成像測井在火成巖巖相識別中的應用

【摘要】本文以勝利油田新疆探區準噶爾盆地火成巖測井識
別與評價為例，在巖心分析基礎上，以成像測井資料等測井方法
為手段，在地層巖性識別的基礎上，形成了完善的火成巖巖相識
別評價思路和方法。
【關鍵詞】火成巖；成像測井；巖性識別；巖相識別
引言
準噶爾盆地石炭系地層廣泛發育，巖性以火成巖為主，勝利
探區近年在準西北緣車排子地區石炭系火成巖見到了良好的油氣
顯示，展示了準噶爾盆地石炭系良好的勘探前景。該區火成巖儲
層具有層內巖石結構復雜、巖性分布變化大、規律性差，儲層類
型多變、非均質性強等特點，而不同的火成巖巖性、巖相對儲層
有重要的影響作用。成像測井技術的應用提高了巖性巖相評價水
平。本文結合本區特點，建立成像測井信息與火成巖巖性巖相的
對應關系，充分利用該地區資料，總結出適合區域特點的、可操
作性強的火成巖巖性、巖相測井評價方法，指導火成巖油氣藏的
勘探開發，為火成巖油氣藏解釋評價提供依據。
1 建立巖性識別模型
火成巖巖性識別是火成巖評價最為重要的基礎工作，測井火
成巖評價也是如此。巖性識別和劃分結果可直接應用于指導巖相
的劃分及物性、含油性的評價。火成巖巖性復雜多樣，據國際地
聯火成巖命名委員會統計，已命名的就有 1000 多種。測井學的特
點是用其他的物理量間接的反映火成巖的化學成分及結構、構造
特征，針對火成巖巖石學的特點和巖石物理學的特點，以火成巖
巖性的地質分類為基礎，針對測井響應的特點及其對礦物成分、
結構與構造的分辨能力，對精細地質分類進行必要的歸類，形成
滿足地質需求、可操作性強、便于推廣應用的測井分類方法。微
電阻率掃描成像測井通過井周地層電阻率的變化，能夠以圖像的
形式直觀的描述火成巖的結構、構造特征。為了應用成像測井資
料有效的觀察火成巖的結構和構造，需要在巖心刻度下，建立成
像測井結構、構造識別圖版。火山熔巖是熔漿溢流至地表“冷凝
固結”而成的巖石，具有火山熔巖結構。這類巖石多為半晶質，
礦物顆粒細，常具有斑狀結構。火山熔巖類基質中分布的火山碎
屑（<10%）。火山熔巖具熔巖結構，即巖石宏觀上不具類度特征。
因而火山熔巖類的火成巖在成像測井上整體由特高阻、高阻亮色
或低阻暗色組成，多具流面和塊狀構造。當組成巖石的礦物顆粒
成分或巖屑、晶屑較大時，會在圖像上產生斑點效應。火山碎屑
巖是火山作用形成的各種火山碎屑堆積物經過“壓實固結”而成
的巖石。火山碎屑物噴出并降落堆積后，一般未井搬運或只經短
距離搬運，然后在上覆重荷作用下經過壓實、排水、脫氣、體積
和孔隙度減小、密度增加等一系列成巖作用，最終象沉積巖一樣，
粗碎屑被相對較細的填隙物質膠結，導致整個巖石固結而形成巖
石。成像測井圖像上通常可識別出火山碎屑，如火山角礫常呈高
阻亮色，其與普通沉積巖礫石相區別的特征是火山角礫通常不具
分選磨圓，常呈棱角狀。火山角礫巖在電成像測井圖像上通常響
應為斑狀模式，由于角礫呈高阻亮斑狀，通常響應為不規則組合
亮斑模式。
2 建立火成巖巖相劃分模式
2.1 火成巖巖相測井特征及識別圖版
火成巖巖相是指火山活動環境及在該環境下所形成的特定火
成巖巖石類型的綜合，是火山作用產物在空間上的分布格局、產
出方式以及這些產物呈現的外貌特征的反映。火成巖巖相類型控
制著儲層的發育和分布，決定著油藏的規模大小。如何利用測井
資料識別巖相是地質學家和地球物理學家感興趣的研究內容。成
像測井資料具有垂向連續分布，平面分布廣，較巖心獲取更加容
易等特點，建立識別圖版，正確劃分火成巖巖相，對于提高火成
巖油氣藏勘探開發水平具有重要的意義。（1）爆發相。爆發相形
成于火山作用的早期和后期，是分布較廣的火成巖相，其構造類
