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user: 5. 岩性的测井识别 5.1. 岩性测井识别方法的建立 辽河坳陷太古宇变质岩潜山的勘探一直以来仅仅停留潜山的顶部100 m~200 m，认为岩性是一套区域变质岩和混合岩。由于钻探较浅，并未发现岩石组合的复杂性。近几年来，辽河坳陷西部凹陷兴隆台潜山深层勘探取得重大突破，太古宇钻探厚度达到1600 m，录井和测井资料显示潜山岩石组成极为复杂。由于钻井取心成本高、时间长，变质岩取心收获率又较低，因此，钻井取心有限，一般来讲每一口井取心只有十余米，平均取心收获率60%左右，心长占钻遇地层厚度的0.5%左右。显然，利用钻井取心精确确定潜山岩性，恢复巨厚潜山岩性剖面是不实际的，因此，急需建立岩性与测井曲线的对应关系，实现岩性的测井识别。在钻井取心有限的情况下，充分利用钻井的岩屑，首先建立起潜山的岩矿鉴定类型(岩石学分类)，研究各类岩石的矿物组成及含量、氧化物组成及含量、元素组成及含量等，进而研究每一类岩石的岩石物理特征，在岩矿分类和岩石化学分类的基础上，对相似特征的岩石进行归类，如条带状混合岩、角砾状混合岩只是岩石的结构特征不同，可统一归为注入混合岩大类；花岗岩和花岗斑岩只是由于侵入产状不同，造成岩石结晶程度的差异，可归为酸性侵入体类，进一步划分可以根据建立起的测井类型基础上根据岩层的薄厚、产状的不同区分是深成的花岗岩体还是浅成花岗斑岩脉体。通过岩矿类型的鉴定和相似特征岩石归类，最终建立起潜山岩性的测井识别类型。 5.2. 岩石物理特征及测井响应 岩石是由矿物组成的，矿物是由元素组成的。组成辽河坳陷太古宇潜山的主要矿物可分为硅铝矿物和铁镁矿物两个系列。硅铝矿物矿物中SiO 2 与Al 2 O 3 的含量高，不含FeO和MgO，包括石英、钾长石和斜长石等，它们基本不含色素原子，颜色较浅，又称浅色矿物；铁镁矿物矿物中FeO、MgO含量较高，包括橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等，这些矿物的颜色一般较深，又称暗色矿物。地下岩石的地质信息可以通过岩心和岩屑获得，也可以通过岩石物理特征，即测井参数获得。现场测井可以获得与孔隙度、岩性、油气以及其它岩石性质有关的参数，在沉积岩中应用已经非常成功。而作为变质岩来讲，也曾有人利用测井曲线识别兴隆台潜山结晶基岩岩性[ 9 ] ，但研究成果没有从基础的岩矿分析入手，对兴隆台变质岩的认识不够全面，因此得出的结论存在偏差。利用测井曲线识别岩性，需要搞清测井参数所反应的岩石物理特征，每一种矿物有特征测井相应值(10)。通过矿物的测井相应特征，来研究每一种岩石的测井曲线特征，建立岩性与测井曲线的对应关系，从而实现利用测井曲线恢复巨厚的基岩岩性剖面，最终有效划分储集层和非储集层。 在结晶基岩潜山中划分具体岩类，主要选择了对矿物和元素反应敏感的岩石密度、补偿中子、自然伽玛和Pe等测井曲线。变质岩和岩浆岩由矿物结晶而成，矿物为晶粒镶嵌状，原生的晶间孔极少。岩石密度曲线主要受组成岩石的矿物成分及含量影响，不同矿物密度值不同[ 10 ] ，黑云母、角闪石等铁镁矿物密度大，而石英、长石等硅铝矿物密度小；补偿中子测井实质是测量氢的浓度[ 11 ] ，对于沉积岩来讲，补偿中子测井主要受孔隙流体中氢含量影响，而对于变质岩主要受组成岩石的矿物影响，组成结晶基岩的主要铁镁矿物为角闪石、黑云母等，其组成中含结构水，因此含有一定量的氢，当岩石中含角闪石和黑云母时，补偿中子值较高；自然伽玛值的高低与矿物中放射性含量有关，根据鲍文反应系列[ 11 ] ，Th、U、K等放射性元素进入晚期结晶的矿物，如钾长石、黑云母等，因此，钾长石、黑云母含量高的岩石自然伽玛值也高，对于早期结晶的矿物斜长石、辉石、角闪石等自然伽玛值低。