（石油与天然气工程专业论文）神木—米脂地区上古生界砂岩气藏测井解释方法研究.pdf

中文摘要 论文题目： 专业： 硕士生： 指导教师： 神木一米脂地区上古生界砂岩气藏测井解释方法研究 石油与天然气工程 芝霎雾：萋耋；趟 嚣篡毵趱 摘要 神木一米脂地区的气田是鄂尔多斯盆地近年来在天然气勘探领域的又一重 大突破。为了进一步摸清该区域气藏的测井资料响应特征、区域气藏特点，以配 合下一步该区域的全面勘探开发，展开对该区域测井资料、测井解释方法研究的 工作显得极为迫切，也尤为重要。 本文作者根据沉积岩石学理论，借鉴前人的经验，以野外露头、岩心分析资 料、测井资料响应特征为基础，重新界定了研究区域的地层序列，总结出了山西 组、太原组储层的沉积相及微相的特征，为准确认识、研究储层奠定了基础。 在宏观确定的沉积相的指导下，作者利用取心资料、岩电实验和试气资料等 对山西组、太原组储层的特征进行了详细的研究。在研究储层的孔隙结构时，利 用了核磁共振测井新技术进行孔隙结构分析。 在对储层特征有了清楚的认识的基础上，作者系统的研究了山西组、太原组储 层的岩性、物性、测井响应特征以及含气性特征，制订了利用测井电性特征识别 气水层的方法，提出了核磁共振气层识别新方法。 为了准确求取储层参数，作者采用精细化方式，分层位、分岩性建立了适合 本地区规律的解释模型，使用岩心分析资料回归出了不同区块的孔、渗、饱计算 公式。并对其准确性进行了验证。结果表明：计算公式可靠性较高，能够满足测 井解释需要。其次，对参与研究的测井资料以及岩心、薄片资料等进行了标准化 处理，保证了所用数据的可靠、准确，为准确地计算储层参数奠定了基础。 为了准确地判识气水层，本文提出了用交会图法确定气水层下限值，对榆林 米脂气田的山西组、太原组储层的气层、气水同层、差气层、干层的下限值进 行了研究，并对结论进行了验证。 本文通过对神木一米脂地区气田的山西组、太原组储层测井解释方法的研 究，建立了适合该区块的测井解释模型，利用岩心分析和试气资料进行了验证， 结果表明求取的测井参数计算公式可靠、实用，能够真实地反映储层特性。 关键词：神木一米脂区块山西组储层太原组储层沉积相储集层特征 测井解释方法储层参数计算 i i 英文摘要 s u b j e c t ： s p e c i a l i t y ： n a m e ： t h er e s e a r c ho nw e l ll o g g i n gi n t e r p r e t a t i o nm e t h o d sf o rt h es a n d s t o n ei n u p p e rp a l e o z o i co fy u l i n - m i z h ia r e a p e t r o l e u ma n dn a t u r a lg a se n g i n e e r i n g h ux i a o l i i n s t r u c t o r ：z h a oj i n g z h o u y a n gs h u a n g d i n g a b s i r a c 。l 。 y u l i n m i z h ia r e ai nt h eo r d o sb a s i ni sa n o t h e rm a jo rb r e a k t h r o u g hi nt h ef i e l do fn a t u r a lg a s e x p l o r a t i o ni nr e c e n ty e a r s i no r d e rt of u r t h e rc l a r i f yg a sr e s e r v o i rc h a r a c t e r i s t i c so ft h er e g i o n a n dr e s p o n s ec h a r a c t e r i s t i c so fl o gd a t ao ft h eg a sr e s e r v o i r ，t oa s s i s tt h ec o m p r e h e n s i v e e x p l o r a t i o na n dd e v e l o p m e n to ft h er e g i o ni nt h en e x ts t e p ，i ti sp a r t i c u l a r l yi m p o r t a n ta n d e x t r e m e l yu r g e n tt oc a r r yo u tr e s e a r c ho fl o g g i n gd a t aa n dl o gi n t e r p r e t a t i o nm e t h o d si nt h e r e g i o n 、 a c c o r d i n gt ot h et h e o r yo fs e d i m e n t a r yr o c ka n db ym e a n so fp r e v i o u sd a t aa n df i e l d a w a r e n e s s ，b a s e do no u t c r