碳酸盐岩地层与电阻率测量响应分析

从现场的录井资料上来看虽然气测、定量荧光、地化均与前面 的目的油层显示相似，但是岩性却有所不同，其灰质成分含量明 显高于前面目的油层的灰质含量（由块状变为片状，颜色由浅灰 色趋于灰白色），滴酸反应较前面要剧烈。根据其化学性质，可 初步判断为碳酸盐岩性质。
表二 不同岩石的测井响应
测井方 法 岩性 体积密 中子伽 度 玛(API) ） （Ω .m） （Ω .m） （μ s/m） （g/cm³ 微电极 低值且 变化小 较高值 高值或 最低值 低至中 等 中等值， 变化大 较高 明显正 差异 高或中 等值无 幅度差 较高， 明显正 差异 低值， 无幅度 差 低或较 高值 视电阻 率 声波时 差 自然伽 玛 (API) 自然电 位 (mv) 井径 (cm) 大于钻 头 略大于 钻头 接近钻 头 明显异 常 基值 明显异 常 略小于 钻头 接近钻 头 略小于 钻头
2.5-2.85
高值
小于或 等于钻 头
接近钻 头 小于或 等于钻 头 略大于 钻头 接近钻 头
致密灰 岩或白 云岩 孔隙性 灰岩或 白云岩 石膏 火成岩
高值
低值
高值
高值
低值
负异常
中或较 高值
较低值 约171
较高值 约2.3 高值
中等值 低值 高值
低值 最低 中或高 值
负异常 基值 正或负 异常
高值
低值
对于ZH502KH来说，从井深5237m-5287m钻出目的层，调 整井斜后，重新回到目的层，自井深5288m LWD测得的自然伽 玛从160降至了80API，深电阻率从3Ω.m升到了极值，深电阻率 的Baidu Nhomakorabea量出现了异常差异，浅电阻率的测量基本正常，但也是比较 高，而且波动比较大。同时，深电阻率的测量并不是总是出现异 常差异，而是一段一段的（见图一），这说明深电阻率的这种异 常差异并不是仪器本身造成的，而是受地层岩性或是地层中流体 的影响所引起的。
可变的，即使在单一类型的岩 石内，也可从十分均匀到完全 不均匀
很大，可使孔隙形成、消失或 完全变形，胶结和溶解作用有 重要影响
很小，由于压实和胶结作用，原 始孔隙度略有减小
2. 裂缝
所谓裂缝是指岩石中因失去岩石内聚力而发 生的各种破裂或断裂面，但通常是那些未表现出 相对移动的断裂面。裂缝是碳酸盐岩储集层最基 本的地质特征之一，这是因为裂缝是碳酸盐岩剖 面中形成产层的非常重要的条件。裂缝不仅是碳 酸盐岩的储集空间的一部分，而且更是极重要的 流体渗滤的通道。同时，裂缝又控制着溶孔、溶 洞的发育，影响着地层中原始流体的分布状况和 泥浆滤液侵入的特征。
1. 孔隙
碳酸盐岩的孔隙形状差别很大，从宏观上大体 将孔隙形状分成三种：一是基本为球形的孔隙， 一般的粒间孔、粒内孔多属此类；二是基本为片 状的，如有些特殊的晶间孔就属此类；三是不规 则状的，如有些选择性溶蚀造成的孔隙形状就是 极不规则的。孔隙形状的差异不仅要影响到各种 测井信息的响应特征，而且还决定着储集层的有 效孔隙度下限值的选取。
碳酸盐岩储集层与砂岩储集层比较，前者储集 空间类型多，影响因素多，次生变化大，致使 碳酸盐岩储集层比砂岩储集层具有更大的差异 性、复杂性和非均质性等特点。现将这两类储 集层的主要特征对比如下（表） 。
表一 砂岩和碳酸盐岩孔隙的比较
