页岩岩相测井表征方法——以...噶尔盆地玛湖凹陷风城组为例_张益粼.pdf

2023 年第 38 卷 第1期2023，38(1):0393-0408地球物理学进展Progress in Geophysicshttp:/wwwprogeophyscnISSN 1004-2903CN 11-2982/P张益粼，王贵文，宋连腾，等2023 页岩岩相测井表征方法 以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组为例 地球物理学进展，38(1):0393-0408，doi:10 6038/pg2023FF0273ZHANG YiLin，WANG GuiWen，SONG LianTeng，et al 2023 Logging identification method of shale lithofacies:a study of Fengcheng Formation inMahu Sag，Junggar Basin Progress in Geophysics(in Chinese)，38(1):0393-0408，doi:10 6038/pg2023FF0273页岩岩相测井表征方法 以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组为例Logging identification method of shale lithofacies:a study of FengchengFormation in Mahu Sag，Junggar Basin张益粼1，2，王贵文1，2，宋连腾3，包萌1，2，黄玉越1，2，赖锦1，2，王松1，2，黄立良4ZHANG YiLin1，2，WANG GuiWen1，2，SONG LianTeng3，BAO Meng1，2，HUANG YuYue1，2，LAI Jin1，2，WANG Song1，2，HUANG LiLiang4收稿日期2021-06-29;修回日期2022-05-16投稿网址http:/www progeophys cn基金项目国家自然科学基金(41872133)和中国石油-中国石油大学(北京)战略合作协议(ZLZX2020-01-05-03)联合资助第一作者简介张益粼，男，1996 年生，中国石油大学(北京)在读硕士研究生，从事层序地层学和测井地质学研究E-mail zyl20110802163 com1 中国石油大学(北京)地球科学学院，北京1022492 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室，北京1022493 中国石油勘探开发研究院，北京1000834 中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院，克拉玛依8340001 College of Geosciences，China University of Petroleum(Beijing)，Beijing 102249，China2 State Key Laboratory of Petroleum esources and Prospecting，China University of Petroleum，Beijing 102249，China3 PetroChina esearch Institute of Petroleum and Development，Beijing 100083，China4 esearch Institute of Exploration and Development，Xinjiang Oilfield Company，Karamay 834000，China摘要页岩油气藏作为重要的非常规油气藏，富含巨大的油气资源潜力，且常形成于深湖-半深湖沉积体系 页岩中复杂的矿物成分以及沉积组构类型对于页岩储层物性、含油性和可动性具有重要的影响，因此“矿物成分+沉积组构”的岩相划分与识别是页岩储层油气勘探开发的关键所在 但由于目前常规测井纵向分辨率有限导致无法实现页岩中毫米尺度的沉积组构精细描述，在页岩“矿物成分+沉积组构”岩相的识别方面尚未形成完整的方法理论体系 本文由此将利用岩心刻度测井的方法，通过岩性扫描测井与微电阻率成像测井相结合的方法，对玛湖凹陷风城组页岩层段的矿物成分和沉积组构类型进行连续识别，实现单井页岩段“矿物成分+沉积组构”岩相类型划分 通过岩相划分结果与现场试油试采资料相对照，发现薄层状与厚层状长石-石英质泥页岩相叠置发育的岩相组合产能最佳，因此可作为风城组页岩层段的优势岩相组合AbstractAccording to its great oil and gas resourcepotential，shale oil and gas reservoir becomes an extremelyimportant unconventional oil and gas reservoir，and is oftenformed in semi-deep lacustrine sedimentary system Thephysical