o p ，c o r e sa n dw e l ll o g s ，t h ea u t h o ro ft h i sa r t i c l er e d e f i n e dt h e s t r a t i g r a p h i cs e q u e n c eo ft h es t u d ya r e aa n ds u m m e du pc h a r a c t e r i s t i co fs e d i m e n t a r yf a c i e sa n d m i c r o f a c i e so fs h a n x if o r m a t i o na n dt a i y u a nf o r m a t i o nr e s e r v o i r s ，w h i c hl a i dt h ef o u n d a t i o nf o r a na c c u r a t eu n d e r s t a n d i n ga n dr e s e a r c ha b o u tt h er e s e r v o i r u n d e rt h eg u i d a n c eo fi d e n t i f i e dm a c r os e d i m e n t a r yf a c i e s ，t h ea u t h o rd e t a i l l ys t u d i e dt h e c h a r a c t e r i s t i c so fs h a n x if o r m a t i o na n dt a i y u a nf o r m a t i o nr e s e r v o i r sb yu s i n go fc o r ea n a l y s i s ， r o c ke l e c t r i ce x p e r i m e n t a t i o na sw e l la si n f o r m a t i o no ns h a l l o wg a s t h ea u t h o ra n a l y s e dt h e p o r es t r u c t u r eo f r e s e r v o i r sb yu s i n go f e x p e r i m e n t a la n a l y s i so fm e r c u r yw h i c hw a sc o m m o n l y u s e d i ti sw o r t hm e n t i o n i n gt h a tt h ea u t h o ru s e d o fn e wt e c h n o l o g yo fn u c l e a rm a g n e t i c r e s o n a n c el o g g i n gt oa n a l y s i st h ep o r es t r u c t u r eo fr e s e r v o i r s o nt h eb a s i so fac l e a ru n d e r s t a n d i n go fr e s e r v o i rc h a r a c t e r i s t i c s ，t h ea u t h o rs y s t e m a t i c a l l y s t u d i e dl i t h o l o g y , p h y s i c a lp r o p e r t i e s ，l o g g i n gr e s p o n s ef e a t u r e sa n dg a s b e a t i n gc h a r a c t e r i s t i c so f s h a n x if o r m a t i o na n dt a i y u a nf o r m a t i o nr e s e r v o i r s ，a n dd e v e l o p e dan e w w a y st od i s t r i b u t i o no f g a s w a t e rb yu s eo ft h ee l e c t r i c a lc h a r a c t e r i s t i c so ft h el o g g i n g i na d d i t i o n ，t h ea u t h o rp r o p o s e da n e wm e t h o do fg a s w a t e rd i s t r i b u t i o nb yu s eo fn u c l e a rm a g n e t i cr e s o n a n c el o g g i n g i no r d e rt oo b t a i na c c u r a t er e s e r v o i rp a r a m e t e r s ，t h ea u t h o rb u i l tl o gi n t e r p r e t a t i o nm o d e l si n d i f f e r