成像测井在延长气田上古生界沉积特征分析中的应用

崔宏俊， 李克永， 朱满宏

(1.陕西延长石油集团油气勘探公司天然气勘探开发部，陕西延安 716000;2西安科技大学期刊中心，陕西西安 710054;3中国石油集团测井有限公司吐哈事业部，新疆鄯善 838200)

成像测井可以满足裂缝性、薄互层、各向异性等复杂油气藏勘探开发实际需求，成像测井资料能够对井筒周围地层介质高分辨率地成像(冯方等，2002)，在精细反映沉积微相类型、裂缝、孔隙类型等方面具有非常重要的实践意义。

延长气田勘探开发实践证实，沉积微相类型多样，岩性及孔隙类型等特征复杂多变(付金华等，2005a，2005b;庞军刚等，2006;梁积伟等，2006;陈彦庆等，2010;王拓夫等，2011)。精细分析岩性体及其物性特征，尤其是层理发育特征及分布规律，将有利于分析天然气的富集成藏规律及进行产能预测(赵林等，2000;袁志祥等，2005;付金华等，2005a，2005b，2006;杨华等，2005;李良等，2000;胡永章等，2005;姜振学等，2006)。

1 区域地质概况

延长气田位于鄂尔多斯盆地的东部，位于清涧、子洲、子长、延安境内，面积10 000 km2。

鄂尔多斯地区早古生代为陆表海发展阶段，华北海与祁连海分别从东、西侧向中央隆起区海侵、超覆，沉积了厚约1 000～3 000 m的以碳酸盐岩为主的浅海碳酸 盐岩沉积。中奥陶世后，鄂尔多斯大部分地区由于加里东运动，上升遭受剥蚀，沉积间断长达1.3～1.4亿a，在盆地中形成了大面积的古风化壳。

晚石炭世鄂尔多斯地区发生沉降，开始了晚古生代海陆过渡发展阶段，沉积了一套海陆交互相的含煤碎屑岩夹灰岩建造，厚800～1 000 m。海侵范围主要来自两个方向，其一为祁连海槽从西向东的扩展，海水由西向东发生海侵。其二为华北海从东向西扩展，海水由东向西发生海侵。这两个方向的海侵在盆地中被呈南北向延伸的中央隆起带隔断，没有发生交汇。延长气田主要位于华北海海侵的范围，沉积了上古生界最底部的一套地层—本溪组。其后，海侵范围扩大，并在二叠纪初期，东西海水连通，构成了一个相对统一的海洋沉积环境，沉积了二叠系最下部的一套地层即太原组，其中灰岩分布较广，厚度稳定，含较多海相动物化石，如蜓类等。太原组沉积末期，由于晚海西构造运动的影响，鄂尔多斯地区上升，海水完全退出鄂尔多斯地区，从而结束了海相沉积的历史。早二叠世山西组开始了陆相沉积时期。

图1 鄂尔多斯盆地构造单元及古生界气田分布图Fig.1 Tectonic units and Paleozoic gas fields distribution in Ordos basin

2 沉积体系及沉积相特征

鄂尔多斯盆地古生代沉积及其演化过程中，沉积体系类型主要为海洋障壁海岸、海陆过渡环境的三角洲沉积体系以及陆相湖泊三角洲沉积体系和河流沉积体系(表1)，各类沉积体系分布层位也存在明显差异。

2.1 层理构造及其成像测井特征

延长气田上古生界石盒子组的沼泽相泥质粉砂岩以及石千峰组曲流河河漫滩相灰色泥岩中，发育水平层理(图2);山西组、石盒子组、石千峰组三角洲前缘水下分流河道、河口坝、河道沉积中常出现平行层理以及板状交错层理、槽状交错层理多种类型交错层理，层理在成像测井图上往往是一组相互平行或接近平行、连续、完整、均匀的高电导率异常，各种层理在成像测井图上都能得到很好地反映。延250井成像测井图上清楚反映出水平层理、平行层理以及交错层理(图2)。

图2 平行层理的成像测井图像特征(延250井)Fig.2 Imaging logging feature of parallel bedding(well Yan 250)

2.2 层面构造及其成像测井特征

冲刷-充填构造在河流-三角洲沉积体系、辫状河三角洲沉积体系的河道沉积中广泛存在，冲刷面附近有泥砾，常与粒序层理伴生。如延106、试44井取心山底部砂岩、盒8砂岩中具冲刷-充填层面构造特征(图3)。

3 成像测井在沉积微相分析中的应用

3.1 障壁海岸与浅海陆棚测井相特征

碳酸盐陆棚沉积在太原组较为发育，如东大窑灰岩，厚度10～20 m，在横向上分布广泛。由于水动力条件较为动荡，岩石类型以生物碎屑灰岩和生物碎屑泥晶灰岩为主，浅海陆棚沉积从电测曲线上看自然电位、自然伽马曲线为箱状特征，成像测井图像上也可以看出岩性的变化(图4)。

障壁岛沉积发育浅灰色细砂岩，中砂岩、粗砂岩次之，以及发育少量含砾粗砂岩，砂岩成分以石英为主，长石和岩屑次之，含少量暗色矿物及云母片，分选中等，颗粒呈次圆状，泥质胶结为主，较疏松。浪成波痕、波状层理、沙纹交错层理及低角度交错层理较为发育，从垂向上一般具逆粒序。自然伽马曲线呈漏斗状，成像测井图像上可以识别出交错层理，并可以观察到岩石的粒序的变化(图5)。

