留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

高分辨率FMI成像测井在珠江口盆地番禺B洼勘探中的应用及其指示意义

李瑞彪 陈兆明 石宁 柳保军 刘浩 徐徽

李瑞彪, 陈兆明, 石宁, 柳保军, 刘浩, 徐徽. 高分辨率FMI成像测井在珠江口盆地番禺B洼勘探中的应用及其指示意义[J]. 海洋地质前沿, 2020, 36(5): 64-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.148
引用本文: 李瑞彪, 陈兆明, 石宁, 柳保军, 刘浩, 徐徽. 高分辨率FMI成像测井在珠江口盆地番禺B洼勘探中的应用及其指示意义[J]. 海洋地质前沿, 2020, 36(5): 64-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.148
LI Ruibiao, CHEN Zhaoming, SHI Ning, LIU Baojun, LIU Hao, XU Hui. APPLICATIONS OF HIGH-RESOLUTION FORMATION MICROSCANNER IMAGE LOGS(FMI)TO HYDROCARBON EXPLORATION IN PANYU B SUB-SAG, PEARL RIVER MOUTH BASIN AND ITS IMPLICATIONS[J]. Marine Geology Frontiers, 2020, 36(5): 64-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.148
Citation: LI Ruibiao, CHEN Zhaoming, SHI Ning, LIU Baojun, LIU Hao, XU Hui. APPLICATIONS OF HIGH-RESOLUTION FORMATION MICROSCANNER IMAGE LOGS(FMI)TO HYDROCARBON EXPLORATION IN PANYU B SUB-SAG, PEARL RIVER MOUTH BASIN AND ITS IMPLICATIONS[J]. Marine Geology Frontiers, 2020, 36(5): 64-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.148

高分辨率FMI成像测井在珠江口盆地番禺B洼勘探中的应用及其指示意义

doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.148
基金项目: 

国家重大科技专项项目“珠江口盆地陆缘深水区油气地质及勘探关键技术” 2016ZX05026-003

详细信息
    作者简介:

    李瑞彪(1987—),男,硕士,工程师,主要从事石油地质勘探方面的研究工作.E-mail:lirb8@cnooc.com.cn

  • 中图分类号: P618.13

APPLICATIONS OF HIGH-RESOLUTION FORMATION MICROSCANNER IMAGE LOGS(FMI)TO HYDROCARBON EXPLORATION IN PANYU B SUB-SAG, PEARL RIVER MOUTH BASIN AND ITS IMPLICATIONS

图(7)
计量
  • 文章访问数:  99
  • HTML全文浏览量:  25
  • PDF下载量:  5
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-06-26
  • 刊出日期:  2020-05-28

高分辨率FMI成像测井在珠江口盆地番禺B洼勘探中的应用及其指示意义

doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.148
    基金项目:

    国家重大科技专项项目“珠江口盆地陆缘深水区油气地质及勘探关键技术” 2016ZX05026-003

    作者简介:

    李瑞彪(1987—),男,硕士,工程师,主要从事石油地质勘探方面的研究工作.E-mail:lirb8@cnooc.com.cn

  • 中图分类号: P618.13

摘要: 由于番禺B洼钻井数量较少,加之已钻井揭示古近系含砂率高,且受限于三维地震资料尺度和分辨率,导致对深层古近系诸如沉积相、井旁构造及物源等等各种地质问题缺乏深入了解。鉴于FMI成像测井技术在解决诸多地质问题中的优异表现,在研究区进行了应用, 得到了4项研究成果:准确识别出了恩平组、珠海组和珠江组的岩石类型、沉积构造类型和沉积环境;在古近系地层中识别出了大量的微断层、高阻缝和高导缝; 获得了交错层理倾向的统计数据;得到井旁现今最大水平主应力方向。此外,还获得了2点启示:推测FMI图像上解释出的微断层和微裂缝促进了油气在深层的垂向输导,非常合理地解释了成藏事实;该井古近系储层在埋深较大的情况下也能有较好的物性。简而言之,由于此次FMI成像测井在番禺B洼的成功应用,取得了丰富的成果和有益的启示,这些有价值的资料将大大降低今后勘探的地质风险,极大推动了该区古近系的勘探进程。

