致密复杂储层岩性预测方法探讨——以辽河西部凹陷雷家地区沙四段白云岩为例

李铁军

(中国石油辽河油田勘探开发研究院，辽宁盘锦 124010)



致密复杂储层岩性预测方法探讨
——以辽河西部凹陷雷家地区沙四段白云岩为例

李铁军

(中国石油辽河油田勘探开发研究院，辽宁盘锦 124010)

辽河西部凹陷雷家地区广泛发育湖相碳酸盐岩，与之伴生的有大量的湖相泥页岩与方沸石岩。研究表明，云岩含量高低对致密储层的储集性能有较大影响，而云岩类岩石的地震预测难度较大。针对上述问题，开展了基于岩心分析的精细岩性识别，通过岩石物理分析确定杨氏模量与纵横波速比能够较好区分泥页岩，通过杨氏模量与白云岩含量的统计回归确定白云岩含量与杨氏模量的关系；在叠前弹性参数反演的基础上，通过重构白云岩含量进行白云岩含量反演，确定了白云岩含量高的储层平面及纵向分布特征。预测结论与实钻井数据结果吻合程度较高，可有效指导该区致密(储层)油的勘探。

辽河西部凹陷；雷家地区；致密储层；岩性预测

当前，致密储层的油气勘探已越来越受到国内外石油工业界的重视，逐渐成为非常规油气勘探领域的新热点[1-5]。辽河凹陷存在大量的致密油资源与勘探区域，具备巨大的勘探潜力和开发前景。制约该类资源勘探开发最大的瓶颈在于致密储层“甜点”的预测。“甜点”是多种地质作用的综合反映，是沉积作用、成岩作用、后期构造作用和流体改造作用形成的有利岩石物理相流动单元，它们具有相对优质的含油气渗流、储集与非均质特征，反映了特低渗透储层含油有利区形成的地质特点[6-9]。辽河凹陷的致密油勘探开发存在同样的难题。以往研究发现，辽河致密储层的品质主要受控于岩性的变化，因此，岩性预测是致密储层“甜点”预测中至关重要的环节。

1　辽河坳陷西部白云岩沉积特点

辽河坳陷的古近纪继承了中生代构造格局，在区域性拉张应力作用下，断裂活动异常强烈，形成一组以北东向为主的张性断裂系统，台安-大洼断裂就是这一时期的产物。受台安断层与台安西断层及高升隆起的共同控制，本区构造呈东低西高的箕状凹陷，地形北高南低。因此，在东部陡坡带，受台安断裂控制，发育了扇三角洲沉积环境；西部缓坡带离物源较远，仅在沙四后期发育扇三角洲沉积环境；在凹陷中部形成了水体较深的半深湖-深湖沉积环境。该条件下沉积物受波浪作用影响小，沉积环境为缺氧的弱还原-还原环境。本区又可分为泥质湖底、泥灰质湖底、泥云质湖底、云灰质湖底四个微环境，本区形成的碳酸盐岩以泥云质湖底环境为主。

2　致密储层的岩石物理分析

研究区主要岩性有五种，分别为泥质云岩、泥质含云方沸石岩、云质泥岩、泥岩和云质页岩。

2.1岩性特征

通过岩矿分析，将雷家地区沙四段划分为3类14种岩性，分别为白云岩类、方沸石类和泥岩类。整体以过渡类岩性为主，造岩矿物主要为白云石、黏土、石英、方沸石。根据薄片鉴定与测井响应，确立了本区岩性识别标准(表1)。

2.2“优势岩性”分析

从沙四段岩性与含油气性统计关系来看，随着泥质含量增加以及方沸石含量的增加，物性及含油气性逐渐变差；从取心资料分析，本区含油的岩石类型主要为白云岩类(图1)。在云质岩中，油浸以上含油显示占整个云岩类储层总厚度的63%。

在白云岩类的分析过程中发现，影响其含油性的主要控制因素为白云岩的含量(表2)，因此，优势岩性的主要控制因素为白云石的含量，白云石含量高，则地层的储集物性好；白云石含量低，储层的物性较差(表2)。因此，在预测优势岩性时，需要解决的主要问题就是预测地层中白云石类矿物的含量。

表1　雷家地区测井岩性识别标准

图1　三类岩石的含油性分布情况

2.3不同岩性弹性参数分析

表2　白云岩类中白云石体积分数与储层物性的关系

注：数据来源于雷84井取心段联测样品

从多参数交会分析来看，上述三种岩石纵横波速度之间有一定的线性关系，并且为正相关；而纵横波对各岩类具有一定区分性，方沸石岩类速度最高，泥岩类速度最低；但是从多种分析手段来看，目前提取的弹性参数仅能将泥岩与其它岩性区分开来，但不能细分白云岩与方沸石岩(图2)。

