測井曲線在沉積相中的應用

測井曲線在沉積相中的應用第一頁，共三十六頁，2022年，8月28日目錄

基本概念發(fā)展進程發(fā)展趨勢測井微相分析方法實例分析總結(jié)第二頁，共三十六頁，2022年，8月28日測井相與測井地質(zhì)學、測井底層對比之間的差異？測井相能直接劃分沉積微相？怎么通過測井曲線劃分沉積微相？第三頁，共三十六頁，2022年，8月28日基本概念測井:也叫地球物理測井或石油測井，簡稱測井，是利用巖層的電化學特性、導電特性、聲學特性、放射性等地球物理特性，測量地球物理參數(shù)的方法，屬于應用地球物理方法（包括重、磁、電、震、測井）之一。測井相：“測井相”或“電相”（Electrofacies）是在1970年提出來的，它是指能反映某一沉積物特征，并能使這個沉積物與其它沉積物區(qū)別開的一組測井響應（參數(shù)）。第四頁，共三十六頁，2022年，8月28日測井相分析：從一組能反映地層特征的測井響應中，提取測井曲線的變化特征，包括幅度特征、形態(tài)特征等以及其它測井解釋結(jié)論(如沉積構(gòu)造、古水流方向等)，將地層剖面劃分為有限個測井相，用巖心分析等地質(zhì)資料對這些測井相進行刻度，用數(shù)學方法及知識推理確定各個測井相到地質(zhì)相的映射轉(zhuǎn)換關系，最終達到利用測井資料來描述、研究地層的沉積相。第五頁，共三十六頁，2022年，8月28日發(fā)展進程測井相分析源于50年代，是由美國SHELL—PECTEN（殼牌）公司的工程師在研究密西西比三角洲時提出的，主要利用自然電位曲線進行相分析。從此，自然電位測井曲線在沉積環(huán)境和相分析中得到逐步推廣，并由自然電位測井擴展到其它測井。第六頁，共三十六頁，2022年，8月28日Serra（塞拉，1970）首先正式提出電相（Electrofacies）的概念；目前這一概念已被廣泛接受，它起到了測井測量和沉積相分析之間的橋梁作用。目前，測井相研究隨著測井方法和手段的發(fā)展（如高分辨率成像測井和地層傾角測井），已逐步向高精度、自動化和智能化方向發(fā)展，在巖石學（顆粒、基質(zhì)和膠結(jié)物）、沉積構(gòu)造（層理、層面）、局部特征分析（團塊、結(jié)核、蟲孔、黃鐵礦等）、分層處理、薄層分析等領域的資料提取和分析方面展示了廣闊的應用前景。第七頁，共三十六頁，2022年，8月28日發(fā)展趨勢一些新的測井技術正在得到逐步的推廣和應用:陣列感應測井儀（AIT）可探測不同深度感應曲線，反映了地層層理和侵入特性等信息；地球化學測井技術已成功地用于大洋鉆探計劃（ODP）中，分析火成巖和變質(zhì)巖的演化及分布規(guī)律。核測井的使用使測井地質(zhì)應用進一步得到發(fā)展，核測井可測量大量礦物和地球化學信息，根據(jù)元素分析結(jié)果可計算礦物類型及進行成巖作用研究。第八頁，共三十六頁，2022年，8月28日測井相標志與沉積相標志的關系測井相與沉積相相當，不同的沉積相因其巖石的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等不同而造成測井響應不同，但兩者并不一定都是一一對應的，可能有兩個或更多個電相對應一個沉積相，也可能一個電相對應多個沉積相。能顯示沉積相標志的測井曲線有：電阻率、自然電位、自然伽馬、自然伽馬能譜、補償中子、補償?shù)貙用芏取r性密度、井眼補償聲波、中子伽馬能譜、地球化學、井徑、地層傾角、微掃描測井等（表1）。第九頁，共三十六頁，2022年，8月28日表1沉積相和測井相的對應關系序號沉積相標志測井相標志1巖石組分的判斷能譜測井、地球化學測井、孔隙度測井交匯圖。2沉積結(jié)構(gòu)的判斷自然伽馬、自然電位、電阻率曲線、地層傾角、孔隙度、微掃描測井。3沉積構(gòu)造的判斷地層傾角、微掃描測井。4沉積層序的識別自然電位、自然伽馬測井。