用测井曲线划分层序地层的方法研究

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[摘 要]测井曲线作为间接性的资料，虽然与岩心和露头资料的精确度有所差距，但是曲线中所载有的地层沉积旋回信息的信号，在层序地层界面识别中具有很重要的作用。而如何运用测井曲线划分层序地层也越来越受到研究人员的重视。岩性突变和沉积韵律是影响测井响应及曲线形态的两个重要因素，测井响应根据层序地层界面上下岩性类型及粒度大小的不同而产生的声、放、电性质的变化，是利用测井曲线划分层序地层的基础。本文利用不同测井曲线和曲线组合对层序界面的不同相应特征来识别层序界面，取得不错的效果。

[关键词]层序地层 沉积旋回 测井曲线 测井相应 曲线形态

中图分类号：X230 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0363-01

引言

本文借助不同测井曲线及不同曲线组合所具有的不同的沉积地质意义，来进行地层层序界面的识别。

1 测井曲线划分层序地层的依据

对于沉积层序的认识不同的学者提出了不同的观点，一般认为层序是一套相对完整的、成因上存在联系的、顶底以不整合面或与之相对应的整合面为界的地层单元，是具有年代意义的地层单位。沉积层序可以包含若干个不同类型的沉积体系域及准层序组和准层序。而层序边界的识别是层序地层学研究的基础。层序边界是一个不整合面（或沉积间断面）以及与之可对比的整合面。只有找准层序边界，后面对于层序地层的研究工作才有意义。不整合面上下地层存在着不同程度的沉积间断，是一个较大波阻抗差的反射界面。依据沉积学理论，沉积物的不同韵律特征形成了不同级次的地层和旋回。因此，测井曲线载有的地层沉积旋回信息的信号对岩性突变、沉积韵律产生的测井响应，是利用测井信息划分沉积单元界面及进行层序地层对比的基础。

2 声波时差识别法识别界面

声波时差（以下简称AC）是对沉积地层的岩性、物性、孔隙和裂缝中的流体性质等因素的综合响应，不整合面的存在将引起其中某些因素异常，使地层的AC偏离正常趋势，这是进行不整合或层序边界划分的理论基础。在地层中，这些因素发生异常，AC也随之变化，特别是上述因素变化不是按正常趋势变化时，AC随深度变化的趋势将发生异常。

Wyllie 等人根据实验结果推断， 在具有均匀分布的小孔隙的固结地层中， 孔隙度与AC存在线性关系。在正常埋藏压实条件下，沉积地层中孔隙度的对数与其深度呈线性关系，

Δt=Δtexp（-CH）

式中：Δt――泥页岩在深度H处的声波时差；

Δt――外推至地表的声波时差 ；

C――泥页岩正常压实趋势斜率（称作压实校正系数）；

H――埋深。

AC的对数与其深度也呈线性关系，并且随埋深增大， 孔隙度减小、声波时差也减小， 若对同一口井同一岩性的连续沉积地层，表现为一条具有一定斜率的直线。但是，有的井AC对数与其深度的变化曲线并不是一条简单的直线，而是呈折线或错开的线段[1][2]。

应用声波时差识别S015井的层序界面，在S015井深度达到2982米附近时AC曲线发生突增，而突变上下的曲线值基本相同，可知岩性在此点发生了突变，即可判定此处发生了沉积间断或者地层剥蚀，从而基本判定此处为一不整合面，然后再根据其他曲线，可以看出该处GR值突然减小，电阻率（以下简称RT）曲线也有突变，显示为岩性由泥岩突变为砂岩，可判定该处便是西山窑组与上伏头屯河组的不整合面，即西山窑组的顶界面。

