测井曲线在沉积相中应用

1、测井曲线在沉积相中的研究测井曲线在沉积相中的研究分工：张鹏（汇报）分工：张鹏（汇报） 张鹏、汪洋、乔诚（制作）张鹏、汪洋、乔诚（制作） 杨卓伟杨卓伟、王智（收集）、王智（收集）目目 录录 基本概念 发展进程 发展趋势 测井微相分析方法 实例分析 总结 测井相与测井地质学、测井底层对比之间的差异？ 测井相能直接划分沉积微相？ 怎么通过测井曲线划分沉积微相？基本概念 测井:也叫地球物理测井或石油测井，简称测井，是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，测量地球物理参数的方法，属于应用地球物理方法（包括重、磁、电、震、测井）之一。 测井相：“测井相”或“电相”（Electro

2、facies）是在1970年提出来的，它是指能反映某一沉积物特征，并能使这个沉积物与其它沉积物区别开的一组测井响应（参数）。 测井相分析：从一组能反映地层特征的测井响应中，提取测井曲线的变化特征，包括幅度特征、形态特征等以及其它测井解释结论(如沉积构造、古水流方向等)，将地层剖面划分为有限个测井相，用岩心分析等地质资料对这些测井相进行刻度，用数学方法及知识推理确定各个测井相到地质相的映射转换关系，最终达到利用测井资料来描述、研究地层的沉积相。 发展进程 测井相分析源于50年代，是由美国SHELLPECTEN（壳牌）公司的工程师在研究密西西比三角洲时提出的，主要利用自然电位曲线进行相分析。从此，

3、自然电位测井曲线在沉积环境和相分析中得到逐步推广，并由自然电位测井扩展到其它测井。 Serra（塞拉，1970）首先正式提出电相（Electrofacies）的概念；目前这一概念已被广泛接受，它起到了测井测量和沉积相分析之间的桥梁作用。 目前，测井相研究随着测井方法和手段的发展（如高分辨率成像测井和地层倾角测井），已逐步向高精度、自动化和智能化方向发展，在岩石学（颗粒、基质和胶结物）、沉积构造（层理、层面）、局部特征分析（团块、结核、虫孔、黄铁矿等）、分层处理、薄层分析等领域的资料提取和分析方面展示了广阔的应用前景。发展趋势发展趋势 一些新的测井技术正在得到逐步的推广和应用: 阵列感应测井仪（

4、AIT）可探测不同深度感应曲线，反映了地层层理和侵入特性等信息； 地球化学测井技术已成功地用于大洋钻探计划（ODP）中，分析火成岩和变质岩的演化及分布规律。1.核测井的使用使测井地质应用进一步得到发展，核测井可测量大量矿物和地球化学信息，根据元素分析结果可计算矿物类型及进行成岩作用研究。测井相标志与测井相标志与沉积沉积相标志的关系相标志的关系 测井相与沉积相相当，不同的沉积相因其岩石的成分、结构、构造等不同而造成测井响应不同，但两者并不一定都是一一对应的，可能有两个或更多个电相对应一个沉积相，也可能一个电相对应多个沉积相。 能显示沉积相标志的测井曲线有：电阻率、自然电位、自然伽马、自然伽马能谱

5、、补偿中子、补偿地层密度、岩性密度、井眼补偿声波、中子伽马能谱、地球化学、井径、地层倾角、微扫描测井等（表1）。表表1 沉积相和测井相的对应关系沉积相和测井相的对应关系表 2不同测井曲线类型地质响应对照表测井方法标志矿物成分岩石结构沉积构造流体自然电位SP中等较强较强强自然伽马GR强弱弱弱井径CAL强强弱弱补偿中子CNL强弱弱弱声波时差AC中等强弱中等体积密度DEN强较强弱强电阻率RT中等强较强强自然伽马能谱NGS强弱弱弱高分辨率地层倾角HDT中等较强强弱图图1 由测井相到沉积相的逻辑模型由测井相到沉积相的逻辑模型测井相分析的一般步骤测井相分析的一般步骤 在取心井中用一系列测井曲线或参数划分为

