塔河一区三叠系哈一段高伽马砂岩成因与测井识别.pdf

收稿日期 基金项目 国家自然科学基金面上项目()作者简介 窦世亮()男新疆昌吉人成都理工大学能源学院硕士研究生主要从事油气田开发地质研究:./.塔河一区三叠系哈一段高伽马砂岩成因与测井识别窦世亮谢润成先 伟蔡文力李思远(成都理工大学 能源学院四川 成都 中国石油化工股份有限公司西北油田分公司 勘探开发研究院新疆 乌鲁木齐)摘 要塔河一区三叠系是塔里木盆地的重要油气产层经过几十年的勘探开发大型构造圈闭基本钻探完毕产量在逐步下降急需寻找新的圈闭类型 以塔河一区三叠系哈拉哈塘组一段砂岩储层为研究对象根据岩心、录井、测井及薄片等资料分析总结高伽马砂岩的发育特征与成因 研究结果表明:目的层段砂岩高伽马异常主要是铀富集、碳质富集和泥质含量高造成使用交会图法、岩性概率因子识别法和支持向量机识别法对塔河一区高伽马砂岩进行识别明确高伽马砂岩主要发育于哈一段中上部关键词塔河一区哈拉哈塘组一段高伽马砂岩测井识别中图分类号 文献标识码 文章编号()塔河一区勘探开发已进入滚动勘探开发阶段基础地质研究工作比较深入构造及沉积面貌相对明朗地质条件不太复杂的富集油气藏已被探明并投入开发 塔河一区三叠系哈拉哈塘组一段发育河流相碎屑岩主要发育深灰色、灰黑色泥岩夹灰色细砂岩以及灰白色细中砂岩、砂砾岩夹泥岩塔河一区三叠系哈拉哈塘组一段发育有高伽马砂岩层 在中国的鄂尔多斯地区和海拉尔地区高伽马砂岩均已得到充分的研究而塔河地区的高伽马砂岩研究目前仍然有所欠缺需要进一步明确高伽马砂岩储层特征及成因 笔者着力于高伽马砂岩的成因分析和测井识别通过交会图法优选敏感测井曲线使用岩性概率因子识别法和支持向量机识别法对研究区地层高伽马砂岩进行识别 区域地质概况塔河一区位于塔里木盆地北部沙雅隆起阿克库勒凸起桑塔木构造(图)西接哈拉哈塘坳陷、东联草湖凹陷、南联满加尔凹陷、北邻库车凹陷 三叠系是塔河一区的主要含油层位自上而下分别是上统哈拉哈塘组、中统阿克库勒组及下统柯吐尔组根据岩性组合及油藏发育情况又可以分为上油组、中油组及下油组研究的重点层位是哈拉哈塘组一段 高伽马砂岩基本特征 岩性特征通过对塔河一区三叠系上统哈拉哈塘组一段的取心、薄片、录井资料进行梳理确定研究层位发育浅灰色细粒岩屑砂岩、灰色砂砾岩、灰色粉砂质泥岩与深灰色泥岩(图()()通过对实验测试资料观察可以看到不同井微观岩石特征 塔河一区 井 薄片为不等粒岩屑长石砂岩颗粒结构以次元状次棱角状为主分选较差 碎屑结构以颗粒支撑为主颗粒间多呈点线接触 单偏光下可见部分粒间孔发育正交光下可见石英加大特征(图()()井 薄片为细粒岩屑长石砂岩颗粒结构以次元状次棱角状为主分选中等 部分粒间孔充填黏土矿物可见石英加大特征存在部分粒间孔未被充填 年 月山东石油化工学院学报.第 卷 第 期 .图 塔河一区构造单元及位置图 塔河一区哈拉哈塘组一段岩心特征照片 高伽马砂岩测井特征对研究区三叠系哈拉哈塘组一段的泥岩和砂岩进行统计泥岩的伽马值为 、砂岩的伽马值为 重合范围较大 值高于 即可能导致岩性识别错误因此 大于 的砂岩是研究的重点对象(表)研究区地层含高铀、高钍、高钾均对研究区高伽马砂岩造成影响表 研究区常规砂岩、高伽马砂岩、泥岩的自然伽马、铀、钍、钾对比岩性自然伽马/铀/钍/钾/泥岩 高伽马砂岩 常规砂岩 井 灰色、深灰色泥岩伽马值为 铀含量为()窦世亮等:塔河一区三叠系哈一段高伽马砂岩成因与测井识别钍含量为()钾含量为 (图()井 灰色高伽马砂岩伽马值为 铀含量为()钍含量为()钾含量为 (图()井 浅灰色砂岩伽马值为 铀含量为()钍含量为()钾含量为 (图()高伽马砂岩样本(图()与泥岩样本(图()比较钍含量略低铀、钾含量高与常规砂岩样本(图()比较 的高伽马砂岩铀含量较高 