一种砂岩储层成岩测井相定量表征的方法

摘要

本发明公开了一种砂岩储层成岩测井相定量表征的方法，该砂岩储层成岩测井相定量表征的方法利用反映砂岩储层成岩特征及环境的典型岩电参数的定量指标，准确评价非取芯井砂岩储层的成岩相纵向相序，以及目的层储层成岩相平面分布及规律，给砂岩油气勘探开发提供更多有效的技术信息，优选出砂岩油气勘探开发的有利区块，提高了有利区块的预测准确度，提高了勘探开发的成功率，降低了勘探开发成本。

说明书

技术领域

本发明属于砂岩储层油气勘探开发设计技术领域，尤其涉及一种 砂岩储层成岩测井相定量表征的方法。

背景技术

砂岩是一种碎屑沉积岩，是由碎屑物经过漫长而又复杂的沉积作 用、成岩作用形成的岩石，主要含硅、钙、黏土和氧化铁，岩石由碎 屑和填隙物两部分构成。碎屑除石英、长石外还有白云母、重矿物、 岩屑等。填隙物包括胶结物和碎屑杂基两种组分。常见胶结物有硅质 和碳酸盐质胶结；杂基成分主要指与碎屑同时沉积的颗粒更细的黏土 或粉砂质物。砂岩储层是可以储集和渗滤流体的岩层，即储集层，能 够储存和渗滤油气的岩层，它必须具有储存空间(孔隙性)和储存空间 一定的连通性(渗透性)。控制砂岩储层物性好坏的三大要素:沉积作 用、成岩作用和构造作用，对于裂缝不发育的砂岩储层而言，其物性 高低主要受沉积作用和成岩作用控制。砂岩储层在沉积之后的埋藏过 程中要经历一系列成岩作用，如压实、胶结、溶解和交代等作用，尤 其致密砂岩储层经历了更加复杂的成岩作用，进入中晚期成岩演化阶 段，因而砂岩储层物性高低在一定程度上取决于成岩作用类型及强弱 的影响，特别是致密砂岩储层。在同一沉积环境内经历了不同成岩作 用的砂岩储层，其物性往往存在一定的差异。因此充分显示砂岩储层 物性的好坏与其所经历的成岩作用有必然的因果关系，不同的成岩微 环境一定程度地决定砂岩储层物性的高低。

目前研究成岩作用及成岩微相的基本方法是通过砂岩岩心样品 的显微薄片、扫描电镜等研究颗粒间的接触关系、粘土矿物、胶结物、 溶蚀作用等显微特征，从而确定压实作用、胶结作用、交代作用、溶 蚀作用、自生矿物沉淀作用等的强弱，最终依据这些特征及指标来确 定成岩相类型。成岩相是在一定沉积和成岩环境下经历了一定成岩演 化阶段的产物，包括岩石颗粒、胶结物、组构和孔洞缝特征及其演化 的综合面貌，反映成岩环境的地球化学特征、岩石学特征和岩石物理 特征的总和。成岩相是目前储层特征的直接反映，是表征储层类型、 性质和优劣的成因性标志之一。

依据岩石颗粒、胶结物、组构和孔洞缝特征等，砂岩成岩相可划 分为粒间孔发育成岩相、致密成岩相等，前者可进一步细分为原生粒 间孔隙发育成岩亚相、原生斑状孔隙碳酸盐胶结成岩亚相、原生斑状 孔隙粘土胶结成岩亚相等；后者也可分为碳酸盐致密胶结成岩亚相、 粘土致密胶结成岩亚相、致密压实成岩亚相等。目前这项研究仅限于 对岩心（岩石）样品进行成岩作用和成岩相进行研究，即仅研究取心 井砂岩储层的纵向成岩相序列，对于一个油田而言，取心井非常有限， 目前的研究方法无法研究非取芯井砂岩储层的纵向成岩作用及成岩 相，以及砂岩储层成岩相横向（平面）分布及相序，无法有效地预测 储层平面非均质性。不利于油气勘探开发过程的方案设计和操作，导 致勘探开发效率较低，成功率更低，因为勘探开发结果显示就是在同 一沉积亚相环境中，由于成岩亚相的差异，砂岩油气的富集程度是有 明显差异的，因此为了能够准确地表征砂岩油气在空间上富集程度差 异和剩余油差异富集规律，需要将砂岩成岩相扩展到非取芯井，通常 而言一个油田约99%生产井是非取芯井，从而就可以更好地预测砂岩 储层成岩相的平面分布，这样不仅有利于预测砂岩油气空间分布规 律，而且更好地指导油气勘探开发，提高效率，降低风险。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种砂岩储层成岩测井相定量表 征的方法，旨在解决现有的方法存在的有利区块预测准确度和勘探开 发成功率低，勘探开发成本高的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种砂岩储层成岩测井相定量表征 的方法，该砂岩储层成岩测井相定量表征的方法包括如下方法步骤：

