应用测井资料进行火山岩岩性识别

2007年6月　第29卷　第3期石油天然气学报(江汉石油学院学报)　

Jun12007　Vol129　No13JournalofOilandGasTechnology(J1JPI)　

应用测井资料进行火山岩岩性识别

　　覃　豪,李洪娟　(大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,

黑龙江大庆136712)

[摘要]总结了目前火山岩岩性识别的方法,重点讨论了测井资料交会图法和成像测井识别法。以松辽盆

地徐家围子断陷兴城2升平地区深层白垩系营城组火山岩为研究实例,从矿物成分研究入手,优选密度测井、中子测井、自然伽马测井、铀钍等测井曲线的进行交会,编制出火山岩岩性成分识别的交会图版,确定了火山熔岩和火山碎屑岩的成像测井识别模式,绘制了火山岩岩性识别流程。并以此为依据对研究区域的火山岩进行识别,识别结果与岩性剖面符合较好。表明该方法具有一定的推广价值。

[关键词]火山岩;岩性识别;测井响应;交会图;成像测井[中图分类号]P631184

[文献标识码]A　　[文章编号]100029752(2007)0320234203

随着油气勘探的深入开展,火山岩储层成为油气勘探的新领域。火山岩的岩性与岩相对火山岩储层具有控制作用[1,2],所以,火山岩的岩性与岩相的研究对火山岩储层评价就尤为重要,而且,火山岩岩性识别也是火山岩测井研究的难点。由于火成岩岩性的复杂多样化,判断火山岩岩性的方法也有很多。火山岩具有独特的成分、结构、构造等方面的特证,其在重磁、地震、测井、手标本及镜下、地球化学等方面均有区别于其他岩性的特征。目前,火山岩岩性识别方法归纳起来有以下几种:重磁方法、地震方法、手标本及薄片法、地球化学方法、测井方法等[1～4]。其中,重磁方法与地震方法适用于大范围的火山岩体圈定,地球化学方法则更适用于点上的精确测量;由于钻井取心有限,最可靠的手标本及薄片鉴定法也不能普及。因此,在整个区块内识别火山岩岩性最直接有效而且可信的方法是测井方法。测井方法有常规测井方法、常规测井交会图识别法、利用岩石强度参数识别法、横波识别法、利用成像测井识别岩性等[5～8]。通过研究发现,火山熔岩和火山碎屑岩具有相同的成分,很难应用这些常规测井响应特征识别岩性,因此,笔者结合测井曲线交会图法和井壁成像识别法识别火山岩岩性,最后形成火山岩岩性识别的流程。

1　方法原理

111　交会图法识别岩性的原理及图版的选择

常规测井曲线交会图技术识别法把优选的某一特定区域的测井数据在坐标中进行定位,根据已有的可靠的资料(如取心)对坐标中的数据落点进行评价,编制出图版。这样编制出的图版具有很强的针对性,可用于该区来进行岩性识别。因此针对某一区域编制的交会图图版对该区具有普遍的意义。

从矿物分析[3]入手,对火山岩的岩石物理特性及岩石测井响应特征进行了研究[4]。不同岩石的铀(U)、钍(Th)、钾(K)含量不同,如酸性的流纹岩铀、钍、钾含量很高,但基性的玄武岩铀、钍、钾的含量相对较低;岩石的主要矿物成分与铀、钍、钾含量具有很强的相关性[5]。因此选择了铀与钍含量交会来识别火山岩岩性;常规测井中自然伽马测井、中子测井、密度测井对流纹岩、安山岩和玄武岩的反映也很灵敏,因此选择了自然伽马曲线、密度曲线、中子曲线。同时为了消除裂缝、次生孔隙等在岩性识别中的影响,对密度、中子及声波时差3种岩性孔隙度曲线进行适当的组合,得到了M2N[6]测井交会图。因此,构成了密度2中子交会图、铀2钍交会图和M2N交会图,M,N,分别为声波2密度和中子2密度交会图上某岩性线的斜率。

