气刺穿泥质盖层的最小压力。它是岩石的 微孔结构、 矿物成分、 流体性质， 渗流能力等 特征的 综合反应。当 泥质盖层一旦被底 部上移的油气流力刺穿形成通道，盖层便失去封闭油气的能力，即便是很少的几条裂 缝，也可导致油气藏的破坏。因此， 在应用测并信息对泥质盖层进行评判时，突破压 力p . 的大小是盖层质量评价最直接的参数。 测井资料计算突破压力p . ， 是通过测井计 算的总孔隙度和有效孔隙度进行的。当取得总孔隙度小 ， 和有效孔隙度。 。 后，便可根 据图4 . 2( 苏丹m e l u t 盆地岩心分析孔隙度与突破压力关系图)中(d -p 。 关系图 版计 算泥岩盖层突破压力p . , 和几，并取其最小值作为突破压力的p . 最终值。而总孔隙度 和有效孔隙度的计算又与泥质含量的高低、次生孔隙大小，裂缝发育状况及渗透率等 有直接关系。因 此， 突破压力p . 是总孔隙度( 、 ) 、 有效孔隙 度( (d . ) 、 渗透率( k ) 、 泥 质含量( v s h ) 、厚度( h ) 的综合响应. 以下为突破压力计算公式 ( 由于苏丹m e l u t 盆地岩心分析样品只有2 块， 不足已 用来回归公式， 此公式为苏丹m u g l a d 盆地岩心与测井资 料回归公式， 在此用现有的岩 心验证) 。 p. ， = e 、 : 。 。 其中:当4 j 2 0 % 时，k : 二 一 0 . 2 当4 2 嘶时，k i = 一0 2 当夺。 2 0 9 6 时，k ：= 一仗2 2 当巾。 1 时，p fe “”+ “ 2 8 塑至型塑塑塞塑主堂垡塑 式中：p 。为总孔隙度计算的泥质盖层突破压力 审。为泥岩盖层的总孔隙度 k ，为经验系数 为有效孔隙度计算的泥质盖层的突破压力 巾。为泥岩盖层的有效孔隙度 4 0 3 5 3 0 2 5 是2 。 砖 乱 1 5 1 0 b 0 、c l ； 1 ； 耳吨0 0 嚷嵫4 3 6 讪誊e 虫 = 1 f fl 牟1 踟啪2 中t ) l 毫 j 5； 车l p a 2 8 ( 龟哪) 、 1 e 商l k 、 l “。“ 051 5羽2 53 03 5 由 图4 。2 泥岩总孔豫度和有效孔隙度与突破压力关系圈版 图4 3 为f a l 之井岩心分析与测井计算的参数对比图。由图可见，测井计算的突 破压力、孔隙度和渗透率的数值与岩心分析的数值相近，相关性很好。因此，利用以 上公式计算泥质盖层的突破压力、孔隙度在m e l u t 盆地是可行的。公式中的总孔隙度 ( ，) 和有效孔隙度( 中。) 由中子一密度交会技术求取。 里至塑垫篓茎茎婴窒堕堡圭兰竺丝茎一 图4 3f a l 吨井岩心分析与测井计算的参数对比图 总孔隙度( 中。) 的计算 测井计算的总孔隙度代表着地层流体可流动部分和被粘土矿物束缚部分占摆的 孔隙空间之总和与岩石体积之比。泥岩盖层总孔隙度的大小反映了泥岩的压实程度， 总孔廉度越小，压实程度越高，孔隙喉道半径越小，泥岩孔隙毛细管力越大，渗透率 越低，封闭性能越好。因此，泥岩盖层总孔隙度是反映盖层质量的重要参数。 测井总孔隙度是利用中子一密度交会技术，采用多参数综合优化法来计算的。图 4 4 m i 是中子一密度交会计算总孔隙度、有效孔隙度的示意图。可以根据资料点在图中 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 的位置计算总孔隙度和有效孔隙度。 