页岩岩相测井表征方法——以...噶尔盆地玛湖凹陷风城组为例_张益粼.pdf

2023 年第 38 卷 第1期2023，38(1):0393-0408地球物理学进展Progress in Geophysicshttp:/wwwprogeophyscnISSN 1004-2903CN 11-2982/P张益粼，王贵文，宋连腾，等2023 页岩岩相测井表征方法 以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组为例 地球物理学进展，38(1):0393-0408，doi:10 6038/pg2023FF0273ZHANG YiLin，WANG GuiWen，SONG LianTeng，et al 2023 Logging identification method of shale lithofacies:a study of Fengcheng Formation inMahu Sag，Junggar Basin Progress in Geophysics(in Chinese)，38(1):0393-0408，doi:10 6038/pg2023FF0273页岩岩相测井表征方法 以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组为例Logging identification method of shale lithofacies:a study of FengchengFormation in Mahu Sag，Junggar Basin张益粼1，2，王贵文1，2，宋连腾3，包萌1，2，黄玉越1，2，赖锦1，2，王松1，2，黄立良4ZHANG YiLin1，2，WANG GuiWen1，2，SONG LianTeng3，BAO Meng1，2，HUANG YuYue1，2，LAI Jin1，2，WANG Song1，2，HUANG LiLiang4收稿日期2021-06-29;修回日期2022-05-16投稿网址http:/www progeophys cn基金项目国家自然科学基金(41872133)和中国石油-中国石油大学(北京)战略合作协议(ZLZX2020-01-05-03)联合资助第一作者简介张益粼，男，1996 年生，中国石油大学(北京)在读硕士研究生，从事层序地层学和测井地质学研究E-mail zyl20110802163 com1 中国石油大学(北京)地球科学学院，北京1022492 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室，北京1022493 中国石油勘探开发研究院，北京1000834 中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院，克拉玛依8340001 College of Geosciences，China University of Petroleum(Beijing)，Beijing 102249，China2 State Key Laboratory of Petroleum esources and Prospecting，China University of Petroleum，Beijing 102249，China3 PetroChina esearch Institute of Petroleum and Development，Beijing 100083，China4 esearch Institute of Exploration and Development，Xinjiang Oilfield Company，Karamay 834000，China摘要页岩油气藏作为重要的非常规油气藏，富含巨大的油气资源潜力，且常形成于深湖-半深湖沉积体系 页岩中复杂的矿物成分以及沉积组构类型对于页岩储层物性、含油性和可动性具有重要的影响，因此“矿物成分+沉积组构”的岩相划分与识别是页岩储层油气勘探开发的关键所在 但由于目前常规测井纵向分辨率有限导致无法实现页岩中毫米尺度的沉积组构精细描述，在页岩“矿物成分+沉积组构”岩相的识别方面尚未形成完整的方法理论体系 本文由此将利用岩心刻度测井的方法，通过岩性扫描测井与微电阻率成像测井相结合的方法，对玛湖凹陷风城组页岩层段的矿物成分和沉积组构类型进行连续识别，实现单井页岩段“矿物成分+沉积组构”岩相类型划分 通过岩相划分结果与现场试油试采资料相对照，发现薄层状与厚层状长石-石英质泥页岩相叠置发育的岩相组合产能最佳，因此可作为风城组页岩层段的优势岩相组合AbstractAccording to its great oil and gas resourcepotential，shale oil and gas reservoir becomes an extremelyimportant unconventional oil and gas reservoir，and is oftenformed in semi-deep lacustrine sedimentary system Thephysical property，oiliness and mobility of shale reservoirsareattributedtocomplexmineralcompositionandsedimentary fabric types in shale reservoir Therefore theclassification and identification of lithofacies according tomineralcompositionandsedimentaryfabrictypeisessentialforexplorationanddevelopmentinshalereservoirs Conventional logs are unavailable to describemillimeter level sedimentary fabric in shale reservoirs dueto vertical