高分辨率电成像测井资料在河套盆地碎屑岩中的应用_肖承文.pdf

Vol.46 No.6 Dec 2022第46卷 第6期 2022年12月测 井 技 术WELL LOGGING TECHNOLOGY文章编号：10041338（2022）06072108高分辨率电成像测井资料在河套盆地 碎屑岩中的应用肖承文1，2，赵仪迪3，仵燕1，2，李晓峰1，2，刘静1，2，陆慧1，2（1.中国石油集团测井有限公司测井技术研究院，北京 102206；2.中国石油天然气集团有限公司测井重点实验室，陕西 西安 710077；3.中国石油大学（北京）地球科学学院，北京 102249）摘要：为明确河套盆地兴华区块古近系有利储层沉积相带分布规律，基于岩心观察，结合常规测井、微电阻率成像测井与核磁共振测井资料，针对河套盆地兴华区块的临河组深层碎屑岩开展高分辨率沉积学研究。结果表明，辫状河三角洲前缘发育的水下分流河道、河口坝等是主要的骨架砂体类型。通过拾取微电阻率成像中的层理倾角，确定了古水流的主要方向为由南向北。在此基础上，结合核磁共振测井资料，得出了高、低电阻率油层的成因与水动力强弱有关。该研究成果可为后续井位部署及完井试油选层提供理论依据。关键词：成像测井；沉积微相；古水流方向；河套盆地；临河组中图分类号：P631.84 文献标识码：ADoi:10.16489/j.issn.10041338.2022.06.013Application of High-Resolution Electrical Imaging Logging Data to Clastic Rocks in Hetao BasinXIAO Chengwen1,2,ZHAO Yidi3,WU Yan1,2,LI Xiaofeng1,2,LIU Jing1,2,LU Hui1,2(1.Logging Technology Research Institute,China National Logging Corporation,Beijing 102206,China;2.Well Logging Key Laboratory,China National Petroleum Corporation,Xian,Shaanxi 710077,China;3.College of Geosciences,China University of Petroleum(Beijing),Beijing 102249,China)Abstract:In order to clarify the distribution of favorable Paleogene reservoir sedimentary facies zones in Xinghua block,Hetao basin.On the basis of the observation of cores,combined with conventional logging,micro resistivity imaging logging and nuclear magnetic resonance logging data,high-resolution sedimentology research is carried out on the deep clastic rocks of Linhe formation in Xinghua block,Hetao basin.The results show that the subaqueous distributary channels and estuary bars developed in the braided delta front are the main types of skeleton sand bodies.By picking up the bedding dip angle in the microresistivity imaging,the main direction of the paleo-current is determined from south to north.On this basis,combined with nuclear magnetic resonance logging data,it is concluded that the formation of high and low resistivity reservoirs is related to strong and weak hydrodynamic forces.The research results can provide theoretical basis for subsequent well placement,well completion test and formation selection.Keywords:imaging logging;sedimentary microfacies;direction of the paleo-current;Hetao basin;Linhe formation0 引 言中国西北部河套盆地位于内蒙古自治区的中部，北临阴山山脉，南接鄂尔多斯盆地伊盟隆起，面积约3.84104 km2，是典型的快速沉降中、新生代拉张型断陷盆地1-3。勘探目的层为古近系和白垩系碎屑岩储层，埋深达4 5006 500 m，是东部典型的深层-超深层油气藏。2017年以来，中国石油华北油田公司优选河套盆地临河坳陷北部兴隆构造带，部署多口钻井，均获得工业油流4-6。沉积相控制着储层的原始矿物成分、岩石结构以及砂体的宏观分布，不同沉积相类别下的储层宏观第一作者：肖承文，男，1968 年生，教授级高级工程师，博士，从事测井理论方法与储层描述评价研究。E-mail：2022年测 井 技 术722 性质往往不同。