比较项目 沉积物原始孔隙度 砂岩 一般为25％－40％ 碳酸盐岩 一般为40％－70％
岩石最终孔隙度
原始孔隙类型 最终孔隙类型 孔隙大小 孔隙形状 孔隙大小、形状和分布 的均匀性 成岩作用的影响
常常只是原始孔隙度的很小一 一般为原始孔隙度的一半或更多， 部分或接近于零，一般为5％－ 数值多为15％－30％ 15％ 几乎只有粒间孔隙 几乎只有原生的粒间孔隙 孔隙直径和孔道大小基本上与颗 粒大小和分选作用有关 受颗粒形状强烈影响 在均匀岩石内一般完全是均匀的 粒间孔隙居多，但粒内孔隙和 其它孔隙也重要 成岩作用后变化很大 孔隙直径和孔道大小一般与沉 积颗粒大小和分选作用关系很 小 变化极大
测井方 法
岩性 体积密 中子伽 度 玛(API) ） （Ω .m） （Ω .m） （μ s/m） （g/cm³ 微电极 高值， 锯齿状 正负差 异 155－ 250
视电阻 率
声波时 差
自然伽 玛
(API) 比砂岩 低
自然电 位
(mv) 大段异 常
井径 (cm)
白云岩
高值 高值， 可达几 千欧姆 米 高或较 高值 高值 高至很 高
我国碳酸盐岩分布十分广泛，厚度大，时代多，具有 大量的油气显示，但直至今日，找到的油气田尚不多， 目前主要有华北油田、四川油田、鄂尔多斯气田和塔里 木奥陶系油气田等。在我们大港油田，碳酸盐岩的储集 层并不是主力储层，发现的也不是很多，但在部分区块 也会发现碳酸盐岩的储层。比如最近新钻完的张海 502KH 井，在水平段的最后一段所钻遇的就是碳酸盐岩 储层，而且也有很好的油气显示。但从我们应用 LWD 仪 器所跟踪的曲线来看，电阻率曲线受碳酸盐岩的影响很 大，深浅电阻率出现了不同程度的极值变化。为此，了 解碳酸盐岩的特点对我们随钻地质导向有着重要的意义。
目
录
一、该题目提出背景
二、碳酸盐岩储层的岩石学特征
三、碳酸盐岩储集层的电阻率曲线响应
以我们平时的了解,砂岩是最为普遍的油气聚集地层, 其岩样及地质特征相对比较熟悉.碳酸盐岩储层是另一类 重要的油气储集层。据统计，世界碳酸盐岩储层的油气 产量约占世界油气总产量的60%。中东地区石油产量约 占全世界产量的2/3，其中80%的含油层是碳酸盐岩。北 美的碳酸盐岩产量约占北美整个石油产量的1/2。在前苏 联的生物礁油田内，碳酸盐岩储量约占整个石油储量的 31%，天然气占29%。世界上许多大型、特大型油田， 如世界上最大的油田——沙特阿拉伯的加瓦尔油田即为 碳酸盐岩油田。我们公司为阿曼提供技术服务的油田也 主要是碳酸盐岩储层。
我国碳酸盐岩分布十分广泛，厚度大，时代多，具有 大量的油气显示，但直至今日，找到的油气田尚不多， 目前主要有华北油田、四川油田、鄂尔多斯气田和塔里 木奥陶系油气田等。在我们大港油田，碳酸盐岩的储集 层并不是主力储层，发现的也不是很多，但在部分区块 也会发现碳酸盐岩的储层。比如最近新钻完的张海 502KH 井，在水平段的最后一段所钻遇的就是碳酸盐岩 储层，而且也有很好的油气显示。但从我们应用 LWD 仪 器所跟踪的曲线来看，电阻率曲线受碳酸盐岩的影响很 大，深浅电阻率出现了不同程度的极值变化。为此，了 解碳酸盐岩的特点对我们随钻地质导向有着重要的意义。
表三 常见岩石的导电性
岩石
视电 阻率
（Ω .m）
泥岩
0.310²
疏松 砂岩 2-50
致密 砂岩
含油 气砂 岩
泥灰 岩
灰岩
