碳酸鹽巖油氣藏十分復雜,勘探開發難度大,評價該類油氣藏必須采用多種理論技術方法手段的交叉融合《碳酸鹽巖油氣測井地質》主要著眼于從測井這一技術于段解決碳酸鹽巖油氣勘探開發中的重要地質問題人手,將近些年在碳酸鹽巖油氣領域測井地質評價中所做的工作進行了系統化整理和歸納,形成了一套利用測井技術對碳酸鹽巖地層沉積構造烴源巖儲層及工程地質等各個方面的評價體系,為基于測井資料的單井地質評價油氣藏描述奠定基礎
《碳酸鹽巖油氣測井地質》針對的是資源勘查工程專業及石油工程本科,礦產普查與勘探學科及油氣田開發工程學科的研究生編著的,可以作為上述對象在測井地質方面的補充教材,也可以作為測井地質解釋方面的參考書籍《碳酸鹽巖油氣測井地質》同樣可以作為從事油氣地質及勘探開發工程師的參考書
及時章 碳酸鹽巖測井地層學研究
及時節 測井地層劃分對比
一、地層對比規模及測井曲線的選擇
二、地層對比方法
三、地質解釋原則
四、復雜條件下測井地層對比技術
五、地層對比步驟
第二節 測井層序地層分析
一、一般工作流程
二、單井測井層序地層分析方法
第三節 碳酸鹽巖層序界面特征及測井識別
一、層序界面識別標志
二、層序關鍵界面測井特征
三、不同各級次層序界面測井特征及識別方法
第二章 碳酸鹽巖測井沉積學研究
及時節 測井沉積學概念及解釋模型
一、測井相的定義及內容
二、測井相標志與地質相標志的關系
三、由測井相到沉積相的邏輯模型
第二節 碳酸鹽巖測井沉積微相研究
一、碳酸鹽巖測井沉積微相研究方法與流程
二、測井碳酸鹽巖沉積微相建模
第三節 碳酸鹽巖測井沉積微相劃分
一、川東北石炭系瀉湖測井相
二、川東北石炭系一中三疊統潮坪白云巖測井相
三、川東石炭系塔中奧陶系生物礁測井相
第三章 碳酸鹽巖復雜構造的測井分析
及時節 測井構造分析的一般方法
一、地層傾角與地層厚度的關系
二、確定變異存在與否及構造變異的層段
三、確定構造性質
四、確定構造要素
第二節 簡單構造(單斜、不整合)的測井識別
一、單斜構造解釋模式
二、不整合構造的測井識別方法
第三節 復雜斷裂帶構造的測井識別
一、地層傾角測井識別
二、地層傾角測井的斷層解釋應用
第三節 成像測井識別
一、成像測井的斷裂帶解釋方法
二、成像測井的斷裂帶解釋應用
第四節 倒轉構造的測井識別方法
一、倒轉構造解釋模式
二、倒轉構造解釋應用
第五節 平臥構造的測井識別方法
一、平臥構造解釋模式
二、平臥構造解釋應用
第四章 烴源巖測井評價
及時節 海相烴源巖的測井地質特征分析
一、四川盆地烴源巖測井特征
二、塔里木盆地烴源巖測井特征
第二節 海相烴源巖測井識別方法
一、交會圖版法
二、雙孔隙度法
三、判別分析法
四、△logR法
第三節 海相烴源巖有機碳含量的測井評價
一、△logR法
二、自然伽馬能譜定量評價總有機碳含量
第五章 碳酸鹽巖儲層測井評價
及時節 古巖溶型儲層測井地質特征
一、四川盆地二疊系陽新統縫洞儲層測井地質特征
二、川東石炭系巖溶性白云巖儲層測井特征
三、塔里木奧陶系縫洞儲層測井地質特征
第二節 生物礁型儲層測井地質特征
一、四川盆地上二疊統生物礁儲層
二、塔中奧陶系生物礁儲層
第三節 灘型儲層測井地質特征
一、四川盆地飛仙關組鮞灘相儲層測井地質特征
二、塔中奧陶系灘相儲層測井地質特征
第六章 碳酸鹽巖層應力與巖石力學測井評價
及時節 測井資料確定地應力
一、巖石孔彈系數研究
二、地層壓力的解釋方法
三、地應力解釋模型及應用
四、地應力方向確定
五、鉆井工程及壓裂應用