图3 冲刷再作用面成像测井图像特征(试44井)Fig.3 Imaging logging feature of flooding surface(well Shi 44)

表1 鄂尔多斯盆地东南部古生界沉积体系划分Table 1 Division of Paleozoic sedimentary system in southeastern Ordos basin

图4 陆棚、潮坪沉积成像测井图像特征(延250井)Fig.4 Imaging logging feature of shelf and tidal flat deposits(well Yan 250)

3.2 曲流河三角洲测井相特征

曲流河三角洲平原亚相以分流河道砂坝砂岩与河漫滩沼泽泥岩沉积发育为特征，三角洲平原分流河道沉积砂体底部常具冲刷面并含砾石或泥砾，向上具变细的正粒序沉积，如延251井山西组底部均为灰白色或浅灰色含砾中砂岩，向上变为细砂岩和泥岩、炭质泥岩和煤的互层。三角洲平原分流河道河道砂坝沉积从测井曲线特征来看，自然电位曲线呈钟型和钟形—箱形组合，自然伽马曲线呈低幅值，近泥岩基线，薄层砂岩自然伽马为中-低值尖峰状，泥岩段自然伽马为微齿状高值(图6)。

图5 障壁岛岩性组合及成像图像特征(延250井)Fig.5 Imaging logging feature and lithological association of barrier island(well Yan 250)

曲流河三角洲前缘水下分流河道砂体在平面上呈朵状或鸟足状向湖内延伸，并逐渐变浅、变宽。水下分流河道河道砂坝沉积与分流河道沉积都是从垂向上向上变细的正粒序沉积，反映了水体逐渐变浅，水动力条件逐渐减弱的沉积环境，自然伽马曲线呈钟形、齿状钟形或箱形，薄层砂体自然伽马曲线呈指状或尖峰状。水下分流河道河道砂坝之间的相对低洼区即为水下分流间湾，发育细粒悬浮沉积的泥岩、粉砂质泥岩，见水平层理和透镜状层理以及浪成波痕，自然伽马曲线齿状或小尖峰状高值。席状砂沿岸侧向堆积布局，砂体分布面积广泛，厚度较薄，砂质较纯，多由细砂岩组成，发育沙纹层理，自然伽马测井曲线呈中等-低值峰状。

前三角洲沉积位于三角洲前缘与浅湖交界地带，和浅湖泥岩呈过渡接触，发育粉砂质泥岩、深灰色或灰黑色泥岩，有水平层理，纹层发育，在相序上与三角洲前缘水下分流河道和前缘席状砂互层，自然伽马测井曲线呈弱齿状高值。

3.3 辫状河三角洲测井相特征

图6 曲流河三角洲平原岩性组合与测井特征(延250井)Fig.6 Imaging logging feature and lithological association of meandering delta plain(well Yan 250)

辫状河三角洲平原分流河道河道砂坝下伏沉积物的强烈冲刷，河漫滩不太发育或保存不完整，单个辫状河分流河道河道砂坝厚度并不大，厚度为3～5 m，由于河漫滩泥质沉积不发育或被后期河道削截，多个分流河道砂坝砂体相互叠置，厚达可达10～20 m。如试28井盒8底部分流河道砂体厚达12.3 m，自然伽马曲线呈现齿状钟形或箱形，具中-低幅值，从旋回性上可以看出砂体是多期叠加的结果(图7)。

辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体沉积构造发育，底部常具冲刷面，向上上依次发育槽状交错层、板状交错层及平行层理等，在垂向上由下向上具有变细变浅的正旋回序列。延长气田辫状河三角洲前缘在盒8沉积期广泛发育，辫状河三角洲前缘朵状体向湖盆逐渐延伸，在平面上前缘朵状体连片分布，在剖面上多层含砾粗砂岩、粗砂岩组成的相互叠置砂体呈正韵律互层;延长气田本溪组至石千峰组岩石岩性、颜色组合及其沉积环境变化，反映了古气候由温湿到干旱演化，沉积地层由含煤层系到非含煤层系，含煤层系成为上古生界良好气源层。

图7 辫状河河道沉积岩性组合与测井特征(试28井)Fig.7 Imaging logging feature and lithological association of braided river channel deposits(well Shi 28)

4 结论

成像测井可以满足裂缝性、薄互层、各向异性等复杂油气藏勘探开发实际需求，其中成像测井资料能够对井筒周围地层介质高分辨率地成像，在精细反映侧面层理特征、沉积微相类型等方面具有非常重要的实践意义。

延长气田上古生界石盒子组的沼泽相泥质粉砂岩以及石千峰组曲流河河漫滩相灰色泥岩中，水平层理较发育，山西组、石盒子组、石千峰组三角洲前缘水下分流河道、河口坝、河道沉积中常出现平行层理以及板状交错层理、槽状交错层理多种类型交错层理。冲刷-充填构造在河流-三角洲沉积体系、辫状河三角洲沉积体系的河道沉积中广泛存在，冲刷面附近有泥砾，常与粒序层理伴生。成像测井分析层理、层序和层面构造沉积特征较为直观清晰。

鄂尔多斯盆地延长气田上古生代沉积及其演化过程中，沉积体系类型主要为海洋障壁海岸、曲流河三角洲以及辫状河三角洲沉积体系，各沉积体系分布层位、发育特征也存在明显差异，在成像测井上具有明确的特征。

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