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相对高放射性砂岩成因及储集性能定性评价——以鄂尔多斯盆地志丹油田长6油层组为例

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高伽马、自然、能谱、测井、应用、放射
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2010年3月第25卷第2期西安石油大学学报(自然科学版)i’蛐0105 文章编号:1673010)02以鄂尔多斯盆地志丹油田长6油层组为例孙佩1”,张小莉1”,郭兰1”,申怡博1’2(1.西北大学大陆动力学国家重点实验室,陕西西安710069;2.西北大学地质学系,陕西西安710069)摘要:鄂尔多斯盆地志丹油田长6部分砂岩放射性较高,且整体具有低阻特点.相对高放射性和低阻特征给测井识别砂泥岩带来一定的困难,易把相对高放射性砂岩当成泥岩处理,从而造成有效储层的漏失.以生产动态资料为根据,利用测井和岩心资料,结合岩石物理分析,对相对高放射性砂岩的成因及其储集性能进行了综合分析.研究认为,研究区长6储层砂岩的相对高放射性是钙碱性火山物质溶解、蚀变造成的富集而形成的;火山物质沉积方式不同,相对高放射性砂岩储层自然伽马曲线形态特征不同,储集性能也有差别;水携式含凝灰质砂岩自然伽马曲线呈箱状、中一高值放射性,储集性能较好,空降型凝灰岩自然伽马曲线呈尖刀状、高放射性,储集性能较差.关键词:相对高放射性砂岩;测井响应特征;成因;鄂尔多斯盆地中图分类号:; 文献标识码:豹地区延长组、榆林地区山西组的砂岩储层中相继发现具有高放射性异常的特征…,延长油区志丹油田延长组长6储层中也发现了类似的砂岩放射性异常.由于这类砂岩具有相对高自然伽马的特征,同时还具备低电阻率特征,测井解释中容易误解释为泥岩或泥质岩石.志丹地区一些井的岩屑录井资料及岩心证实为砂岩井段,有些甚至含油级别较高,经测试具有一定的产能,测井曲线具有相对高自然伽马特征,与泥质岩石甚至泥岩特征相似.因此,深入探讨放射性砂岩成因及其储集性能特点,对勘探和开发具有重要意义.1相对高放射性砂岩测井响应特征1.1高放射性砂岩测井响应特征相对高放射性砂岩的测井曲线特征表现为自然电位与自然伽马曲线特征不匹配,即在自然电位明显负异常的部位其自然伽马曲线特征表现为偏高或明显高值;同时,电阻率曲线为低值.其他常规组合测井曲线特征与常规砂岩储层一致(图1).1.2相对高放射性砂岩分类根据放射性砂岩的自然伽马曲线形态可将放射性砂岩分为2类:第一类为自然伽马曲线特征表现为低值背景上的箱状中高值,如图20.7~l 725.2 然伽马值一般为75~110 二类为自然伽马曲线呈尖刀状异常高值,如图16.2—1 717 然伽马值一般大于110至高达160 备第一类曲线特征的砂岩一般物性较好,孔隙度在8%~16%之间,平均13.6%,渗透率一般(0.1~5.0)×10~恤均0.72×10刁有效储层;而具备第二类曲线特征的砂岩物性较差,孔隙度一般l%一7%,平均3.2%,渗透率一般小于0.1×10一斗无效储层.收稿日期:2009.11北大学研究生创新基金项目(编号:2009者简佩(1984.),女,硕士研究生,主要从事测井资料解释预处理方面的研究.63.