高自然伽马储层泥质体积分数计算方法研究——以吴起地区长6油层组为例

王向公，况晏 （ 油气资源与勘探技术教育部重点实验室 （长江大学）长江大学地球物理与石油资源学院，湖北 武汉430100）

杨林，麻平社 （中国石油测井有限公司长庆事业部，陕西 西安710201）

张燕 （长江大学地球物理与石油资源学院，湖北 武汉430100）

李明 （华北油田地球物理勘探研究院，河北 任丘062552）

雷震宇 （中国石油集团测井有限公司华北事业部，河北 任丘062552）

吴起地区长6油层组属于湖泊三角洲沉积，在沉积过程中，湖水对三角洲主体改造较弱，砂体大面积连片分布，且较为稳定。三角洲前缘沉积微相为其主要的储集类型，导致该地区储层岩性较细，以中、细砂岩、粉砂岩为主［1］。岩石类型以长石砂岩为主，其中黏土矿物成分体积分数较高，平均值为14．34%。在该次研究中，泥质体积分数主要是指细粉砂与黏土的体积分数。由于细粉砂颗粒细，易作为填充物堵塞原生孔隙，造成储层物性差；黏土矿物作为胶结物，常发育在孔隙内衬与喉道间，严重影响储层渗透性能，同时黏土中的矿物成分对放射性物质有较强的吸附作用，这些都是导致该地区长6油层组高自然伽马的主要原因。因此，在吴起地区长6油层组的测井评价中，准确求取泥质体积分数意义重大。

1 问题的提出

在常规储层中，黏土中的伊利石和蒙脱石含量较低，自然伽马测井值一般能较好地反映地层中的泥质体积分数，泥质体积分数越高，自然伽马越大。但在吴起地区长6油层组，黏土矿物中的伊利石和伊蒙混层含量较高，这两种矿物对岩石的放射性贡献最大［2］，致使某些储层的自然伽马等于甚至大于泥岩的自然伽马。因此，按照常规方法计算泥质体积分数会出现较大的计算误差。

图1为研究区D1井的处理成果图，可以看出，1940～1950m井段的自然伽马最大值为250API，平均值为152API，该井段泥岩的自然伽马为152API，按照常规方法计算该井段的泥质体积分数，其均值在40%以上，为非储层；但从测井曲线上看，该井段的自然电位曲线负幅度差明显且曲线饱满，声波时差在212～243μs／m之间，其孔隙度均值为11%，渗透率均值为0．8mD，并且试油资料显示1942～1947m井段为油水同层，说明该井段为储层。因此，在高自然伽马储层中，常规方法计算的泥质体积分数误差较大，需要寻找新的计算方法来准确求取高自然伽马储层的泥质体积分数。

图1 D1井处理成果图

2 泥质体积分数计算方法研究

综上所述，在自然伽马测井值正常的储层中，可以采用常规方法计算泥质体积分数；但在高自然伽马储层中，常规方法已不适用。因此，当同一储层中出现两种情况时，不但需要利用常规方法计算泥质体积分数，还需要利用新的方法来计算高自然伽马储层的泥质体积分数。

2．1 常规储层泥质体积分数计算

不同岩性所含放射性核素的种类和数量不同，衰变时放射出的伽马射线的能量和强度也不同，因此利用自然伽马探测仪测量自然伽马的强度，可以反映不同岩性［3］。在常规储层中，岩石骨架放射性矿物成分含量低，放射性物质主要存在于泥质中，此时利用自然伽马相对值求取泥质体积分数效果较好，同时可以屏蔽测井仪器对测井值的影响。

图2为自然伽马相对值与泥质体积分数交会图，可以看出，自然伽马相对值与泥质体积分数相关性较好，随着泥质体积分数增大，自然伽马相对值增大。利用自然伽马相对值与泥质体积分数之间的关系建立了计算泥质体积分数的图版 （见图3），并拟合出相应的计算公式：

