利用地球物理测井资料评价储层物性特征——以鄂尔多斯盆地吴起油

石油天然气XinjiangOil&Gas

Vol.15No.3Sept.2019

文章编号：1673—2677（2019）03—028-08

利用地球物理测井资料评价储层物性特征

——以鄂尔多斯盆地吴起油田长8段砂岩为例

付

新1，张连梁1，刘远志2，周传臣3，王永刚1

（1.中国石油集团测井有限公司青海分公司，甘肃敦煌736202；2.中海石油（中国）有限公司深圳分公司，

广东深圳518000；3.天津大港油田滨港集团博弘石油化工有限公司，天津300280）摘

要：吴起油田是鄂尔多斯盆地重要的油气产区，长8段发育多套碎屑岩储层。以吴起油田为

例，利用不同井的测井曲线进行储层评价，根据储层物理参数分析和中子-密度交会图法认为储层岩性主要为砂岩。利用净产层厚度、净毛比、总孔隙度、有效孔隙度、泥质含量、含水饱和度、含油饱和度等参数图评价储层油气潜力。储层物性参数评价结果表明：砂岩有效厚度为5~10m，净毛比0.17~0.75，有效孔隙度为7%~12%，泥质含量在27%~40%，含油饱和度在12%~31%，净产层含油饱和度在95%。砂岩等厚图揭示了油气的空间展布规律，为下一步吴起油田长8段砂岩储层的勘探提供了有效的地质指导。中图分类号：TE122.23

关键词：吴起油田；长8段；砂岩；鄂尔多斯盆地；测井评价

文献标识码：A

参数［4］，利用测井资料对孔隙度、渗透率、有效厚度、泥质含量、流体（油、气、水）饱和度等参数的精细解释，并确定油层、水层（油-水界面、气-水界面）、净毛比、孔隙流体类型等就显得尤为重要［5］。

通过测井资料完整的评价了储层物性参数进而综合判断了研究区油气分布潜力。首先通过CNL-DEN交会图和GR曲线识别储层岩性，不同岩石物性交会图可以进一步解释油、气、水的分布［7-9］；其次通过评价岩石物性参数来评价砂体物性特征；利用阿尔奇公式建立含水饱和度模型，最后利用几口不同井的测井曲线计算孔隙度（总孔隙度、有效孔隙度），含水饱和度、含油饱和度、泥质含量、有效厚度、净毛比等参数，并对上述参数绘制等厚图以评价油气空间展布特征。通过研究结果可以看出：吴起油田长8段砂岩有较好的油气勘探开发潜力。

鄂尔多斯盆地位于华北地台的西部，呈南北向较长的矩形盆地，面积约37×104km2，是我国陆上第二大盆地［1-2］。由于理论及技术层面的原因，长期以来，人们对长8段储层的研究还不够深入。目前吴起油田长8段砂岩引起了石油工作者的广泛关注，在其石油地质方面已进行了大量的研究工作［1-2］，尤其在沉积、砂体和储层特征研究方面，取得了许多重要的研究成果［3］。随着勘探工作的进行，对该区原油富集规律及成藏条件的研究显得尤为重要，在对原油成藏规律研究的过程中发现，吴起地区储层特征非常复杂，关于储层特征中最基本的参数一直没有清晰的认识，导致近年来的勘探未有大的突破。本文拟在大量基础资料分析基础上，对该区储层物性参数特征进行研究，以期对下一步油气勘探起到一定的指导作用。

储层物性参数是油气勘探中最基本最主要的

收稿日期：2019-06-26作者简介：付

修改日期：2019-07-11

新（1984-），男，2013年东北石油大学毕业，硕士研究生，工程师。

28

第15卷第3期付新，等：——以鄂尔多斯盆地吴起油田长8段砂岩为例

1区域地质概况

吴起油田位于于鄂尔多斯盆地陕北斜坡的中

西部，东起薛岔与靖安油田毗邻，西到庙沟，北自五谷城，南到金鼎，勘探面积约1000km2。主力含油层系为中生界上三叠统延长组长6、长2、长8油层组，以及侏罗系延安组底部的延8、延9、延10油层组。作为本文研究对象的长8油层组，为一套湖盆三角洲沉积，该区构造简单，表现为微向西倾的单斜，平均坡降8~10m/km，在此背景上发育一系列由东向西倾没的低幅鼻状隆起，无断层发育（图1）。

