自然电位曲线特征变化应用分析

刘曙光

（中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁 盘锦 124010）

自然电位测井是一种常用的电法测井，测井方法出现早，技术手段成熟。自然电位曲线形态简单，应用方便、有效，可以划分砂岩、泥岩，判断储集层的储集性能，判断储层流体性质［1-2］。在对研究区块进行测井储层评价过程中，遇到几个自然电位测井曲线特征异常的问题，随着评价工作的深入，结合岩心化验分析及地质研究成果，掌握了曲线特征异常的原因，加深了对自然电位曲线特征的理解，拓展了对自然电位曲线的应用认识。

研究区块的含油目的层为新近系晚中新统和上新统，储集层岩性为砂岩，储集层划分为A、B、C、D 四个油层组，油气藏类型是受断层控制的岩性油气藏，其沉积相以滨浅海三角洲相及河流三角洲相为主。

1 自然电位反映储层地层水矿化度变化

W1 井测井曲线（图1）相邻的两段储层上部为M 段（154.3～158.2 m），下部为N 段（169.9～191.6 m）。M 段储层顶部气层地层电阻率较高、下部水层地层电阻率相对低，依据自然伽马（GR）、中子（CNL）、密度（DEN）、补偿声波（DT）曲线特征，该段储层分选好，物性好。N 段储层以油层为主，CNL、DEN曲线特征与上部地层相近，储层分选好，物性好，地层电阻率随储层流体的变化而变化。对比两段储层的自然电位曲线，M 段储层自然电位曲线负异常幅度明显较N段地层小。观察多口井岩心及分析化验数据，M 段储层岩性纯，泥质含量少，含有绿泥石成分，物性好，M 段下部储层含水饱和度较高。对比M、N 段储层自然电位曲线特征、储层物性、含油性特征，解释初始，认为M 段储层自然电位异常幅度偏低不正常［3］。

图1 W1井测井曲线

通过岩心沉积相研究，发现M、N 两段储层沉积相带不同，M 段储层属于变余海相沉积，N 段储层属于海相沉积。N段储层实测地层水总矿化度平均为118 900 mg/L，水型为CaCL2，N 段地层沉积后，沉积环境改变，经过再沉积改造，地层水矿化度相对原始的海相沉积环境降低，M 段储层地层水总矿化度变为39 800 mg/L，水型仍旧为CaCL2。

在泥浆滤液矿化度一致、储层物性相近的情况下，受地层水矿化度变化的影响［4］，M 段储层的自然电位负异常幅度较N 段储层的自然电位负异常幅度明显低。

依据自然电位曲线特征变化，结合其他测井曲线特征综合分析，可以判断出地层水矿化度的变化，揭示出地层沉积环境、沉积相带的变化［5-6］。尤其是在新区勘探时，通过试油确定了储层流体性质，可以利用自然电位曲线特征辅助划分沉积相带。储层测井评价时，有多条测井曲线资料可以应用，自然电位曲线特征的变化及其所代表的地质意义，容易被简单化、被忽略，漏失一些有价值的信息，地层水矿化度因素对自然电位异常幅度的影响及其所代表的地质意义应受到关注。

W2 井自然电位曲线泥岩基线变化见图2。A、B两个油层组，发育大段厚层的砂体，地层电阻率曲线值较高，岩心分析化验储层孔隙度、渗透率较好，测井曲线计算的地层孔、渗也较好，试油生产证实是好的储集层段。多井对比，在A、B 两个油层组的储层段自然电位负异常幅度普遍较低，部分井在这两个层段的自然电位异常幅度很弱。落实泥浆性能，结合岩心分析化验，可以确定，是受地层水矿化度变化的影响［7］，储层物性、含油性相近的储层条件下，相同的钻井泥浆，A、B两个油层组储层的自然电位负异常幅度较C油层组明显低。