e n tr e s e r v o i ra n dl i t h o l o g yb yu s i n go fs o p h i s t i c a t e dw a y a tt h es a m et i m e ，t h ea u t h o r r e g r e s s e dp o r o s i t y , p e n e t r a t i o na n dw a t e rs a t u r a t i o nf o r m u l ai nad i f f e r e n tb l o c kb yu s i n gao f c o r ea n a l y s i sd a t a i na d d i t i o n a l lt h ec a l c u l a t i o nf o r m u l a sw e r ev e r i f i e d t h er e s u l t ss h o wt h a t t h ec a l c u l a t i o nf o r m u l a sw e r er e l i a b l ea n dc o u l dm e e tt h en e e d so fl o g i n t e r p r e t a t i o n f 英文摘要 s e c o n d l y , t h er e l a t e dd a t aw e r es t a n d a r d i z e dt oa c h i e v ea c c u r a t er e s e r v o kp a r a m e t e r s t h e s ed a t a i n c l o u dl o g g i n gd a t a ，c o r ea n a l y s i sa n di n f o r m a t i o ns h e e t s h e r ec r o s s p l o ti sp r o p o s e dt od e t e r m i n eg a s w a t e rd i s t r i b u t i o ns ot h a tc a ni d e n t i f y a c c u r a t e l yg a s ，g a s w a t e r , b a dg a sa n dd r yl a y e ri ns h a n x if o r m a t i o na n dt a i y u a nf o r m a t i o n r e s e r v o i r so fy u l i n - m i z h ig a s f i e l da r ed e t e r m i n e db yt h r e s h o l dv a l u em e t h o dw h i c hc o n c l u s i o a s a r ev e r i f i e dd u r i n gt h ef o l l o w i n gs e v e r a lw e l l sl o gi n t e r p r e t a t i o n i naw o r d ，a d a p t a b l el o g g i n g i n t e r p r e t a t i o nm o d e la n dc o r r e s p o n d i n ge q u a t i o nw e r e e s t a b l i s h e df o rt h i sf i e l d a l lt h ea b o v em e n t i o n e dt h el o g g i n gp a r a m e t e r sf o r m u l aa n dm o d e l s w e r ev e r i f i e dt ob er e l i a b l ea n dp r a c t i c a lb yt h ec o r ea n a l y s i sa n dw e l lt e s tr e s u l t sw h i c hc o u l d t r u l yr e f l e c tt h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h er e s e r v o i r k e y w o r d s ：y u l i n - m i z h ia r e a ，s h a n x if o r m a t i o n s e d i m e n t a r yf a c i e s ，r e s e r v o i rc h a r a c t e r i s t i c s ， c a l c u l a t i o no fr e s e r v o i r p a r a m e t e r s i v r e s e r v o i r , t a i y u a nf o r m a t i o nr e s e r v o i r , w e l ll o g g i n gi n t e r p r e t a t i o n m e t h o