图2 自然伽马相对值与泥质体积分数交会图

图3 自然伽马相对值计算泥质体积分数图版

式中：IqAPI为自然伽马相对值，1；qAPI为自然伽马，API；qAPI，min为自然伽马最小值，API；qAPI，max为自然伽马最大值，API。

2．2 高自然伽马储层泥质体积分数计算

目前，对高自然伽马储层还没有统一定义，该次研究的高自然伽马储层是指储层的自然伽马高于常规储层的自然伽马、等于或大于泥岩的自然伽马。在一般情况下，电阻率测井值随泥质体积分数的增大而降低，这说明电阻率测井在一定程度上可以反映泥质体积分数，特别是在高自然伽马储层中，电阻率测井值不受放射性矿物的影响，相比自然伽马曲线，电阻率曲线更能反映地层中泥质体积分数的真实情况。研究发现，在高自然伽马储层中，4m底部梯度电阻率 （ρg（4m））与深感应电阻率 （ρild）的幅度差能较好地反映泥质体积分数。ρg（4m）测井的探测深度为5．5m左右，所探测的为原状地层视电阻率；ρild测井探测的为侵入带的视电阻率。两条电阻率的幅度差值反映了储层的渗透性，而泥质体积分数是影响储层渗透性的主要原因，泥质体积分数越高，储层的渗透性越差。因此，利用两条电阻率的幅度差间接求取高自然伽马储层的泥质体积分数具有一定的可取性。

图4为电阻率幅度差与泥质体积分数交会图，可以看出，电阻率幅度差越大，储层的泥质体积分数越小，储层的渗透性越好。由此可建立高自然伽马储层泥质体积分数计算图版 （见图5），并拟合出相应的计算公式：

式中：Δρ为电阻率幅度差，Ω·m。

图4 电阻率幅度差与泥质体积分数交会图

图5 电阻率幅度差计算泥质体积分数图版

3 应用效果分析

依据所研究的泥质体积分数的计算方法，选取研究区的D2井与D3井进行应用分析。D2井为正常自然伽马储层，采用常规计算方法求取泥质体积分数；D3井为高自然伽马储层，采用电阻率幅度差计算泥质体积分数。

3．1 常规储层应用效果分析

图6为D2井利用自然伽马相对值计算泥质体积分数结果图，可以看出，D2井泥质体积分数与自然伽马值的相关性较好。图7为D2井自然伽马相对值计算出的泥质体积分数与岩心试验测得泥质体积分数的相关性图，可以看出，计算出的泥质体积分数与岩心分析泥质体积分数误差很小，说明利用自然伽马相对值计算泥质体积分数方法的可行性。

3．2 高自然伽马储层应用效果分析

图8为D3井高自然伽马储层泥质体积分数计算成果图，可以看出，利用电阻率幅度差法计算的泥质体积分数可以有效地避免漏层现象。图9为D3井自然伽马相对值计算的泥质体积分数与岩心分析的泥质体积分数相关性分析图，可以看出，在现有的常规测井条件下，当利用自然伽马值不能准确计算泥质体积分数时，利用电阻率幅度差计算泥质体积分数的效果较好，可以较为准确地求出泥质体积分数。

4 结语

吴起地区长6油层组自然伽马与泥质体积分数的响应复杂，存在高自然伽马储层，此时利用自然伽马相对值不能准确求取泥质体积分数。在研究过程中发现，在高自然伽马储层中，ρg（4m）与ρild的幅度差与泥质体积分数关系密切，电阻率幅度差越大，泥质体积分数越低，电阻率幅度差越小，泥质体积分数越高。因此，可以在自然伽马与泥质体积分数关系良好的储层中，利用自然伽马相对值求取泥质体积分数；而在高自然伽马储层中，利用电阻率幅度差求取泥质体积分数。该方法在吴起地区长6油层组的应用效果良好。

图6 D2井处理成果图

图7 D2井自然伽马相对值计算泥质体积分数与岩心分析泥质体积分数相关性图

图8 D3井处理成果图

图9 D3井自然伽马相对值计算泥质体积分数与岩心分析泥质体积分数相关性图

［1］肖玲，田景春，魏钦廉，等 ．鄂尔多斯盆地吴起地区长6储层孔隙结构特征 ［J］．新疆地质，2007，25（1）：101～104．

［2］吴少波，赵惊蛰，李建，等 ．吴起油田长6油层组储层成岩作用及其对物性的影响 ［J］．西安石油大学学报 （自然科学版），2006，21 （4）：42～45．

［3］陈一鸣 ．矿场地球物理测井技术测井资料解释 ［M］．北京：石油工业出版社，1994．137～144．