步骤一，在同一油气勘探开发区块内，依据地质条件和研究目标 需求，选取不同沉积微相区块内取心井构成样品采集观察点，如某研 究区某砂岩储层其沉积微相发育有水下分流河道、河口坝、席状砂等， 各微相内均有取心岩心样品，从这些样品中采集实验分析测试所需砂 岩样品；对取心井的岩心进行系统地观察和描述，确定砂岩储层的沉 积微相类型及序列；

步骤二，利用地球化学、X衍射等实验设备，将采集的砂岩样品 分沉积微相进行粘土矿物、石英、长石、碳酸盐岩类含量的测试，获 取砂岩样品的粘土矿物、石英、长石、碳酸盐岩等指标数据；

步骤三，将采集的砂岩样品进行显微薄片、扫描电镜、阴极发光 测试，获取砂岩颗粒间的接触关系、粘土矿物、胶结物、溶蚀作用等 反映成岩作用的粘土矿物、石英、长石、碳酸盐岩显微指标数据；

步骤四，对获取的砂岩样品的反映成岩作用的上述指标数据利用 地质学统计方法进行统计处理，并进行聚类，从而得到各取芯井点反 映砂岩成岩特征及环境的粘土矿物、石英、长石、碳酸盐岩类的平均 含量；得到反映砂岩成岩作用类型的压实程度、自生矿物、溶蚀作用、 古地温指标的平均含量；得到反映砂岩成岩作用类型和成岩相的显微 照片；

步骤五，根据各取芯井点各沉积微相内砂岩样品反映成岩相的各 项评价指标的多少，对岩心样品所揭示的砂岩成岩环境进行判别和评 价，按常规的地质学中砂岩成岩相命名规则对各岩心样品砂岩成岩作 用和成岩相进行系统命名；

步骤六，依据前述步骤所取得的各类指标，确定各取心井各砂岩 样品所揭示的成岩作用和成岩相类型，建立各取心井岩心成岩相纵向 系列，编制各取心井岩心成岩相综合柱状图，如图1所示。

步骤七，依据上述所建立的取心井岩心成岩相综合柱状图，统计 分析砂岩岩心各成岩相的自然电位、自然伽马、声波时差、密度、浅 侧向、深侧向电性指标大小范围及平均值，经过统计分析并进行聚类 从而建立各类成岩相电性图版，并进行各类成岩相电性间的交汇分 析，最终建立各类成岩相的测井相电性判别多项式：Y=aSP+bGR+c  AC+dDEN+eRLLS+fRLLD+…，其中Y为成岩相，a、b、c、d、e、 f、…为交汇分析所得常量；

步骤八，根据步骤七所建立的成岩测井相电性判别关系式，应用 成岩测井相处理软件，对研究区所有非取芯井进行成岩测井相识别， 建立每口井成岩测井相纵向系列；

步骤九，依据每口井成岩相数据，应用建模软件模拟砂岩储层成 岩相三维模型，得到油气勘探开发层系的砂岩储层成岩相类型及平面 分布特征，为砂岩储层评价提供定量指标。

进一步，该砂岩储层成岩测井相定量表征参数的选择标准为：参 数类型要能够区分研究区块砂岩储层成岩相类型和成岩体系，反映成 岩地质过程；符合砂岩储层成岩地质规律和相序分布规律。

进一步，砂岩储层成岩相分类各成岩矿物参数定量值的大小能够 有效地将各类成岩相明确地区分开，且充分展示各类成岩相砂岩储层 的成岩环境特征。

进一步，砂岩储层成岩相分类各电性参数定量值的大小能够有效 地将各类成岩相明确地区分开，建立非取芯井砂岩储层符合成岩规律 的纵向成岩系列。

进一步，砂岩储层成岩相分类及空间分布结果要能够反映各类砂 岩储层油气富集主控影响因素的差异。

本发明提供的砂岩储层成岩测井相定量表征的方法，利用反映砂 岩储层成岩特征及环境的典型岩电参数的定量指标，准确评价非取芯 井砂岩储层的成岩相纵向相序，以及目的层储层成岩相平面分布及规 律，给砂岩油气勘探开发提供更多有效的技术信息，优选出砂岩油气 勘探开发的有利区块，提高了有利区块的预测准确度，提高了勘探开 发的成功率，降低了勘探开发成本；

