成像测井在火成岩岩相识别中的应用

【摘要】本文以胜利油田新疆探区准噶尔盆地火成岩测井识别与评价为例，在岩心分析基础上，以成像测井资料等测井方法为手段，在地层岩性识别的基础上，形成了完善的火成岩岩相识别评价思路和方法。

【关键词】火成岩；成像测井；岩性识别；岩相识别

引言

准噶尔盆地石炭系地层广泛发育，岩性以火成岩为主，胜利探区近年在准西北缘车排子地区石炭系火成岩见到了良好的油气显示，展示了准噶尔盆地石炭系良好的勘探前景。该区火成岩储层具有层内岩石结构复杂、岩性分布变化大、规律性差，储层类型多变、非均质性强等特点，而不同的火成岩岩性、岩相对储层有重要的影响作用。成像测井技术的应用提高了岩性岩相评价水平。本文结合本区特点，建立成像测井信息与火成岩岩性岩相的对应关系，充分利用该地区资料，总结出适合区域特点的、可操作性强的火成岩岩性、岩相测井评价方法，指导火成岩油气藏的勘探开发，为火成岩油气藏解释评价提供依据。

1 建立岩性识别模型

火成岩岩性识别是火成岩评价最为重要的基础工作，测井火成岩评价也是如此。岩性识别和划分结果可直接应用于指导岩相的划分及物性、含油性的评价。火成岩岩性复杂多样，据国际地联火成岩命名委员会统计，已命名的就有 1000 多种。测井学的特点是用其他的物理量间接的反映火成岩的化学成分及结构、构造特征，针对火成岩岩石学的特点和岩石物理学的特点，以火成岩岩性的地质分类为基础，针对测井响应的特点及其对矿物成分、结构与构造的分辨能力，对精细地质分类进行必要的归类，形成满足地质需求、可操作性强、便于推广应用的测井分类方法。微电阻率扫描成像测井通过井周地层电阻率的变化，能够以图像的形式直观的描述火成岩的结构、构造特征。为了应用成像测井资料有效的观察火成岩的结构和构造，需要在岩心刻度下，建立成像测井结构、构造识别图版。火山熔岩是熔浆溢流至地表“冷凝固结”而成的岩石，具有火山熔岩结构。这类岩石多为半晶质，矿物颗粒细，常具有斑状结构。火山熔岩类基质中分布的火山碎屑（<10%）。火山熔岩具熔岩结构，即岩石宏观上不具类度特征。因而火山熔岩类的火成岩在成像测井上整体由特高阻、高阻亮色或低阻暗色组成，多具流面和块状构造。当组成岩石的矿物颗粒成分或岩屑、晶屑较大时，会在图像上产生斑点效应。火山碎屑岩是火山作用形成的各种火山碎屑堆积物经过“压实固结”而成的岩石。火山碎屑物喷出并降落堆积后，一般未井搬运或只经短距离搬运，然后在上覆重荷作用下经过压实、排水、脱气、体积和孔隙度减小、密度增加等一系列成岩作用，最终象沉积岩一样，粗碎屑被相对较细的填隙物质胶结，导致整个岩石固结而形成岩石。成像测井图像上通常可识别出火山碎屑，如火山角砾常呈高阻亮色，其与普通沉积岩砾石相区别的特征是火山角砾通常不具分选磨圆，常呈棱角状。火山角砾岩在电成像测井图像上通常响应为斑状模式，由于角砾呈高阻亮斑状，通常响应为不规则组合亮斑模式。

2 建立火成岩岩相划分模式

2.1 火成岩岩相测井特征及识别图版

火成岩岩相是指火山活动环境及在该环境下所形成的特定火成岩岩石类型的综合，是火山作用产物在空间上的分布格局、产出方式以及这些产物呈现的外貌特征的反映。火成岩岩相类型控制着储层的发育和分布，决定着油藏的规模大小。如何利用测井资料识别岩相是地质学家和地球物理学家感兴趣的研究内容。成