伊盟隆起

东胜

伊金霍洛旗

苏里格庙

伊

晋

榆林

西鄂托克前旗

西

安边陕

缘天安边

靖边

挠逆环

吴旗

斜

褶冲坳志丹

陷

白马

白豹

带

带

坡庆阳

富县

渭北隆起

研究区

图1鄂尔多斯盆地吴起油田分布图

2储层测井评价

利用测井曲线对吴起油田长8段砂岩储层进

行评价，测井曲线主要由井径（CAL）、伽马（GR）、自然电位（SP）、声波（AC）、密度（DEN）、中子CNL）、双侧向（LLD、LLS），本文采用斯伦贝谢开发的Techlog地层综合评价平台对测井数据进行处理，同时利用Excel2013软件写入宏程序。长8段砂岩储层主要由砂岩和泥岩组成，泥岩与砂岩、

碳酸盐岩相比有较高的放射性，因此利用GR曲线划分砂岩和泥岩，为了消除砂岩段泥质含量的影响，利用GR曲线提取GR曲线最大值（GRmax）和GR曲线最小值（GRmin）建立伽马曲线指数

（IGR）［7］

。

IGRGRGR=

GRlog--GRminmaxmin

（1）

GRlog为在相应深度段GR曲线值，GR曲线有多种线性和非线性经验公式，本文根据地层年龄和区域构造等因素建立的非线性公式计算的泥质含量比通过线性公式要低很多。Larionov和Stieber和Clavier等人［8-11］根据IGR值分别建立的泥质含量计算公式。

VshL=0.083(23.7GR-1)

（2）VshS=

V.7-((3(.338-(I-2GR

(*IGRI))（3）shC=1GR+0.7)2另一个重要的储层评价参数为孔隙度，))0.5)

平均（4）

孔隙度是通过密度DEN曲线计算的密度孔隙度和

中子CNL曲线计算的中子孔隙度联合求取［12］，其公式如下：

ϕ=

(ϕN+ϕD)（5）中子孔隙度测井测量的是地层中含氢指数，

2氢原子主要存在储层岩石中，因此中子孔隙度测井对岩石孔隙有敏感的响应，其直接测量岩石孔隙度。储层总密度是储层固体和流体的总密度值［13］，其是基质密度（ρma）、孔隙度（ϕD）、孔隙流体密度（ρf）的函数，利用密度曲线计算孔隙度的公式如下：

ϕ=

ρma-ρb

ρma-ρf

（6）

在砂岩储层中当孔隙完全被不相溶流体（油、气、水）充填下，评价岩石中含油气体积和饱和度就很有必要知道孔隙中含水饱和度，利用阿尔奇公式［14］计算储层孔隙中水的比例：

SRww=

0ϕ.622.15×Rt（7）

Sw、ϕ、Rw、Rt分别为含水饱和度、孔隙度、储层

水电阻率，总电阻率。阿尔奇认为岩石骨架是完全绝缘，孔隙中流体是唯一的导电介质，为了计算该理式，其提出了电阻率指数（Ri=Rw/R）t

和29

（石油天然气2019年

储层电阻率因子F，储层电阻率因子F值是由F=0.62/ϕ2.15，Humble公式计算所得，它是砂岩储层

数特征，首先确定其主要岩性，然后确定出孔隙度、油、气、水饱和度、储层有效厚度、净毛比、泥质含量等，最后分析这些参数的变化规律，制作等值线图。3.1

利用中子-密度交会图法确定岩性

本文采用密度-中子交会图，其主要用于识别二元岩性组合如：砂岩和泥岩、白云岩和石灰岩、砂岩和石灰岩等等。当建立交会图版后，测井数据点就会落在相应的岩性分区内，因此综合利用多种测井数据信息可以更高效准确的识别不同的岩性［20］。