6、若干种“测井相”； 将这些测井相与岩心分析所得到的“沉积相”进行相关对比； 利用测井信息可以归纳为不同类型及相互关系的曲线组合类型，建立测井曲线相模式； 反过来在没有取芯井中用测井资料进行沉积相分析，从而进行正确的地质解释和恢复沉积环境，确定相标志，推断水体深度，搬运介质能量、沉积物粗细、物源供应、气候条件等标志。测井微相分析方法 从测井响应所提供的电相标志看，测井相分析的相标志主要反映在曲线的幅度、形态、顶底接触关系、光滑程度、齿中线、多层组合包络线和形态组合方式七要素方面（图2）。这些要素可以定性地反映岩层的岩性、粒度和泥质含量的变化及垂向演化序列。常用的测井划相曲线有自然电位、自然伽马、

7、电阻率等，其中自然电位曲线最常用。图2 曲线要素图（据马正，1981）一、自然电位曲线 1.幅度 粒度粗、分选好、渗透性好的砂岩，幅度就高反映较强的水动力。 一般来说，河流以中幅为主；滩砂或砂坝以高幅为主；漫滩相沉积则以低幅为主。2.形态 反映粒度和分选性垂向变化，反映砂体沉积过程中水动力和物源供应供应变化。(1)钟形：正粒序或水进层序，代表曲流河点砂坝及河道沉积。反映水流能量向上减弱，及物源供应的不断减少。(2)漏斗：反映了反粒序结构，反映向上水流能量加强，分选逐步变好；其代表相是岸外砂坝和三角洲前积砂体。(3)箱形：反映沉积过程中能量一致， 物源充足的供应条件，是河道沙坝 的曲线特征。(4

8、)齿形：反映沉积过程中能量的快速变化，为辫状河、冲积扇、浊积扇所具有。可以分为：正向齿形、反向齿形、对称齿形、指形。.具有正粒序特征的正向齿形，反映水下冲刷冲填沉积特征；.具有反粒序特征的反向齿形，反映水道末稍前积式席状砂沉积特征；.对称齿形具有对称粒序，常代表急流作用下的席状沉积；.指形曲线，代表强能量作用下的均匀粗粒沉积，典型相为滩砂。3.顶底接触关系 反映了砂体沉积初期、末期水动力能量及物源供应的变化速度，它有渐变、突变两大类。 顶部突变代表物源供应的突然中断。 顶部加速渐变代表水流能量在后期急刷减退或物源供应减少，多与河道末期沉积有关。 顶部匀均渐变呈斜线形代表均匀的能量减退的过程。为

9、河道侧向迁移的典型特征。 顶部减速渐变代表能量或物质供应在后期缓速消退，水下河道常具有这种特点，代表后续水流滞后沉积。 底部突变反映上、下层间的冲刷面。 底部匀速渐变代表高坡处枯水道在洪水时期的沉积，或天然堤、漫滩的沉积特点。底部减速渐变，说明砂体在沉积初期物源供应不足，常为岸外砂坝的特点。 水下河道常具有这种冲刷能力较差的底部加速式渐变特征，在冲刷面下部有原先滞留的沉积砂。突变突变 加速加速（上凸）（上凸）线性线性 减退减退（下凸）（下凸）4.光滑程度 曲线的光滑程度可分为光滑、微齿、齿化三级。 光滑曲线代表在物源丰富和水动力作用强的条件下，被充分淘洗后的均质沉积，如滩砂。 微齿代表物源充分

10、但改造不彻底的沉积，如河道砂。它也可以代表河流季节流量不同，引起沉积颗粒粗细间互变化的特点。 齿化则代表间歇性沉积的叠加，如冲积扇辫状河道沉积。5.齿中线 齿中线系指曲线形态上次一级齿的中线，可分为平行和相交两大类。平行齿中线又可分水平平行、上倾平行和下倾平行三类。 水平平行式代表滩砂、堤岸砂和席状砂加积式的沉积特点； 上倾平行式乃一组反向齿形的组合，代表多期的水道末稍前积式沉积的组合特征； 下倾平行式是一组正向齿形的组合，代表正粒序的韵律沉积，如水下冲积扇根部具有递变层理的多期岩层组合。 当齿的形态不一致时，齿中线将相交。相交类型的齿中线可分外收敛和内收敛两类。 外收敛指齿中线相交于曲线的外

