四川盆地磨溪—龙女寺区块下寒武统龙王庙组测井相划分及分布规律研究

吴煜宇 谢 冰 赖 强

（中国石油西南油气田公司勘探开发研究院）

四川盆地磨溪—龙女寺区块下寒武统龙王庙组测井相划分及分布规律研究

吴煜宇 谢 冰 赖 强

（中国石油西南油气田公司勘探开发研究院）

综合运用成像测井资料、常规测井资料、岩心资料对四川盆地磨溪—龙女寺区块下寒武统龙王庙组地层进行精细测井相划分，结果表明：①龙王庙组地层可划分为5个测井相，孔洞发育层、孔隙层、孤立孔洞层、层状地层和致密块状地层；②五端元“蜘蛛图”显示孔洞发育层储层特性最好，孔隙层和孤立孔洞层次之，层状地层和致密块状地层储层特性最弱；③古地貌对龙王庙组地层的孔洞发育起到一定的控制作用，地貌越高，且越靠近剥蚀区，溶蚀孔洞越发育，储层产能越高；④磨溪—龙女寺区块西部地区储层主要以孔洞发育层和孤立孔洞层为主、中部地区储层类型包括孔洞发育层和孔隙层，往东部龙女寺地区储层类型则以孔隙型为主。图12参9

四川盆地下寒武统龙王庙组成像测井测井相分布规律蜘蛛图

0 引言

近期，四川盆地川中乐山—龙女寺古隆起磨溪—龙女寺区块下寒武统龙王庙组天然气勘探近期取得重大发现，揭示了碳酸盐岩呈规模分布的有效储集层不受埋深和年代控制[1-3]，同时预示着四川盆地深层碳酸盐岩层系具有良好的油气勘探前景。

磨溪—龙女寺区块龙王庙组主要为一套局限台地相碳酸盐岩地层，岩性较单一，以白云岩为主，部分井见少量黄铁矿和泥质沉积。前期常规测井综合评价储层有效性和流体判别率分别为94%和97%，随着新部署井位的陆续完钻，新井的测试产量与常规测井解释结论之间的矛盾开始凸显，常规解释物性较好的井实际产量不一定高于物性较差的井。同时，研究区内不同圈闭之间产量存在较大的差异，同一圈闭内不同井之间的产量差异也较大，这些都反映出研究区龙王庙组储层具有很强的非均质性，储层品质与单井产量的控制因素有待进一步深化研究。笔者在常规测井资料研究的基础上，通过多井的岩心观察和成像测井的对比研究对龙王庙组储层进行测井相划分并建立成像测井相图版，最后对各测井相储层特征及分布规律进行了研究。

1 研究区地质背景

四川盆地龙王庙组为碳酸盐岩台地沉积，发育于下寒武系，与下伏沧浪铺组和上覆高台组整合接触。受控于古地貌西高东低的格局，龙王庙总体表现西薄东厚的特征，其沉积相带展布主要受乐山—龙女寺古隆起的控制，滩体在古隆起高部位广泛分布。古隆起上的微地貌影响滩体发育程度，高地貌发育高能滩，滩体厚度大，可多期滩体叠置发育；低地貌发育低能滩，滩体厚度和规模小，并发育滩间海相夹层。

从区域地质背景看，高石梯—磨溪区块位于乐山—龙女寺古隆起东段，处于滩相最有利发育区，局部低洼地段发育滩间海亚相。储层纵向上集中发育在龙王庙组中上部的颗粒滩亚相中[4-7]。

根据录井资料、完井报告、岩心描述和薄片分析等资料，龙王庙组岩性主要为亮晶砂屑云岩、深灰色细晶砂屑白云岩、灰—深灰色粉晶云岩以及灰色泥晶云岩，构造裂缝较不发育，溶蚀孔洞发育，因此，龙王庙组储集空间包括粒间溶孔、晶间溶孔、晶间孔，部分井段发育溶洞。常规测井由于其响应机制和分辨率有限，难以对储层内部孔隙结构和沉积构造进行精细解释和测井相划分，为此，利用岩心资料对成像测井进行标定，结合常规测井对龙王庙组地层进行测井相识别及划分，并对各测井相及有利测井相的平面展布规律进行了研究[8-9]。

2 测井相划分

通过岩心标定成像测井，以井壁成像特征为基础，考虑储层孔隙结构特征，最终将研究区龙王庙组地层划分为5个测井相：孔洞发育层、孔隙层、孤立孔洞层、层状地层和致密块状地层，各测井相典型成像模式和地质解释如图1所示。

