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陆相泥页岩层系岩相测井识别与预测:以南堡凹陷拾场次洼为例

曾棒 刘小平 刘国勇 王绍春 李国永

曾棒, 刘小平, 刘国勇, 王绍春, 李国永. 陆相泥页岩层系岩相测井识别与预测:以南堡凹陷拾场次洼为例[J]. 地质科技通报, 2021, 40(1): 69-79. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0103
引用本文: 曾棒, 刘小平, 刘国勇, 王绍春, 李国永. 陆相泥页岩层系岩相测井识别与预测:以南堡凹陷拾场次洼为例[J]. 地质科技通报, 2021, 40(1): 69-79. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0103
Zeng Bang, Liu Xiaoping, Liu Guoyong, Wang Shaochun, Li Guoyong. Logging identification and prediction of lithofacies of lacustrine shale system in Shichang Sub-Sag, Nanpu Depression[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2021, 40(1): 69-79. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0103
Citation: Zeng Bang, Liu Xiaoping, Liu Guoyong, Wang Shaochun, Li Guoyong. Logging identification and prediction of lithofacies of lacustrine shale system in Shichang Sub-Sag, Nanpu Depression[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2021, 40(1): 69-79. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0103

陆相泥页岩层系岩相测井识别与预测:以南堡凹陷拾场次洼为例

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0103
基金项目: 

国家科技重大专项课题 2017ZX05049001-008

国家自然科学基金项目 41372144

国家自然科学基金项目 42072150

详细信息
    作者简介:

    曾棒(1995-), 男, 现正攻读地质工程专业硕士学位, 主要从事非常规油气地质研究工作。E-mail:3299132358@qq.com

    通讯作者:

    刘小平(1971-), 男, 副教授, 主要从事石油地质教学与研究工作。E-mail:liuxiaoping@cup.edu.cn

  • 中图分类号: P631

Logging identification and prediction of lithofacies of lacustrine shale system in Shichang Sub-Sag, Nanpu Depression

  • 摘要: 泥页岩层系岩相研究是页岩油勘探的基础工作,由于钻井取心较为困难且陆相湖盆范围小,相变快,使岩相精细识别与预测较为困难。测井曲线精确度高,纵向连续性好,可以准确识别与预测岩相。利用全岩X衍射(XRD)、薄片鉴定及地球化学分析测试等实验数据,将岩相按"三级次-三单元"划分方案进行划分,将测井曲线与TOC值、矿物含量等参数进行拟合,综合识别岩相,最后在高分辨率层序格架下建立岩相旋回叠加模式,从而进行岩相展布研究。结果表明该地区为一套以Ⅰ型和Ⅱ1型干酪根为主生油湖相烃源岩,可划分为18种岩相,其中富有机质黏土质层状泥岩、富有机质混合质纹层状泥岩、页岩为页岩油优势岩相。岩相各评价指标可通过测井曲线计算与预测。岩相与层序存在耦合关系,在等时地层格架下具可预测性。沙三4亚段泥页岩层系岩相在此格架下,形成了MSC1中部与MSC2两个有机质富集层,以及SQ5~SQ8上升半旋回4个沉积构造发育带。

     

  • 图 1  研究区位置图

    Figure 1.  Location of the study area

    图 2  “三级次-三端元”岩相划分模式图

    Figure 2.  Lithofacies division pattern of "three classes and ternary plots"

    图 3  沙三4亚段泥页岩S1w(TOC)关系图(Ro>0.7%, N=168)

    Figure 3.  Relationship between S1 and TOC of Es34 shale(Ro > 0.7%, N=168)

    图 4  岩相划分

    Figure 4.  Classification of lithofacies

    图 5  岩相微观沉积构造特征

    a.富有机质黏土质块状泥岩,G65-25井, 3 501.73 m;b.有机质混合质块状泥岩,G65-25井,3 519.86 m;c.有机质混合质层状页岩,G65-25井,3 473.60 m;d.有机质混合质纹层状页岩,G65-25井,3 484.44 m;e.有机质黏土质层状泥岩,G65-25井,3 481.83 m;f.有机质黏土质层状页岩,G83-10井,3 661.37 m;g.有机质碳酸盐质层状页岩,G65-25井,3 512.15 m;h.有机质长英质块状泥岩,G65-25井,3 482.98 m;i.贫有机质碳酸盐质块状页岩,G27井,3 564.63 m

