(1.中國石油勘探開發研究院，北京100083；2.中國尤氏大學，北京102249)
基於巖電實驗的測井分析方法主要應用測井技術的地球物理性質。隨著油氣勘探開發目標的日益復雜，這種方法的局限性日益顯現。本文提出了“測井信息地質屬性”的概念，並討論了它的三種類型:對應性、特異性和統壹性。其中，研究測井信息與地質背景的對應關系，有助於利用測井信息還原某些地質事件；研究測井響應和某些地質事件的特異性，有助於推斷測井信息中隱含的重要地質現象；研究測井信息與其地質背景之間宏觀地質作用和微觀巖石結構的統壹性，有助於測井技術地質預測的研究。通過測井信息的地質屬性分析，成功預測了沙特阿拉伯某勘探區下古生界儲層的產能，確定了澳大利亞某探井意外鉆遇的1000m泥巖地層的時代歸屬。
測井分析方法；地球物理屬性；地質屬性
測井信息的地質特征研究
李浩1，2
(1.中石化石油勘探開發研究院，北京100083；2.中國石油大學，北京102249)
在巖石電性測試的基礎上，地球物理特征主要用於測井評價。然而，油氣勘探開發目標的復雜性和隱蔽性使測井評價技術面臨挑戰。本文提出了測井信息地質特征的概念，並討論了地質特征的三種類型:對應性、專屬性和統壹性。研究測井信息與地質背景的對應關系，有助於利用測井曲線的形狀來描述或反演某些地質事件；研究測井響應和某些地質事件的特殊性，有助於利用測井信息推測重要的隱含地質現象；研究宏觀地質過程和微觀儲層結構在測井信息和地質背景中的統壹，有助於地質預測。
在中國石化海外油氣資源演化過程中，成功預測了沙特阿拉伯下古生界具有儲層產能的勘探區域，並確定了澳大利亞等探井意外遇到的粘土巖的時間歸屬。
關鍵詞測井評價地球物理特征地質特征
目前測井評價技術面臨的主要問題是其測量方法本身的模糊性與油氣勘探開發目標日益增加的復雜性和隱蔽性之間的矛盾[1 ~ 4]。事實證明，采用單壹的技術和方法進行測井評價暴露出許多弊端。將測井評價技術與宏觀地質背景相結合，減少測井評價知識的模糊性，提高測井信息的地質應用性，已成為測井技術發展的知識。深化測井地質的研究方法，不僅可以減少評價的模糊性，還可以為地質研究提供壹些所需的關鍵證據。
1地質背景的差異決定了測井響應的差異。
地質內部因素從根本上決定了測井信息在不同地質條件下的響應特征。深刻理解這壹點，就有可能利用測井技術識別地質事件或揭示隱藏的重要地質現象，為地質學家提供研究和參考的依據，為特殊油氣藏的預測提供指導。
圖1和圖2分別顯示了伊朗K-1油田白堊系和下白堊統地層的測井響應特征。雖然儲層巖性均為碳酸鹽巖，但測井曲線在電阻率和孔隙度響應特征上表現出很大差異。分析了原因，推測是沈積背景因素所致。其中，圖1中的上白堊統儲層在巖心照片中看到了大量的砂屑，這很可能與海侵時期大量陸源物質進入海水，導致陸源物質與碳酸鹽巖混合有關。這類儲層的電阻率和孔隙度在測井曲線上變化穩定。當裂縫因素影響不大時，用阿爾奇公式解釋儲層含水飽和度，與地下地質高度壹致。圖2中下白堊統儲層為純碳酸鹽巖地層，可能與海退因素有關。海退期土地供應不足，使得碳酸鹽巖韻律構成沈積地層的主體[5]。這種儲層的韻律性使得電阻率和孔隙度在測井曲線上的變化不穩定。用阿爾奇公式解釋儲層含水飽和度與測井含油顯示有很大不同。從圖中可以看出，非儲層段往往處理高含油飽和度(Sw為低值)，難以用數學分析模型解釋。
圖1水進期碳酸鹽巖測井響應特征
2測井信息的地質屬性及其研究目的
以上兩個例子說明，測井信息與地質演化密切相關，包含地質屬性。研究測井信息與地質背景演化的內在聯系，對於將測井信息轉化為地質分析模型具有探索價值。
圖2水退期碳酸鹽巖測井響應特征
屬性的定義是指事物的性質和特征。就測井信息的形成而言，它同時具有地球物理和地質屬性。前者來自於測井儀器從發射到接收的地球物理響應，不同的儀器測量出不同的地球物理數據結果；後者來源於測井資料對儲層地質背景的信息表達，在不同的地質背景下測得不同的曲線特征。測井信息的這兩個屬性是地下真實情況的間接表達。目前測井評價主要基於其地球物理性質，對其地質性質的認識和應用相對不足。
測井信息地質屬性的具體表現是地質演化過程中的特征現象必然有測井記錄的特征響應。只要建立正確的測井-地質轉換關系[6 ~ 7]，就有可能用測井信息恢復部分或主要儲層地質原貌，因此測井地質屬性可能是深化測井地質的理論基礎。
根據應用，測井信息應具有三類地質屬性:①對應性，即測井響應與其地質演化背景有對應關系，根據這壹屬性，壹些地質事件可以通過測井曲線形態來描述或恢復，如測井相建模、描述斷層和不整合的地層傾角等；(2)特異性，測井信息的壹些特殊響應往往屬於壹種特定的地質現象，如異常高壓與泥巖聲波時差增大、地應力強、泥巖電阻率高；(3)統壹性。地質問題是宏觀地質作用和微觀儲層結構的統壹。除了施工因素外，局部測井信息的特殊變化必然是宏觀地質內部因素的反應。因此，宏觀與微觀的統壹有助於準確的地質預測。
研究測井信息的地質屬性，目的是利用測井信息恢復和推斷某些地質演化過程的本質特征，通過正演或反演分析，建立測井信息與地質背景之間的轉換模式，以提高測井信息的應用效率，發揮測井信息的預測功能。