d s ， 学位论文创新性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论 文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学 或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所 做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名： 斡 日期：2 1 罕型鲎 学位论文使用授权的说明 本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在 校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法 发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利，同时授权中国科学技术信息 研究所将本论文收录到中国学位论文全文数据库并通过网络向社会公众提供 信息服务。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为西安石油大学。 论文作者签 导师签 日期：! 卒：! ! ：丝 日期：哩1 2 ：! ：! r 注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出( 含解密年限等) 。 绪论 绪论 一、论文选题的目的和意义 神木一米脂区块是鄂尔多斯盆地东部上古生界天然气勘探的重点地区，位于盆地东 北部，西接榆林气田，北抵伊盟隆起东段。储量升级潜力较大。天然气资源量丰富，近 1 0 年来，鄂尔多斯盆地东部地区天然气勘探已取得重大进展，先后发现并逐步探明了榆 林气田、米脂气田、子洲气田等储量规模达千亿方的大型气田，并在榆林气田周边和米 脂地区、神木地区和府谷一佳县地区不同层系发现了一系列含气显示，展示出复合含气 多层系的勘探前景，成为今后一段时间内天然气勘探重要的战略接替区块。目前已在太 原组、山西组、石盒子组及石千峰组等不同层段获得工业气流。目前仍无有效的测井解 释方法。其显著特点是：孔隙度、渗透率低；成岩后生作用和非均质性强烈；压力低； 储层易伤害；单层一般无自然产能或产能低，须经压裂或酸化改造才能投产。利用测井 资料建立有效气层识别和评价方法十分必要。 随着对气田地质特征认识不断加深，满足勘探、开发对测井解释的需求，针对上古 生界砂岩岩性气藏的特点，进行测井精细评价，提高天然气井解释符合率显得尤为重要。 本课题研究的目的是为了揭示上古生界砂岩气藏测井响应特征，建立解释模型，提高盆 地上古生界砂岩气层的解释精度，更好的为天然气勘探提供技术支撑，非常需要总结多 年来的测井方法，建立分地区、分层位气层、水层、气水层的解释图版，探索新的气层、 水层、气水层解释方法。以太原组和山西组为主要研究目标，使“三低”储层的测井解 释符合率得到进一步的提高。 二、主要研究内容 研究对象为上古生界主要目的层，山西组和太原组储层为主要研究目标。 主要研究内容如下： 1 储层物理特征实验研究 主要通过常规岩电实验，研究低孔低渗气藏的岩电特征，为饱和度建立提供实验基 础。 2 储层“四性”关系研究 根据取心资料、化验分析资料、试气资料，做储层岩性、物性、含油性、电性“四 性”关系研究；总结出各储层的基本特征，为解释模型奠定基础。 3 测井解释模型的建立 用岩心分析资料来刻度测井曲线是计算储层孔、渗参数常用方法，也是最有效的方 法。选取具有代表性井的岩心分析资料与测井资料进行孔、渗、饱参数的回归。并根据 岩电实验建立含水饱和度公式。 西安石油人学硕士学位论文 ( 1 ) 孔隙度 利用岩心分析资料与测井资料进行相关分析， 立孔隙度的计算公式。 ( 2 ) 渗透率 利用岩心分析资料与测井资料进行相关分析， 立渗透率的计算公式。 找出与孔隙度相关性较好的曲线，建 找出与渗透率相关性较好的曲线，建 ( 3 ) 含水饱和度 根据岩电实验和分析资料对阿尔奇公式进行分析，考察阿尔奇公式的适应性，若不 适应则建立适合上古地层的含水饱和度公式。 ( 4 ) 核磁解释模型 利用物性分析资料建立核磁共振测井的基本参数，并确定处理解释模型中的关键参 数。 4 气水层识别方法研究 ( 1 ) 常规方法识别气层 采用声波时差一电阻率交会、密度一电阻率交会、密度一补偿中子交会、孔隙度与 含水饱和度交会分别得到气层、含气层、含水层、干层的限定值。 ( 2 ) 气层识别新方法 根据实验数据，结合测井资料建立核磁共振解释模型( 包括核磁孔隙度、核磁渗透 率、核磁束缚水饱和度等) 和核磁共振气层识别方法。 5 测井地质分析方法及应用 建立上古生界储层成像测井的解释模型，提取各地质现象的测井特征，建立测井识 别沉积相和沉积微相的标志，对储层进行测井地质分析。 三、测井储层评价的难点 上古生界地层地质特征十分复杂，具有低孔、低渗以及非均质性强的特点，相对常 规储层而言，低孔低渗储层测井评价存在一些特殊的困难，主要表现在以下几个方面： 地层骨架对测井信息的贡献远大于孑l 隙部分的贡献，从而大大降低了测井资料对 孔隙流体的分辨率【l l ； 储层在埋藏过程中经历了很强的成岩后生变化，通用的解释模型与实际产生了比 较大的偏离，这不仅会造成孔隙度计算误差的偏大，而且难以保证产层含气饱和度的正 确求解【2 1 ； 非均质性严重，沉积和成岩相带变化频繁p l ，已有的测井解释模型较难适应地层 的变化； 储集类型复杂，往往伴有微裂缝。