property，oiliness and mobility of shale reservoirsareattributedtocomplexmineralcompositionandsedimentary fabric types in shale reservoir Therefore theclassification and identification of lithofacies according tomineralcompositionandsedimentaryfabrictypeisessentialforexplorationanddevelopmentinshalereservoirs Conventional logs are unavailable to describemillimeter level sedimentary fabric in shale reservoirs dueto vertical resolution limitation，resulting in lacking oflithofacies identificationmethodsfordividingmineralcomposition and sedimentary fabricIn this study，themineral composition and sedimentary fabric of FengchengFormation in Mahu Sag is continuously divided through themethod of core calibrated lithoscanner logs and image logsTherefore，lithofacies composed of mineral composition andsedimentary fabric in Fengcheng Formation are identified地球物理学进展www progeophys cn2023，38(1)进行深入研究，为后续勘探开发提供参考关键词页岩;沉积组构;岩相;岩性扫描测井;微电阻率成像测井中图分类号P631文献标识码Adoi:10 6038/pg2023FF0273bytheabovemethodComparingthelithofaciesclassification results with the oil test and production data，the following conclusions can be drawn The lithofaciescombination of thin-layered feldspar-quartz shale facies andthick-layered feldspar-quartz shale facies have the bestproductivity，which can be regarded as the best lithofaciesfor more exploration and developmentKeywordsShale;Sedimentaryfabric;Lithofacies;Lithoscanner log;Micro-resistivity image log0引言随着油气勘探开发从浅层转向深层、从粗粒沉积转向细粒沉积、从常规转向非常规，油气藏的勘探开发难度越来越大(邹才能等，2015)国内外学者研究发现，陆相页岩储层具有颗粒粒度细、矿物成分复杂、组构变化频繁、岩相类型多样的特点(Sun etal，2021;邹才能等，2012;贾承造等，2012)针对鄂尔多斯盆地延长组长 73亚段、松辽盆地古龙凹陷青山口组青一段、准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组、玛湖凹陷风城组以及渤海湾盆地黄骅沧东凹陷孔店组孔二段等主力页岩储层做了大量的研究后，国内外众多学者认为无论咸水湖盆还是淡水湖盆中均发育有各种类型的沉积组构(Liu etal，2021;葸克来等，2020;徐雄飞等，2020;柳波等，2021)而不同矿物成分与其组成的沉积组构对于页岩储层中的孔隙、微裂缝形成具有重要意义(Loucks et al，2012)当长石-石英质细粉砂条带与有机质、碳酸盐岩或凝灰质纹层相耦合时能够在压力作用下形成油气资源的局部富集(赵贤正等，2019;刘国恒等，2015;柳波等，2015)页岩储层中脆性矿物含量增加会导致地层的脆性变高，压裂过程中更易形成复杂缝网，增大油气产能从而提高 EO(熊周海等，2019)因此页岩储层中矿物成分的识别以及沉积组构的划分对页岩油气藏的深入研究具有重要意义 但是在矿物成分识别方面，全岩 X 射线衍射分析测试实验存在取样成本较高，且不能连续确定储层矿物含量的问题;在沉积组构识别方面存在全井段取心成本过高，常规测井分辨率无法满足对毫米尺度下沉积组构识别的问题 为此，本文将利用岩性扫描测井与及微电阻率成像测井纽扣电极视电导率图像以及刻度后的电阻率数据实现对玛湖凹陷 MY1 井风城组页岩段矿物成分以及沉积组构的测井表征方法建立，确定单井纵向“矿物成分+沉积组构”岩相划分 