测井解释4－砂泥岩解释1－砂泥岩解释模型

单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,泥质砂岩地层的评价,第四章,对高V,Sh,或S,g,及轻质油的地层进行结合评价时，必须考虑泥质和油气的影响，随着测井资料计算机处理解释技术的发展，现在比较完善的裸眼井测井数据处理方法及程序均采用比较全面地考虑了泥质和油气影响的解释模型。,1,第一节 泥质砂岩的解释模型,测井资料数据处理是在整个解释井段连续计算解释的，因而解释模型必须是通用的，不但适合纯岩石，也要适合泥质砂岩和泥岩，即采用通用的解释模型。,一、砂泥岩的通用解释模型,1、什么是泥质？,泥质由细粉砂、粘土、束缚水构成的。,2、V,sh,与V,clay,间的关系,常见的粘土矿物：蒙脱石、伊利石、绿泥石、高岭石，这些岩石间可以相互转化。,2,蒙脱石、高岭石,经成岩作用、后生作用,转化为,伊利石,经风化,假设：如果认为在顺序沉积的砂泥岩中，泥质砂岩与它对应的泥岩具有基本相同的泥质性质，即含的细粉砂和湿粘土的性质相同，就可以建立砂泥岩的解释模型。,（1）、砂泥岩的体积模型,骨架（ Vsd ）,泥质（Vsh）,孔隙（V,F,）,Vsd+ Vsh+ V,F,=1,3,（2）、假设泥质砂岩的泥质与它对应的泥岩有相同的泥质性质,泥质,细粉砂,粘土,水,V,sh,=V,SI,+ V,clay,SI：粉砂指数 说明泥质中的细粉砂相对含量，它不代表整个砂岩的细粉砂含量。,SI=V,SI,/V,sh,=1-V,clay,/V,sh,V,sh,=SI*V,sh,+V,clay,V,sh,=V,clay,/（1-SI）,4,由此式可知：粘土含量和泥质含量之间可以相互转化，故可以分别用,泥质性质和粘土性质,建立解释模型，为了简单，先用泥质建立解释模型，然后再转化，在使用时，,由于砂泥岩中的粘土性质较稳定而泥质性质变化较大,，砂泥岩常用粘土性质的解释模型（公式）。,二：,泥质砂岩地层剖面的中子-密度频率交会图分析,因中子和密度测井对,泥质,和,油气,影响反映较灵敏，而声波受,泥质的分布形式,及砂岩,压实程度,的影响较灵敏。因此中子密度测井交会法是常规测井解释及分析程序中采用的基本方法，而中子密度频率交会图是分析砂泥岩剖面的岩性、孔隙度和油气影响的有力工具，是建立中子-密度解释方法的基础。,5,P155 图4-1,1、砂泥岩地层中子-密度频率交会图的特征,（1）、特征区,A区：GR从上至下 ，反映了砂岩 泥质砂岩,泥岩的过度，代表的岩性V,Sh,不同的泥质砂岩。,B区：GR接近砂岩中的最大值，且GR有向右下方 的趋势。本区是由细粉砂和粘土矿物组成的，但是泥岩,粘土,含量不同。,F,N,F,D,A,B,C,典型的,F,D,、,F,N,频率交会,图，还考虑它的Z值图,6,C区：可能是井眼严重扩大、井壁极端不平造成的测井读数不可靠或者是褐煤、多孔碳酸盐岩等特殊岩性的资料点，此情况应另作分析。,（2）、特征点,砂岩骨架点,F,D,-,F,N,的原点为砂岩骨架点，当,F,D,、,F,N,都按砂岩刻度，则石英的,F,D,=,F,N,=0,水点W：交会图上,F,D,=,F,N,=100%=1的点,纯砂岩点：,F,e,最大、且在含水纯砂岩线上,干粘土点：是含水湿粘土点的骨架点，它只含结晶水，不含束缚水，其,r,b,=2.53.1g/cm,3,，而,F,N,=1335%，干粘土在,一个范围,内变化，但在每个地区的,位置,是确定的。,7,湿粘土点cl,地层条件下的粘土含束缚水,湿粘土点cl（也称粘土点）,在B区的右边缘,湿粘土含量100%,且在含水纯粘土线上,该点的基本参数：,F,nclay,、,F,dclay,、W,clay,（含水量）,F,ndc,：干粘土中子孔隙度,水点,湿粘土点,干粘土点,8,泥岩点SH,0,：粉砂质最重的泥岩点,（3）、特征线,含水纯砂岩线QW：,Q与W的连线 Q=0100%,含水纯粘土线,：干粘土点与水点的连线，粘土含水量W,clay,=0100,Q至CL是细粉砂含量 而V,clay,的过程,SH,0,至CL其V,clay,， 逐步取代细粉砂形成100%的湿粘土，它代表了井段泥质砂岩的泥质性质故称为泥质。