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解释单元划分的地层原始沉积韵律研究

2013-04-27 16:23 来源:矿业研究论文 人参与在线咨询

以稳定泥岩隔层作为不同解释单元的分界标志,在电阻率测井曲线上确定解释单元的顶底界限。在解释单元划分的基础上,采用电阻率曲线联合密度测井曲线,以电阻率曲线平均斜率倾斜角及密度曲线的相对重心作为判别参数,对每一个解释单元内部的沉积韵律进行自动划分与判别。1解释单元划分所谓的解释单元就是把地质上的沉积单元(沉积韵律)概念映射到测井曲线上,将测井曲线划分成与地质沉积单元一一对应的整体解释层段[19]。由地质沉积理论可知,不同沉积单元之间存在稳定的泥岩隔层。因此,测井曲线上的解释单元划分问题就转变为在测井曲线上寻找稳定泥岩隔层的问题。选取电阻率曲线作为基本的划分曲线,当电阻率曲线出现低平直线状且电阻率值小于给定阈值的层段作为不同解释单元的分隔层。对于厚层砂处(解释单元内累计砂岩厚度≥1m),要求泥岩隔层厚度不小于0.5m,并将测井曲线上具有明显泥岩回返处作为解释单元的顶(底)界;对于薄层砂,可将测井曲线上具有明显回返处作为解释单元的顶(底)界。2韵律划分与描述在解释单元划分基础上,对于解释单元内部岩性和物性较好、电性特征较高的厚层砂,根据沉积时的水动力条件和沉积环境的不同将其划分为以下几种基本类型,其水淹前后曲线特征参数变化情况见表1。1)均质韵律厚层砂。它反映的沉积环境水动力条件相对稳定,层段内部岩性、物性相对均质,流体性质也相对稳定。电性曲线为箱形,与上下围岩为突变接触。2)正韵律厚层砂。它反映的沉积环境水动力条件按强到弱规律变化:从下到上岩性逐渐变差,粒度逐渐变细,密度逐渐增大、视电阻率减小。3)反韵律厚层砂。它反映的沉积环境水动力条件按由弱到强规律变化:其最高渗透层在砂体顶部,由上到下岩性、物性逐渐变差,密度逐渐增大、视电阻率降低。4)复合韵律厚层砂。它反映的沉积环境水动力条件按由弱到强再到弱规律变化。纵向上,上部为正韵律沉积,下部为反韵律沉积。中部岩性较均匀,渗透率较高;上部和下部渐变部分常有低渗透夹层出现。复合韵律砂体在视电阻率曲线上表现为小大小的变化特征;密度曲线表现为大小大的变化特征;微电极曲线的幅值、幅度差为小大小的变化特征,在韵律两端具有明显齿化的特点。5)多段多韵律厚层砂。它多形成于各种河道砂体中,为多期河道砂体的切叠。其特点是砂体厚度大,层内岩性、物性夹层多,剖面上往往可分为2个或2个以上厚度不等的韵律段。在测井曲线上表现为多个厚度不等的峰值组合,反映出多韵律性。多段多韵律层间的夹层一般为泥岩或粉砂质泥岩,或是致密钙质层。如果隔层条件较好,它会削弱重力在韵律中的积极作用,使夹层下部驱油效率降低,这时可将多期河道砂体分为单期河道砂体来处理。如果夹层不稳定时,则夹层上下具有水动力联系,多表现为注入水下窜;不稳定夹层越多,其间油水运动与水淹规律也就越复杂。

曲线特征参数与韵律判别

判别思路地质上,利用测井曲线自动划分沉积微相已经是一项比较成熟的技术,有许多作者对此做过相应的研究[20-22]。但是,在水淹层原始沉积韵律判别上,其又具有特殊性,这体现在:在沉积韵律判别分析上,最理想的测井曲线是电阻率曲线,其可以详细刻画出韵律内部各层岩性、物性、含油性以及地层水矿化度的空间变化;但水淹后电阻率测井曲线上所表现出来的沉积韵律,并不是地层原始的沉积韵律,这主要是因为当地层水淹后,特别是地层遭受到强水淹后,会造成地层电阻率的降低,使电阻率测井曲线形态发生很大的变化,使得原有的钟形曲线形态(正韵律沉积)转变为箱形(均质韵律)甚至是漏斗形(反韵律)。因此,单纯依据电阻率曲线识别沉积韵律往往会造成原始沉积韵律类型的误判,进而影响后续的小层水淹级别的判别。解释办法是联合密度测井曲线与电阻率曲线进行综合判断,虽然水淹也会造成储层物性的变化,如随着水淹强度的增加,储层的孔隙度和渗透率都会增大,使得储层物性进一步变好,这使得原始密度曲线形态得到进一步加强。例如原有密度曲线形态为钟形,强水淹后仍然是钟形,而不会像电阻率曲线那样变得相反。此外,在强水淹情况下,密度曲线的幅值改变也不会像电阻率曲线那样有很大的变化,因此,密度曲线形态变化是相对微小的,可以较好地保持原始沉积韵律所具有的曲线形态。

特征参数的定义

为实现厚层砂体沉积韵律类型的计算机自动识别,需要定量化描述测井曲线形态参数。在本次研究中,主要采取的定量化特征参数包括测井曲线的平均斜率倾斜角和相对重心。
1.平均斜率倾斜角(α)曲线的平均斜率是识别测井曲线形态一个重要的参数,它表示一段砂体内部电性特征连续变化的趋势,可表示电性曲线的增大、减小或不变。对于密度曲线,负值平均斜率表示岩性变粗,为正韵律;而对于电阻率曲线则相反,平均斜率为正,代表岩性变粗,为正韵律(图1)。平均斜率利用数学公式可表示为[22]珡K=∑ni=1(ai-珔a)(di-珚d)∑ni=1(ai-珔a)2。(1)其中:珔a=1n∑ni=1ai;珚d=1n∑ni=1di;ai代表厚层砂体内第i个测井曲线的幅度值;n为砂体内总的采样点数;di为深度序列。由于平均斜率变化范围比较小,区分度不高,不利于韵律类型的自动判别,所以将测井曲线的平均斜率转化为倾斜角:α=57.2958°arctg(珡K)。(2)当α≤80°时,曲线形态为钟形。按区间(0°,40°]、(40°,60°]、(60°,80°]对应可细分为扁钟形、正常钟形和长钟形。当α≥100°时,曲线形态为漏斗形。按所处范围(180°,140°]、(140°,120°]、(120°,100°]对应可细分为扁漏斗形、正常漏斗形和长漏斗形;若α∈(80°,100°),且是高幅,则为箱形。2.相对重心(W)相对重心W用下式表示:W=∑ni=1iain∑ni=1ai。(3)相对重心的大小表示了不同测井曲线幅值的分布情况:对于视电阻率曲线,钟形曲线形态的相对重心偏下,漏斗形相对重心偏上;对于密度曲线,钟形曲线形态相对重心偏上,漏斗形相对重心偏下;箱形曲线形态的相对重心居中。

判别方法

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