本发明与现有的技术相比具有如下有益效果：

1）创新了砂岩储层成岩相研究评价方法，利用反映成岩特征及 环境的典型电性参数的定量指标，准确了解同一微相内砂岩储层成岩 相的平面基本特征及某层系砂岩储层成岩相平面分布特征及规律，给 砂岩油气勘探开发提供更多有效的技术信息；

2）勘探开发的评价效率高，利用砂岩储层成岩相分类评价方法 对目标区内砂岩储层进行成岩相研究，查明各层系砂岩成岩相的分布 范围，查明各类砂岩储层物性的基本特征，在此基础上应用油气储层 评价方法对各层系砂岩储层进行评价，提高了勘探开发评价效率，加 快砂岩油气勘探开发的进度；

3）提高勘探开发的成功率，降低了成本，本发明将砂岩油气勘 探开发中经常使用的大量测井电性资料利用起来，建立砂岩储层成岩 相的电性评价指标，利用各指标绝对平均值的大小来区分砂岩储层同 一沉积微相内不同成岩相，优选出砂岩储层油气勘探开发的有利区 块，提高了有利区块的预测准确度，提高了勘探开发的成功率，降低 了勘探开发成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的砂岩储层成岩测井相定量表征的方 法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合 实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具 体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

如图1所示，本发明实施例的砂岩储层成岩测井相定量表征的方 法包括以下步骤：

S101：同一砂岩油气勘探开发区，依据地质条件和研究目标需求， 选取不同沉积微相区块内取心井构成样品采集观察点，采集实验分析 测试所需砂岩样品；

S102：将供试的岩心砂岩样品按照实验分析测试设计要求送往实 验室，分别进行进行粘土矿物、石英、长石、碳酸盐岩类等成岩矿物 含量的测试分析，系统获取这些指标；

S103：通过显微薄片、扫描电镜、阴极发光等测试，获取砂岩颗 粒间的接触关系、粘土矿物、胶结物、溶蚀作用等反映成岩作用的显 微相关指标数据；

S104：依据样品分析测试的一系列结果，并对结果进行处理分析， 得到反映砂岩成岩特征及环境的指标等资料，从而筛选出表征砂岩成 岩环境典型参数定量指标和成岩相的典型电性指标；

S105：应用定量指标，对砂岩成岩环境和成岩相进行判别和评价， 从而得到砂岩储层成岩相类型及平面分布特征。

结合实施例对本发明做进一步的说明：

实施例1：具体步骤为：

步骤一，在同一油气勘探开发区块内，依据地质条件和研究目标 需求，选取不同沉积微相区块内取心井构成样品采集观察点，如某研 究区某砂岩储层其沉积微相发育有水下分流河道、河口坝、席状砂等， 各微相内均有取心岩心样品，从这些样品中采集实验分析测试所需砂 岩样品；对取心井的岩心进行系统地观察和描述，确定砂岩储层的沉 积微相类型及序列；

步骤二，利用地球化学、X衍射等实验设备，将采集的砂岩样品 分沉积微相进行粘土矿物、石英、长石、碳酸盐岩类含量的测试，获 取砂岩样品的粘土矿物、石英、长石、碳酸盐岩等指标数据；

步骤三，将采集的砂岩样品进行显微薄片、扫描电镜、阴极发光 测试，获取砂岩颗粒间的接触关系、粘土矿物、胶结物、溶蚀作用等 反映成岩作用的粘土矿物、石英、长石、碳酸盐岩显微指标数据；

步骤四，对获取的砂岩样品的反映成岩作用的上述指标数据利用 地质学统计方法进行统计处理，并进行聚类，从而得到各取芯井点反 映砂岩成岩特征及环境的粘土矿物、石英、长石、碳酸盐岩类的平均 含量；得到反映砂岩成岩作用类型的压实程度、自生矿物、溶蚀作用、 古地温指标的平均含量；得到反映砂岩成岩作用类型和成岩相的显微 照片；

步骤五，根据各取芯井点各沉积微相内砂岩样品反映成岩相的各 项评价指标的多少，对岩心样品所揭示的砂岩成岩环境进行判别和评 价，按常规的地质学中砂岩成岩相命名规则对各岩心样品砂岩成岩作 用和成岩相进行系统命名；