通过解下列方程组可得总孔隙度o 。、岩石含量v ，和干粘土含量k 3 。 x d e n = v ，p 。+ v p4 - 巾t p f x n e u = v ，中矩+ 址审n g c + 中t t 中n f v ，+ v 。+ m ，= 1 其中x d e n 、x n e u 为密度、中子的测量值；v ，、v 。分别为岩石含量和干粘土含量； p 。、p 。”分别为岩石骨架密度和干粘土密度；中，、中岵、中n g c 分别为地层总孔隙度、 双矿物岩石的中子的混合骨架值、干粘土的中子孑l 隙度；p ，、$ n f 分剐为流体密度和 流体中子值。 1 0 0 墨 雩 q 一 1 o 霉w 力 p ：资料点 筠 鹳 4 0 么一一7 反， 图4 4 中子一密度交会计算孔隙度示意图 图中，w 为水点0 为砂岩骨架点，g c 千粘土点，c 为攫牲点，p 为 资料点- q g c 线为零总孔隙度线，o c 线为零有效孔隙度线。 3 1 中国石油勘探开发研究院硬士学位论文 当取得泥岩总孔隙度后，便可根据总孔隙度与突破压力的关系图计算盖层的突破 压力p a 。 有效孔隙度( m 。) 前述的泥岩总孔隙度同突破压力的关系，是把盖层看成均一的理想盖层为前提 的，实际上，在广阔的范围内，泥岩的岩性、结构和构造并不是单一的，泥岩内部的 孔隙大小、孔隙结构经常是不一样的，在各种成岩作用和构造作用下，还常产生次生 孔隙和微裂缝，它在某一局部范围内或某一深度段可能存在着各种形式的微渗漏空间， 这些次生孑l 隙、微裂缝和各种形式的微渗漏空问，在测井参数上表现为有效孔隙度。 对于成岩程度较高的岩层来说，对泥质盖层质量起主要影响控制作用的是次生有效孔 隙度的大小。i l 隙度与孔喉半径、渗透率为正函数关系，对泥质盖层而言，孔隙度越 小岩石的突破压力越高，封闭性能越强，泥质盖层质量越好。 有效孔隙度和总孑l 隙度的计算方法相同，仍然是利用中子一密度交会技术来计算 的，采用多参数综合优化法来计算的，将总孔隙度方程组中的干粘土参数变为湿粘土 参数，即可计算有效孔隙度中。、岩石含量v ，和湿粘土含量v 。“”。 x d e n = v ，p 。+ v 。p 。l + 中e pf x n e u = v , n g + v 。中n d + 中e 中n f v ，+ v 。+ 垂。= 1 其中x d e n 、x n e u 为密度、中子的测量值；v r 、分别为岩石含量和湿粘土含 量。 当取得泥岩有效孔隙度后，便可根据有效孔隙度与突破压力的关系图进一步计算 突破压力，比较r 与k ，选取数值较小的作为最终的突破压力r ，用于盖层质量 的分析评价。 4 i 2 异常压力封闭参数 异常压力封盖是比较独特的封闭形式，它既有单层泥岩的封闭特性，又具有组合 中国石油勘探开发研究院 硕士学位论文 当 取得泥岩总孔隙度后， 便可根据总 孔隙度与突破压力的 关系图计算盖层的 突破 压力 p . , o 有效孔隙度 ( 巾. ) 前述的泥岩总孔隙度同突破压力的关系，是把盖层看成均一的理想盖层为前提 的， 实际上， 在广阔的范围内， 泥岩的 岩性、 结构和构造并不是单一的， 泥岩内 部的 孔隙大小、孔隙结构经常是不一样的，在各种成岩作用和构造作用下，还常产生次生 孔隙和微裂缝， 它在某一局部范围内或某一深度段可能存在着各种形式的 微渗漏空间， 这些次 生孔隙、 微裂缝和各种形式的微渗漏空间， 在测井参数上表现为有效孔隙度。 