第二節 測井巖石力學參數解釋
一、巖石力學參數測井解釋
二、巖石強度參數測井解釋
三、巖石力學參數剖面解釋及結果分析
參考文獻
及時章碳酸鹽巖測井地層學研究
及時節測井地層劃分對比
測井曲線最早的應用是進行地層的劃分和對比，當今測井在地層對比中仍占有重要的地位利用測井曲線進行井間地層對比的主要依據是巖性標志層的測井響應特征和同層段曲線的相似性測井曲線進行井間對比的優越性在于它能提供各標志層的深度和全井段連續的測井記錄
井間地層對比中的地質分析和推斷可指導正確的地下地質制圖它可以確定:①井中地層的海拔標高，或相對于其他井露頭或地球物理勘探標準層的相對高程;②該井是否打到預定的構造部位;③該井是否鉆到生產層位或再進尺多少可抵達油氣層;④該井是否穿過斷層;⑤提供地層產狀構造形態不整合面巖性剖面上巖性層加厚與變薄規律以及巖性橫向變化等
一地層對比規模及測井曲線的選擇
地層對比規模有全盆地型和油田型兩類，全盆地內地層對比的目的是要建立全盆地范圍內地層層序，研究區域地質構造沉積體系，以恢復地層時空展布及演化的特征，對比要落實到地層細分層;探井擁有全井段地質錄井和1/500主要的測井手段油田含油層系內部的地層對比，要求落實到地層中的每一個單砂層;對比以生產井為主，參考探井分層剖面;生產井在含油層系有大比例尺1/200品種較多的常規測井項目，有說明儲層徑向特征及流體性質的視電阻率曲線及感應測井和提供孔隙度參數的聲波測井，另附有井徑曲線，碳酸鹽巖膏鹽剖面孔隙度測井除聲波時差外，主要應擁有密度測井和中子孔隙度測井，電阻率測井系列應有深淺雙側向和沖洗帶電阻率測井，如微球形聚焦測井和說明巖性中泥質含量變化的自然伽馬(GR)測井有的井(加密井，評價井)還補充有能計算儲層各類參數的新型測井以及地層傾角測井
由于井擁有的測井曲線較多，對比時應該選擇對巖性反應敏感的測井類型，參見表1-1對比時除特殊測井地層標志外，碳酸鹽巖剖面多用側向測井配合自然伽馬測井所謂的特殊測井地層標志是指一些具有測井響應的地質標準層及某些地質界面，具有延伸廣等時的特點，例如火山凝灰巖層白堊(低電阻低GR)不整合面煤層等
表1-1用于地層對比的主要測井類型
續表
序號測井曲線相關性使用條件用于對比時的優點與用途
1自然電位(SP)滲透層，不滲透層裸眼井，Rmf與Rm有明顯差異，中低地層電阻率，淡水泥漿不受泥漿沖洗帶或深侵變化的影響，多數與視電阻率曲線R05R25配合，在砂泥巖剖面顯示清晰
2自然伽馬(GR)放射性與地層中泥質含量有關，也與富集含放射性的礦物有機質有關中等井眼，即沒有泥漿沖垮的井段不受鉆井液影響，可用于油基泥漿或鹽基泥漿井眼，空氣鉆井井孔，除裸眼外，也可在套管中測井
3短源距電阻率或放大的電極電阻率測井(Rhs)對多孔泥漿侵入帶(其電阻率取決于地層因子FRwVab)及對致密層(指非導電基質)反應明顯裸眼井，淡水泥漿，探測侵入帶，要求地層電阻率不宜太高多用于地層對比，與SP或GR配合
4深側向同上裸眼井，淡水泥漿，鹽水泥漿，RtRw適用于鹽水泥漿，高電阻層
5感應測井同上中低組地層，Rh
6聲波測井Δt取決于巖性孔隙度值充液無氣井眼它與孔隙度地層相關性強，適于低阻剖面，別巖性和提供Δt參數變化
7中子測井與地層含H量相關，對泥質響應明顯取決于儀器類型與其他測井配合檢測氣層(GR，ρ0)識別巖性，提供φN參數，可在套管井中使用
8密度測井與地層密度有關，取決于巖性孔隙度及孔隙中的流體裸眼井，薄泥餅，井壁光滑用于識別巖性標志層，提供ρ0參數