这些对储层渗透性有重要贡献的微裂缝，即使 采用先进的成象测井，其显示也不明显，容易在解释中被忽略，而泥浆滤液沿着裂缝的 侵入，将使气层电阻率降低，导致对地层含气性的悲观评价； 2 绪论 储层容易被伤害，压裂和试气工艺水平对测试产能的影响很大，增加了根据试气 结论标定测井的不确定性。 四、研究思路和方法 神木一米脂地区上古生界砂岩储层测井面对的地质问题可以概括为“低孔、低渗、 低压 三低气层的识别与评价。在研究中制定以下技术对策：围绕建立适应于上古砂岩 地层的解释技术系列，充分利用测井资料，结合地质、录井等相关专业的研究成果，进 行储层综合描述。通过储层的岩性、电性、物性和含气性“四性 关系研究，结合试气 资料和岩性分析资料建立储层参数测井解释模型，准确计算储层参数，利用测井参数建 立气层识别图版，正确评价气藏，提高研究区块解释符合率。 五、完成的工作量 通过努力该课题完成了以下工作量： ( 1 ) 经过与地质人员和项目组成员的沟通，总结了研究区的地质概况和地层特 征，确定了主要层的测井标志，建立了测井资料标准化的方法。 ( 2 )运用实验资料对储层的基本特征、孔隙结构进行了详细分析，对上古生界储 层的岩性、电性、物性、含气性等进行了研究。 ( 3 ) 利用1 4 口井5 8 5 块的物性分析资料建立了孔隙度、渗透率等储层物性参数 的测井解释模型；与6 口井岩心分析资料分别对太原组和山西组的公式进行了验证，对 比表明，9 2 的孔隙度误差小于1 5 ，8 5 的渗透率小于半个数量级，精度得到提高。 ( 4 ) 利用岩电实验对山西组4 口井1 1 7 块岩心进行了地层因素实验，1 8 2 块岩心 进行了电阻增大率实验；对太原组的3 口井的4 6 块岩心进行了地层因素实验，1 5 6 块岩 心进行了电阻增大率实验；确定了含水饱和度公式的关键参数，经过2 口井的密闭取心 资料验证，建立的公式有效。 ( 5 )收集试气资料，研究前统计了工区4 4 口井的符合率，与测井资料对比分析， 采用声波时差一电阻率交会，密度一电阻率交会，电阻率差比和声波时差交会分别得到 了气层、差气层、干层的限定值；利用测井资料建立了主要储层太原组和山西组的气层 测井识别方法，并利用2 8i s i 井3 8 个层的试气资料对解释图版进行了验证；证明了方法 的有效性。 ( 6 ) 建立了利用核磁共振测井资料识别孔隙结构和气层识别的方法。 ( 7 ) 利用研究区1 5 7 口测井资料，对神木双山地区的地质特征进行了测井分析， 分析测井曲线的纵向上横向上数值和曲线形态变化规律，分析沉积韵律、沉积能量、沉 积厚度，及曲线间相互关系的特征，得出了太原组的太2 、山西组山2 3 、山2 2 、山2 1 、山 l 地层的沉积特征和砂体展布特征。为测井与地质的结合进行了有益的探究。 六、取得的主要成果和认识 经过课题组所有研究人员的共同努力，完成了本项目合同规定的研究内容及考核指 标，为提高测井解释符合率提供了有力的技术支撑，取得了以下技术成果： 西安石油人学硕+ 学位论文 ( 1 ) 神木一双山区块太原组、山西组具多套含气层系，由于该地区所处构造背 景、地貌特征，以及复杂的古水系和物源特征，本区太原组一山西组沉积期沉积相带及 沉积特征变化较大，砂体变化急剧，储层纵、横相变大，圈闭类型多，天然气成藏控制 因素复杂，测井解释难度大。 ( 2 )本区的太原灰岩分布稳定，可以作为标志层用来检查测井曲线的质量。自 然伽玛测井响应表现为高的负异常，整体呈低平的箱状，由于灰岩质地纯净，自然伽玛 曲线基本无起伏，电阻呈高值，三孔隙度特征值如下： 表绪1 太原灰岩标志层测井数值 密度( 克厘米3 )声波时差( 微米秒) p e ( b e )补偿中子( ) 2 7 l1 5 65 0 8o ( 3 ) 通过对实验资料分析，搞清了主要储层的岩性、物性、电性及含气性“四 性”关系特征，为测井解释模型的建立提供了依据。 ( 4 ) 研究区太原组一山西组砂岩的岩石类型有石英砂岩、岩屑石英砂岩和岩屑 砂岩，细砾一粗砂结构则石英含量高，随粒度变细，岩屑含量逐渐增高。 ( 5 )双山地区太原组岩石类型为岩屑砂岩与岩屑石英砂岩，岩厚度一般1 0 - - 一 1 5 m ，孔隙度6 8 ，渗透率0 4 , - 一0 6 1 0 - - 3 9 m 2 ，含气层厚度1 8 7 5 m ，气层厚度3 l l m ，砂岩厚度大、连片性好。河流一浅水三角洲平原沉积的过渡地区及浅水三角洲平 原与浅水三角洲前缘沉积的过渡区域，是该区主要气层发育层位。 ( 6 )神木地区山2 3 ，岩石类为粗粒岩屑石英砂岩，砂体连片性较好，砂岩厚度 一般5 1 0 m ，孔隙度一般4 - - 一6 ，渗透率一般0 4 , - - , 0 6 x1 0 - - 3 9 m 2 ，为河流一三角洲 的过渡地带，是该区主要气层发育层位。 ( 7 )本区声波时差与孔隙度关系较好，可以用来计算孔隙度参数，渗透率与孔 隙度具有很好的相关性，利用1 4 口井的物性分析资料建立了孔隙度、渗透率等储层物性 参数的测井解释模型；与6 口井岩心分析资料分别对太原组和山西组的公式进行了验证， 对比表明，9 2 的孑l 隙度误差小于1 5 ，8 5 的渗透率小于半个数量级，精度得到提高。 ( 8 )采用声波时差一电阻率交会，密度一电阻率交会，电阻率差比和声波时差交 会可以识别气层、差气层；好的气层电阻率差比大，采用声波时差一电阻率交会识别气 层效果较好。利用测井资料建立了主要储层太原组和山西组的气层测井识别方法。并利 用2 8 口井3 8 个层的试气资料对解释图版进行了验证；解释符合率由6 9 3 ，提高到研 究后的7 8 9 。 ( 9 ) 增水法岩电实验确定的山西组、太原组储层的地层因素和电阻增大率的关 系是正确的。经过2 口井的密闭取心资料验证，建立的公式有效。 4 绪论 ( 1 0 ) 利用1 5 7 口测井资料对伸木双山地区的地质特征进行了分析，搞清了沉积序 列，砂体展布方向，各沉积相的测井特征，对山西组和太原组储层分析了古水流方向。 在神木一双山地区太原组一山西组识别出碳酸盐潮坪、障壁砂坝一泻湖、浅水三角洲、 湖泊三角洲和曲流河5 种沉积相特征。 ( 1 1 )神木一双山地区太原组一山西组为碳酸盐岩与陆源碎屑岩互层的含煤岩 系，自然伽玛测井曲线与视电阻率测井曲线组合对沉积微相的变化有很好的响应。 州安石油夫学硕十学位论文 第一章区域地质概况 鄂尔多斯盆地上占生界沉积一套海陆过渡相一陆相碳酸盐岩和碎屑岩地层4 1 。主要 地层有：石炭系本溪组、太原组，二迭系山西组石盒于组、石千峰组。上古生界从本 溪、太原、山西、石盒子、石千峰都发现有效工业储层尤其是在搞地东部地区，多层 系复合古气的特征突出，成为近年来天然。谴0 探的重点口j 。 盆地太原组沉积期以滨浅海沉积环境为主，神术一般山地区处于北部海相浅水三角 洲沉积体系，三角洲分流河道砂体发育，砂层厚1 0 1 5 m ，宽l o 2 0 k m 。神木一双山 区块太原组、山西组具多套含气层系，由于该地区所处构造背景、地貌特征，以及复杂 图1 1 神本一双山地区太原组勘探成果图 第一章区域地质概况 的古水系和物源特征，本区太原组一山西组沉积期沉积相带及沉积特征变化较大，砂体 变化急剧储层纵、横相变大圈闭类型多，天然气成藏控制因素复杂，给勘探目标的 优选带来了较大难度。 神术一双山地区太原组储层以岩屑石英砂岩为主，孔隙类型以颗粒溶孔及粒问孔为 主，孔隙度87 、渗透率0 9 3 lo 3um 2 。烃源岩发育，成藏条件优越，气层分布稳定。 勘探成果图见图l 一1 。 神木一双山地区山2 储层以岩屑石英砂岩为主，发育颗粒溶孔及杂基微孔，平均孔 隙度9 1 、渗透率1o l x l 旷pm 2 ； 绥德一米脂地区以落实上古生界有利含气范围寻找规模储量为目标其中余兴庄地 区位于榆林气田东侧，2 0 0 6 年提交山2 预测储量3 8 87 7 1 0 8 廿。 2 0 0 7 年完试的米2 2 井钻遇山2 3 气层33 m 试气井口产量为22 x 1 0 n d ；完钻的 双2 5 井钻遇山2 ，气层、含气层1 1 g m ，试气井口产量为3 1 7 3 7 1 0 4 一d ，使山2 储量 得到落实，并有向东北扩大的趋势。勘探成果图见图1 2 。 雕1 - 2 绥蕾一米脂地区山西组勘探成果圈 西安石油大学硕十学位论文 2 1 地层特征 第二章地层特征及测井资料标准化 钻遇地层自上而下依次为：上二叠统石千峰组( p 3 q ) 、中二叠统石盒子组( p 2 h ) 、 下二叠统山西组( p l s ) 和太原组( p l t ) 、上石炭统本溪组( c 2 b ) ，基底为中奥陶统马家 沟组( 0 2 m ) ( 表1 1 ) 。其中，山西组、太原组不仅是上古生界最主要的含煤岩系，是 本区主要含气层系之一【6 】。本溪组山西组地层及主要标志层简述如下： ( 1 ) 上石炭统本溪组( c 2 b ) ： 研究区内，本溪组平行不整合于下伏中奥陶统马家沟组( 0 2 m ) 之上。以奥陶系侵 蚀面为底，下段：是上下古生界间的不整合面至“畔沟灰岩”之底间的岩性组合，为一套 灰色、灰白色铝土岩、铝土质泥岩。中段：指“畔沟狄岩”之底到“晋祠砂岩”之底间的所 有岩层，为灰黑色泥岩、砂质泥岩、深灰色铝质泥岩、粉砂岩，间夹灰色中细粒石英砂 岩、石灰岩透镜体及煤线，平均厚度2 1 m 。上段指“晋祠砂岩”底到“庙沟灰岩”之底( 或 8 。煤之顶) 之间的所有岩层，岩性主要由灰黑色泥岩、粉砂岩、细一粗粒石英砂岩、煤 层组成，局部夹灰岩薄层，是上古生界主要含煤地层之一。底部“晋祠砂岩”是本组稳定 发育的砂岩体，也是本组的主要含气层段。 本溪组顶部煤层发育，区内称8 # 煤层( 相当太原西山8 、9 。煤层) ，晋西北兴县一保 德地区合并为1 层称1 3 4 煤，是区域稳定分布的煤层，也是钻井、测井中主要对比标志 层之一。 ( 2 ) 下二叠统太原组( p l t ) ： 指“庙沟灰岩”底( 或8 # 煤层顶) 至“北岔沟砂岩”底之间的一套岩层。主要由灰黑色 泥岩、粉砂岩、石灰岩夹煤层组成，局部地区夹中厚层一厚层状灰白色细一粗砂岩。在 测井中，石灰岩常以低平箱( 矩) 状声波时差、小而平直的井径、低自然伽玛、高锯齿 状密度为特征，易于井下追踪、对比。