的高伽马砂岩钍含量较高图 井泥岩、高伽马砂岩、常规砂岩自然能谱曲线 高伽马砂岩物性特征根据研究区哈一段孔隙度频率分布(图)来看:常规砂岩孔隙度最大值为 最小值为 平均值为 高伽马砂岩孔隙度最大值为 最小值为 平 均 值 为 泥 岩 孔 隙 度 最 大 值 为 最小值为 平均值为 整体来看常规砂岩及高伽马砂岩储集能力较好泥岩储集能力较差根据塔河一区三叠系哈拉哈塘组一段渗透率频率分布(图):常规砂岩渗透率最大值为 最小值为 平均值为 整体具有较好的渗透能力高伽马砂岩渗透率最大值为 最小值为 平均值为 整体具有较好的渗透能力泥岩渗透率最大值为 最小值为 平均值为 渗透能力最差高伽马砂岩孔隙度主要集中在 区间占比为 其次则集中在 区间占比为 储集性能好 高伽马砂岩渗透率为()区间占比最多达 渗透能力好第 卷 山东石油化工学院学报 年 第 期图 研究区孔隙度频率分布图 研究区渗透率频率分布 高伽马砂岩成因通过塔河一区哈拉哈塘组一段的取心、录井、测井资料对高伽马砂岩成因展开探讨 铀富集导致砂岩高伽马异常由于有机质富集会吸附铀聚集因此含油砂岩会形成高伽马异常 结合录井资料 井 井段含油、井 井段含气测井曲线特征显示伽 马 值 为 铀含量为()钍含为()钾含量为 含油段砂岩与常规砂岩段的自然能谱测井比较铀含量明显升高钍、钾含量基本相同含气段砂岩与常规砂岩段的自然能谱测井比较铀含量略高于常规砂岩钍、钾含量明显高于常规砂岩碳质富集导致高伽马异常 井 井段岩心观察可见明显的碳质纹层测井曲线特征显示伽马值为 铀含量为()钍含量为()钾含量为 钍、钾含量高于常规砂岩铀含量基本与常规砂岩一致泥质含量高导致高伽马异常 井 井段岩性为浅灰色泥质粉砂岩测井曲线特征显示伽马值为 铀含量为()钍含量为()钾含量为 铀、钾含量高于常规砂岩钍含量基本与常规砂岩一致 高伽马砂岩测井识别高伽马砂岩测井识别重点在于区分高伽马砂岩与常规砂岩及泥岩在测井曲线上的差别 共选取研究层段岩性样本 个其中常规砂岩样本 个高伽马砂岩样本 个泥岩样本 个在此基础上开展岩性识别 交会图识别法交会图法是一种测井资料的解释技术 通过选取 种对岩性特征敏感的测井曲线对 种曲线进行交会并确定不同岩性的响应范围进而对岩性进行区分针对塔河一区三叠系哈拉哈塘组一段的测井交会图岩性识别法具体步骤为:优选出塔河一区三叠系对岩性影响较大的测井参数如自然伽马()、自然电位()、声波时差()、中子()等选取 种或 种以上的测井参数在坐标系中进行交会根据已有的岩心资料对坐标系中已知岩性样本进行圈定表示不同岩性的区域制成图版可同时与多个交会图结合选用预测单井岩性并进行效果显著性检验(图)图 自然伽马与自然电位交会图 自然电位与声波时差交会窦世亮等:塔河一区三叠系哈一段高伽马砂岩成因与测井识别图 自然电位和补偿中子交会图 补偿中子与声波时差交会根据图 交会图版分析可半定量地划分出塔河一区三叠系哈拉哈塘组一段岩性测井分类标准(表)表 塔河一区三叠系哈拉哈塘组一段岩性测井识别标准类型自然伽马/自然电位/补偿中子/声波时差/()常规砂岩高伽马砂岩泥岩 岩性概率因子识别法经多元判别分析采用逐步选择的方法最终引入岩性判别函数方程的测井参数为:自然伽马、自然电位、深感应电阻率、声波时差、密度测井、中子密度测井 个参数 判别结果显示 个样本回判正确初始数据回判率为 建立的判别函数可将样本准确分类(图)图 岩性分类典则判别函数分区为了降低井下岩性的误判率需要对不同岩性判别结果进行显著性概率检验 针对塔河一区三叠系哈拉哈塘组一段的岩性变化建立检验性概率公式便于进一步在纵向剖面中判识岩性 这里提出 种岩性的检验因子建立岩性识别函数方程 ()()()()()()()()()()()().