对高放射性砂岩成因及储集性能定性评价——以鄂尔多斯盆地志丹油田长6油层组为例一19一图1 、钾含量及岩石学特征2.1 相对高放射性砂岩U、含量特征将志丹油田长6的相对高放射性砂岩、常规砂岩的U、.11l、2、图3中用圈标识的为相对高放射“m、10"图2砂岩中铀、钍含量与自然伽马测井值的关系图3砂岩中钾含量与自然伽马测井值的关系性砂岩,其余为常规砂岩)可知,相对高放射性砂岩具有高岩中关系数可达0.949,其次是关系数为0.822,射性砂岩与正常储层的钾含量基本相当,甚至部分常规砂岩的此推测,志丹油田长6砂岩放射性异常的贡献主要来自n,其次为U.2.2相对高放射性砂岩矿物成分特征志丹油田长6相对高放射性砂岩和正常砂岩的薄片分析结果表明,常规砂岩长石含量一般在36%一52%之间,平均值为49%,相对高放射性砂岩中的长石含量一般在52%一58%之间,平均值为54.3%;常规砂岩中黏土矿物的含量一般在l%一3%之间,平均值为2.3%,相对高放射性砂岩中黏土矿物的含量一般在3%一10%,平均值为的5.2%.可见,相对高放射性砂岩中具有高长石和高黏土矿物特征.3相对高放射性砂岩的成因3.1相对高放射性砂岩的高放射性成因李高仁(2006)认为鄂尔多斯盆地榆林地区山2储层放射性砂岩成因与长石、泥质和云母的含量有关,并指出放射性异常的主要贡献来自于卟….冯宝华(2008)则认为放射性的异常与火山作用形成的凝灰岩有关心J.鄂尔多斯盆地长7、长6、长4+5等油层组中发万方数据一20一 西安石油大学学报(自然科学版)育凝灰岩,志丹油区中以长6和长7最为发育,长6油层组中一般发育稳定的凝灰岩3—5套.砂岩储层和泥岩中的火山物质为中酸性安山岩和英安岩,属于钙碱系列【3别.而晚三叠世长6期鄂尔多斯湖盆水体以具有微咸水向半咸水过渡和富钠的性质为重要特征,沉积环境偏碱性,在上述水介质环境中凝灰岩和砂岩中的凝灰质蚀变为富伊利石和伊一蒙混层的钾斑脱掣8},钾斑脱岩经过多次分解蚀变,可溶组分几乎全被溶蚀,但n、于容易被保存,分以+被伊利石和蒙脱石吸附而得以保存‘9|.3.2相对高放射性砂岩储层矿物成分特征成因志丹油区钙碱系列火山物质的主要矿物组成为石英、斜长石,少量黑云母和钾长石,在碱性沉积环境下,相对不稳定的云母、石英晶屑和玻屑发生蚀变、溶解甚至完全消失,经扫描电镜观察与能谱分析发现,凝灰岩或砂岩中的凝灰质蚀变后以卷片状伊蒙混层(图4、图5)、蜂巢状、层状伊/蒙混层及碎片状杂乱组合的长石为主.据此可知,火山物质对母岩风化搬运沉积起着补充沉积的作用,尤其是对长石和黏土矿物.因此,放射性砂岩多表现为长石和黏土矿物含量高的特点.图4 火山物质的沉积方式火山物质有2种沉积方式,一种是空降式,较集中呈层状,长6油层组中形成了若干层凝灰岩,一般较薄,厚度小于l m;另一种为水携式,与正常沉积的碎屑颗粒混在一起搬运沉积形成含凝灰质砂岩,相对较厚,可达数米厚.据3.1中分析,火山物质是造成砂岩中放射性增高的原因,因此凝灰质成分含量的高低影响着自然伽马测井曲线的形态,在自然伽马曲线上形成2种放射性异常特征,空降型的沉积方式一般沉积厚度较小,火山物质含量高对应的自然伽马测井曲线为尖刀状高伽马异常,水流携带的沉积方式,由于沉积过程中与正常沉积的颗粒一起搬运、沉积,火山物质的含量较空降式沉积低,在自然伽马测井曲线上则表现为箱状中一高放射性增高或异常.据以上分析,空降型火山物质蚀变后往往黏土矿物富集而颗粒骨架不发育,因此物性较差;水携式由于具有一定的正常沉积颗粒作为骨架,原生孔隙发育,有利于火山物质溶蚀¨m¨】,物性较好.4相对高放射性砂岩储层的识别与储集性能定性评价4.1相对高放射性砂岩的识别冯春珍¨21、李高仁…提出的地层元素俘获谱(井评价、中子一密度交会、基于对高放射性砂岩测井识别应结合录井和岩心资料,根据相对高放射性砂岩的测井响应特征进行综合分析.