3 声波时差和电阻率曲线叠合法识别界面

利用测井曲线重叠，把刻度合适的孔隙度测井曲线（一般为AC曲线）叠加在RT曲线上，两条曲线间存在幅度差，定义为ΔlogR。未成熟烃源岩中，两条曲线存在幅度差是由孔隙度曲线的响应差异造成的；成熟烃源岩中，生成的烃类替代岩石孔隙中的水，使得电阻率增大，便产生更大的幅度差。一般情况下，Δlog R与烃源岩中的有机碳总量（TOC）具有正比关系。在单一层序地层剖面中，TOC的峰值与最大湖泛面对应，层序界面常对应于TOC的低谷。因此，AC曲线和RT曲线叠合图上的Δlog R与层序界面存在良好的对应关系[2][3]。

准噶尔盆地SX4井ΔlogR图，在层序I底界面和层序Ⅱ顶界面处的ΔlogR降低为0，在层序I和层序II的界面处ΔlogR没有明显的减小与该时期的湖平面下降规模小有关。在层序I和层序II的CS段ΔlogR明显增大，并且在同一层序内部有向上、向下逐渐减小的趋势。由此可见，在研究区中AC与RT有着良好的对应关系，可利用ΔlogR进行层序地层的划分与对比。

4 自然电位和视电阻率曲线组合识别法

自然电位（以下简称SP）和RT曲线在层序边界附近有较大变化，它们的幅度、形态和组合关系等能够反映沉积环境的变化，例如，SP的基线强烈偏移、RT的突增或突减等，都有可能是层序边界的响应。不同的沉积环境、水动力条件及水深，必然造成沉积物组合形式和层序特征的不同。因此，利用这些曲线在垂向上不同的组合特点以及横向上的追踪对比，能较为准确地识别层序边界[4]。

SX油田S021井的西山窑组每一段的界面上SP和RT曲线都有明显的突变。

3102米附近SP曲线负异常突然变大，RT曲线变化不明显，但由界面往上RT曲线显示出加积沉积特征，即可判定此段为高水位体系域，可判断SP曲线突变处为西山窑组与下伏三工河组的界面。

3032米至2994米的RT变化不大，但由下至上有逐渐减小的趋势，结合SP曲线幅度差逐渐减小，可见此段岩性在砂泥交替过程中岩石的泥质含量逐渐增加，水深逐渐增大，可知此段地层为退积沉积，即水进体系域，可判断此段为J2x3。

四段中间的RT突增以及SP曲线的变化，是由于煤层的存在造成的，J2x3和J2x4的界面上SP曲线由下至上突变，由于薄煤层的影响在界面之上的RT曲线发生突变。在图中2931米附近可以看到，SP曲线值负异常突然增大，同时RT曲线也有较明显增大，可显示地层岩性由下面的泥岩突然变为砂岩，这说明了在此处沉积发生了沉积间断或者剥蚀，依此可以判断此处为一不整合面，即西山窑组与其上伏头屯河组的层序界面。

结论

利用上述测井曲线和测井曲线的组合方法，本文对SX油田西山窑组进行了层序地层划分，并对该地区的地层划分的测井曲线及其组合标志有了新的认识。

而随着层序地层学研究的深入，沉积单元界面识别及层序地层对比的测井研究将向更深层次、更定量化的方向发展，而由于地质条件的多变性，因此对不同地层的层序特征在测井曲线上的响应仍需进一步认识。

参考文献

[1] 王卫红，姜在兴，操应长，鄢继华，等.测井曲线识别层序边界的方法探讨[J].西南石油学院学报，2003，25（3）：1-4.

[2] 操应长，姜在兴，夏斌，王居峰，杨伟利，王卫红，等.利用测井资料识别层序地层界面的几种方法[J].石油大学学报（自然科学版）2003，27（2）：23-26.

[3] 李霞，范宜仁，邓少贵，房文静，等.利用测井资料研究层序的方法述评[J].测井技术，2006，30（5）：410-415.

[4] 于均民，李红哲，刘震华，魏东涛，陈涛，等.应用测井资料识别层序地层界面的方法[J].天然气地球科学，2006，17（5）：736-738.