測井信息的地質屬性在國外油氣資源評價中的應用
3.1識別事故遇到的未知地層
V1井位於澳大利亞西北大陸架波拿巴盆地西部的Vulcan次盆地內的背斜高點。從下-中侏羅統到下白堊統，研究區的鉆井揭示了幾個地層，包括Plover地層、Montara地層、Lower Vulcan地層、Upper Vulcan地層、Echuca shoals地層和Jamieson地層。在次盆地東部的高臺階鉆了近20口井，所有這些井都遇到了下侏羅統的Plover地層(圖3)。V1井的設計目的層也是Plover地層，但出乎意料的是，在預測深度3400m下，鉆遇1，000 m的泥巖，地層歸屬成為焦點。
圖3v 1井構造背景圖。
3.1.1地層對比和沈積相研究
地層對比確定了三套對比標誌層:Jemieson組底部的不整合、下Vulcan組頂部超過100米的石灰巖泥巖和東部平臺區Plover組頂部的不整合。上述標誌層在井剖面和地震剖面追蹤中吻合較好，表明地層對比結論正確可靠。
多年的沈積相研究表明，下侏羅統Plover組為河道-三角洲沈積背景，為典型的淺水沈積特征。上侏羅統下Vulcan組發育海相頁巖和局部水下扇，以深水沈積為特征。
測井信息研究表明，Plover組和Lower Vulcan組具有不同的測井地質屬性。壹是測井相不同，Plover地層為厚盒砂巖，自然伽馬值低，穩定平滑；下Vulcan組發育厚層泥巖，自然伽馬值高且穩定。在厚大的泥巖中，薄的砂巖往往很難見到。第二，物質成分不同。在測井曲線上，很難看到Plover組沈積地層中鈣質薄層的發育。在下Vulcan組的沈積地層中，在測井曲線上，往往發育薄的鈣質層，表明兩個地層之間的物源可能發生變化(圖4)。
以上是利用測井信息區分兩套地層的明顯測井證據。
3.1.2新鉆井1000m泥巖地層屬性分析
通過對測井信息地質屬性的研究，認為V1井3400m以下鉆遇的1000m泥巖應屬於上侏羅統下Vulcan組。
(1)V1井1000m泥巖測井相指示為深水沈積環境，與下Vulcan組發育的海相頁巖壹致。
(2)鈣質薄層往往發育在大型泥巖中，表明其物源接近下Vulcan組。
圖4未知鉆井地層測井地質分析圖
(3)在3)1000m的泥巖中極難見到砂巖或薄砂巖沈積，這也是最重要的證據。由於東部臺區的Plover地層是典型的淺水沈積特征，即使與該井發生了較大的沈積相變，在較深水區的Plover地層中也應或多或少地見到強水動力搬運的砂巖。
國外合作公司提供的孢粉分析表明，該段泥巖屬於晚侏羅世地層，也支持了本次研究結果，為該區塊下壹步勘探提供了決策。
3.2沙特阿拉伯某勘探區下古生界儲層異常地層壓力分析
沙特阿拉伯的壹個區塊是中石化的天然氣勘探區。它是在前寒武紀末期裂谷作用形成的鹽地塹基礎上發展起來的坳陷盆地。整個顯生宙壹直在下沈，沈積了寒武紀-新近紀地層。部分地區沈積巖的累積厚度超過9000米。古生代以碎屑巖為主，而中、新生代以碳酸鹽巖為主。在2005年以前的研究中，泥盆系J組、二疊系K組和U組壹直被認為是主要儲層。因此，在最初的研究和評價中，只評價了U組，下古生界儲層未能得到應有的重視。例如，MK-1井鉆井深度達到5510m，但測井解釋深度僅達到4580m。
圖5 MK-1井目的層地層壓力分析圖
2005年重新解釋MK-1井時，發現下古生界地層存在異常高壓，很可能具有產能(圖5)，為油氣勘探提供了重要方向。2006年，新鉆的S2井在二疊紀失敗，並在下古生界測試了石油和天然氣，證實了上述猜測。
圖6為MK-1井和S2井下古生界地層測井曲線，其中S2井1號厚度為14.7米，電阻率為99.22ω·m，孔隙度為3.95%，滲透率為0.02×10-3μm2，含水飽和度(含水飽和度)為0.05%。2號層厚度31.7m，電阻率55.68ω·m，孔隙度4.5%，滲透率0.03md，含水飽和度(Sw)34.97%(根據本科申請)。鉆井過程中發現奧陶系薩拉組頂部全烴含量開始增加，5703.4mTG時達到3.02%，該井古生界進行了兩次測試，第二次測試成功，日產氣400 ~ 8000 m3/d，證實該層為含氣儲層，為下壹步油氣勘探提供了依據。
圖6下古生界地層測井曲線
4結論
(1)地質演化過程中的特征現象必然有測井記錄的特征響應，所以測井信息具有地質屬性。
(2)研究測井信息的地質背景和演化特征，可以減少測井評價的模糊性，提高測井信息的地質應用水平。
(3)測井地質學進壹步發展的關鍵是深入研究測井信息與其地質背景的對應關系，建立測井信息與地質信息的轉換分析模型。
參考
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歐陽漸。加強巖石物理研究提高油氣勘探效益[J].石油勘探與開發，2001: 28 (2): 1 ~ 5。
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王貴文，郭榮坤。測井地質學。北京:石油工業出版社，2000。
王貴文，郭榮坤。測井地質學。北京:石油工業出版社，2000。