English Abstract

李瑞彪, 陈兆明, 石宁, 柳保军, 刘浩, 徐徽. 高分辨率FMI成像测井在珠江口盆地番禺B洼勘探中的应用及其指示意义[J]. 海洋地质前沿, 2020, 36(5): 64-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.148
引用本文: 李瑞彪, 陈兆明, 石宁, 柳保军, 刘浩, 徐徽. 高分辨率FMI成像测井在珠江口盆地番禺B洼勘探中的应用及其指示意义[J]. 海洋地质前沿, 2020, 36(5): 64-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.148
LI Ruibiao, CHEN Zhaoming, SHI Ning, LIU Baojun, LIU Hao, XU Hui. APPLICATIONS OF HIGH-RESOLUTION FORMATION MICROSCANNER IMAGE LOGS(FMI)TO HYDROCARBON EXPLORATION IN PANYU B SUB-SAG, PEARL RIVER MOUTH BASIN AND ITS IMPLICATIONS[J]. Marine Geology Frontiers, 2020, 36(5): 64-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.148
Citation: LI Ruibiao, CHEN Zhaoming, SHI Ning, LIU Baojun, LIU Hao, XU Hui. APPLICATIONS OF HIGH-RESOLUTION FORMATION MICROSCANNER IMAGE LOGS(FMI)TO HYDROCARBON EXPLORATION IN PANYU B SUB-SAG, PEARL RIVER MOUTH BASIN AND ITS IMPLICATIONS[J]. Marine Geology Frontiers, 2020, 36(5): 64-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2019.148
    • 珠江口盆地之中发育众多古近系残洼,多年的勘探证明这些残洼具有一定的烃源潜力,该地区水深较浅,整体位于古珠江三角洲的三角洲前缘及前三角洲相带,储盖条件优越,且新近系珠江组发育较多大规模的构造圈闭,具有较高的勘探潜力。其中番禺B洼是这些残洼中较大的残洼之一,研究及勘探实践表明该洼陷发育较厚的文昌组中深湖相沉积,周边钻井揭示了大量的油气显示,证明该洼陷具有较大的烃源潜力。

      在新一轮的区域地质及成藏机理研究的基础上,认为番禺B洼具有较好的勘探潜力。具体依据如下:第一,番禺B洼周边已钻井油气显示非常丰富,原油显示级别非常高,而且显示井段均超千米,且在恩平组底部解释出含油水层,充分证明番禺B洼具有生烃能力。其次,2016年针对番禺B洼地区采集了数百平方公里的三维地震,与周边三维连片,实现番禺B洼三维地震全面覆盖,对研究洼陷结构、分析烃源潜力及落实圈闭构造奠定了重要的资料基础,以番禺B洼新三维资料为基础,勘探室展开新一轮的洼陷评价及有利目标优选工作,并且获得多项创新认识和成果:①新三维Tg加深,资源潜力增大;②明确番禺B洼与白云凹陷为同期拆离体系,具有发育早文昌地层的条件;③精细落实构造圈闭,潜在资源量近2亿m3;④重新落实番禺B洼总资源量超2亿t。

      虽然新三维地震资料有助于加深对番禺B洼的研究,也解决了一定的问题,但是番禺B洼仍有许多宏观和微观的问题亟待解决:①番禺B洼周围为数不多的已钻井揭示出古近系砂体厚度大、层数多、含砂率极高,故提取的振幅属性受到多层砂体干涉的影响,很难在平面上反映和显示出明显的沉积现象,使得对该区沉积相的识别变得相当困难;②三维地震虽然分辨率较高,但是在纵向上也很难识别出明显的沉积构造特征,如三维地震剖面上无法识别出可以确定古水流方向的交错层理,而如果对交错层理产状进行统计,则可获得古水流方向,继而得到物源方向,而物源方向一直是该地区有争论和亟需解决的问题;③由于尺度和分辨率的原因,三维地震剖面上无法对井旁构造进行分析,对于地层产状无法确定,也无法识别裂缝级的断层及微裂缝。此外,还有一系列其他重要问题没有解决,其中尤为重要的问题是该区勘探层系是否可以加深,由于担心埋深大的情况下深部储层物性变差,故番禺B洼的勘探一直以来都将中浅层珠江组下段视为主要目的层,且绝大部分的油气发现也都集中于珠江组下段,如果能以某种技术手段表明深部储层物性有变好的可能,则可以向深层加深勘探,那么这将打破研究区的勘探困境、盘活番禺B洼的勘探。成像测井技术的出现为解决上述问题带来希望和转机,成像测井资料所包含的地质信息极其丰富,其能够将圈闭的各种信息非常直观地展示出来,在构造解释、沉积分析、裂缝性储层评价、现今地应力分析等等多个方面有着良好的应用效果[1-2]