,9,纯泥岩线QCL,：Q与CL的连线，,F,e=0，V,sh,=100，但是粉砂岩和粘土含量不同,泥质砂岩线,：纯砂岩点与纯泥岩点的连线，该线从上至下V,sh,=0100%，反映了从纯砂岩过渡到纯泥岩的趋势。,2、确定砂泥岩剖面中子-密度频率交会图的特征点及其参数,Q、W易确定、干粘土点根据本区岩心分析资料确定（而纯砂岩点、纯泥岩点、纯粘土点）用中子-密度频率交会图及其GR-Z值图来确定,10,（1）、确定含水纯砂岩点及其最大孔隙度,在作中子-密度频率交会图时应去掉：,作该图应含有含水纯砂岩在内的砂泥岩井段,明显的,含油气,的资料点,F,N,或,F,D,太大（,井眼,影响严重）,用SP去掉,渗透性很低的资料点,11,在中子-密度交会图里，可选择含水纯砂岩线上孔隙度最大的资料点作Sd点，其孔隙度为,F,max,=,F,sd,（2）、确定泥岩和粘土点及其参数,含水纯粘土线是从水点开始经B区的右边缘的一条直线，考虑到资料点的统计特性，应使粘土线右边的点数占总点数的,5%,CL点是泥岩线与含水纯粘土线的交点，有交会图可求出,F,nclay,、,F,Dclay,、 W,clay,12,Sh,0,：过Sd向下画出一直线，使之通过泥岩区的左边缘，并使在该直线左边的点子占泥岩总数的,5%，,该直线与纯泥岩线的交点为sh0，由此可求出,F,N,sh,、,F,N,sh,而泥岩点的粉砂指数：,13,P159图4-6 、4-7确定有效孔隙度,泥岩线从Q点出发经过泥岩区的下边缘，同样让泥岩线以下的资料点数占总泥岩点数的,5%。,3、用中子-密度交会图确定泥质砂岩的地质参数,（1）、确定泥质砂岩的,F,e,和V,clay,查图版：含水纯砂岩即为,F,e,=0100%，而骨架点V,clay,=0，由此根据资料点的位置可确定,F,e,和V,clay,14,设任意直线方程可写为：AX+BY+C=0,用计算机来求，则转化为点至直线间的距离,P为资料点,15,则A=y2-y1 B=x2-x1 假设粘土点已知,C=x2y1-y2x1,任意一点（X0，Y0）到该线的距离为：,由此可推得：,其中,F,N,、,F,D,为资料点，,F,Nclay,、,F,Dclay,为粘土点,16,(2)、求孔隙度和泥质含量,如果需要对泥岩点进行解释，可用同样的方法作出确定,F,和V,sh,的图版，建立相应的计算公式，其形式完全相同，只要把粘土点参数改成泥岩点参数即可。,P162 图4-11,（3）确定泥质分布形式,泥质分布形式：指泥质成分在砂岩中存在的状态,泥质分布形式,分散泥质,：含有较多的Swb，使,F,e和K都下降,层状泥质,结构泥质,17,分散泥质相对体积V,dis,，则,F,e,=,F,sd,- V,dis,，,F,sd,：纯砂岩粒间总孔隙,层状泥质相对体积V,lam,：则1- V,lam,为泥质砂岩的相对体积，,F,sd,：纯砂岩的粒间孔隙,F,sd,=,F,e,/（1-V,lam,）,结构泥质相对体积V,str,=,F,e,，它代替部分砂岩而不改变其粒间孔隙度,18,后面内容不讲，目前测井解释中少讨论,由以上可知，地层的与泥质分布形式有关，综合三种情况的泥质分布形式与孔隙度的一般关系为：,V,lam,、V,dis,、V,str,分别为三种不同形式的泥质的相对体积。,二、确定泥质分布形式,根据三种泥质分布形式的特点，分析中子-密度频率交会图的资料点,19,泥质的分布形式,根据三种泥质分布形式的特点，分析中子密度交会图的资料点：,假设认为,在Q、sd、sh,0,内的点子只含分散泥质或分散泥质与层状泥质混合的泥质砂岩，靠近sd、sh,0,下部以层状泥质为主。