步骤六，依据前述步骤所取得的各类指标，确定各取心井各砂岩 样品所揭示的成岩作用和成岩相类型，建立各取心井岩心成岩相纵向 系列，编制各取心井岩心成岩相综合柱状图，如图1所示。

步骤七，依据上述所建立的取心井岩心成岩相综合柱状图，统计 分析砂岩岩心各成岩相的自然电位、自然伽马、声波时差、密度、浅 侧向、深侧向电性指标大小范围及平均值，经过统计分析并进行聚类 从而建立各类成岩相电性图版，并进行各类成岩相电性间的交汇分 析，最终建立各类成岩相的测井相电性判别多项式：Y=aSP+bGR+c  AC+dDEN+eRLLS+fRLLD+…，其中Y为成岩相，a、b、c、d、e、 f、…为交汇分析所得常量；

步骤八，根据步骤七所建立的成岩测井相电性判别关系式，应用 成岩测井相处理软件，对研究区所有非取芯井进行成岩测井相识别， 建立每口井成岩测井相纵向系列；

步骤九，依据每口井成岩相数据，应用建模软件模拟砂岩储层成 岩相三维模型，得到油气勘探开发层系的砂岩储层成岩相类型及平面 分布特征，为砂岩储层评价提供定量指标。

实施例2，本发明的具体步骤为：

第一步，对研究区所有取心井岩心资料，进行系统观察和描述， 确定砂岩储层的沉积微相类型及序列，依据常规岩心分析测试取样标 准和本发明所述标准进行系统取样；

第二步，将采集的砂岩样品分沉积微相进行粘土矿物、石英、长 石、碳酸盐岩类等含量的测试，获取砂岩样品的相关指标数据；

第三步，将采集的砂岩样品进行显微薄片、扫描电镜、阴极发光 等测试，获取砂岩颗粒间的接触关系、粘土矿物、胶结物、溶蚀作用 等反映成岩作用的显微相关指标数据；

第四步，对获取的砂岩样品的相关指标数据进行分析处理，得到 各取芯井点反映砂岩成岩特征及环境的粘土矿物、石英、长石、碳酸 盐岩类等的平均含量；进一步得到反映砂岩成岩作用类型的压实程 度、自生矿物、溶蚀作用、古地温等指标的平均含量；进一步得到反 映砂岩成岩作用类型和成岩相的显微照片；

第五步，根据各取芯井点各沉积微相内砂岩样品反映成岩相的各 项评价指标的多少，对岩心样品所揭示的砂岩成岩环境进行判别和评 价，按常规的地质学中砂岩成岩相命名规则对各岩心样品砂岩成岩作 用和成岩相进行系统命名；

第六步，根据各取心井各砂岩样品所揭示的成岩作用和成岩相类 型，建立各取心井岩心成岩相纵向系列和综合柱状图；

第七步，依据上述所建立的取心井岩心成岩相综合柱状图，统计 分析砂岩岩心各成岩相的自然电位（SP）、自然伽马（GR）、声波 时差（AC）、密度（DEN）、浅侧向（RLLS）、深侧向（RLLD） 等电性指标大小范围及平均值（电性资料依据研究区实际资料情况进 行筛选），建立各类成岩相电性图版，并进行各类成岩相电性间的交 汇分析，最终建立各类成岩相的测井相电性判别多项式：Y=aSP+b  GR+cAC+dDEN+eRLLS+fRLLD+…，其中Y为成岩相，a、b、c、 d、e、f、…为交汇分析所得常量；

第八步，根据所建立的成岩测井相电性判别关系式，应用成岩测 井相处理软件，对研究区所有非取芯井进行成岩测井相识别，建立每 口井成岩测井相纵向系列；

第九步，依据每口井成岩相数据，应用建模软件模拟砂岩储层成 岩相三维模型，得到油气勘探开发层系的砂岩储层成岩相类型及平面 分布特征，为砂岩储层评价提供定量指标。

本发明为砂岩油气勘探开发评价及选区提供了研究区块内砂岩 储层成岩相发育特征及油气富集程度相关的坚实的基础信息，缩小勘 探开发范围，瞄准勘探开发目标，因而不同程度地提高了目标靶区预 测准确度，避免因仅了解取心井点砂岩储层成岩相而不知晓其成岩相 平面分布不能提供准确资料而导致的油气钻探失败的风险，因为不同 成岩相砂岩储层富油气程度存在较大差异，所以大大提高了砂岩油气 勘探开发钻探成功的保证率，从而加快了砂岩油气勘探开发的进度， 大大地降低了勘探开发成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。