进而结合试油试采资料，明确风城组页岩段优势岩相类型，为页岩油气藏的研究提供参考1地质概况玛湖凹陷位于新疆准噶尔盆地盆地西北缘 北临乌夏断裂带和克百断裂带，从东北缘至西南缘分别与石英滩凸起、英西凹陷、三个泉凸起、夏盐凸起、中拐凸起、达巴松凸起相连(图 1，支东明等，2021)玛湖凹陷从石炭世至今共经历五期构造演化，形成一系列由正断层控制的伸展断陷，呈现出西陡东缓的箕状特征(何登发等，2018)玛湖凹陷二叠系自下而上发育佳木河组(P1j)、风城组(P1f)、中二叠统夏子街组(P2x)、下乌尔禾组(P2w)和上二叠统上乌尔禾组(P3w)(图 2，支东明等，2019)，其中风城组共发育三段，自下而上分别为风一段(P2f1)、风二段(P2f2)、风三段(P2f3)风城组沉积期间主要受到火山活动以及湖平面波动的影响，形成一套富含碱性矿物的咸化湖盆沉积体系(张志杰等，2018)风一段由于早期受到火山活动的影响，在底部形成一套以火山碎屑岩为主的火山岩和火山碎屑岩储层，随着湖平面逐渐增大以及蒸发作用增强，在其顶部发育灰色、深灰色云质泥页岩、长石-石英质泥页岩夹条带状泥质粉砂岩为主的岩性组合(汪梦诗等，2018)风二段沉积期间湖水深度逐渐变浅、湖水盐度升高，蒸发作用增强，呈现出深灰色云质泥页岩以及灰色长石-石英质泥页岩互层发育的特征 同时风二段顶部可见到硅硼钠石、碳钠钙石等碱性矿物的沉积(匡立春等，2012)，这极有可能是蒸发作用和热液沿断裂带注入综合影响下的结果 风三段沉积过程中湖平面升高、古气候变得湿冷，蒸发作用减弱，同时陆源碎屑物输入增多，形成以陆源碎屑物质为主的泥质粉砂岩(张志杰等，2018)本次主要研究的地层为风三段底部至风一段顶部的页岩层段4932023，38(1)张益粼，等:页岩岩相测井表征方法 以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组为例(www progeophys cn)图 1玛湖凹陷区域构造及沉积体系剖面图(据支东明等，2021)Fig 1Section view of regional structure and sedimentary system in Mahu Sag(modified from Zhi et al，2021)593地球物理学进展www progeophys cn2023，38(1)图 2玛湖凹陷二叠系风城组综合柱状图(据支东明等，2019)Fig 2Comprehensive geological column of the Fengcheng Formation in Mahu Sag(modified from Zhi et al，2019)2风城组页岩层段特征2 1页岩矿物成分发育特征本文主要通过岩心、薄片观察以及全岩 X 衍射实验分析两种方法完成对风城组页岩层段的矿物成分识别，进而厘清页岩层段岩性类型 针对 MY1 井31 块样品的全岩 X 衍射实验分析结果观察发现，风城组页岩段总体上以长石-石英质矿物为主，由石英、斜长石与钾长石共同组成，占比超过 45%;碳酸盐岩矿物较多，以白云石与方解石为主，占比达到30%;黏土矿物含量相对很少，不足 10%;同时可见少量的黄铁矿和碱性矿物 通过实验结果可见，风城组具有长石-石英质矿物较高，黏土矿物含量较低的特征，分析其原因为陆源物质主要来自于哈拉阿特山，多受控于物理风化作用，而非化学风化作用;同时由于沉积过程中蒸发作用较为强烈，白云石在准6932023，38(1)张益粼，等:页岩岩相测井表征方法 以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组为例(www progeophys cn)图 3玛湖凹陷风城组页岩储层全岩 X 射线衍射分析Fig 3X-ray diffraction analysis of the whole rock of Fengcheng Formation shale reservoir in Mahu Sag图 4玛湖凹陷风城组页岩层段岩性定名分类方案Fig 4ock named and classification for the shaleformation of Mahu Sag同生白云石化作用下大量发育 根据实验结果可见在沉积期间，随着湖水平面的变化，风城组页岩中矿物成分纵向上呈现出明显的分段现象，风三段形成时期古气候较为湿冷，水体盐度较低，因此其黏土矿物含量较多，占比超过 15%;而在风二段、风一段早期沉积时湖盆萎缩，气候变得干旱，水体盐度升高，钙镁离子呈现过饱和状态，导致碳酸盐岩矿物含量升高，占比超过 25%(图 3)在全岩 X 衍射实验分析的基础上，对岩心薄片进行观察，根据矿物成分含量的不同将建立适用于风城组页岩层段的岩性划分方案，共将其划分出 5种主要岩性类型，分别为长石-石英质泥页岩、云质泥页岩、灰质泥页岩、黏土质泥页岩、混合型泥页岩(图 4)可见风城组页岩层段内矿物成分具有富含长石-石英质矿物的特点，以长石-石英质与混合型泥页岩为主要岩性，黏土质以及云质泥页岩相对较793地球物理学进展www progeophys cn2023，38(1)图 5玛湖凹陷风城组页岩层段岩性类型(a)MY1 