      随着测井技术的日臻成熟和鉴于成像测井技术的诸多优点,且为了解决番禺B洼实际问题、丰富第一手研究资料,因此,在番禺B洼最有利的目标中进行FMI(地层微电阻率扫描成像,Formation MicroScanner Image)成像测井作业,以期本次研究能够为番禺B洼的勘探困境带来转机、曙光和希望。结合常规测井、录井及壁心资料,对番禺A构造的地层、岩性、沉积相、井旁构造、古水流及现今井旁地应力进行了较为全面的分析,取得了宝贵的研究资料、解决了勘探过程中遇到的难题、降低了今后勘探的地质风险、大力推动了该地区的勘探进程。

    • 成像测井属于高端测井技术,源于美国,于2000年前后陆续引进我国,包括3类:电成像、核磁共振成像和声波成像[3-4],而在所有测井资料中电成像测井资料分辨率最高,其分辨率约为5 mm,露头和岩心尺度的绝大部分沉积构造特征电成像测井几乎都可以胜任,且其纵向上的连续性及较低的成本是其绝佳的优势[3, 5]

      成像测井的原理是在井壁上阵列排列传感器,利用传感器纵向和径向扫描井眼得到地层信息,将采集信息传至地面后进行技术处理得到井壁的二维或者三维图像[3, 6],在成像测井图上不同的地质意义以图像的几何形态、连续性和颜色等来代表,鉴于其突出优势,如成像直观、地质信息量大和分辨率高等,而得到了非常广泛的应用[7]。FMI所用设备为微电阻率成像测井仪,该仪器共有8个极板、每个极板上有24个直径0.2 in的微电极,具体原理如下:进行井壁扫描时需要先将微电阻率测井仪的极板贴靠于井壁四周,微电极间距按照0.1 in来布置,之后,由位于地面的仪器车向布置于井壁之上的192个微电极发送电流,之后井壁的微电阻率变化被不同的电极所记录;全井段细微的电阻率变化通过沿井壁每0.1 in采样一次而获得,之后将这些采集的数据经过一系列的处理和校正后变成电阻率图像,电阻率的数值刻度以渐变的色板和颜色深度表示,电阻率的由低到高一般用黑-棕-黄-白的色板表示,因此,井壁之上的岩性和物性的变化通过电阻率图像色彩的细微变化表示出来。

      FMI有“电取心”的美名,截至目前,该地球物理手段的分辨率是与岩心最接近的,在可以用岩心进行研究的所有领域,FMI几乎都可以得到应用[8],且其作业时间短、成本低、分辨率高、信息量大以及大段连续,这些优点使其在油气勘探开发中备受青睐[9]

    • 珠江口盆地新区番禺B洼A1井进行了900 m井段的FMI成像测井解释,包括珠江组下部、珠海组和恩平组的全部以及基底花岗岩顶部,是白云凹陷成像测井井段最长的探井。该井也进行了井壁取心作业,通过将井壁取心资料刻度到FMI图像上,即将井壁取心成果归位,提取对应电测响应特征,利用岩心刻度GR、密度曲线,通过数理统计方法,得到岩性剖面,再利用电成像测井资料和录井资料进行岩性剖面调整,获得准确岩性剖面。总体来看,该井前古近系基底岩性主要为酸性和中性火成岩;古近系恩平组岩性主要为厚层中砂岩、粗砂岩和细砂岩夹薄层泥岩,见炭质泥岩发育;古近系珠海组下段岩性主要为细砂岩、泥质细砂岩、中砂岩与泥岩、粉砂质泥岩互层沉积,珠海组上段岩性主要为中厚层细砂岩、泥质细砂岩和粉砂岩夹薄层泥岩和粉砂质泥岩;新近系珠江组底部岩性主要为中厚层泥岩,顶部岩性主要细砂岩(图 1)。