上述分析表明，三大类岩性的区分难度较大，主要原因在于本区的岩性是成因复杂的多种矿物含量共生的过渡岩类。因此要想精确划分岩性，就需要从矿物含量出发，预测矿物含量的变化，进而区分有效储层。

图2　不同岩性的弹性岩石物理参数分析

在分析过程中，采用岩心标定测井，开展精细的单井解释，利用多矿物组合模型开展了单井矿物成分的精细解释。从单井矿物成分解释来看，横波阻抗与白云石含量相关性最好(图3)，根据统计关系可利用横波阻抗进行白云石含量的预测。通过叠前地震信息可以精细刻画地层中白云石含量的变化；白云石含量又与地层的含油性密切相关，因此采用横波阻抗描述白云石含量的变化，可以精确刻画地层中有效储层的分布。

图3　白云石含量与横波阻抗关系

3　岩性预测反演及效果分析

3.1岩性预测反演

在进行反演之前，首先开展本区的测井资料预处理，以消除环境因素的影响以及仪器的系统误差；在此基础上，开展横波测井资料的重构。目的层的岩性矿物组分复杂，需要采用多矿物模型进行横波估算，在横波估算中，我们采用了基于G-C经验方程法。反演过程中，以叠前CRP角道集数据为输入，在模型约束下开展叠前多参数同时反演，得到纵横波阻抗、密度、波速比等预测结果；在叠前弹性参数反演基础上开展了基于横波阻抗的白云石含量多属性反演，得到了白云石含量的平面以及纵向分布(图4)。

3.2反演效果分析

在研究区杜三油组，预测了白云岩的总厚度(以白云岩体积分数超过40%界定)。从已知井标定来看，预测厚度反映了储层的横向变化，参与反演井的白云岩预测厚度符合率达87%，未参与反演井的白云岩预测厚度符合率则为77%(图5)。

图4　叠前横波阻抗反演以及白云石含量反演剖面

4　结论

通过矿物含量分析与测井数据的精细结合，确定了研究区存在的主要岩石类型；从岩石成分出发开展了优势岩性的厘定，认为白云岩含量高的储层为本区的“优质储层”。应用叠前弹性反演刻画不同岩性平面分布特征，以此为约束建立横波阻抗与白云岩含量的定量关系，将弹性反演进一步深化至造岩矿物的地震刻画，研究中主要认识如下：

(1)白云岩类矿物含量决定了本区致密储层性质：白云岩类矿物含量高，储层好，反之储层较差。

(2)杨氏模量能够较好区分本区岩性变化。

(3)杨氏模量与白云石含量具有较好的相关性；在叠前弹性参数反演基础上开展白云石含量的反演，预测结果与后期钻探结果匹配较好，证明了预测结果可信。

图5　雷家地区沙四段杜3油层组白云岩厚度预测

[1]孙赞东，贾承造，李相方，等.非常规油气勘探与开发(上册)[M].北京：石油工业出版社，2011:1-150.

[2]贾承造，郑民，张永峰，等.中国非常规油气资源与勘探开发前景[J].石油勘探与开发，2012，39(2)：129-136.

[3]贾承造，邹才能，李建忠，等.中国致密油评价标准、主要类型、基本特征及资源前景[J].石油学报，2012，33(3)：343-350.

[4]林森虎，邹才能，袁选俊，等.美国致密油开发现状及启示[J].岩性油气藏，2011，23(4):25-30.

[5]邹才能，陶士振，侯连华，等.非常规油气地质[M].北京：地质出版社，2011:1-31.

[6]宋子齐，程国建，王静，等.特低渗透油层有效厚度确定方法研究[J].石油学报,2006,27(6):103-106.

[7]宋子齐,程国建,杨立雷,等.利用测井资料精细评价特低渗透储层的方法[J].石油实验地质,2006,28(6):595-599.

[8]Jian F X,Chork C Y,Taggart I J,et al.A genetic approach to the prediction of petrochemical properties[J].Journal of Petroleum Geology,1994,17(1):71-88.

[9]杨晓萍,赵文智,邹才能,等.低渗透储层成因机理及优质储层形成与分布[J].石油学报,2007,28(4):57-61.

编辑：党俊芳

1673-8217(2016)04-0071-04

2016-02-25

李铁军，高级工程师，1963年生，1984年毕业于大庆石油学院应用地球物理测井专业，现从事石油地质综合研究工作。

国家科技重大专项“辽河坳陷增储领域地质评价与勘探实践” 编号(2011ZX05006-005)部分研究内容。

TE112

A