    Figure 5.  Microscopic sedimentary structural features of lithofacies

    图 6  岩性识别交会图版

    Figure 6.  Pattern of cross plots for identifying lithology

    图 7  w(TOC)与ΔlgR线性拟合

    Figure 7.  Linear fit between TOC and ΔlgR

    图 8  G65-25井岩相综合识别结果

    Figure 8.  Comprehensive identifying result of the lithofacies of Well G65-25

    图 9  G65-25井层序划分

    Figure 9.  Sequence division of Well G65-25

    图 10  不同沉积相岩相叠加模式

    Figure 10.  Superposition pattern of lithofacies in different sedimentary facies

    图 11  岩相展布预测

    Figure 11.  Prediction of the lithofacies distribution

    表  1  岩相类型与特征

    Table  1.   Types and characteristics of lithofacies

    大类 亚类 小类 w(TOC)/% 黏土质矿物质量分数/% 长英质矿物质量分数/% 碳酸盐质矿物质量分数/%
    富有机质 黏土质 块状泥岩 2.5~5 >50 25~40 < 12
    层状页岩 2.5~3.5 >50 < 25 12~25
    混合质 块状泥岩 2.5~3.5 35~50 25~45 12~25
    纹层状页岩 2.5~3.5 30~50 25~45 12~25
    碳酸盐质 块状泥岩 2.5~3.0 12~25 < 12 >50
    中有机质 黏土质 块状泥岩 1.4~2.5 >50 25~40 < 12
    层状泥岩 1.0~2.5 >50 25~40 12~25
    层状页岩 1.0~2.5 >50 25~40 12~25
    混合质 块状泥岩 1.2~2.5 30~50 10~50 10~50
    层状页岩 1.0~2.5 30~50 25~50 12~40
    纹层状页岩 1.0~2.5 40~50 40~50 < 12
    长英质 块状泥岩 1.0~1.8 25~40 >50 < 15
    碳酸盐质 层状页岩 1.0~2.3 25~40 < 25 >50
    贫有机质 黏土质 块状泥岩 < 1.1 >50 25~50 < 10
    层状泥岩 < 1.1 >50 25~50 10~20
    混合质 块状泥岩 < 1.1 25~40 15~30 30~50
    层状页岩 < 1.1 35~50 10~50 10~50
    碳酸盐质 块状泥岩 < 1.1 10~25 < 10 >50
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    表  2  样品各组分真实质量分数及测井响应值

    Table  2.   Samples of mineral content and log responses

    编号 深度 黏土矿物 长英质矿物 碳酸盐矿物 AC/(μm·ft-1) PE/(b·e-1) DEN/(g·cm-3) RLLD/(Ω·m) SP/mV GR/API
    wB/%
    1 3 472.12 39.10 29.10 19.10 96.38 11.53 2.34 2.06 51.35 91.60
    2 3 473.73 37.97 32.55 18.08 91.29 11.36 2.43 2.35 50.75 87.80
    3 3 476.62 36.08 39.69 13.53 83.57 10.39 2.43 2.67 50.77 96.57
    4 3 477.47 40.98 39.20 8.02 92.14 8.92 2.43 2.37 51.19 92.76
    5 3 478.35 49.32 28.31 11.87 92.27 7.19 2.46 2.39 51.18 91.18
    6 3 479.31 44.15 33.34 10.81 94.39 9.87 2.45 2.69 50.73 88.52
    7 3 480.59 42.62 36.38 10.40 92.29 7.14 2.47 2.70 51.27 97.26
    8 3 481.16 49.14 34.19 4.27 89.05 5.98 2.45 2.94 51.19 102.42
    9 3 483.24 30.37 51.53 9.20 83.25 7.95 2.51 3.37 51.61 82.32
    10 3 484.67 37.80 35.86 17.44 82.01 7.56 2.43 3.75 50.88 86.11
    11 3 486.5 49.41 35.43 7.46 99.53 9.93 2.29 4.49 50.96 83.24
    12 3 488.39 55.73 26.94 7.43 97.92 7.47 2.46 2.56 50.49 79.58
    13 3 489.24 52.08 28.73 6.29 102.13 10.46 2.38 2.18 50.94 86.66
    14 3 491.24 38.47 19.70 30.03 110.13 5.84 2.45 2.11 51.19 91.20
    15 3 492.16 35.23 22.85 29.52 100.86 5.01 2.45 2.01 51.56 78.65
    16 3 495.28 40.73 27.15 21.72 104.60 6.04 2.48 2.80 49.76 76.15
    17 3 499.02 29.63 15.29 47.78 114.03 7.97 2.35 2.50 49.74 90.12
    18 3 502.25 48.01 35.08 8.31 106.21 5.55 2.40 6.28 50.29 82.07
    19 3 503.15 45.36 32.13 15.12 115.67 6.85 2.38 4.08 50.89 72.87
    20 3 505.31 42.95 23.97 22.97 111.54 5.46 2.42 3.00 50.68 87.12
    21 3 508.18 47.03 33.20 11.07 99.90 4.91 2.49 2.76 50.70 85.29
    22 3 512.15 23.23 19.35 50.32 107.40 4.59 2.49 3.70 49.17 76.63
    23 3 518.19 30.31 25.72 33.07 100.35 5.88 2.45 2.40 50.17 92.31
    24 3 519.01 30.63 27.85 33.42 105.43 6.13 2.50 2.29 50.53 88.51
      测试单位:中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司勘探开发研究院石油地质测试中心
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    表  3  矿物含量与各测井响应值相关系数

    Table  3.   Correlation coefficient of mineral content and responses value of different logging data

    测井曲线 相关性系数(R2)
    黏土质矿物 长英质矿物 碳酸盐质矿物
    AC 0.006 8 0.519 6 0.274 6
    SP 0.140 3 0.263 7 0.356 0
    PE 0.008 4 0.122 0 0.134 8
    DEN 0.143 1 0.016 6 0.007 8
    RLLD 0.034 4 0.087 1 0.040 2
    CNL 0.022 3 0.022 9 0.014 2
    GR 0.009 6 0.114 0 0.032 8
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    表  4  主要矿物多元线性拟合结果

    Table  4.   Multiple linear fit results of the dominating minerals

    长英质矿物 R2
    y=-0.002AC+0.054 9SP+0.018 8PE+ 0.768 0DEN+0.053 19RLLD-4.430 6 0.85
    碳酸盐质矿物 R2
    y=0.001 1AC-0.120 5SP-0.022 2PE-0.557 6DEN-0.063 0RLLD+7.868 5 0.60
    黏土质矿物 R2
    y=0.050 8SP-0.288 5DEN+0.016 0RLLD+0.000 7CNL-0.000 2GR-1.516 5 0.42
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    表  5  不同岩性测井响应平均值统计

    Table  5.   Statistics of average responses of different lithofacies

    泥岩 页岩 泥质粉砂岩 粉砂岩
    AC/(μs·ft-1) 99.29 97.16 71.28 75.3
    GR/API 79.6 59.06 57 53.64
    RLLD/(Ω·m) 3.71 3.5 15.94 19.09
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  • 收稿日期:  2019-09-16

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