1071012
白云 岩 104108
20-10³ 2-10³ 5-500
不难看出，碳酸盐岩储集层具有以下特点： 1、孔隙大小、形状变化极大，主要取决于岩石的 组构要素。组构要素是指岩石中原生和次生的实体 组分（如原生沉积颗粒和次生矿物晶体），也包括 结构和较小的构造。 2、孔隙成因复杂，次生孔隙占有十分重要的地位。 沉积物的收缩和膨胀作用，岩石的破裂作用，沉积 颗粒的选择性溶解和非选择性溶解、生物钻孔或有 机质的分解等作用，皆可在碳酸盐岩中形成各种孔 隙。 3、储层非均质性极强，孔隙度与渗透率之间的关 系变化极大。
在实际地层中，各种孔隙空间常常不是单独 存在的，而是以不同的方式组合在一起的，进而 表现出不同的物性、产能、产出状态及测井响应 特征。对于孔隙型储集层可发育于石灰岩或白云 岩中，其储集和渗滤空间都是以各种孔隙为主， 裂缝的作用很小。因此储集性能的好坏受着孔隙、 喉道的大小、分布、胶结及填充物的性质等多种 因素的控制。这与一般孔隙性砂岩储集层类似。 所不同的是前者多为次生孔隙，因而具有更大的 非均质性。它们可能在纵向上和横向上都互不连 通，因而难于构成工业性储集层。但在测井曲线 上却有响应。
坦桑尼亚碳酸盐岩火山
碳酸盐岩是指主要有方解石和白云石等碳酸 盐矿物组成的沉积岩。碳酸盐岩的矿物成分主要 是方解石、白云石等碳酸盐矿物及自生矿物石膏、 石英、黄铁矿、赤铁矿、海绿石等。碳酸盐岩的 主要化学成分是 CaO ， MgO ， CO2 ，其次还含 有一些其它氧化物及混合物。 碳酸盐岩的结构组分包括颗粒、泥、胶结物、 晶粒、生物格架、孔隙等。胶结物类型有文石、 高镁方解石、低镁方解石、蒸发盐、石膏等；晶 粒主要是组成白云岩的结构组分，亦是结晶石灰 岩的结构组分。
泥岩
页岩 煤层 砂岩 砾岩 生物灰 岩
大于300
较高值 350－ 450 250－ 380 低或中 等值 200－ 300
2.2-2.65
较低值 1.3-1.5 2.2-2.5 高值 略高于 砂岩
低值
中等值 低值 中或高 值 高或中 等值 较高
高值
高值 低值 低值 中等 比砂岩 低
基值
基值
表二 不同岩石的测井响应
3. 洞穴
将直径在2mm以上的孔隙成为洞穴。洞穴主要 由地下的溶蚀造成，因此常发育于较纯的石灰 岩地层，由于地下水对灰岩的溶蚀基本沿着裂 缝进行，故溶洞常沿着裂缝分布，特别是在几 组裂缝交叉的地方更容易形成较大的溶蚀洞穴。
岩石的电阻率不仅与岩性有关，而且和岩石 的孔隙大小、结构及孔隙中的流体性质有关，表 二和表三分别给出了不同岩石的测井响应和几种 常见岩石的电阻率值。在实际测井中除了井下声 波电视（BHTV）及地层微电阻率扫描（FMS） 能直接检测到裂缝外，其它测井方法均不能直接 判断裂缝是否存在。
碳酸盐岩的储集空间与砂泥岩剖面的储集 空间有着本质的区别。砂泥岩储集层的孔隙空间 是以沉积时就存在或产生的原生孔隙为主，而碳 酸盐岩储集层则以沉积后在成岩后生及表生阶段 的改造过程中形成的次生孔隙为主。由于次生改 造作用的千差万别，使得碳酸盐岩储集层的次生 孔隙结构远比砂泥岩储集层的孔隙结构要复杂的 多。碳酸盐岩储集层孔隙空间的基本形态有三种， 即孔隙、裂缝和洞穴。不同的孔隙空间，决定了 不同的储集层类型，使它们的物性、产能和测井 响应千差万别.。