9井徑測井井眼大小變化裸眼井與別的測井配合進行對比
二地層對比方法
1.對比中幾個概念的運用
在井間地層對比前，應具備評價地區地質知識，掌握地質背景
(1)相似概念:一般井相距越近，同層的沉積條件越相近，其巖性及其組合上的共性較多，反映在測井曲線的形態幅度厚度變化特征也相近因而對比都采用由近及遠，由已知井外推式地進行對比;通常對比多從典型井開始，典型井指鉆穿地層最深，地層揭示最全，有系統取心的測井系列和的曲線質量，具備明確的時代地層分層;先自典型井沿沉積走向向外進行井間對比，在遇到個別層段出現復雜地質問題(如斷缺層序倒轉相變等)時，暫時跳過，選可對比層段進行對比，以便宏觀控制區域地層變化
(2)旋回級次概念:同一構造單元內的沉積統一受該期構造運動周期海平面升降周期的控制反映在層序上表現為同期沉積層序旋回性相同，這可以作為遠距離井間大層段對比的依據季節性的變化或由沉積引起的次一級旋回(沉積旋回)變化可以作為井間小層段對比的標志無論是構造運動還是沉積周期的變化造成巖性組合的旋回性均可以在測井曲線上得到反映利用曲線形態周期性變化的特點進行地層對比特別適用于厚度變化大的地區
(3)相變規律:瓦爾特(Walther，1874)提出了相變定律，指出在橫向上成因相近，并且緊密毗鄰而發育著的相，才能在垂向上依次重復出現在鄰井對比時，可以利用典型井縱向上依次出現相的組合指導井間對比不同的相有一定的巖性組合，反映有相應的曲線相特征，稱為測井相利用測井曲線進行地層對比時可依典型井縱向依次出現的測井相特征指導井間測井曲線對比確定同一層位在復雜相變帶就用這種規律指導井間對比
2.曲線對比準則
為使地層對比具有時代意義，要先從區域地層對比入手，開展全井的層段劃分與對比，要依據典型井巖心與盆地邊部露頭區資料先分出時間地層單元，再從典型井向外開展區域地層對比為了防止對比過程中的穿時問題，要在典型井中找出具有測井響應特征的時間標志層作為井間對比的控制層，此外層段的界面往往有個時間間斷，上下巖性有差異，或者是同一巖類，但物性有明顯差異會引起測井曲線的明顯變化
在利用標準層對比卡出大的層段的基礎上，按相鄰井同期沉積的相似性旋回韻律性和巖相縱向橫向間變化規律性進行層段內部井間對比和細分層遵循沉積時新層覆在老層之上成層沉積的基本原則，不允許井間對比線出現交叉或翹翹板不協調現象若遇到這種現象，必定存在有地質問題或其他問題，要進行專門的分析
三地質解釋原則
對于復雜井段隱含著一些地質問題或工程問題，除利用測井資料進行地質分析外還應結合鉆井地質錄井和區域地質資料，在明確為地質問題時應運用如下地質規律進行判斷
1.對于對比層段缺失的地質推斷
井缺失層段可能是由于井鉆遇正斷層或鉆過不整合面所致這兩者是容易區分的，打到正斷層的井與鄰近正常井比較，上下層位對應性好，僅個別層位或巖性段缺失;而鉆過不整合面的井與鄰近井對比，顯示下剝上超的區域性變化特征，在盆地邊緣地層露頭區也見有同樣現象
2.對于厚度有明顯變化的地質解釋
井打到構造撓曲帶或同生斷層兩側等，均有明顯的地層厚度變化同生斷層的下降盤在沉積時持續下沉表現出厚度明顯加厚，特別是緊貼斷層一側撓曲帶臺上臺下厚度也有明顯變化臺上的地層有缺失并伴之以侵蝕不整合和海侵層位，臺下地層發育，且地層加厚依據對比中旋回級次特征可以對比出撓曲帶臺上臺下的相應層位
3.對于巖相變化巖性尖滅的判斷
區域上的巖相變化帶與構造背景相關，反映在巖性組合和厚度兩方面的變化依據瓦爾特準則可將相序變化規律解釋用于平面巖相帶的變化指導井間地層對比找出同一層位巖性尖滅帶則可依測井響應值變化劃出尖滅方向，推測尖滅點位置