图1 龙王庙组地层成像测井相图版

（1）孔洞发育层

常规测井曲线表现“三低两高”的特征：低密度、低自然伽马、低电阻率、高声波时差、高中子测井，三孔隙度曲线形态变化趋势不一致，反映孔隙类型多样，偶见电阻率和声波测井由裂缝引起的“U”型尖峰。成像测井静态图显示暗黄—深褐色，反映电阻率低，动态图上可见分布不规则的黑色暗斑发育（图2），反映该类测井相溶蚀孔洞发育，孔隙度高、连通性强，沉积环境多以高能颗粒滩为主、后期溶蚀作用强，偶见裂缝引起的暗色正弦曲线，裂缝的存在则可以进一步增强储层的渗透性，该类测井相多为高产层段，属Ⅰ类储层。

图2 孔洞发育层成像测井响应特征

（2）孔隙层

常规测井三孔隙度曲线显示具有较高的孔隙度，低自然伽马，较低电阻率值，三孔隙度曲线形态变化具有良好的一致性，反映孔隙类型较均一。成像测井静态图为浅褐—亮黄色，动态图像上显示细小暗色斑点发育，且近似呈层状分布，偶可见孤立溶孔引起的暗斑或裂缝引起的暗色正弦曲线（图3）。该类测井相孔隙多以针孔状为主，孔隙度和渗透率中等，多为Ⅱ类储层。

图3 孔隙层成像测井响应特征

（3）孤立孔洞层

常规测井三孔隙度曲线显示具有较低的孔隙度，电阻率值较高，三孔隙度曲线形态变化不规则。成像测井静态图上显示亮黄色，动态图像上可见分布不规则的零星暗斑，偶见由裂缝引起的暗色正弦曲线（图4）。该类测井相溶蚀孔洞零星发育，具有一定孔隙性，但连通性较差，若有裂缝则可起到一定沟通作用，多为Ⅲ类或无效储层。

图4 孤立孔洞层成像测井响应特征

（4）层状地层

常规测井三孔隙度曲线显示低孔隙度，自然伽马值较高，电阻率值较高。成像测井静态图显示亮色，动态图上可见明暗相间的层状纹层（图5）。该类测井相多发育于混积潮坪相和滩间海等低能环境，在龙王庙组地层顶部和底部较发育，多为非储层。

图5 X-17井层状地层成像测井响应特征

（5）致密块状层

常规测井曲线表现为“两高两低”：高电阻、高密度值、低声波时差、低中子测井，反映储层致密，物性差。成像测井动态图显示高亮，动态图也呈亮色块状（图6）。该类测井相岩性多为粉—细晶白云岩，后期胶结和压实作用强，属非储层。

图6 X-205井层状地层成像测井响应特征

图7 各测井相五端元“蜘蛛图”典型特征

3 五端元“蜘蛛图”特征

为研究各个测井相与沉积环境、储层物性以及含油气性之间的关系，采用五端元“蜘蛛图”对每种测井相进行分析。五个端元分别为声波测井、密度测井、中子测井、自然伽马和深侧向电阻率，其中声波和密度反映储层相对均质孔隙部分；中子测井反映总孔隙度大小；自然伽马可间接反映地层沉积环境和矿物颗粒大小，GR值越大表明地层沉积环境能量越小，矿物颗粒越细；深侧向电阻率反映储层含油气性和胶结程度。每一个深度点对应的五个测井值映射到“蜘蛛图”上就形成一个的五边形，每一个五边形的形态取决于五个端元测井值的大小。密度、中子测井、自然伽马和电阻率从内往外刻度逐渐增大，声波由内而外刻度变小。此时，包络面越小，反映对应层段白云质地层越纯，总孔隙和基质孔隙越大，含油气性强，储层特性越好。反之，包络面越大，反映对应层段含泥晶质云岩越多，总孔隙和基质孔隙越小，地层胶结强、致密，储层特性越弱。

由图7可以看出：孔洞发育层五端元“蜘蛛图”所包络的面积最小，储层特性最好，五端元组分频率分布峰值分别为：自然伽马15 API，声波值48 μm/ft，中子测井值7.3%，密度值2.7 g/cm3，深电阻率值800 Ω·m（图8）；孤立孔洞层五端元“蜘蛛图”包络面较大，储层特性较差，五端元组分频率分布峰值分别为：自然伽马18 API，声波值45 μm/ft，中子测井值4.6%，密度值2.81 g/cm3，深电阻率值2000 Ω·m（图8）；孔隙层五端元“蜘蛛图”包络面介于两者之间，各端元组分频率分布峰值分别为：自然伽马15 API，声波值47 μm/ft，中子测井值4.6%，密度值2.75 g/cm3，深电阻率值1500 Ω·m（图8）；层状地层和致密块状地层五端元“蜘蛛图”包络面最大，储层特征弱，层状地层五端元组分频率分布峰值分别为：自然伽马28 API，声波值43 μm/ft，中子测井值4.1%，密度值2.78 g/cm3，深电阻率值2000 Ω·m（图8）；致密块状地层五端元组分频率分布峰值分别为：自然伽马19 API，声波值44 μm/ft，中子测井值4.1%，密度值2.82 g/cm3，深电阻率值5000 Ω·m（图8）。