井，4632 59 m，正交偏光，长石-石英质泥页岩发育“长石-石英质+有机质”二元纹层结构;(b)MY1 井，4789 56 m，正交偏光，云质泥页岩发育“长石-石英质+碳酸盐岩+有机质”三元纹层结构;(c)MY1 井，4737 7 m，正交偏光，灰质泥页岩纹层结构不发育，常见被茜素红染色的粉砂级方解石矿物颗粒;(d)MY1 井，4632 59 m，单偏光，黏土质泥页岩中可见“长石-石英质+有机质”二元纹层结构，纹层间偶见层间缝，有机质纹层中常发育纹层缝;(e)MY1 井，47993 m，正交偏光，混合型泥页岩发育均质结构，常见粉砂级碳酸盐岩矿物、泥晶级长石-石英质矿物以及黏土矿物，矿物间多为黏土质以及硅质胶结;(f)MY1 井，481097 m，正交偏光，黏土质泥页岩中可见硅硼钠石发育，显示蒸发沉积环境 说明:Q 石英，PF 斜长石，Dol 白云石，Cal 方解石，C 黏土矿物，Sear 硅硼钠石，IS 纹层缝，BS 层间缝Fig 5Lithology type of Fengcheng Formation shale section in Mahu Sag(a)Well MY1，463259 m，orthogonally polarized light，feldspar-quartzic mud shale developed with a dual laminar structure of“feldspar-quartzite+organic matter”;(b)Well MY1，4789 56 m，orthogonal polarization light，dolomite shale developed“feldspar-quartzite+carbonate rock+organicmatter”ternary laminar structure;(c)Well MY1，47377 m，orthogonally polarized light，the lamina structure of lime mud shale is not developed，andsilt-grade calcite mineral particles dyed by alizarin red are common;(d)Well MY1，4632 59 m，single-polarized light，“feldspar-quartzite+organicmatter”binary layer structure can be seen in clay shale，interlayer cracks are occasionally seen between the layers，and the organic layer cracks are oftendeveloped;(e)Well MY1，47993 m，orthogonally polarized light，mixed shale has a homogeneous structure，common silt-grade carbonate minerals，micrite-grade feldspar-quartz minerals and clay minerals Most of the minerals are clayey and Siliceous cement;(f)Well MY1，481097 m，orthogonallypolarized light，searlesite can be seen in the clay shale，showing the evaporative depositional environment Explanation:Q quartz，PFplagioclase feldspar，Dol dolomite，Cal calcite，C clay mineral，Sear searlesite，IS interlayer seam，BS bedding seam8932023，38(1)张益粼，等:页岩岩相测井表征方法 以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组为例(www progeophys cn)图 6玛湖凹陷风城组沉积组构发育特征(a)MY1 井，466474 466505 m，厚层状沉积组构，无明显构造特征;(b)MY1 井，478262 478277 m，薄层状沉积组构，微裂缝发育，可见少量微断裂;(c)MY1 井，478016 478039 m，纹层状沉积组构，长石-石英质、云质矿物纹层组合密集发育，纹层常见错断;(d)MY1 井，4664 74466505 m，厚层状沉积组构荧光下无油迹显示;(e)MY1 井，478262 478277 m，薄层状沉积组构荧光下可见到油浸现象出现;(f)MY1 井，466474 4665 05 m，在荧光下纹层状沉积组构的纹层中偶见较少油迹出现Fig 6Sedimentary fabric development characteristics of Fengcheng Formation in