      图  1  番禺B洼A1井FMI所识别出的岩性

      Figure 1.  The rock types identified from the FMI images of Well A1 in Panyu B Sub-Sag

      本井沉积构造丰富,可见泥岩、粉砂质泥岩中主要发育水平层理、层状构造、块状构造和破碎构造,部分层段夹钙质结核,炭质泥岩主要发育块状构造;砂岩中主要发育块状构造和交错层理,见叠合层理和变形层理发育,且变形层理主要发育在恩平组(图 2)。

      图  2  番禺B洼A1井FMI沉积相鉴别标志

      Figure 2.  The sedimentary facies characters identified from FMI images of Well A1 in Panyu B Sub-Sag

      恩平组、珠海组和珠江组主要发育三角洲前缘和三角洲平原沉积相带,可进一步划分为分支河道、水下分流河道、河口坝、支流间湾、滑塌砂、滑塌泥、前三角洲泥等微相(图 3)。

      图  3  番禺B洼A1井FMI解释井段沉积相分析

      Figure 3.  The sedimentary facies analysis based on FMI images of Well A1 in Panyu B Sub-Sag

    • 成像测井资料有助于井旁构造分析,可以确定地层产状、进行井间地层对比、校正地震资料得到的构造剖面、识别地震剖面上无法显示的裂缝级断层[2]。根据对泥岩地层的产状进行统计即可开展井旁构造分析,该分析主要是基于泥岩地层的倾角矢量模式而进行的[7]。泥岩多数情况下形成于水流平稳的低能环境,在该低能环境下沉积的是与原始泥岩层面平行的水平状沉积物。故而,地层构造产状的变化能够通过基于泥岩井段而进行的井旁构造分析来较真实地反映出来。

      基于对FMI资料的解释表明,该井总体地层产状较为稳定,倾向为NW和SW两个方向,倾角介于1°~22°,倾角主频为5.5°,其中,恩平组倾向整体为SW向,地层倾角变化较大,倾角主要介于3°~23°,倾角主频为7°;珠海组下倾向整体为NNW向,倾角介于2°~12°,倾角主频为5°;珠海组上倾向范围比较大,整体上为SW和NW两个方向,倾角介于0~10°,倾角主频为5°;珠江组倾向范围较大,从SW向到NW向都有,倾角介于0~8°,倾角主频为3°(图 4)。

      图  4  番禺B洼A1井FMI解释井段井旁构造分析

      Figure 4.  The near-borehole structures recognized from FMI images of Well A1 in Panyu B Sub-Sag

      为方便理解,先来解释2个术语的定义——高阻缝和高导缝:高阻缝是指被石膏、方解石等高电阻率矿物充填的岩石裂缝,其在成像测井图中表现为高电阻呈亮色图像;高导缝是指在成像测井图中表现为低电阻(即高导)的岩石裂缝,其是在钻井过程中由于压力低于井筒内钻井液压力,而被容易流动的低电阻率钻井液侵入,其在成像测井图上呈深色图像。根据地层倾角模式分析,解释出了在地震剖面上无法识别的41条倾角整体较高的微断层、220条高阻缝和11条高导缝。值得注意的是,这些微断层、高阻缝和高导缝绝大部分都集中在恩平组,且恩平组发育大量的变形构造,表明在恩平组时期地层受到过强烈的构造运动,这与控洼断层活动性分析结论是完全一致的。另外,这些微断层和裂缝的倾向都为近SN向、走向近EW向,走向与区域控洼大断裂走向一致,推测其形成受区域控洼大断裂的影响,可能是控洼大断裂形成过程中的伴生产物(图 5)。

      图  5  番禺B洼A1井FMI解释井段井旁断层及裂缝分析

      Figure 5.  The analysis of near-borehole faults and microfractures based on FMI images of Well A1 in Panyu B Sub-Sag

      番禺B洼A1井FMI图像上解释出的微断层和裂缝的分布段与A1井的录井显示段、井壁心显示段、测井解释气层段以及成藏层段非常吻合,推测这些微断层和裂缝促进了油气在深层的垂向输导,而中浅层微断层和裂缝几乎不发育,可能不利于油气向中浅层输导而导致无显示、未成藏,非常合理地解释了深层成藏而中浅层未成藏的事实。