,在sd、sh,0,线上及其附近的点子，只含层状泥质或它与分散泥质或结构泥质的混合物，但其下部仍以层状泥质为主。（VSH高形成泥质条带）,在sd、sh,0,右边是：含结构泥质或它与层状泥质的混合物，靠近线下部时，同样以层状泥质为主。,分布在sd点附近的资料点，应属于纯砂岩。,20,为了对每一资料点的泥质分布形式进行定量计算，需要首先确定泥质砂岩的右边界线的方程式。,由于直sd、sh,0,右边的资料点所含的泥质都属于结构泥质或结构泥质与层状泥质的混合物，不存在分散泥质，根据右边资料点的分布特点，对右边界线的方程，可近似用右图中虚线来表示,解方程求V,lam,、V,dis,、V,str,图中实线：只含层状泥质，而虚线与泥质砂岩的右边界线很相似，可用方程式表示：,该式右边资料点的包络线方程、,21,P160 图4-9,当用中子-密度频率交会图已确定出FE、VSH后便可求出不同泥质分布的含量。,解释井段含水纯砂岩的最大孔隙度，SD由上式方程组可求出V,lam,、V,dis,、V,str,。也可以通过图解的方法求资料点的泥质分布形式，步骤如下：,22,作图求,设资料点P：过P引直线平行于分散泥质线sh0w与A泥质线的交点P1,过P1点作平行于结构泥质线（平行于等孔隙度线），与sdsh0，即为层状泥质线交点为P2,23,C：分别读出P、P1、P2的泥质含量,P点：V,sh,（P）、 P1点：V,sh,（P1）、 P2点：V,sh,（P2）、,D：P点的泥质分布形式,V,lam,=V,sh,（P2）,V,dis,=V,sh,（P）-V,sh,（P1）,V,str,=V,sh,（P1）-V,sh,（P2）,以上为SARABAND解释程序用中子密度交会图研究泥质砂岩泥质分布形式的方法。,24,对于不同的解释井段或者不同的井，SH0点的位置可能不一样，应具体而定，该方法对资料点在SDSH0右边的点子较适用。,4、确定泥质的粉砂指数,含水纯砂岩线的SI=1，SDCL相当于砂泥岩右边界线，其SI=0，泥岩上由骨架点1变到零。,对砂泥岩的右边界线，仍假设它不含分散泥质，其层状泥质和结构泥质满足包络方程 V,sh,=V,lam,+V,str,25,由于右边界线上SI=0,如果当SI不等于0时,由该式可求出SI，SCHLUMBERGER公式的SARBAND程序就是采用这一公式计算泥岩的粉砂指数的。,26,上式中的,F,sd,为：该解释井段的含水纯砂岩的最大孔隙度，,F为有效孔隙度， F、,V,clay,由中子-密度频率交会图求出，也可用查图的方法求得。,上述确定粉砂指数的方法，计算机应用起来较麻烦，可以进一步简化，在纯砂岩点右上方还有少数资料点（即在sdcl右上方的）,27,资料点），为了能把这些点进行处理，根据经验把,F,sd扩大1.33倍，在含水纯砂岩线上确定一个新的纯砂岩点sd，其有效孔隙度,F,sd =1.33,F,sd，由此Q、 sd、CL构成一个三角形，假设在泥岩线上，SI按规律性变化，并且三角形内任意一资料点P（X、Y）的粉砂指数、取决于P和sd连线与泥岩线交点的粉砂指数，则可作出相应的图版。,根据和CL点的坐标计算任一资料点P的粉砂指数的方法，该任意资料点P的坐标为（X、Y），则泥岩线的方程为：,28,通过sd点和P点的直线方程,F,D,=A,F,N,+（1-A）,F,sd,式中,（x、y）为资料点的坐标,两直线的交点,29,因P点与这个交点有相同的粉砂指数，可由交点和粘土点的坐标求出粉砂指数,由此可见Z是这个点的粘土含量（泥质中粘土的相对体积）,求SI的精度取决于sd点和,F,sd值,30,总结,作业,掌握泥质砂岩的基本概念、中子密度交会图的特征线、特征点的意义、确定特征线、特征点的方法、用交会图、计算机求泥质砂岩的有效孔隙度和Vclay或Vsh、掌握泥质分布形式对有效孔隙度的影响。,1、泥质砂岩的中子密度交会图与岩性孔隙度交会图 的中子密度交会图有何不同？,2、导出用泥质砂岩的中子密度交会图求有效孔隙度和泥质含量的公式。,31,