图2 W2井测井曲线

2 自然电位在地层划分中的应用

W3 井砂岩组B-1（1 563.5～1 586.8 m）（图3），自然电位曲线泥岩基线值-19.7 mv，砂岩组B-2 自然电位曲线泥岩基线值-1.7 mv，比照砂岩组B-1 的泥岩基线偏移明显。泥浆性质没有变化，泥岩段地层电阻率相近，泥岩基线的偏移揭示泥岩中所含地层水矿化度的变化，砂岩组B-2 与砂岩组B-1 的沉积环境发生较大变化［8］，由此可知，原划分的砂岩组B-1 与砂岩组B-2 应该不属于同一个油层组，初始的油层组分界不合理，从自然电位曲线泥岩基线特征变化来看，砂岩组B-1应属于油层组A。

图3 W3井测井曲线

3 自然电位在不同物性储层中的特征

自然电位测井在储集层段主要测量扩散电动势，环境条件稳定下，自然电位异常幅度特征主要反映储层的物性、渗透性［1］。W4 井62 号层（图4）1 614.5～1 615.5 m，声波时差值较低，密度值较大、三孔隙度曲线同向指示储层物性较差，地层电阻率值较高，自然伽马值较低，是岩性较纯的致密砂岩储层的特征，自然电位曲线表现为弱的负异常幅度。63 号层1 615.5～1 616.9 m，测井曲线综合指示储层物性好，自然电位曲线负异常明显。64号层1 616.9～1 618.3 m，自然伽马值较高，地层电阻率值较低，测井曲线指示为泥质含量较高的储层，储层物性较63 号层差，导致自然电位负异常幅度较63号层低。自然电位曲线在三个层的界面处出现明显的坡度变化，反映储层岩性、物性的变化。

图4 W4井测井曲线

W5 井D-2 砂岩组75～79 号储层（1 824.4～1 835.5 m）（图5）自然电位异常幅度明显，从曲线特征来看，是一套连通的砂体。依据地层电阻率、自然伽马、三孔隙度特征，该段地层综合解释有油层、差油层、干层。差油层、干层自然电位曲线异常幅度与油层相近，与储层物性、含油性不一致。

图5 W5井测井曲线

该井段连续取心，开展了岩心取样分析、薄片鉴定、X-衍射、扫描电镜，通过岩心观察及取样分析，影响D-2 砂岩组储层孔隙度、渗透率的地层因素是焦沥青的含量及展布、沉积颗粒大小、地层的成岩压实作用等。

76 号油层（1 825.2～1 828.8 m），长石岩屑砂岩，未固结。岩石颗粒成分中长石含量较高，导致自然伽马值较高（与纯泥岩段差异小）。地层沉积颗粒分选好、较粗，孔隙喉道较大，部分长石溶蚀产生有效的次生孔隙，储层孔隙度、渗透率相对较好，焦沥青发育堵塞部分有效储集空间。三孔隙度曲线指示储集空间发育，地层电阻率较高，含油饱和度较高。

79 号差油层（1 830.8～1 835.3 m），长石岩屑砂岩，未固结。石英含量相对较高，对应自然伽马值较低，地层沉积颗粒变细，岩石颗粒成分成熟度较76号层好，三孔隙度曲线指示储层孔隙度较76号层差，焦沥青发育，堵塞孔隙、吼道，且不导电。地层电阻率较高，不同深度电阻率曲线间差异较小。

单纯考虑岩性因素，79 号层地层电阻率较高、自然伽马较低，孔隙度较低，是胶结致密的储层特征，自然电位曲线负异常幅度应该较76 号好储层低，但W5 井的实际情况是79 号层的自然电位曲线异常幅度与76号层相近，影响了测井解释对储层物性的判别。综合分析认为:原始地层状态下，79 号层与76 号层是连通层，地层水矿化度一致，物性相近，是非岩性因素焦沥青含量的不同，导致79 号层孔隙度降低，地层电阻率较高，自然电位曲线特征未受焦沥青发育的影响（或者影响很弱）。

4 结论

（1）利用自然电位曲线特征的变化能较好判别出地层水矿化度的变化，地层水矿化度的变化反映的是沉积环境、沉积相带的变化。

（2）自然电位曲线特征是井眼环境、地层特征等因素综合作用的结果，应用其特征变化时，应充分考虑各因素所占的比重及所起的作用。

（3）研究实践证明，自然电位测井曲线资料与岩心资料、地质研究相结合，有助于解决自然电位测井曲线资料多解性的困扰，充分发挥自然电位测井曲线资料在地质研究中的作用。