太原组厚4 0 7 0 m ，自东向西变薄，与下伏本溪 组冲刷或过渡接制丌。按沉积序列、岩性组合，太原组分为上、下两段： 太2 ：l l 灰岩( “庙沟灰岩”) 之底至l 4 灰岩( “斜道灰岩”) 之底( 或7 萍煤层之顶) 间 的岩层组合，由灰黑色泥岩、粉砂岩夹灰黑一深灰色生物碎屑泥晶灰岩、灰白色中粗粒 岩屑石英砂岩、泥岩及薄煤层组成。 庙沟灰岩( l 1 ) 在区域上常以8 撑煤的顶板出现，为灰黑色深灰色生物碎屑泥晶灰岩、 泥晶生物碎屑灰岩，厚度一般2 - 5 m ，总体上由东南向西北方向减薄、并相变为海相泥 粤【8 】 七】o 第_ 二章地层特征及测井资料标准化 “桥头砂岩”层位上夹于“庙沟灰岩 和“毛儿沟灰岩 之间。由中厚层状灰白色 细一粮粒石英砂岩、岩屑石英砂岩夹粉砂岩及煤线组成，为河道一分流河道充填沉积， 是区内太原组最主要的含气砂体，厚0 , - - 一3 0 m ；区域上北厚南薄，砂体厚度一般1 0 - - 1 5 m ， 以神1 0 井区与米1 3 井区厚度较大，大于2 0 m ；区域最厚达6 0 m 。 “毛儿沟灰岩”位于“庙沟灰岩”或桥头砂岩之上，为厚层状深灰色生物碎屑泥晶狄岩， 含丰富的海相化石，毛儿沟灰岩厚5 1 0 m ，榆3 井最厚达1 8 3 m ，区域上自南而北变薄、 尖灭，相变为( 海相) 泥岩。 “上马兰砂岩”位于“毛儿沟灰岩”之上、矿煤层之下。为一套细一粗粒岩屑砂岩， 北粗南细，研究区内分布相对局限，厚0 - - - , 6 m 。双山地区一般6 , - - - , 8 m ，双1 4 井厚达1 8 m ； 南部镇川堡地区厚6 1 0 m ，镇川5 井厚达2 0 m 。 太l ：“斜道灰岩”底到“北岔沟砂岩”底砂岩之间的所有岩层。由灰、灰黑色泥岩、粉 砂岩夹深灰一灰黑色生物碎屑灰岩、泥岩、砂岩透镜体及薄煤层组成。 “斜道灰岩”位于7 芹煤之上，为深灰、灰黑色生物碎屑灰岩，灰岩较纯，多以厚层状 产出，厚8 1 2 m ，镇川3 井最厚达1 7 m ，局部地区见2 3 个分层。 “七罩沟砂岩”发育在“斜道灰岩 与6 葶煤之间，为一套灰、灰白色中一粗粒岩屑石 英砂岩、岩屑砂岩，垂向上多呈逆粒序或正粒序，属三角洲分流河道一河口砂坝沉积。 其顶部为灰黑色泥岩及煤层( 6 4 煤) ，6 4 煤层及相当层位因电性多为尖刀状、大井径、高 伽玛及声波时差，成为钻井划分太原组与山西组的重要标志。 ( 3 ) 下二叠统山西组( p l 。) 指“北岔沟砂岩”( k 3 ) 底至“骆驼脖子砂岩”( k 4 ) 底之间的所有岩层。主要由灰白 色细粗粒砂岩、灰色粉砂岩、灰灰黑色砂质泥岩夹煤层组成，含煤5 - - 8 层，为一套陆 源碎屑岩含煤岩系。与下伏太原组冲刷接触。依据岩性组合、沉积旋回含煤性可分上、 下两段： 山2 ：“北岔沟砂岩”底到1 黟煤顶板砂岩底之间的一套含煤地层，是本区主力含气层段， 厚度一般3 0 , - 一6 0 m 。按含沉积旋回、煤性、测井特征等又可划分为三个气层组： 1 _ 1 2 3 砂组：底部为灰白色中一粗石英砂岩是本区南部山西组的主要含气层系；研究 区东、西部分别以岩屑石英砂岩、石英砂岩为主，上部5 井煤层。 l i _ 1 2 2 砂组：5 ”煤顶至3 并煤顶。由中一粗砂岩、薄层粉砂岩、灰黑色泥岩夹煤层组成。 发育砂岩1 2 层，是本区中部山西组的主要含气层系。 d _ 1 2 1 砂组：3 样煤顶至1 # 煤顶。为中一粗砂岩、粉砂岩、灰黑色泥岩夹煤层组成，砂岩 1 3 层。 山l ：1 撑煤顶板砂岩底到“骆驼脖子砂岩”( 磁砂岩) 之底。由灰色中粗粒砂岩、砂 质泥岩夹煤层组成，泥岩中常夹砂质条带，厚10 - - 4 0 m 。 9 砖安石油人学硕士学位论文 t l t 2 n 井曲线表现为高时差、大井径、低密度，反映了煤层发育层段的特征；山1 测 井曲线相对较平缓，起伏不大，没有跳跃增值现象，电阻率较高。区域上，山西组厚度 5 0 - - 1 0 0 m ，厚度总体变化趋势是自东向西变薄，与下伏太原组冲刷不整合接触。 山西组上覆地层为中二叠统石盒子组以及上二叠统石千峰组，因非本课题研究的主 要目的层，这里不再描述。 2 2 测井资料标准化 测井仪器类型和标准刻度器的差异及操作方式的不同是造成不同井同类测井曲线系 统误差的主要原因，根据同类测井数据在一个油田或地区的同一层段具有自身分布规律 的特点，标准化处理可将全油田各井的同类测井数据统一到一个刻度水平上，从而消除 由上述原因引起的系统误差。 ( 1 ) 测井资料标准化的方法 当关键井及标准层建立起各测井数据的油田( 或地区) 标准分布模式后，便可采用 相关分析技术等，对各井的测井数据进行综合分析，校正刻度不统一带来的误差，即消 除非地层因素对测井数据的影响。目前，油气田测井资料标准化包括以下几种方法： ( 1 ) 频率直方图校正技术：在检查某井测井曲线刻度时用环境校正后的测井曲线，作 出该井标准层的测井相应频率直方图或频率交会图，并同关键井的同一标准层( 经岩心 资料刻度) 的相应图件作细致的对比，若两者数值相同、形态象似，则表明该井的曲线 刻度正确，若两者有明显差别，且标准层岩段又无明显变化，则说明该井的测井曲线有 刻度误差。