11、侧（右），如岸外砂坝，它反映了砂层前积特点。 齿中线交于曲线内侧（左）者称为内收敛。底部齿中线下倾，中部齿中线水平，到上部齿中线上倾，反映水流能量向上变小，说明是由初期冲刷的滞留沉积、中期较均质的河道砂沉积及露出水面前充填式堆积的三个阶段组成，例如河道砂坝就具有这种特点。6.幅度组合包络线类型 包络线形态反映大层段内垂向层序特征，反映砂体在沉积过程中能量的变化及其变化速率。据包络线的形态可分为加积式、后积式和前积式三类。后积式与前积式又可以细分为加速、匀速和减速式三个亚类。7.层序的形态组合方式 不同的沉积环境有不同岩性特征的层序组合，因此在测井曲线上也反映出特定的形态组合。利用这种标志，可以

12、在区域上及剖面上研究相带的分布，并借以确定层段位置，帮助进行地层对比工作。各种沉积环境的自然电位测井曲线形态组合各种沉积环境的自然电位测井曲线形态组合二、自然伽马曲线 自然伽马(GR曲线)测井响应主要反映地层的天然放射性，如钾、针、铀同位素所引起。它们在粘土矿物中最常见，因而，泥页岩层具有明显放射性，而砂岩倘若基本上是石英质的，则放射性要小得多。自然伽马曲线如同自然电位曲线一样，都反映垂向层序中砂岩和泥页岩的相对含量。GR曲线随砂质的增多向左偏移表现为放射性降低，反映砂岩变粗，因为粒度变粗常伴随泥质含量减少。由于上述缘故，自然伽马曲线可以用于沉积分析，它的曲线形态所反映的沉积相类型和自然电位曲

13、线大体趋于一致。三、地层倾角测井 地层倾角测井是在井内测量地层面倾角和倾斜方位角的一种测井方法。 地层倾角测井可以用来研究岩层的层理构造，了解沉积物搬运方向，估计沉积环境，划分沉积相。 如在海洋沉积中，地层倾角在3以下时，表示能量小的海洋沉积，为泥岩或页岩；倾角在320时，表示能量中等；倾角在2040时，表示高能沉积环境。绿模式：倾向一致，倾角不随深度变化而变化。红模式：倾向大体一致，倾角随深度增加而增加。蓝模式：倾向大体一致，倾角随深度增加而减小。杂乱模式：倾向和倾角程杂乱变化。实例分析（一） 东河砂岩是塔里木盆地的重要勘探目的层系，主要由河口湾和滨岸沉积物构成。 在对滨岸沉积相模式研究的基

14、础卜，通过单井倾角测井处理解释，识别出不同层理类型，并根据不同的层理组合模式将其进一步划分为临滨滩、临滨凹槽、临滨坝、前滨坝、前滨凹槽和前滨滩6种微相。实例分析（二） X石1井是另外一个用测井划分碳酸盐岩沉积微相的例子。该井位于双石庙构造高点以北，为本构造第一口预探井，钻探目的层为三叠系、二叠系及石炭系。由于剖面目的层很长，本例重点将包括沉积微相最多、沉积环境变化大的三叠系嘉陵江统及飞仙关统的一二段进行展示。由图4看出，自嘉- 3到飞仙关飞一层共有十种不同的沉积微相。它们反映了一个海退的旋回。由上往下的沉积微相为:实例分析（三） BB 油田长3、长4+5油藏位于鄂尔多斯盆地的陕北斜坡中部，该区长3、长4+5油层主要为三角洲前缘相沉积，发育水下分流河道及其河道叠置型河口沙坝微相，储层受沉积环境、成岩作用、构造等因素影响，具有低孔隙度、低渗透率、油层