应用交会图对火山岩熔岩进行识别,效果较好。对于火山岩的另一类岩石火山碎屑岩,由于在矿物

　[收稿日期]2007204211

　[作者简介]覃豪(19792),男,2002年大学毕业,硕士,助理工程师,现主要从事天然气探井解释方面的研究工作。

第29卷第3期覃豪等:应用测井资料进行火山岩岩性识别　・235・

成分上相近,只是结构不同,对于这类岩石应用测井曲线交会图无法识别岩性,必须结合成像测井进行识别。

112　成像测井识别火山岩岩性

成像测井的优点是显示直观,可以清楚地反映火山角砾岩、集块岩的颗粒大小、形状、圆度及球度等。火山碎屑岩与火山熔岩分别具有不同的结构和构造特征[7,8]。在成像测井图上可见的火山碎屑岩结构有:①根据粒度级别差异而分的粒度结构,如集块结构、火山角砾结构、凝灰结构;②根据成因划分的成因结构:熔结结构、碎屑熔结结构、凝灰沉积结构等;③可见的火山碎屑构造:假流纹构造、层理构造、粒度构造。火山熔岩亦具有独特的构造,如气孔和杏仁构造、流纹构造。

2　火山岩岩性识别流程

由于火山喷发的间歇性,在火山岩剖面上形成了一些沉积岩类,因此对单井必须先对沉积岩类与火山岩类进行判别,然后根据交会图来确定火山岩岩性成分,再根据火山熔岩与火山碎屑岩成像特征,对其进行判断。具体识别流程如图1所示。

3　应用实例

以松辽盆地徐家围子断陷兴城2升平地区白垩系营城组底层为研究对象,在该区徐深1井等14口井,利用上述岩性识别方法,对该区深层火山岩岩性进行了识别研究。

1)建立图版　为了准确识别该区的火山岩岩性,

从镜下薄片观察结果和岩心直接观察分析着手,针对

目的层,分别读取了密度测井、中子测井、声波测井、自然伽马测井、自然伽马能谱等各测井项目数据,求出各测井曲线的平均值,利用各组参数两两交会,编制密度2中子交会图版、铀2钍交会图版和M2N交会图版,如图2所示。

图1　火山岩岩性识别流程图

图2　松辽盆地徐家围子地区火山岩岩性识别交会图

从图2可以看出,火山熔岩类型主要是安山岩、玄武岩、流纹岩等。根据资料点在各图版的分布情

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况,总结出各岩性成分具体测井项目范围标准(表1)。

表1　大庆徐家围子地区火山岩测井响应特征

岩性流纹岩

安山岩玄武岩

密度

/g・cm-3213～216213～21752175～2185

中子孔隙度

/%1～1010～254～9

声波速度

/μs・ft-150～6055～6555～65

自然伽马

/API90～18040～12050～80

铀含量

/mg・kg-1

2～5

1～31～215

钍含量

/mg・kg-1

≥1015715～4015415～715

2)建立识别模式　针对目的层,结合薄片和取心资料,应用成像测井资料分别识取了区分熔岩和

碎屑岩的结构和构造(图3)。

图3　火山熔岩和火山碎屑岩结构和构造

3)对该区火山岩进行识别　根据以上结果图版与模式,对该研究区域火山岩岩性进行了识别。该

区发育火山熔岩主要有:流纹岩:高自然伽马,补偿中子居中,低密度,高钍,高铀;安山岩:自然伽

马居中,高补偿中子,密度居中,钍居中,铀居中;玄武岩:低自然伽马,补偿中子低,高密度,低钍,低铀。火山碎屑岩主要有凝灰岩,特征随其成分变化而变化。这符合该区的实际情况。对该区14口井的火山岩岩性进行识别,效果较好。

[参考文献]

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[2]王芙蓉,陈振林1火山岩储集性研究[J]1重庆石油高等专科学校学报,2003,5(3):44～461[3]魏斌,陈建文1徐家围子断陷火山岩岩性的测井识别[J]1特种油气藏,2003,10(1):73～751[4]斯伦贝谢公司1测井解释常用岩石矿物手册[J]1北京:石油工业出版社,19861[5]邱家骧1岩浆岩岩石学[M]1北京:地质出版社,19861

[6]雍世和,张超谟1测井资料数据处理与综合解释[M]1北京:石油大学出版社,20021[7]张守谦1成像测井技术及应用[M]1石油工业出版社,19971

[8]杨唐斌,胡振平1成像测井资料在储层分析中的应用[J]1测井与射孔,1999,(2):10～131

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