根据吴起油田长8段X1、X2、X3、X4、X5井四口井的数据建立中子-密度交会图（图2），在图2中密度为x轴，中子为y轴，中子-密度交会图数据

中最合理的电阻率因子平均值，对于压实作用强烈的砂岩，利用公式F=1/ϕ2计算［15］，阿尔奇［14］把这个公式应用到纯砂岩中，其他研究学者认为粘土矿物由于发生的阳离子交换也会导电，因此对于泥质砂岩来说，很重要的一步工作就是在泥质砂岩储层中定量评价由于黏土矿物而产生的电阻率。诸多研究学者提出了评价泥质砂岩储层中含

16-17］水饱和度的方法［10，，上述所有的方法并没有给

出一个准确评价含水饱和度Sw的计算方法，印度尼西亚公式被认为是最合理也应用最广泛公式［18-19］：

Sw21=+2RtF·Rw

VshVsh

Sw2

FRwRshRsh

2-Vsh2-Vcl

（8）

显示储层岩性主要为砂岩，少量的粘土和碳酸盐矿物，砂岩中粘土矿物的存在使交会图中砂岩数据点在相对应的数据线之下，偏向于泥岩区；在中子-密度交会图中泥岩密度较低，在2.2~2.3g/cm3，因此其比较容易从砂岩中区分出来。

公式8是印度尼西亚公式，其考虑了储层岩石中泥质的电阻率和体积含量部分。

3结果和讨论

为了研究吴起油田长8段储层砂岩的物理参

1.922.12.22.3(SWS)DensityNeutron(NPHI)Overlay,Rhofluid=1.0(CP-1c1997)RHOB2.42.52.62.72.82.93.050.05.1.15图2

3.2

长8段储层物性测井评价

吴起油田长8段中子-密度交会图版

图3a-图3d分别为利用测井数据计算出的X1、X2、X3、X4四口井的详细的岩石物理参数图，在此基础上进一步划分出为砂泥岩单元，表1和表2分

NPHI.2.25.3.35.4.45储层物性参数分析是确定岩性、孔隙度、孔隙流体类型、饱和度等储层岩石参数的重要的方法，30

第15卷第3期付新，等：——以鄂尔多斯盆地吴起油田长8段砂岩为例

（a）

（b）

（c）

（d）

图3长8段X1、X2、X3、X4井测井储层评价图（泥质含量、孔隙度、含水饱和度、含油气饱和度）

31

石油天然气2019年

别为Gross储层和netpayzone的储层物理参数。

图3a为X1井储层测井评价图，图中最基本的测井数据包括伽马（GR）、声波（AC）、密度（DEN）、双侧向电阻率（LLD、LLS），以及通过测井曲线计算出的其他测井曲线如：地层水电阻率（Rw）、含水饱和度（SW）、含油气饱和度与孔隙度（PHI、Φ），最后一道为通过自然伽马曲线计算出砂泥岩剖面。在X1井中（图3a）砂岩主要分布在2829~2850m，泥质含量平均在40%，总孔隙度为14%，有效孔隙度为5%，含水饱和度为88%，含油饱和度为12%。该段储层中水所占据的比例最高，几乎达到100%，含油气层厚度只有9m，深度在2836~2845m，该段水所占比例下降为35%。

图3b为X2井储层测井评价图，泥质含量为27%，总孔隙度和有效孔隙度分别为13%和12%，含水饱和度和含油气饱和度分别为70%和30%。图3b储层顶部2827m处，其grossthickness为35m，主要的岩性为砂岩，在2842~2849m处，密度降低为2.2g/cm3，电阻率和孔隙度明显增高，因此被划分为有效厚度（大约7m）。在砂体有效厚度部分区域，油气所占的比例达到最大极限值。