Mahu Sag(a)Well MY1，4664 74 4665 05 m，thick layered sedimentary fabric，no obvious structural features;(b)Well MY1，4782 62 4782 77 m，thinlayered sedimentary fabric，developed micro-fractures，and a few micro-fractures can be seen;(c)Well MY1，4780 16 4780 39 m，laminarsedimentary fabric，densely developed feldspar-quartzite and dolomite mineral laminar assemblages，frequent faults in the laminae;(d)Well MY1，4664 74 466505 m，shows no oil trace under fluorescence of thick layered sedimentary fabric;(e)Well MY1，478262 478277 m，oil immersioncan be seen under the fluorescence of the thin layered sedimentary fabric;(f)Well MY1，466474 4665 05 m，occasionally less oil tracesare seen in the laminae of the laminar sedimentary fabric under fluorescence993地球物理学进展www progeophys cn2023，38(1)图 7玛湖凹陷风城组页岩段“矿物成分+沉积组构”岩相划分方案Fig 7Division scheme of lithofacies composed of mineral composition and sedimentaryfabric in the shale section of Fengcheng Formation in Mahu Sag图 8LithoScanner 岩性扫描测井元素产额提取Fig 8LithoScanner log element yield extraction0042023，38(1)张益粼，等:页岩岩相测井表征方法 以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组为例(www progeophys cn)图 9玛湖凹陷风城组页岩某段岩石类型测井识别结果Fig 9Log recognition results of rock types in a section of Fengcheng Formation shale in Mahu Sag少，总体呈现出明显的混积特征(1)长石-石英质泥页岩 风城组沉积期间陆源物质供给充足，长石-石英质泥页岩均有分布，矿物成分以石英、斜长石、钾长石等为主，粒度绝大多数小于 5 m，常见“长石-石英质+有机质”二元纹层结构，偶见粉砂级石英、长石单晶矿物分布 长石-石英质矿物由于其硬度较大，易形成粒间孔隙，为油气富集提供基础(图 5)(2)云质泥页岩 风城组页岩层段所广泛发育有大量的白云石、方解石等碳酸盐岩矿物多形成于蒸发作用增强的浅湖沉积环境中 白云石主要以泥晶与微晶结构出现，表明在其形成过程中水体相对稳定，咸化程度较高 从薄片上可见，白云石多与长石-石英质矿物、有机质构成三元纹层组合，对于储层的非均质性以及微裂缝的发育提供基础(图5)(3)灰质泥页岩 在薄片观察下，灰质泥页岩的纹层组合不发育，常见均质结构 而经过茜素红染色后可见方解石呈现粉砂级颗粒，与泥晶白云石颗粒之间形成硅质或黏土质胶结，其中孔隙不发育，物性相对较差(图5)(4)黏土质泥页岩 黏土质泥页岩在风城组页岩层段分布较少，主要受控于周缘冲积扇的物源供应104地球物理学进展www progeophys cn2023，38(1)影响 其中黏土矿物常与长石-石英质矿物形成二元纹层结构，导致储层非均质性增强，形成大量的纹层缝以及层间缝，偶见缝中充填沥青质等(图 5)(5)混合型泥页岩 混合型泥页岩中长石-石英质矿物、黏土质矿物以及碳酸盐岩矿物均匀分布，形成于陆源碎屑物质沉积后的准同生白云石化作用，薄片下常表现为均质结构，矿物颗粒之间被大量硅质以及黏土质胶结物所充填(图 5)2 2页岩层段沉积组构类型玛湖凹陷风城组页岩段在沉积期间受到机械以及化学沉积作用共同影响，导致其长石-石英质矿物以及碳酸盐岩矿物含量在纵向上呈现出明显的此消彼长、成层叠置发育的特征(Tang et al，2020)当物源碎屑物质供应充足时，长石-石英质矿物较为发育;当蒸发作用增强，水体咸度变大时，白云石以及方解石等碳酸盐岩矿物广泛分布，形成条带状或纹层状矿物组合 同时由于该地区构造活动比较频繁，页岩层段可见到微断裂、微裂缝等震积岩特征构造通过岩心观察，将矿物成分分布以及构造特征相结合，可根据风城组页岩层段的沉积组构条带宽度将其划分为三类:纹层状沉积组构、薄层状沉积组构、厚层状沉积组构(图 