第十頁，共三十六頁，2022年，8月28日第十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日圖1由測井相到沉積相的邏輯模型第十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日測井相分析的一般步驟在取心井中用一系列測井曲線或參數(shù)劃分為若干種“測井相”；將這些測井相與巖心分析所得到的“沉積相”進行相關對比；利用測井信息可以歸納為不同類型及相互關系的曲線組合類型，建立測井曲線相模式；反過來在沒有取芯井中用測井資料進行沉積相分析，從而進行正確的地質(zhì)解釋和恢復沉積環(huán)境，確定相標志，推斷水體深度，搬運介質(zhì)能量、沉積物粗細、物源供應、氣候條件等標志。第十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日測井微相分析方法從測井響應所提供的電相標志看，測井相分析的相標志主要反映在曲線的幅度、形態(tài)、頂?shù)捉佑|關系、光滑程度、齒中線、多層組合包絡線和形態(tài)組合方式七要素方面（圖2）。這些要素可以定性地反映巖層的巖性、粒度和泥質(zhì)含量的變化及垂向演化序列。常用的測井劃相曲線有自然電位、自然伽馬、電阻率等，其中自然電位曲線最常用。第十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日圖2曲線要素圖（據(jù)馬正，1981）第十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日一、自然電位曲線1.幅度粒度粗、分選好、滲透性好的砂巖，幅度就高反映較強的水動力。一般來說，河流以中幅為主；灘砂或砂壩以高幅為主；漫灘相沉積則以低幅為主。第十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日2.形態(tài)反映粒度和分選性垂向變化，反映砂體沉積過程中水動力和物源供應供應變化。(1)鐘形：正粒序或水進層序，代表曲流河點砂壩及河道沉積。反映水流能量向上減弱，及物源供應的不斷減少。(2)漏斗：反映了反粒序結(jié)構(gòu)，反映向上水流能量加強，分選逐步變好；其代表相是岸外砂壩和三角洲前積砂體。第十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日(3)箱形：反映沉積過程中能量一致，物源充足的供應條件，是河道沙壩的曲線特征。(4)齒形：反映沉積過程中能量的快速變化，為辮狀河、沖積扇、濁積扇所具有?？梢苑譃椋赫螨X形、反向齒形、對稱齒形、指形。①.具有正粒序特征的正向齒形，反映水下沖刷沖填沉積特征；第十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日②.具有反粒序特征的反向齒形，反映水道末稍前積式席狀砂沉積特征；③.對稱齒形具有對稱粒序，常代表急流作用下的席狀沉積；④.指形曲線，代表強能量作用下的均勻粗粒沉積，典型相為灘砂。第十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日3.頂?shù)捉佑|關系反映了砂體沉積初期、末期水動力能量及物源供應的變化速度，它有漸變、突變兩大類。頂部突變代表物源供應的突然中斷。頂部加速漸變代表水流能量在后期急刷減退或物源供應減少，多與河道末期沉積有關。頂部勻均漸變呈斜線形代表均勻的能量減退的過程。為河道側(cè)向遷移的典型特征。頂部減速漸變代表能量或物質(zhì)供應在后期緩速消退，水下河道常具有這種特點，代表后續(xù)水流滯后沉積。第二十頁，共三十六頁，2022年，8月28日底部突變反映上、下層間的沖刷面。底部勻速漸變代表高坡處枯水道在洪水時期的沉積，或天然堤、漫灘的沉積特點。底部減速漸變，說明砂體在沉積初期物源供應不足，常為岸外砂壩的特點。水下河道常具有這種沖刷能力較差的底部加速式漸變特征，在沖刷面下部有原先滯留的沉積砂。突變