表1

井名X1井X2井X3井X4井X5井图3c为X3井的储层测井评价图，砂泥岩呈薄互层形式存在，其厚度为25m，深度在2830~2855m，在2847~2849m和2858~2861m处可能存在厚度约为2m和3m的油气层，这两端小层砂岩较纯，GR在4-28API之间、孔隙度在14%-38%、储层密度也由于较高的孔隙度和油气饱和度显著降低，但是由于油气比水的电阻率较高，导致储层电阻率值显著变大，图3c中可以看出两段小层水的体积比重分布在0~40%，X3井砂岩其他的物性参数：总孔隙度为15%、有效孔隙度为10%、泥质含量为36%、砂体总厚度为25m。

图3d为X4井储层测井评价图，砂体分布在2855~2880m，顶部5m的小层中有较高的泥质含量，小层完全被水充填，在2859~2866m处，发育有效砂体，其显著的特征为含油气饱和度达到90%，在有效砂体中，孔隙度较高，但是密度、P波波速、地层水电阻率、含水饱和度、泥质含量显著降低，在X4井中储层总孔隙度平均在13%，有效孔隙度为0.7%，粘土矿物含量占42%，含水饱和度为68%，砂体总厚度为31m。

吴起油田长8段砂岩不同井位储层物性参数平均值，参数取自砂体总厚度值

砂体有效厚度

（m）

97510砂岩总厚度（m）

12352631287

净毛比0.750.190.230.36泥质含量（%）0.410.270.360.420.30.2

泥质含量（%）0.220.180.170.260.15总孔隙度（%）0.140.130.160.130.2总孔隙度（%）0.130.140.150.160.17有效孔隙度（%）

0.080.120.070.150.1

有效孔隙度（%）

0.110.120.110.12含水饱和度（%）

0.850.710.780.780.40.1含水饱和度（%）

0.950.60.90.7含油饱和度（%）

0.150.290.220.220.60.2表2

井名X1井X2井X3井X4井X5井吴起油田长8段砂岩不同井物性参数平均值，参数取自不同井的测井数据

4砂岩储层物性参数等厚图

通过测井解释出的储层物性参数绘制成等厚

物性空间分布特征，在总厚度图的基础上绘制大多数储层参数等厚图如：泥质含量、厚度、总孔隙度、有效孔隙度、含水饱和度、含油气饱和度等，同时在有效小层划分的基础上绘制有效厚度图和净毛比图。

图，这些等厚图能较好的展现吴起油田长8段储层32

第15卷第3期付新，等：——以鄂尔多斯盆地吴起油田长8段砂岩为例

4.1

总厚度图和有效厚度图

图4a、b、c分别为吴起油田不同井砂体总厚度图、有效厚度图、净毛比图，从图4a中可以清楚的看到在X3井处砂体厚度最大为35m，在东南方向砂体厚度逐渐变薄，X1井处砂体厚度最小为4~12m，图4b为从每口井中计算出的有效砂体厚度，绘制的等厚图，在X5井处有效砂体厚度最大，为10m，在西南方向逐渐变薄，在X2井处有效砂体厚度最小，净毛比（砂体的有效厚度与总厚度的比值）主要分布在0.19~0.75（图4c）。

图4（a）储层总厚度图，（b）储层有效厚度图，（c）

储层净毛比图

4.2泥质含量等厚图

图5为储层泥质含量等厚图，描绘研究区泥质

在空间分布状况，砂岩中泥质含量主要分布在26~42%，研究区泥质含量空间展布规律不明显，X3和X5井泥质含量较少，主要在4%~30%，北部的X4井和东南部的X1井泥质含量较高，主要在4%~43%。