此时，各井标准层测井曲线特征值与关键井标准，层特征值之差，即为该井 测井曲线校正量。 ( 2 ) 重叠图校正技术：将各井标准层的测井曲线与关键井同一标准层的测井曲线( 经 岩心资料刻度) 放在一起，移动各曲线，使它们重叠，最小的移动量即为各井的校正值。 ( 2 ) 标准层的选择 在一个标准层所有井的测井资料并不完全一致，在标准化时，可以允许同一标准层 的测井参数有系统的变化规律。显然，在全油气田测井资料标准化刻度时，首先需要确 定对测井资料刻度的标准层。标准层的选择依据如下： ( 1 ) 标准层就是在所研究的区域内，这一地层分步范围广，厚度变化小，岩性稳定。 如石膏层，油页岩，凝灰岩，砂泥岩剖面中的石灰岩等。 ( 2 ) 测井曲线有明显的特征，易于识别，在区域上有系统变化的规律，测井参数具有 相似的频率分步。 本次研究选取太原组的灰岩作为标准层。在测井中，石灰岩常以低平箱( 矩) 状声 波时差、小而平直的井径、低自然伽玛、高锯齿状密度为特征，易于井下追踪、对比。 l o 第三章储层四性关系分析 第三章储层四性关系分析 “四性”关系是指储层岩性、物性、含气性和电性之间的相互关系。“四性”中岩性 是基础，物性是关键，含气性是核心，电性是手段。上古生界砂岩储集层“四性关系” 复杂。岩石沉积上表现出多物源、多期次特点，岩性上既有石英含量在9 0 以上的纯石 英砂岩，又存在高杂基、高岩屑的岩屑砂岩；物性上表现为孔隙度、渗透率分布范围宽， 孔渗关系复杂，高孔低渗、低孔高渗、低孔低渗、低孔高渗并存；微观上孔隙类型多样， 结构复杂，储集性能相差比较大。研究中利用不同层位有代表性的关键井，通过测井与 地质录井、化验分析和试气等相关资料的多方位相关分析和回归分析，定性、定量地建 立上古生界储层的“四性 关系。 3 1 岩性与物性的关系 太原组储层岩石类型以岩屑石英砂岩为主，夹石英砂岩和岩屑砂岩。岩屑含量随粒 度而变化。粗粒结构者( 细砾一含砾粗砂一粗砂结构) 石英含量高，岩屑含量低，一般 为6 1 5 ，随粒度变细而岩屑含量逐渐增高而变为岩屑砂岩，最高可达4 0 以上，这是 由于在沉积环境中水力的自然分选而成。岩屑组分，尤其是浅变质的岩屑的硬度较低， 在物源区的风化作用和搬运过程中的磨蚀作用的共同影响下容易形成粒度较小的碎屑。 山2 3 岩石类型以岩屑石英砂岩为主，夹石英砂岩和岩屑砂岩。岩屑含量随粒度而变 化。粗粒结构者( 细砾一含砾粗砂一粗砂结构) 石英含量高，岩屑含量低，一般为6 1 5 ，随粒度变细而岩屑含量逐渐增高而变为岩屑砂岩，最高可达4 0 以上。从北部河流 相区向南变到三角洲平原、前缘相区，粒度从粗砂为主渐至以中、细砂结构为主，随之 岩屑含量也逐步增加，岩石类型从岩屑石英砂岩变化至岩屑砂岩，杂基含量也随之增加。 山2 z 段砂岩的岩石类型在三角洲平原分流河道相以岩屑石英砂岩为主，如神1 5 井； 在三角洲平原靠近前缘相及前缘相则以岩屑砂岩为主。 以位于三角洲平原上分流河道相沉积的府5 井为例说明。该井中可见两层砂岩。岩石 的总体特征为：碎屑成分中，单晶石英以花岗岩型为主；偶见火山岩型石英，多晶石英 则以变质岩型为主。属石英端元组分的燧石岩屑的结构简单，仅见显微隐晶质结构。岩 屑含量3 0 - - 4 0 ，岩屑类型以浅变质的绢云质板岩一千枚岩屑为主，少量变质粉砂岩屑、 石英岩岩屑和花岗质岩屑。重矿物可见稳定的锆石、电气石和金红石。 与太原组和山西组山2 3 段砂岩的一个明显的区别是，山2 2 段砂岩出现了新鲜一弱蚀变 的长石，下部砂岩层长石含量2 左右，而上部砂岩中可达1 0 以上，长石类型有微斜长 石、斜长石、条纹长石和j 下长石，同时微粒花岗岩屑也比下层较多。 西安石油大学硕七学位论文 a 太原砂岩砂岩( 样品数：1 1 1 个) q 慌) b 山2 3 砂岩( 样品数：4 1 9 个) q c 山2 2 砂岩( 样品数：1 5 0 个) 图3 = 1 主要储层岩石类型 上古生界储集层为岩性气藏，识别岩性特征非常重要，岩性对物性的控制作用非常 明显，表现在中粗粒级的石英砂岩物性明显比细砂岩、含泥砂岩及岩屑砂岩好。储层岩 石组分中，陆源粘土及板岩、千枚岩、片岩、隐晶岩、云母等应力敏感性强的岩石组分， 1 2 第三章储层四性关系分析 在压实、压溶作用下，极易发生收缩、压扁、伸长、揉皱等塑性变化，对储层渗透性的 影响非常明显；而石英和石英质岩屑等抗压能力强的刚性组分含量则与储层物性成明显 的正相关性( 图3 2 及图3 3 ) 。一些石英类矿物( 包括石英、燧石、石英岩) 绝对含量 在9 0 以上的纯石英砂岩在煤系地层的酸性成岩环境下常发育残余粒间孔和高岭石晶间 孔组合，储层物性表现为低孔高渗。 岩屑砂岩孔隙度比石英砂岩分布区间大，存在一定量的大孔隙度，孔隙度主要集中 在4 0 - - 1 0 0 ，物性特征表现为低孔低渗和中孔中渗特征。偶见中等渗透率的储层， 渗透率分布集中，一般小于1 0 1 0 - 3pm 2 。 图3 - 2 石英含量与渗透性关系图3 3 岩屑含量与渗透性关系 岩石的粒度对物性参数影响较大，石英砂岩粒度以中粗粒、粗粒级为主，局部达到 细砾级，主要粒径分布范围为0 3 - 0 7 r a m ；分选中等，次磨圆状；胶结类型为孔隙一再 生式胶结；泥质含量高、岩性变细，物性变差。 3