碳酸盐岩岩性识别技术综述

碳酸盐岩岩性识别技术综述 岩性识别是碳酸盐岩储层测井评价的首要任务。以测井资料为主，综合运用微观岩心分析技术、宏观岩相分析技术，对碳酸盐岩储层的岩性、沉积成岩环境进行研究，并划分出岩石的主要类型。

（一）岩性识别技术 复杂岩性碳酸盐岩储层，其岩石骨架的主要矿物成分是方解石和白云石，通常还含有一些粘土矿物、有机质、石膏、盐岩、黄铁矿、硅质等，它们虽然含量不多，但对储层的影响及对测井信息的贡献都较大。因此，利用测井资料或者与其它资料相结合对其进行有效识别是十分必要的，以下是中国石油常用的两个单项技术。

1.测井交会图矿物成分识别技术 u 技术原理： 利用碳酸盐岩矿物成分在测井曲线上的响应差别，通过2条或多条对特定矿物敏感的测井曲线做交会图的方法，可以有效识别复杂岩性岩石的骨架、粘土矿物等组分。常用的测井资料包括：岩性密度、补偿中子、声波时差、光电系数、热中子俘获截面、自然伽马能谱等。 u 技术特点： ○1以常规测井资料组合应用为主； ○2需要岩石物理标准解释图版做支撑； ○3矿物成分最优化测井解释。 u 技术指标： ○1资料点在标准图版上的分布应符合剖面岩性特点； ○2资料点在标准图版上的分布应符合剖面物性范围； ○3有取芯段的岩性、物性资料点检验标准图版应在资料点分布范围之内。 u 适用范围： 孔隙型、溶孔型碳酸盐岩地层。 u 实例： ○1中子-声波交会图技术识别灰岩和白云岩 利用中子-声波时差交会法，能较好地识别白云岩和灰岩骨架。右图中2330-2333m井段的蓝色点，全部落在灰岩线上，而2341m-2345m井段红色点却大部分掉在灰岩线与白云岩线之间，仅少数点落在白云岩线上，说明该井上部地层岩性主要为纯灰岩，下部主要为灰质云岩，较纯的白云岩并不多。 ○2光电吸收指数-密度交会图技术识别灰岩和白云岩： 利用白云岩光电吸收指数值低于灰岩，而密度值却明显高于灰岩的特点，采用光电吸收指数值与密度交会可以较好地识别灰岩和白云岩。左图中，2322-2340m井段的红色点，全部落在白云岩线上，而2341m-2345m井段的蓝色点却大部分掉在灰岩线与白云岩线之间。说明该井上部地层岩性主要为纯白云岩，下部主要为灰质云岩。

2.岩心分析与测井资料相结合矿物成分识别技术 u 技术原理： 岩心分析提供了一种直接测定岩石骨架矿物成分的方法，包括利用岩石学显微镜、扫描电镜、阴极发光、微量元素分析、同位素分析等技术。它能够从微观角度，考察复杂岩性碳酸盐岩的岩石学特征、储集空间类型、物性特征及地球化学特征。将它与常规测井，声电成像、偶极子阵列声波及核磁等特殊测井方法相结合，以岩心资料刻度测井资料，就能够对地层的岩性、储渗特性及含油性进行综合识别和评价。 u 技术特点：

1.922.12.22.32.42.52.62.72.82.930123456Pe(b/e)

ρb(g/cm3)5555井2322-2340米，白云岩5555井2341-2345米，云质灰岩或灰质云岩

0

010203040102030400102030

40

石英砂岩白云岩石灰岩

-5051015202530354045405060708090100110补偿中子(P.U)补偿声波(μs/ft) 硬石膏0.05.0

10.015.020.025.030.0白云岩40.00.05.010.015.020.025.030.0灰岩40.0 盐岩0.05.010.015.0 20.025.030.0砂岩

40.0

▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲CT-4井2330-2333米，石灰岩CT-4井2341-2345米，灰质白云岩 ○1以“岩心刻度测井”技术实现定量化； ○2微观分析与宏观分析相结合； ○3综合运用岩石学、岩相学及声电成像等特殊测井方法。 u 技术指标： ○1岩心深度需准确归位； ○2适当增加全直径岩心实验室分析，减少非均质性带来的影响； ○3成像资料的动静态增强； ○4常规测井曲线组合的确定性及误差分析； ○5单矿物岩石的测井骨架响应特征值； ○6流体影响扣除； ⑦岩芯实验数据与测吉数值之间的尺度匹配 u 适用范围： 孔隙型、溶孔型、裂缝型及复合型等各类复杂碳酸盐岩地层。 u 实例： ○1微观岩心分析技术识别岩石骨架岩性： 利用岩心薄片照片，能清晰地识别岩石骨架类型，如图所示。该岩心取自石炭系中统灰岩地层。图中可见岩石骨架主要由大量原地生成的红、绿藻组成，呈现深灰色，未见白云岩化的次生改造作用。藻类体腔保存完好，局部充填少量的粘土矿物。从微观角度，将该岩石识别为藻灰岩。 ○2电成像测井技术识别复杂岩性碳酸盐岩： 利用灰岩、白云岩、石膏等不同岩性的岩石在电成像图上明暗对比不同的响应特点，结合测井岩相学分析技术，可以较好地识别出灰岩、白云岩和石膏等岩石，下图中识别出了3种岩性共6种岩石类型。