式中 为自然伽马测井值为自然电位测井值 为声波时差测井值 为补偿密度测井值/为深感应测井值为补偿中子测井值无量纲为常规砂岩分类函数为高伽马砂岩分类函数、为泥岩分类函数为常规砂岩概率因子为高伽马砂岩概率因子为泥岩概率因子 支持向量机识别法支持向量机以统计学习理论为基础基于结构风险最小化原理建立数据模型与传统机器学习方第 卷 山东石油化工学院学报 年 第 期法相比该方法具有结构简单、适应性好、全局最优、训练速度快和泛化能力强等诸多优势支持向量机法使用的样本与岩性概率因子法使用的样本一致通过支持向量机法建立新的模型 识别效果综合评价使用 井 井段进行模型可行验证与取心剖面对比共提取出 个数据点其中高伽马砂岩样本 个、泥岩样本 个 分别以岩性概率因子法和支持向量机法进行高伽马砂岩识别识别完成后提取模型解释结果进行绘图可得到高伽马砂岩识别剖面图(图)对比岩性概率因子法和支持向量机法识别结果岩性概率因子法和支持向量机法对于区分高伽马砂岩和泥岩均能起到较好的识别作用两种方法均与取心剖面吻合度较高(表)图 井高伽马砂岩识别剖面窦世亮等:塔河一区三叠系哈一段高伽马砂岩成因与测井识别表 岩性概率因子法与支持向量机法识别效果对比识别方法取心剖面高伽马砂岩吻合率/取心剖面泥岩吻合率/总吻合率/岩性概率因子法 支持向量机法 结 论()塔河一区哈拉哈塘组一段地层发育浅灰色细粒岩屑砂岩、灰色砂砾岩、灰色粉砂质泥岩与深灰色泥岩重点研究高伽马砂岩进一步将岩性归类为常规砂岩、高伽马砂岩和泥岩在塔河地区哈一段中上部发育高伽马砂岩()高伽马砂岩在能谱测井方面具有高铀、高钍的特征在物性方面具有较好的储集能力孔渗关系好 在宏观上塔河一区哈拉哈塘组一段高伽马砂岩主要由于铀富集、碳质富集及泥质含量高造成()针对高伽马砂岩测井识别使用岩性概率因子法和支持向量机法综合对比后岩性概率因子法对于岩性识别有着较好的效果对高伽马砂岩、泥岩的区分效果一般与岩心资料的整体吻合率为 支持向量机法对高伽马砂岩、泥岩的区分效果更好与岩心资料的整体吻合率为 整体考虑向量机法略优于岩性概率因子法参考文献 董周丹.塔河一区三叠系下油组砂体构型特征研究.煤炭技术():.付国民赵俊欣杨磊等.塔河油田 区三叠系中上统高分辨率层序地层及沉积演化.兰州大学学报(自然科学版)():.梁小龙.塔河油田二区东三叠系哈拉哈塘组岩性圈闭识别与评价.成都:成都理工大学.邹元荣金晓辉闫相宾.塔河油田三叠系层序地层与沉积相研究.西安石油大学学报(自然科学版)():.于振锋程日辉赵小青等.海拉尔盆地乌南凹陷南一段高伽马砂岩成因与识别.中国石油大学学报(自然科学版)():.游富粮柳广弟孙明亮等.鄂尔多斯盆地三叠系延长组 段高伽马砂岩测井识别及其展布特征.石油实验地质():.郑庆华刘行军张小龙等.再论鄂尔多斯盆地延长组长 砂层组与烃源岩相关的高伽马砂岩.现代地质():.刘行军杨双定南力亚等.陕北地区延长组长 段高伽马砂岩储层参数确定方法.中国石油勘探():.张长建吕艳萍文欢等.塔河油田西部斜坡区加里东运动中期幕水文地貌特征及其对洞穴发育的控制.新疆石油地质():.王珂戴俊生贾开富等.塔河油田 区三叠系储层流动单元研究.岩性油气藏():.解珺胡望水陈叔阳等.塔河一区下油组辫状河三角洲储层构型分析.油气地质与采收率():.李政宏刘永福张立强等.数据挖掘方法在测井岩性识别中的应用.断块油气田():.刘方园王水花张煜东.支持向量机模型与应用综述.计算机系统应用():.周志华.机器学习.北京:清华大学出版社:.王霞董永权于巧等.结构化支持向量机研究综述.计算机工程与应用():.王乃芯.多分类支持向量机的研究.上海:华东师范大学.张贤毅.塔河一区三叠系下油组油藏水平井产水特征分析.成都:成都理工大学.责任编辑 温丽萍第 卷 山东石油化工学院学报 年 第 期