相同沉积微相背景、不同水动力条件下，沉积物的结构、构造和成分等不同，储层的测井电性响应及核磁共振测井响应特征也不同。精细的储层沉积微相研究有利于揭示储层内部非均质性，可为油田进一步勘探开发部署提供有力指导。然而由于研究区目的层段埋藏较深，取心成本高昂，无法获取一口井全部井段的岩心资料。因此，可以在岩心资料与大量测井资料结合的情况下，开展对取心井的研究，基于岩心刻度建立沉积微相测井识别图版，继而推广应用于未取心井段乃至整个工区7。微电阻率成像测井纵向的高分辨率与井筒周围的高覆盖率为测井地质学研究提供了重要的技术支撑。将微电阻率成像测井提供的可视化图像与岩心资料进行标定后，就可以把微电阻率成像测井信息与其所反映的地质特征对应，从而进行岩性识别与划分；同时，利用微电阻率成像测井资料可对储层沉积层理的特征及方向做出分析，判断沉积相 8-10，揭示物源和古水流方向，从而预测砂体的空间展布特征。该文在河套盆地兴隆构造带兴华区块系统取心井岩心沉积相研究的基础上，以微电阻率成像测井资料为主体，结合常规测井与核磁共振测井资料，针对兴华区块古近系临河组深层碎屑岩目的层开展井旁构造精细解释与高分辨率沉积学研究。利用系统取心井岩心刻度微电阻率成像测井资料，建立典型沉积构造特征图版库，在此基础上建立单井纵向岩心剖面与沉积层理构造剖面，实现单井纵向上沉积微相的连续识别与划分。同时，精细刻画关键储层砂体内部结构，明确古水流方向，并开展不同沉积微相对储层孔隙结构及电性特征影响的研究，精细评价储层有效性，为勘探决策提供依据。1 研究区地质概况河套盆地东西长、南北窄，平面上呈狭长的弧形分布，其展布形态与周缘造山带的走向基本一致。根据基底隆升幅度、沉积岩厚度和主要断裂分布将盆地自西向东划分为临河坳陷、乌拉山隆起、乌前坳陷、包头隆起和呼和坳陷5个一级构造单元11，其中临河坳陷面积最大，是主要的沉积坳陷和含油气区。兴华区块位于河套盆地临河坳陷巴彦淖尔凹陷北部兴隆构造带，伊盟隆起和巴彦乌拉山为兴隆地区东西两大物源区，东部物源区水系进入湖盆后形成辫状河三角洲沉积体系，西部物源区水系进入湖盆后形成扇三角洲沉积体系，兴华1井区受来自东部的辫状河三角洲沉积体系的控制。河套盆地临河坳陷沉积地层自上而下依次为第四系河套群、新近系乌兰克组、五原组和古近系临河组，其中古近系临河组兴华1井区自上而下可分为临一段、临二段和临三段，共10个油组（E3l1、E3l2、E3l3、E3l4、E3l1、E3l2、E3l1、E3l2、E3l3、E3l4）。目的层临河组（E3l）与上覆五原组（N1w）为不整合接触，利用微电阻率成像测井可解释这一点。微电阻率成像测井技术能确定地层产状和构造要素，实现对井旁构造的精细处理。兴华1-2X井五原组和临河组目的层钻遇构造高点，但五原组与临河组存在沉积间断。根据图1中兴华1-2X井微电阻率成像测井拾取出的代表地层产状的蝌蚪图（见图1第7道），并结合蝌蚪图组合形成的玫瑰花图（见图1第8道），从地层产状来看，以4 296 m 深度点为分界，上覆五原组地层北西倾向330360，倾角主体26；下伏临河组地层北西倾向300345，倾角主体26。钻头直径/in616井径/in*616自然伽马/API0150井斜角/（）010M2RX/（m）0.1100M2R6/（m）0.1100M2R2/（m）0.1100MCI 静态图蝌蚪图90玫瑰图倾角直方图4 2404 2604 2804 3004 3204 34027030033003060901201501802102402703003300306090120150180210240 4 240 4 296 m 4 296 4 360 m01020200004060801004 240 4 296 m4 296 4 360 mN1w地质分层E3l角度不整合00360倾角/（）百分比/%102020406080100倾角/（）百分比/%测深/m图1 兴华1-2X井五原组和临一段构造倾角统计图*非法定计量单位，1 in=25.4 mm，下同肖承文，等：高分辨率电成像测井资料在河套盆地碎屑岩中的应用第46卷 第6期723 井径/in616自然伽马/API0150自然电位/mV-2000测深/mMCI 动态图像沉积倾角/（）构造倾角/（）0360沉积倾角/（）沉积倾角沉积倾角5 2555 2565 2575 2582703003300306090120150180210240 5 255 5 259 m0030605 255 5 259 m900蝌蚪图玫瑰图岩心照片倾角直方图3603600020406080100倾角/（）百分比/%图2 水下分流河道特征图版以4 296 m 深度点为分界，地层产状发生明显的变化，显示该沉积间断为低角度不整合接触。2 沉积微相测井识别与古水流方向分析2.1 沉积微相特征图版的建立利用系统取心井兴华12-2井、兴华1-2井的岩心图片，结合常规测井、微电阻率成像测井资料，建立沉积微相典型识别图版库。在岩性和沉积构造识别方面，尤其是对于一些非均质性较强的薄互层砂泥岩，微电阻率成像测井比常规测井更具优势 12-14。在对岩心精细描述的基础上，通过岩心标定微电阻率成像测井资料，依据兴隆构造带沉积相的总体认识，建立兴华区块辫状河三角洲前缘亚相水下分流河道、河口坝、席状砂（或远砂坝）、分流河道间4种典型沉积微相特征图版（见图2图5）。水下分流河道沉积微相（以兴华12-2井5 255.955 258.76 m井段为例）岩性以灰褐色中、细砂岩为主，发育平行层理、板状交错层理和槽状交错层理，有时可见冲刷面，偶见泥砾。常规自然伽马测井曲线显示为箱型和钟型，微电阻率成像上可拾取出明显的高角度斜层理，表现为强水动力的水下分流河道沉积特点，层理倾角向上逐渐变小，红模式，为典型水下分流河道砂体（见图2）。河 口 坝 沉 积 微 相（以 兴 华1-2X井4 734.084 735.95 m井段为例）岩性以灰褐色细砂岩为主，泥质含量少，分选好，发育平行层理、槽状交错层理等。常规自然伽马曲线是