图5吴起油田长8段泥质含量空间展布图

4.3

总孔隙度和有效孔隙度等厚图

图6a、b分别为5口井中砂岩总孔隙度和有效

孔隙度等厚图，总孔隙度等厚图可以看出：孔隙度在东北方向呈现增大趋势，在X5井处孔隙度最大为20%，有效孔隙度等厚图（图6b）分布趋势与泥质含量分布图趋势大致相同，这是因为有效孔隙度是通过泥质含量公式计算得来的（Por有效=Por总*1-Vsh））。因此泥质含量对储层有效孔隙度空间分布特征有重要影响，X1和X4井孔隙度较低，小于10%；X5井有效孔隙度较高，为16%（图6b）。

图6吴起油田长8段储层总孔隙度图（a）和

有效孔隙度图（b）

33

（石油天然气2019年

4.4含水饱和度和含油饱和度等厚图、

对测井曲线齐全的井进行详细的储层物性参

数分析计算，建立含水饱和度等厚图，图7a含水饱和度等厚图，从图中可以看出含水饱和度从东北方向往西北方向和西南方向增大，X5井含水饱和度较低，小于40%，其他井含水饱和度在70%左右，X1井在研究区南部或东南部，孔隙中水所占的比例较高，其含水饱和度达到80%。

含油饱和度是通过含水饱和度计算而来的（SH

=1-Sw），因此其空间展布特点与含水饱和度相反，X3和X5井有较低的含水饱和度（图7a），其有较高的含油气饱和度（图7b）。最有利的油气勘探区其含油气饱和度最大，为60%，分布在研究区的东北部（图7b）。含水饱和度和含油饱和度等厚图都是在砂体总厚度图的基础上计算的含水饱和度和含油气饱和度绘制而成。

图7长8段砂岩储层5口井含水饱和度和含油气饱和度空间展布图

4.5有利勘探区块评价

通过测井资料对吴起油田长8段砂岩进行精

34

细解释，可以看出在研究区东北方向X3和X5井处，砂体总厚度最大、约为35m；有效砂体厚度最大、约10m；泥质含量最小、约10%；有效孔隙度最高、为16%；含油饱和度最高、为60%，储层物性参数各项指标均为最好，因此为研究区最有利的勘探目标。吴起油田东南部X1井处，砂体总厚度最小，约10m，有效厚度最小、约5m，泥质含量最大、约40%；有效孔隙度最低、约5%；含油饱和度最低、为20%，储层物性参数各项指标均较差，因此研究区东南X1井处，不具备较好的工业勘探价值。

5结论

（1）利用X1-X5等5口井进行了详细的储层

测井定性和定量评价，进一步明确了吴起油田长8段油气勘探潜力。中子-密度交会图分析长8段主要的岩性为砂岩和泥岩。

（2）泥岩主要分布在砂岩中间，因此有效砂体的分布具有较强的非均质性，通过对不同的井进行含水饱和度和含油饱和度分析，不同井的油气水比例差别较大，测井解释出的储层物性参数：砂体总厚度、砂体有效厚度、净毛比、泥质含量、总孔隙度、有效孔隙度、含水饱和度、含油气饱和度。

（3）利用变差函数差值法绘制上述储层物性参数等厚图，进一步评价物性参数在空间分布规律，并进行储层砂体分布特征。吴起油田东北处X5井处是较有利的油气勘探区。参考文献：

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（上接第6页）

4结论与认识

通过对乌伦古坳陷二维地震勘探的成功实施

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可以形成以下结论和认识：采用高密度宽线采集技术提高了炮道密度，有效的提高了覆盖次数，从而提高了石炭系成像效果。采用低频可控震源激发技术解决了深层成像问题，有效低频使得目的层石炭系轮廓更加明显，内幕更加清楚。采用综合静校正技术能够有效的利用模型静校正、折射静校正、层析静校正的优势，有效的解决了乌伦古地区静校正问题。采用聚束滤波技术能够衰减多次波对有效波的干扰影响，提升了石炭系内幕的成像。通过以上技术措施有效提高了石炭系顶界面成像效果和内幕构造特征，为落实烃源和有利构造提供了可靠依据。

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