四復雜條件下測井地層對比技術
在覆蓋區復雜的地質條件和定向斜井等條件下，利用測井手段進行地質分析是十分重要的，這些復雜條件包括定向井陡地層和斷缺等情況
目前的鉆井技術和采油測試技術不僅可以在岸外油田的一個鉆井平臺上打好幾口定向井，人為造成斜井斜角超過45°，超過相應地層厚度的40%，在油層部位打水平井增加采油面積，而且在陸上油田也打了不少雙眼井，斜井直井之間的間距在目的層應達到開發井距的要求利用定向井進行地層對比前，應將測井曲線分層段并逐點校正成垂直井的測井曲線后才能與鄰井對比(圖1-1a)
當井穿過陡地層時，由于地層視厚度加大，對比前應參照構造產狀對地層進行傾角校正后，用校正成真厚度的測井曲線與鄰井對比(圖1-1b)
圖1-1井斜及構造產狀對厚度的影響(Dikkers，1985)
直井鉆過正斷層時會出現地層剖面中部分層段的缺失，要與相鄰兩側的直井對比，確定其斷點斷缺層位和斷距判斷一口井是否鉆過斷層，以及所提供斷點斷面產狀斷距等的性取決于參與其對比的井數測井曲線質量類型和該地層厚度變化復雜的程度在繪制地層對比圖時，應考慮斷缺段，斷開剖面空出其原有層位，再繪制對比線(圖1-2ab)當斜井穿越逆斷層，且井斜角小于斷面傾角時，也會造成井內地層的缺失，因而在對比前，必須先將斜井測井曲線校正成垂直井曲線，然后拉開鉆井未遇的地層層段，進行井間對比(圖1-2cdbd)，正斷層和逆斷層兩個對比圖雖形態相近，但反映不同的斷層性質，可用于構造分析
圖1-2地層缺失的判斷(Dikkers，1985)
當垂直井鉆過逆斷層時，井內地層會出現重復現象，重復段的長度代表了逆斷層的斷距對比時應該分別按上下盤與相鄰井(同一斷塊上)進行對比在繪制對比圖時，應按上下盤分別劃出井柱，畫上對比線(圖1-3ab)斜井穿過正斷層，若井斜角小于斷面傾角時，也會出現井內地層重復現象(圖1-3c)，同樣，應該在畫對比圖前，將測井曲線轉換成垂直井測井曲線，再進行對比，否則會出現錯誤的地質解釋(圖1-3d)
圖1-3復雜化的地層重復現象(Dikkers，1985)
當井間地層出現巖性厚度的明顯變化，且相序又相對應時，可在對比圖上畫出巖相變化帶(以折線表示)或巖性尖滅線(圖1-4)
圖1-4巖相變化(Dikkers，1985)
當遇到同一層段的地層厚度普遍缺失，特別是下部層缺失頂部，上部層缺少底部層位，這可能是由于不整合造成地層的下剝上超現象，在對比時應將剝蝕段空出，以恢復沉積時的原貌(圖1-5)
(a)構造剖面圖
(b)校正剖面
圖1-5不整合(Dikkers，1985)
五地層對比步驟
遵循由已知區推向未知區的地質工作準則，對比步驟如下
(1)在盆地邊部露頭區或盆地內部隆起帶建立地層層序剖面，了解地層巖性厚度古生物組合巖相以及地層之間的接觸關系
(2)在盆地內選典型井(標準井或深探井)，在與盆地邊緣地層剖面對比的基礎上，依巖心錄井測井等資料分層，建立區域地層剖面，找出巖性組合巖相和測井曲線間的對應關系，有助于開展盆內井間地層對比
(3)選取過典型井且平行于沉積走向的井進行對比，建立骨架剖面，在進行井間地層對比過程中，拉平標準層，畫出對比標志，以此為標準，進行自上而下或自下而上的逐層對比(圖1-6)
(4)對斷缺層位(不整合面或斷層)空出斷缺厚度后再進行對比(圖1-7)
(5)在綜合對比基礎上建立全區單井地層對比分層數據，并選出代表性井段作為全區或油田范圍內的綜合柱狀圖(圖1-7)
……