对于成岩程度较高的岩层来说， 对泥质盖层质量起主要影响控制作用的是次生有效孔 隙度的大小。孔隙度与孔喉半径、渗透率为正函数关系，对泥质盖层而言，孔隙度越 小岩石的突破压力越高，封闭性能越强，泥质盖层质量越好。 有效孔隙度和总孔隙度的计算方法相同， 仍然是利用中子一 密度交会技术来计算 的，采用多参数综合优化法来计算的，将总孔隙度方程组中的干粘土参数变为湿粘土 参数， 即 可计算有效孔隙度中 。 、 岩石含量v r 和湿粘土含量v ( u 1 . x d e n =v , . p . 十v - . p。 。 +中。 . p : x n e u = v r . (d . , 十 v . . . d . c , +中 e.中 o f v * +v 。 十小e =1 其中de n、 x n e u 为密度、中子的 测量值; v o v im分别为岩石含量和湿粘土含 量。 当 取得泥岩有效孔隙 度后， 便可根据有效孔隙度与突破压力的关系图 进一步计算 突破压力p , 2 ，比 较p . , 与p a ,选取数值较小的作为最终的突破压力p . ， 用于盖层质量 的分析评价。 4 . 1 . 2 异常 压力 封闭参数 异常压力封盖是比较独特的封闭 形式，它既有单层泥岩的封闭 特性，又具有组合 中国 石油勘深开发研究院硕士学位论文 泥岩封闭 特点， 对处于异常压力带中的泥岩， 其封闭 性符合单层泥岩的封闭 特性: 对 具有欠压实特征的组合泥岩， 其封闭性往往考虑其整体效应。 大量的研究表明，欠压 实泥岩盖层的 直接表征是其较正常压实泥岩具有异常高的 孔隙 度， 且其异常高孔隙 度 值较正常压实泥岩孔隙度值越大，欠压实泥岩内的异常孔隙流体压力越高，其压力封 闭 油 气能 力 越强， 反之则 越弱 15 。 因 此， 孔隙 度资 料是 研究 欠 压实 泥岩盖 层压力 封闭 及其能力不可缺少的资料。 然而，在实际工作中，由 于受经费、井点及取心等因素的 限制，大量测取泥岩孔隙度资料是不可能的，故通常情况下无法利用实测孔隙度资料 来研究欠压实泥质盖层的异常压力封闭能力。但大量的统计资料表明， 泥岩孔隙度与 其声波时差之间存在着明显的线性关系。因此， 我们可以利用声波时差代替孔隙度来 间接研究欠压实泥岩盖层的压力封闭及其能力。实际应用中，更多考虑的是其整体效 应。 异常压力封闭作用是通过作泥岩声波时差 t 或总孔隙度中， 与埋深关系图来确定 的 ( 图4 . 5 ) 。 如果泥岩声波时差值为正常压实趋势， 表明 泥岩为正常压实，内部不存 在异常孔隙流体压力。 如果泥岩声波时差值偏离正常压实趋势线，表明泥岩欠压实， 内 部存在异常孔隙流体压力，具有压力封闭能力， 偏离的 越大， 压力封闭能力越强。 利用声波时差计算欠压实泥质盖层异常孔隙流体压力可用下式计算(l6 7 _ _ 。 一( p t - p w ) , _ o t o _， 。f一 尸; 丁 - 一 丁 丁 一 一 一1 1 -一 一 尸，乙 t八 l 式中:a t o 地表泥岩时差; p r 岩石的 平均密度: p 一地层水的密度; c 一正常压实趋势线斜率; o p -z 深度处泥岩异常孔隙压力: 中 w 互 邂壑型迥鲤鲤全丝鱼生一一一一一一-一 t 户 - z 处声波时差; z 一泥岩的埋深。