型繁多，也是與正常沉積巖易混淆的火成巖類。可分為 3 個亞相：
空落亞相、熱基浪亞相、熱碎屑流亞相。空落亞相其主要構成巖
性類型為含火山彈和浮巖塊的集塊巖、角礫巖晶屑凝灰巖，集塊
結構、角礫結構和凝灰巖結構，顆粒支撐，常見粒序層理。熔漿
巖在空氣中形成碎屑顆粒，顆粒之間形成粒間孔隙，具有與顆粒
不一樣的導電能力，巖石顆粒的形狀得以顯示。在電成像測井圖
像上可以清晰的顯示出顆粒大小等形狀，根據顆粒大小，其碎屑
結構特征可分為：集塊結構、角礫結構和凝灰結構。典型的結構
特征是具有火山碎屑結構的火山碎屑巖，不規則組合亮斑模式。（2）
溢流相。溢流相形成于火山噴發旋回的中期，是含晶出物和同生
角礫的熔漿在后續噴出物推動和自身重力共同作用下，在沿著地
表流動過程中，熔漿逐漸冷凝、固結而形成。溢流相在酸性、中
性、基性火成巖中均可見到，一般可分為下部亞相、中部亞相、
上部亞相。研究區多發育中部亞相。下部亞相代表巖性為各種細
晶熔巖及含同生角礫的熔巖，玻璃質結構、細晶結構、斑狀結構、
同生角礫結構，具塊狀或斷續的流紋構造。同時，巖石脆性強，
是各種火成巖亞相中構造裂縫最發育的。中部亞相代表巖性為塊
狀構造玄武巖、安山巖，細晶結構、斑狀結構，塊狀構造，流紋
構造，位于流動單元的中部，溢流相中部亞相是唯一的原生節理
縫、流紋理層縫隙和構造裂縫都發育的亞相。上部亞相代表巖性
為氣孔狀玄武巖、安山巖或者流紋巖，氣孔呈條帶狀分布，沿流
動方向定向和拉長，球粒結構、細晶結構，氣孔構造、杏仁構造、
石泡構造，位于流動單元的上部。溢流相上部亞相一般是儲層物
性最好的巖相帶之一。電成像測井圖像上顏色較為均勻，為熔巖
結構和塊狀構造，典型的構造特征中部亞相氣孔不發育。（3）火
山沉積相。火山沉積相是經常與火成巖共生的一種沉積巖相，可
出現在火山活動的各個時期，與其它火成巖相側相變或互層，分
布范圍、遠大于其它火成巖相。在火山噴發過程中、尤其在火山
活動的間歇期，于火成巖隆起之間的凹陷帶主要形成火山沉積相
組。其巖性主要含火山碎屑的沉積巖。碎屑成分主要為火成巖巖
屑和凝灰質碎屑以及晶屑、玻屑。為便于識別，分為沉火山角礫
亞相、沉凝灰亞相和凝灰質沉積亞相。成像測井為不規則條帶模
式。
2.2 火成巖巖相研究方法
火成巖相的研究是一項綜合研究任務，及包括火成巖巖石學
的基本內容，也包含各種火成巖的分布范圍、疊置關系、空間組
合、堆積環境等信息。因此，火成巖巖相的研究中，采用的方法
包括：巖心、薄片巖石學描述法；典型火成巖發育井巖相劃分及
解釋法；地震資料巖相識別及連井巖相剖面精細對比法；基于火
成巖及其相鄰沉積巖巖石學的沉積環境恢復法；地球化學環境判
定法。
火成巖巖相劃分的總的思路是：以巖性劃分結果為指導，綜
合各種地質信息，分析火成巖發育的時空關系、產出狀態及外貌
特征，以火成巖巖相識別圖板為基礎，由大到小逐級劃分火成巖
巖相。其流程如下：（1）火成巖與沉積巖大類識別；（2）開展火
成巖發育段火成巖成分的識別；（3）綜合結構、構造、巖性識別
圖板，進行火成巖巖石類型識別；（4）根據測井相識別標志，進
行火成巖巖相和亞相劃分。
3 結論
火成巖儲層的測井解釋評價是各種資料綜合的解釋過程，綜
合應用各種定性與定量評價方法技術，才能保證儲層解釋評價的
準確性。本文以準噶爾盆地石炭系火成巖儲層的巖心分析、巖性
識別為基礎，以電成像測井方法為手段，應用測井、地質等多種
資料進行綜合研究，探討了準噶爾盆地火成巖巖相識別方法，取
得了良好的應用效果。
參考文獻：
[1]中國石油勘探與生產分公司.《火成巖油氣藏測井評價技
術及應用》.石油工業出版社，2009.
作者簡介：鄒振邦，男，1980 年生，工程師，主要從事測井
技術服務。