像测井资料具有垂向连续分布，平面分布广，较岩心获取更加容易等特点，建立识别图版，正确划分火成岩岩相，对于提高火成岩油气藏勘探开发水平具有重要的意义。（1）爆发相。爆发相形成于火山作用的早期和后期，是分布较广的火成岩相，其构造类型繁多，也是与正常沉积岩易混淆的火成岩类。可分为 3 个亚相：空落亚相、热基浪亚相、热碎屑流亚相。空落亚相其主要构成岩性类型为含火山弹和浮岩块的集块岩、角砾岩晶屑凝灰岩，集块结构、角砾结构和凝灰岩结构，颗粒支撑，常见粒序层理。熔浆岩在空气中形成碎屑颗粒，颗粒之间形成粒间孔隙，具有与颗粒不一样的导电能力，岩石颗粒的形状得以显示。在电成像测井图像上可以清晰的显示出颗粒大小等形状，根据颗粒大小，其碎屑结构特征可分为：集块结构、角砾结构和凝灰结构。典型的结构特征是具有火山碎屑结构的火山碎屑岩，不规则组合亮斑模式。（2）溢流相。溢流相形成于火山喷发旋回的中期，是含晶出物和同生角砾的熔浆在后续喷出物推动和自身重力共同作用下，在沿着地表流动过程中，熔浆逐渐冷凝、固结而形成。溢流相在酸性、中性、基性火成岩中均可见到，一般可分为下部亚相、中部亚相、上部亚相。研究区多发育中部亚相。下部亚相代表岩性为各种细晶熔岩及含同生角砾的熔岩，玻璃质结构、细晶结构、斑状结构、同生角砾结构，具块状或断续的流纹构造。同时，岩石脆性强，是各种火成岩亚相中构造裂缝最发育的。中部亚相代表岩性为块

状构造玄武岩、安山岩，细晶结构、斑状结构，块状构造，流纹构造，位于流动单元的中部，溢流相中部亚相是唯一的原生节理缝、流纹理层缝隙和构造裂缝都发育的亚相。上部亚相代表岩性为气孔状玄武岩、安山岩或者流纹岩，气孔呈条带状分布，沿流动方向定向和拉长，球粒结构、细晶结构，气孔构造、杏仁构造、

石泡构造，位于流动单元的上部。溢流相上部亚相一般是储层物性最好的岩相带之一。电成像测井图像上颜色较为均匀，为熔岩结构和块状构造，典型的构造特征中部亚相气孔不发育。（3）火山沉积相。火山沉积相是经常与火成岩共生的一种沉积岩相，可出现在火山活动的各个时期，与其它火成岩相侧相变或互层，分布范围、远大于其它火成岩相。在火山喷发过程中、尤其在火山活动的间歇期，于火成岩隆起之间的凹陷带主要形成火山沉积相组。其岩性主要含火山碎屑的沉积岩。碎屑成分主要为火成岩岩屑和凝灰质碎屑以及晶屑、玻屑。为便于识别，分为沉火山角砾亚相、沉凝灰亚相和凝灰质沉积亚相。成像测井为不规则条带模式。

2.2 火成岩岩相研究方法

火成岩相的研究是一项综合研究任务，及包括火成岩岩石学的基本内容，也包含各种火成岩的分布范围、叠置关系、空间组合、堆积环境等信息。因此，火成岩岩相的研究中，采用的方法包括：岩心、薄片岩石学描述法；典型火成岩发育井岩相划分及解释法；地震资料岩相识别及连井岩相剖面精细对比法；基于火成岩及其相邻沉积岩岩石学的沉积环境恢复法；地球化学环境判定法。火成岩岩相划分的总的思路是：以岩性划分结果为指导，综合各种地质信息，分析火成岩发育的时空关系、产出状态及外貌特征，以火成岩岩相识别图板为基础，由大到小逐级划分火成岩岩相。其流程如下：（1）火成岩与沉积岩大类识别；（2）开展火

成岩发育段火成岩成分的识别；（3）综合结构、构造、岩性识别图板，进行火成岩岩石类型识别；（4）根据测井相识别标志，进行火成岩岩相和亚相划分。

3 结论

火成岩储层的测井解释评价是各种资料综合的解释过程，综合应用各种定性与定量评价方法技术，才能保证储层解释评价的准确性。本文以准噶尔盆地石炭系火成岩储层的岩心分析、岩性识别为基础，以电成像测井方法为手段，应用测井、地质等多种资料进行综合研究，探讨了准噶尔盆地火成岩岩相识别方法，取得了良好的应用效果。

参考文献：

[1]中国石油勘探与生产分公司.《火成岩油气藏测井评价技术及应用》.石油工业出版社，2009.