由于相对高放射性砂岩用自然伽马测井值计算泥质含量误差较大,所以对于常规测井系列,相对高放射性砂岩以自然电位曲线代替自然伽马来估算地层泥质含量.计算方法如下:k=1一P)/中,‰为地层泥质含量,%;s,为目的层的自然电位幅度,。,为目的层的静自然电位,.2相对高放射性砂岩储集性能评价一般物性较好的砂岩储层自然电位具有明显的负异常,声波时差值较高,若将两曲线在泥岩部位重叠,则两曲线间幅度差能够反映储集物性,幅度差越大物性越好.研究证明,声波时差一自然电位曲线重叠图能够反映相对高放射性砂岩储层物性特征(图1).志丹油区长6部分油层电阻率低于水层甚至围岩电阻率,表现为低电阻率特征,常规径向电阻率重叠法及饱和度解释方法无法准确地对油层进行定性万方数据孙佩等:相对高放射性砂岩成因及储集性能定性评价——以鄂尔多斯盆地志丹油田长6油层组为例一2然电位一计算自然电位重叠法¨列由于其不受地层水电阻率、孔隙度及地层孔隙结构参数的影响,适用范围广,可以有效地对放射性砂岩油层进行定性识别(图1).同时,从图1中可以看出,经过试油的验证,箱状中一高放射性砂岩储集性能及含油性能好.5认识与结论(1)志丹油田长6相对高放射性砂岩的高放射性主要贡献来自卟,其次是U;变的结果.相对高放射性砂岩的岩石组分具有高长石、高云母+泥质含量的特征,是钙碱系列火山物质对正常沉积补充的结果.火山物质的2种沉积方式即水携式和空降式分别在砂岩储层中形成自然伽马曲线呈箱状的中一高含凝灰质砂岩和呈尖刀状的薄层凝灰岩夹层.(2)应用常规测井系列有效识别相对高放射性砂岩的途径是在岩心、录井数据标定的基础上,结合相对高放射性砂岩的测井响应特征进行综合分析.对于相对高放射性砂岩泥质含量的计算,应当用自然电位曲线来解释.(3)志丹油区研究实践表明,声波时差一自然电位重叠图结合自然电位一计算自然电位重叠图,可快速直观显示相对高放射性砂岩的含油性.结合试油资料分析可知,其中具有呈箱状中一高放射性特征的砂岩储集物性较好.参考文献:[1]李高仁,郭青娅,石玉江,等.鄂尔多斯盆地高自然伽马储层识别研究[J].测井技术,2006,30(2):512] 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西北大学,大陆动力学国家重点实验室,陕西,西安,710069;西北大学,地质学系,陕西,西安,710069刊名: 西安石油大学学报(自然科学版)英文刊名: F N ,卷(期): 2010,25(2)参考文献(13条)矿地球物理测井 伟川;梁重阳 低渗透岩性气藏高自然伽马砂岩识别方法 2005(01)射性测井原理 泰义;黄智龙 钾质斑脱岩的研究进展[期刊论文]007(3/4)梅青 鄂尔多斯盆地长6油层组古盐度研究 1999(01)连文;张萌 中国三叠系陆相砂岩中自生绿泥石的形成机制及其与储层孔隙保存的关系[期刊论文]然科学版) 2004(03)尔多斯盆地西南地区深部地层放射性异常及其对烃源岩演化的影响 颖;葛小瑞 鄂尔多斯盆地晚三叠世火山物质对油气成藏条件的影响[期刊论文]然科学版) 2008(03)尔多斯盆地延长组凝灰岩夹层 山沉积岩及其矿床研究中伽马测井曲线解释的误区[期刊论文]008(02)斌;李世临 致密砂岩成岩作用及其对储层的影响[期刊论文]008(02)林松;鲍朋 鄂尔多斯盆地三叠系延长组油藏地质特征[期刊论文]007(05)青娅;石玉江 鄂尔多斯盆地高自然伽马储层识别研究[期刊论文]006(02)本文链接:
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