resolution limitation，resulting in lacking oflithofacies identificationmethodsfordividingmineralcomposition and sedimentary fabricIn this study，themineral composition and sedimentary fabric of FengchengFormation in Mahu Sag is continuously divided through themethod of core calibrated lithoscanner logs and image logsTherefore，lithofacies composed of mineral composition andsedimentary fabric in Fengcheng Formation are identified地球物理学进展www progeophys cn2023，38(1)进行深入研究，为后续勘探开发提供参考关键词页岩;沉积组构;岩相;岩性扫描测井;微电阻率成像测井中图分类号P631文献标识码Adoi:10 6038/pg2023FF0273bytheabovemethodComparingthelithofaciesclassification results with the oil test and production data，the following conclusions can be drawn The lithofaciescombination of thin-layered feldspar-quartz shale facies andthick-layered feldspar-quartz shale facies have the bestproductivity，which can be regarded as the best lithofaciesfor more exploration and developmentKeywordsShale;Sedimentaryfabric;Lithofacies;Lithoscanner log;Micro-resistivity image log0引言随着油气勘探开发从浅层转向深层、从粗粒沉积转向细粒沉积、从常规转向非常规，油气藏的勘探开发难度越来越大(邹才能等，2015)国内外学者研究发现，陆相页岩储层具有颗粒粒度细、矿物成分复杂、组构变化频繁、岩相类型多样的特点(Sun etal，2021;邹才能等，2012;贾承造等，2012)针对鄂尔多斯盆地延长组长 73亚段、松辽盆地古龙凹陷青山口组青一段、准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组、玛湖凹陷风城组以及渤海湾盆地黄骅沧东凹陷孔店组孔二段等主力页岩储层做了大量的研究后，国内外众多学者认为无论咸水湖盆还是淡水湖盆中均发育有各种类型的沉积组构(Liu etal，2021;葸克来等，2020;徐雄飞等，2020;柳波等，2021)而不同矿物成分与其组成的沉积组构对于页岩储层中的孔隙、微裂缝形成具有重要意义(Loucks et al，2012)当长石-石英质细粉砂条带与有机质、碳酸盐岩或凝灰质纹层相耦合时能够在压力作用下形成油气资源的局部富集(赵贤正等，2019;刘国恒等，2015;柳波等，2015)页岩储层中脆性矿物含量增加会导致地层的脆性变高，压裂过程中更易形成复杂缝网，增大油气产能从而提高 EO(熊周海等，2019)因此页岩储层中矿物成分的识别以及沉积组构的划分对页岩油气藏的深入研究具有重要意义 但是在矿物成分识别方面，全岩 X 射线衍射分析测试实验存在取样成本较高，且不能连续确定储层矿物含量的问题;在沉积组构识别方面存在全井段取心成本过高，常规测井分辨率无法满足对毫米尺度下沉积组构识别的问题 为此，本文将利用岩性扫描测井与及微电阻率成像测井纽扣电极视电导率图像以及刻度后的电阻率数据实现对玛湖凹陷 MY1 井风城组页岩段矿物成分以及沉积组构的测井表征方法建立，确定单井纵向“矿物成分+沉积组构”岩相划分 进而结合试油试采资料，明确风城组页岩段优势岩相类型，为页岩油气藏的研究提供参考1地质概况玛湖凹陷位于新疆准噶尔盆地盆地西北缘 北临乌夏断裂带和克百断裂带，从东北缘至西南缘分别与石英滩凸起、英西凹陷、三个泉凸起、夏盐凸起、中拐凸起、达巴松凸起相连(图 1，支东明等，2021)玛湖凹陷从石炭世至今共经历五期构造演化，形成一系列由正断层控制的伸展断陷，呈现出西陡东缓的箕状特征(何登发等，2018)玛湖凹陷二叠系自下而上发育佳木河组(P1j)、风城组(P1f)、中二叠统夏子街组(P2x)、下乌尔禾组(P2w)和上二叠统上乌尔禾组(P3w)(图 2，支东明等，2019)，其中风城组共发育三段，自下而上分别为风一段(P2f1)、风二段(P2f2)、风三段(P2f3)风城组沉积期间主要受到火山活动以及湖平面波动的影响，形成一套富含碱性矿物的咸化湖盆沉积体系(张志杰等，2018)风一段由于早期受到火山活动的影响，在底部形成一套以火山碎屑岩为主的火山岩和火山碎屑岩储层，随着湖平面逐渐增大以及蒸发作用增强，在其顶部发育灰色、深灰色云质泥页岩、长石-石英质泥页岩夹条带状泥质粉砂岩为主的岩性组合(汪梦诗等，2018)风二段沉积期间湖水深度逐渐变浅、湖水盐度升高，蒸发作用增强，呈现出深灰色云质泥页岩以及灰色长石-石英质泥页岩互层发育的特征 同时风二段顶部可见到硅硼钠石、碳钠钙石等碱性矿物的沉积(匡立春等，2012)，这极有可能是蒸发作用和热液沿断裂带注入综合影响下的结果 风三段沉积过程中湖平面升高、古气候变得湿冷，蒸发作用减弱，同时陆源碎屑物输入增多，形成以陆源碎屑物质为主的泥质粉砂岩(张志杰等，2018)本次主要研究的地层为风三段底部至风一段顶部的页岩层段4932023，38(1)张益粼，等:页岩岩相测井表征方法 以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组为例(www progeophys cn)