6)薄层状沉积组构在岩心上2042023，38(1)张益粼，等:页岩岩相测井表征方法 以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组为例(www progeophys cn)图 10MY1 井风城组页岩层段沉积组构测井识别图版(a)纹层状沉积组构测井识别，视电导率曲线以及岩心上均可见 25 个纹层状沉积组构，厚度最薄可达25 mm，密度为400 条/m;(b)薄层状沉积组构测井识别，视电导率曲线以及岩心上均可见 21 个薄层状沉积组构，厚度约为 1 2 cm;(c)厚层状沉积组构测井识别，视电导率曲线以及岩心上均可见 3 个厚层状沉积组构，厚度范围为 2 5 cmFig 10Logging identification chart of the sedimentary fabric of the Fengcheng Formation shale interval in well MY1(a)Log identification of laminar sedimentary fabrics 25 laminar sedimentary fabrics can be seen on both the apparent conductivity curve and thecore The thickness can be as thin as 2 5 mm，and the density is 400 strands/m;(b)Log identification of thin-bedded sedimentary fabrics 21 thin-bedded sedimentary fabrics can be seen on both the apparent conductivity curve and the core，with a thickness of about 1 2 cm;(c)Logidentification of thick layered sedimentary fabrics 3 thick layered sedimentary fabrics can be seen on both the apparent conductivity curve and thecore，with a thickness ranging from 2 to 5 cm可以观察到叠置发育的长石-石英质以及云质矿物条带，条带厚度范围在 1 2 cm 之间，同时可见其中发育滑塌构造以及微断裂等，指示沉积期间重力流物源供给较为充足且构造运动频繁 薄层状沉积组构的储集空间主要以矿物中的粒间孔、粒内孔以及微裂缝为主，岩心在荧光下能够见到大量的淡黄色油浸现象，含油性最好 纹层状沉积组构中厚度小于1 cm 的长石-石英质矿物、碳酸盐岩矿物以及黏土矿物纹层在纵向上密集分布，标志沉积期间蒸发作用强弱变化显著 而纹层的延伸性较差，常出现断裂现象，体现出该地区微地震发生频率较高 同时在荧光下可见纹层状沉积组构中长石-石英质矿物、碳酸盐岩矿物纹层的物性相对较差，仅能见到少量的油迹显示，对比薄层状沉积组构整体含油性较弱 厚层状沉积组构在岩心上可见矿物成分变化缓慢，岩性较为单一，单层厚度均大于 2 cm，最厚处甚至可达到10 cm，且没有明显的构造特征，显示沉积环境平稳，没有受到构造运动以及湖平面波动的影响 由于厚层状沉积组构岩性致密，储层物性、非均质性较差，因此含油性最差，在荧光下几乎看不到任何含油性显示2 3页岩层段“矿物成分+沉积组构”的岩相划分方案本文所研究的岩相是指具有相同沉积组构特征并且岩石性质类型一致的三维岩体，主要是用于对玛湖凹陷风城组页岩层段进行进一步细致划分，并探究其与页岩油气藏发育规律的关系(柳波等，2015)在上文所述 5 种岩石类型以及 3 种沉积组构分类的基础上，可建立适用于风城组页岩层段“矿物成分+沉积组构”的岩相分类方案，共划分得到岩相总计 15 类(图 7)通过对 15 种岩相的厚度统计发现，风城组页岩层段内纹层状、薄层状以及厚层状长石-石英质、混合型泥页岩相最为发育，能够作为优势岩相评价的重点目标，其次是纹层状、薄层状304地球物理学进展www progeophys cn2023，38(1)图 11MY1 井风城组页岩某段沉积组构连续识别Fig 11Continuous identification of sedimentary fabrics in a section of Fengcheng Formation shale in well MY1以及厚层状云质泥页岩相，而纹层状、薄层状以及厚层状黏土质泥页岩相较少，统计结果与风城组页岩层段内矿物含量分布规律具有良好的一致性3页岩层段“矿物成分+沉积组构”的岩相测井识别方法3 1页岩矿物成分测井识别方法玛湖凹陷风城组页岩层段内矿物种类较多，呈现明显的混积特征，且由于 XD 实验的采样数量有限，取样成本较高，无法实现对单井矿物成分的连续识别，因此需要利用离散实验数据对测井解释结果进行标定和刻度，完成对单井矿物成分含量的纵向识别以及岩性划分 本文主要基于 LithoScanner 