利用岩心薄片照片识别藻灰岩 厚层灰岩 白云岩（开放缝洞） 块状石膏 薄互层灰岩 白云岩（填充缝） 厚层石膏 （二）岩相分析技术

复杂岩性碳酸盐岩油气藏，其油气富集程度，在宏观上往往呈现出一定的地质规律。通常，白云化的碳酸盐岩地层比石灰岩地层更容易富集油气。另外，在寻找油气富集区时，一般也会寻找特定的地质体，如古潜山、古岩溶相带、陆棚边缘或浅滩斜坡等碳酸盐岩有利沉积相带。利用测井资料，结合微观岩心、宏观地质、地震等资料，开展岩相综合分析，可以有效识别特定岩性组合的岩相发育带，并对油气富集区域给出预测。

1.测井相分析技术 u 技术原理： 根据碳酸盐岩复杂岩性的特定组合特征，利用常规、成像测井资料辅助岩心分析等资料加以识别，从地质角度开展岩相学分析，对照特定碳酸盐岩地质体的沉积模式及岩性组合，识别出有利岩石相带。 u 技术特点： ○1以寻找特定碳酸盐岩地质体为目标； ○2利用测井资料识别岩相组合； ○3对照特定地质体的沉积、成岩模式，锁定勘探目标。 u 技术指标： ○1特定地质体的理论模型； ○2测井资料岩相学分析； ③未知区岩相分析检验，模型符合率应达到75%。 u 适用范围 潜山型、岩溶型、生物礁型等岩相特征明显的碳酸盐岩地层。 u 实例： ○1利用测井资料识别碳酸盐岩岩溶发育带： 岩溶相碳酸盐岩，按成因从地质上可以分为三类，即同生岩溶、表生岩溶和埋藏岩溶，如右表所示。以表生岩溶为例，它位于风化面表层，岩溶方式以大气淡水的地表径流为主。岩溶产物主要为大气淡水产生的地表径流冲刷、溶蚀过程中形成的一些溶沟、溶洞、溶缝、溶蚀洼地、溶蚀漏斗及落水洞等，其充填物主要为地表残积物和洞壁塌积物，地表沉积物多为棕色－红色等氧化沉积，包括铝土质和垮塌角砾等。 从测井资料上看，表层岩溶段的自然伽马多呈锯齿状，如果该带顶部的地表残积物被砂泥质充填时则明显增大；电阻率值总体上呈现出由上而下，电阻率增加的趋势；声波时差和中子孔隙度出现明显的高异常，井径扩大或略扩大，如图所示。钻井过程中可出现明显的放空及泥浆漏失、钻速加快等现象。 表层岩溶带测井地质特征 在纵向上，岩溶相带又可以分为四个亚相，即表层岩溶带、垂直渗流带、季节变动带和水平潜流带，它们在测井曲线上均有不同的响应特征。如水平潜流带，当溶蚀孔洞发育而且未充填时，自然伽马一般较低，而在砂泥质充填的洞穴中则会很高；电阻率值明显降低，呈锯齿状。未充填时表现出非常明显的正差异，声波可能出现周波跳跃，中子和密度异常，井径扩径严重钻速明显加快或略加快，出现放空及大量泥浆漏失。

2.测井与地震结合进行有利相带预测技术 u 技术原理： 综合运用测井交会图技术、成像测井岩相学技术、垂直地震剖面技术以及地面地震资料处理解释技术，识别出油气富集的有利相带，利用垂直地震剖面对地面地震进行乔氏标定，通过对地震属性的提取，预测特定储层在平面上的分布及厚度变化。 u 技术特点： 测井、地质及地震多学科综合应用。 u 技术指标： ○1测井资料数字处理相关技术指标； ○2测井岩相学分析； ○3地面地震资料处理相关技术指标； ④用部分井资料岩相分析对井震结合形成的相图进行检验，符合率应达75%。 u 适用范围 潜山型、岩溶型、生物礁型等岩相特征明显的碳酸盐岩地层。 u 实例： ○1测井与地震相结合识别白云岩有利相带： 中国石油海外某碳酸盐岩区块，油气主要富集在石炭系中统白云岩地层中。白云岩在硬石膏岩、泥质灰岩、灰质泥岩等的包围之中，分布不稳定，纵横向厚度变化较大，表现为典型的非均质性。 通过实验室岩心分析及测井资料综合研究发现，灰岩、白云岩、泥岩的光电指数光电吸收指数峰值不同，彼此间隔较大。虽然该区各种岩性经常混杂在一起，如含有灰质泥岩、泥质灰岩、泥质白云岩、白云质灰岩等，造成光电指数界限有部分重叠，但作为岩性的主体，各种岩性对光电指数的浮动范围还是比较有限，加上声波时差等参数的约束能够彼此区分开。 地震上预测白云岩的思路是，先由井震联合反演及乔氏标定得出足够精度的层速度体和光电吸