    • 如果在露头上发育砂岩交错层理,则可根据层理倾向大致判别古水流方向,但会受到构造倾角影响;岩心虽可测量交错层理的角度,但不能判断交错层理的方向,而FMI图像可快速准确地判断古水流方向。成像测井判断古水流方向有2种方法:一是砂体内部水流层理蓝模式代表沉积前积方向,指示古水流方向;二是在交错层理发育的砂岩地层中,交错层理的下切方向可以指示该层理沉积时期的古水流向,是通过倾向统计来进行判断的。

      基于成像测井解释可以获得2种地层倾角,即构造倾角和沉积倾角,通常将所拾取的泥岩地层的倾角视为构造倾角,之后将所拾取的砂岩地层倾角减去构造倾角即可得到砂岩地层的古沉积倾角[2]。用消除了构造倾角后的砂岩地层倾向来判断古水流方向更加准确和合理,不过,如果构造倾角 < 5°则一般不需要构造倾角的消除[2]

      交错层理在番禺B洼A1井中整体较为发育,故古水流方向可根据交错层理的产状来判断,由于本井地层倾角较小,一般 < 5°,不需进行构造倾角消除便能进行砂体展布分析,所以古水流和砂体展布方向可直接由交错层理的倾向代表。经过统计分析,恩平组交错层理倾向整体为SE和SW 2个方向,珠海组下交错层理倾向整体为NW、SW和SE 3个方向,珠海组上交错层理倾向整体为NW和SW 2个方向,珠江组交错层理倾向为NW和NNE 2个方向(图 6)。值得注意的是恩平组交错层理倾向变化频繁,这与恩平组砂岩特别丰富、交错层理发育且水道变迁密集有很大关系,但是整体上受控于2个大的物源方向,只是在局部可能会发生一些改变。

      图  6  番禺B洼A1井FMI解释井段砂体展布分析

      Figure 6.  The distribution of sand body based on FMI images of Well A1 in Panyu B Sub-Sag

    • 诱导缝或井壁崩落现象可能在井筒钻进历程中出现于井壁之上,这是因为井筒中钻井液的液压与井孔附近的应力场两者之间未能达到均衡而导致的[10-11],这就说明水平应力场与井壁崩落和诱导裂缝的形成有着密不可分的关系,且具有如下对应关系:井壁崩落方向和诱导缝走向分别与现今最小和最大水平主应力方向平行[2, 12]。基于FMI图像对形成于井眼钻进过程中的井壁崩落和诱导缝信息进行统计,即可在玫瑰花图之上显示出水平主应力方向,这无疑为地应力的研究提供了极有价值的支撑材料[13-14]

      白云凹陷A1井井壁崩落方向为NE—SW,而竖直诱导缝和羽状诱导缝的展布方向都为NW-SE向,故可知本井现今最小水平主应力方向为NE—SW,现今最大水平主应力方向为NW—SE(图 7)。

      图  7  番禺B洼A1井现今地应力分析

      Figure 7.  The present in-situ stress analysis based on FMI images of Well A1 in Panyu B Sub-Sag

      现今应力场可以影响地层的渗透性[15],且已有研究成果显示,如果裂缝走向平行于最大水平主应力方向,这对裂缝发育和提高流体的流动能力是有利的[16]。番禺B洼A1井现今最大水平主应力方向为NW—SE,与FMI所解释出的井旁微断层和高阻缝的EW走向近同向,因此,深层储层在微裂缝发育段可以得到向好的改造,致使在埋深较大的情况下该井古近系储层也有可能具备相当好的物性,此结果增强了向该地区深层勘探的信心。

    • 此次研究为FMI成像测井在珠江口盆地新区番禺B洼的首次运用,结合常规测井、井壁心及录井资料对番禺A构造的地层、岩性、沉积相特征进行了准确识别;对井旁构造进行分析,确定了构造产状,并识别出地震剖面上无布方向;基于对井壁崩落和诱导裂缝的拾取和统计,得出现今最大水平主应力方向。此外,结合井旁构造与现今井旁地应力分析,推测微断层和裂缝促进了油气的垂向输导,较合理地解释了该构造深层成藏而中浅层未成藏的事实;同时发现,现今最大水平主应力方向与井旁微断层和裂缝走向近同向,致使在埋深较大的情况下该井古近系储层也有可能具备相当好的物性。

参考文献 (16)

目录

    /

    返回文章
    返回