岩性扫描测井，利用剥谱分析等方法提取页岩层段内Si、Ca、Fe、S、K、Na 等元素的相对产额，进而通过氧化物闭合模型实现地层中各元素干重的定量分析，为后续岩性的纵向连续识别提供基础保障(图 8)(刘绪纲等，2005;康晓楠等，2017)通过对 XD 实验结果以及岩心、薄片观察的分析，可以明确 MY1 井风城组页岩层段内矿物含量主要由石英、白云石、方解石、斜长石、钾长石、黏土矿物以及黄铁矿等共同组成 在矿物成分类型确定的基础上，建立最优化模型方程，构建各元素产额与矿物含量之间联系，利用 XD 实验结果对测井解释结果进行约束，最终确定相应的矿物含量百分比，最终实现地层中岩性剖面的精确计算(图 9)从图中可见，地层矿物成分测井解释结果与实际取心样品的XD 实验分析结果相比，其变化趋势以及数值大小均具有良好的对应性，证明此方法可以用于区域内页岩段的矿物含量计算以及相应岩性划分3 2页岩层段沉积组构测井识别方法经过前期研究发现，玛湖凹陷风城组页岩层段中发育的沉积组构类型对于页岩油的富集以及优质开采层段发育规律具有重要的影响，然而目前常规4042023，38(1)张益粼，等:页岩岩相测井表征方法 以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组为例(www progeophys cn)图 12MY1 井风城组页岩层段“矿物成分+沉积组构”岩相单井纵向分布Fig 12Longitudinal distribution of lithofacies composed of mineral composition and sedimentary fabric inthe shale section of the Fengcheng Formation in well MY1测井技术以及成像测井动静态图像只能完成对厘米至分米尺度上的沉积组构测井表征，无法实现页岩段中较为发育的毫米尺度的沉积组构识别(Wang etal，2020;Lai et al，2018;王松等，2018)本文主要通过提取成像测井纽扣电极视电导率以及刻度后的电阻率数据来提高页岩层段沉积组构的识别精度，最终实现对于毫米级沉积组构的精细刻画描述本文研究所主要应用的成像测井数据来源于 FMI微电阻率成像测井仪器，该仪器共有 192 个直径为0.508 cm、间距为 0.254 cm 的微电极(柳建华，2001)在测量过程中，每个电极均会紧贴在井壁岩石上，从而测得相应所在位置地层的视电阻率值，而通过对 FMI 成像测井原始数据进行精细处理，在得到动静态图像以及经过浅电阻率刻度的极板数据后，可以进一步抽提得到同一极板电极纽扣视电导率曲线以及刻度后的电阻率数据，并采用 0 255 共256 个色阶标识的调色板分别显示所得到的纽扣电极数据，形成纽扣电极视电导率图像 将纽扣电极视电导率图像与刻度后的电阻率数值变化相结合能够获得最大分辨率为 0.254 cm 的毫米级分辨率成像测井响应特征，进而建立风城组页岩层段纹层状、薄层状、厚 层 状 三 类 沉 积 组 构 的 测 井 表 征 方 法(图 10)从图中可见视电导率曲线以及刻度后的电阻率数据随着沉积组构中矿物条带以及纹层组合的504地球物理学进展www progeophys cn2023，38(1)纵向变化而形成相应的“锯齿状”曲线突变 随着白云石、方解石等碳酸盐岩矿物的升高，视电导率下降，刻度后的电阻率数据升高，而长石-石英质矿物以及黏土矿物的含量变动则会呈现出相反的规律在纹层状沉积组构中，由于其长石-石英质、云质纹层组合纵向上变化频繁，因此视电导率曲线以及刻度后的电阻率数据分别形成与纹层结构变化相互对应毫米级别的“锯齿状”变化;而薄层状沉积组构由于所形成的碳酸盐岩矿物以及长石-石英质矿物宽度较大，图像上显示的“锯齿状”变化较低，且变化幅度相较于纹层状沉积组构呈现出明显降低的趋势;厚层状沉积组构发育的矿物条带宽度主要为厘米-分米级别的纵向变化特征，同时由于其变化速率较慢，常在内部呈现出“箱状”特征，与其他两类沉积组构所形成的“锯齿状”变化形成明显对比通过对成像测井纽扣电极视电导率图像以及刻度后的电阻率数据进行划分，能够实现风城组页岩层段中沉积组构的单井纵向连续识别，进而明确风城组页岩层段沉积组构的发育规律(图 11)目前通过对 MY1 井页岩储层沉积组构进行识别与划分，明确按照沉积组构可以将单井纵向划分为 899 个层，平均约每米划分 3 个小层 同时将三类沉积组构按照所划分的小层厚度进行统计发现，薄层状沉积组构与厚层状沉积组构厚度分布相当，均略少于纹层状沉积组构，这与风城组碱湖沉积过程中蒸发作用强烈且周缘陆源碎屑物质供给充足从而导致风城组页岩储层中云质、长石-石英质纹层以及条带频繁变化的规律相吻合3 3页岩层段“矿物成分+沉积组构”岩相测井识别方法在上文矿物成分以及沉积组构连续识别的基础上，可以对页岩层段内相应的岩相进行划分，结合MY1 井现场试油试采资料，进而完探究矿物成分、沉积组构以及“矿物成分+沉积组构”岩相分别与产能之间的关系 从图 12 中可见 4600 m 处试油试采效果较好，且产油稳定，平均可达到 5.5 m3/d，而通过测井识别可以见到该段储层主要发育薄层状以及厚层状长石-石英质泥页