图8 各测井相五端元组分典型频率分布直方图

4 平面分布特征

根据上述总结的各测井相电成像特征，对磨溪—龙女寺区块21口有成像测井资料的井进行了单井的连续测井相识别及划分。从21口井的平面分布情况与研究区龙王庙组顶面构造特征来看，孔洞发育层主要分布在靠近龙王庙组地层剥蚀线附近，往东离剥蚀区越远，溶蚀孔洞发育越少，孔隙型地层逐渐增厚（X-29井区）。从实际测试结果看，X-9井、X-13井、X-8井以及X-205井等以孔洞发育层为主的井测试日产气均达到百万方以上，X-17井、X-16井等以孔隙型地层为主的井测试日产气十几万方到几十万方不等（图9），反映龙王庙组单井产能与溶蚀孔洞发育程度具有一定正相关性。

图9 龙王庙组测井相与产能连井对比图

为进一步直观展现龙王庙组储层平面展布特征及规律，根据单井测井解释结果分别绘制了孔洞发育层、孔隙层和孤立孔洞层三种测井相地层厚度平面分布图（图10、图11、图12）。由图可以看出，磨溪—龙女寺区块西北部地区储层主要以孔洞发育层和孤立孔洞层为主，中部地区储层类型包括孔洞发育层和孔隙层，往东部龙女寺地区储层类型则以孔隙型地层为主。

图10 磨溪-龙女寺区块龙王庙组孔洞发育层厚度平面分布图

图11 磨溪-龙女寺区块龙王庙组孔隙层厚度平面分布图

图12 磨溪-龙女寺区块龙王庙组孤立孔洞层厚度平面分布图

造成这种分布规律的原因与研究区所处的沉积环境、经历的成岩作用和多期次构造演化密不可分。从区域地质背景来看，龙王庙组沉积期，研究区为平缓古隆起，滩体大面积发育，在两期海平面升降旋回控制作用下，地层发育两套高能的砂屑颗粒滩相碳酸盐岩，这为后期大气淡水淋滤溶蚀作用提供了物质基础。随后准同生期的白云石化作用增加了岩石强度和抗压溶能力，有利于粒间孔和溶蚀孔的保存。到了奥陶纪末的加里东运动塔科尼幕，乐山—龙女寺古隆起发生显著构造变形，古隆起进一步隆升，形成资阳、遂宁、磨溪、龙女寺等多个古构造高点，这些构造高点表生岩溶作用相对较强，因此可形成较大规模的溶蚀孔洞系统。X-12、X-9、X-204等井位于磨溪构造高点，溶蚀作用较强，造成溶蚀孔洞相对发育。X-16、X-29、X-46等井构造位置相对较低，溶蚀作用弱，因此仍以准同生期的粒间孔保存为主。

5 结论

四川盆地磨溪—龙女寺区块下寒武统龙王庙组碳酸盐岩地层具有较强的非均质性，常规测井资料由于其响应机理和分辨率等因素的制约在储层精细评价方面具有一定的局限性。笔者依托研究区丰富的成像测井资料，在大量观察岩心的基础上结合常规测井对龙王庙组地层开展测井相识别及划分，取得以下认识及成果：

（1）从成像测井井壁成像特征和储层孔隙结构特征考虑，龙王庙组地层可划分为5个测井相：孔洞发育层、孔隙层、孤立孔洞层、层状地层和致密块状地层。

（2）五端元“蜘蛛图”研究表明：孔洞发育层“蜘蛛图”包络面积最小，储层特性最好，孔隙层和孤立孔洞层次之，层状地层和致密块状地层“蜘蛛图”包络面积最大，储层特性最弱。

（3）古地貌对龙王庙组地层的孔洞发育起到一定的控制作用，越靠近剥蚀区，溶蚀孔洞越发育，储层产能越高，反映龙王庙组储层产能与溶蚀孔洞发育程度具有一定正相关性。

（4）受沉积环境、经历的成岩作用和多期次构造演化等综合作用，磨溪—龙女寺区块西北部地区储层主要以孔洞发育层和孤立孔洞层为主、中部地区储层类型包括孔洞发育层和孔隙层，往东部龙女寺地区储层类型则以孔隙型为主。

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4 结论

元坝地区须三段和须四段致密储层为典型的特低孔特低渗非常规致密储层，储层的发育受岩性和裂缝控制，利用电成像结合常规资料可对发育在工区的砂砾岩、钙屑砂岩和岩屑砂岩进行有效区分。在岩性识别的基础上利用电成像资料拾取裂缝信息，综合偶极声波、核磁共振测井等成像资料对储层有效性进行评价，效果较好。

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（修改回稿日期2015-08-05编辑陈玲）

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（修改回稿日期2015-06-05编辑陈玲）

吴煜宇，男，1988年出生，硕士；2013年毕业于中国石油勘探开发研究院。地址：（610043）四川省成都市天府大道北段12号。电话：（028）86015644。E-mail:wuyuyu523@petrochina.com.cn