加速（上凸）線性

減退（下凸）第二十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日4.光滑程度曲線的光滑程度可分為光滑、微齒、齒化三級。光滑曲線代表在物源豐富和水動力作用強的條件下，被充分淘洗后的均質(zhì)沉積，如灘砂。微齒代表物源充分但改造不徹底的沉積，如河道砂。它也可以代表河流季節(jié)流量不同，引起沉積顆粒粗細間互變化的特點。齒化則代表間歇性沉積的疊加，如沖積扇辮狀河道沉積。第二十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日5.齒中線齒中線系指曲線形態(tài)上次一級齒的中線，可分為平行和相交兩大類。平行齒中線又可分水平平行、上傾平行和下傾平行三類。水平平行式代表灘砂、堤岸砂和席狀砂加積式的沉積特點；上傾平行式乃一組反向齒形的組合，代表多期的水道末稍前積式沉積的組合特征；下傾平行式是一組正向齒形的組合，代表正粒序的韻律沉積，如水下沖積扇根部具有遞變層理的多期巖層組合。第二十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日當齒的形態(tài)不一致時，齒中線將相交。相交類型的齒中線可分外收斂和內(nèi)收斂兩類。外收斂指齒中線相交于曲線的外側(cè)（右），如岸外砂壩，它反映了砂層前積特點。齒中線交于曲線內(nèi)側(cè)（左）者稱為內(nèi)收斂。底部齒中線下傾，中部齒中線水平，到上部齒中線上傾，反映水流能量向上變小，說明是由初期沖刷的滯留沉積、中期較均質(zhì)的河道砂沉積及露出水面前充填式堆積的三個階段組成，例如河道砂壩就具有這種特點。第二十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日6.幅度組合包絡線類型包絡線形態(tài)反映大層段內(nèi)垂向?qū)有蛱卣?，反映砂體在沉積過程中能量的變化及其變化速率。據(jù)包絡線的形態(tài)可分為加積式、后積式和前積式三類。后積式與前積式又可以細分為加速、勻速和減速式三個亞類。第二十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日7.層序的形態(tài)組合方式不同的沉積環(huán)境有不同巖性特征的層序組合，因此在測井曲線上也反映出特定的形態(tài)組合。利用這種標志，可以在區(qū)域上及剖面上研究相帶的分布，并借以確定層段位置，幫助進行地層對比工作。第二十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日

各種沉積環(huán)境的自然電位測井曲線形態(tài)組合

第二十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日二、自然伽馬曲線

自然伽馬(GR曲線)測井響應主要反映地層的天然放射性，如鉀、針、鈾同位素所引起。它們在粘土礦物中最常見，因而，泥頁巖層具有明顯放射性，而砂巖倘若基本上是石英質(zhì)的，則放射性要小得多。自然伽馬曲線如同自然電位曲線一樣，都反映垂向?qū)有蛑猩皫r和泥頁巖的相對含量。GR曲線隨砂質(zhì)的增多向左偏移表現(xiàn)為放射性降低，反映砂巖變粗，因為粒度變粗常伴隨泥質(zhì)含量減少。由于上述緣故，自然伽馬曲線可以用于沉積分析，它的曲線形態(tài)所反映的沉積相類型和自然電位曲線大體趨于一致。第二十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日第二十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日三、地層傾角測井地層傾角測井是在井內(nèi)測量地層面傾角和傾斜方位角的一種測井方法。地層傾角測井可以用來研究巖層的層理構(gòu)造，了解沉積物搬運方向，估計沉積環(huán)境，劃分沉積相。如在海洋沉積中，地層傾角在3°以下時，表示能量小的海洋沉積，為泥巖或頁巖；傾角在3°~20°時，表示能量中等；傾角在20°~40°時，表示高能沉積環(huán)境。第三十頁，共三十六頁，2022年，8月28日綠模式：傾向一致，傾角不隨深度變化而變化。紅模式：傾向大體一致，傾角隨深度增加而增加。藍模式：傾向大體一致，傾角隨深度增加而減小。雜亂模式：傾向和傾角程雜亂變化。第三十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日實例分析（一）

東河砂巖是塔里木盆地的重要勘探目的層系，主要由河口灣和濱岸沉積物構(gòu)成。在對濱岸沉積相模式研究的基礎卜，通過單井傾角測井處理解釋，識別出不同層理類型，并根據(jù)不同的層理組合模式將其進一步劃分為臨濱灘、臨濱凹槽、臨濱壩、前濱壩、前濱凹槽和前濱灘6種微相。第三十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日第三十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日實例分析（二）

X石1井是另外一個用測井劃分碳酸鹽巖沉積微相的例子。該井位于雙石廟構(gòu)造高點以北，為本構(gòu)造第一口預探井，鉆探目的層為三疊系、二疊系及石炭系。由于剖面目的層很長，本例重點將包括沉積微相最多、沉積環(huán)境變化大的三疊系嘉陵江統(tǒng)及飛仙關統(tǒng)的一二段進行展示。由圖4看出，自嘉-3到飛仙關飛一層共有十種不同的沉積微相。它們反映了一個海退的旋回。由上往下的沉積微相為:第三