根据每一种矿物的特征测井响应，通过系统岩矿鉴定与测井曲线形态特征对应标定研究，建立了每一种岩石类型的测井曲线形态特征及测井响应值(表2)，根据岩石物理特征响应的测井曲线形态特征及测井响应值可以更加宏观有效地识别潜山岩性。 太古宇潜山中常见的岩石类型黑云(角闪)斜长片麻岩、黑云(角闪)斜长变粒岩、斜长角闪岩、斜长浅粒岩、注入混合岩、混合片麻岩、混合花岗岩、花岗斑岩、闪长玢岩等的岩石密度和补偿中子交会特征及自然伽玛曲线特征见图3。 片麻岩，自然伽玛曲线高锯齿状，值在60 API~120 API；岩石密度和补偿中子交汇曲线一般补偿中子曲线在左，岩石密度曲线在右，交汇成中等“负异常”，岩石密度2.67 g/cm 3 ~2.7 g/cm 3 ，补偿中子6%~12%。 变粒岩，自然伽玛曲线中值较平直小齿状，值在75 API~85API；岩石密度和补偿中子交汇曲线补偿中子曲线在左，岩石密度曲线在右，交汇成中等“负异常”，岩石密度2.70 g/cm 3 ~2.75 g/cm 3 ，补偿中子5%~6%。 浅粒岩，自然伽玛曲线中值较平直小齿状，值在105API~115API；岩石密度和补偿中子交汇曲线岩石密度曲线在左，补偿中子曲线在右，交汇成“正异常”，岩石密度2.60 g/cm 3 ～2.70 g/cm 3 ，补偿中子0%~3%。 斜长角闪岩，自然伽玛曲线低平直状，值在20 API~30 API；岩石密度和补偿中子交汇曲线补偿中子曲线在左，岩石密度曲线在右，交汇成大的“负异常”，具有高岩石密度、高补偿中子特点，岩石密度2.90 g/cm 3 ~3.0 g/cm 3 ，补偿中子15%~20%。 注入混合岩，自然玛曲线高锯齿状，值在70~200 API；岩石密度和补偿中子交汇曲线呈绞合状，岩 Table 2 Eigenvalue and morphological characters of the primary rocks’curve 岩石学类型 测井识别类型 测井相应值 测井曲线形态 密度，g/cm 3 补偿中子/% 自然伽玛 密度–中子 自然伽玛 黑云(角闪)斜长片麻岩等 片麻岩类 2.65~2.85 5-12 40~120 中等的“负差异” 中–高锯齿状 黑云(角闪)斜长变粒岩等 变粒岩类 2.70~2.80 3~12 30~105 中等“负差异” 中值较平直状 斜长(二长)浅粒岩 浅粒岩类 <2.65 <6 50~110 “正差异”或交合状，曲线较平直 中值较平直小齿状 斜长角闪岩、角闪石岩 斜长角闪岩类 2.90~3.20 >15 15~40 大的“负差异” 低平直状” 浅粒质混合岩 浅粒质混合岩 <2.65 <6 >50 “正差异”或交合状，曲线较平直 中值较平直状夹高值 条带状、角砾状混合岩等 注入混合岩类 2.67~2.75 3~8 70~200 “交合状”或“正负差异交替”曲线锯齿状” 中-高值锯齿状 混合片麻岩类 混合片麻岩类 2.61~2.70 3~6 70~155 “交合状”或小的“正差异”曲线锯齿状 高锯齿状 混合花岗岩类 混合花岗岩类 2.52~2.65 1~3 75~180 大的“正差异” 高值小锯齿状 花岗岩、花岗斑等 酸性侵入体 2.48~2.66 0~6 75~130 小–大的“正差异” 中值平直状 闪长岩、闪长玢岩等 中性侵入体 2.68~2.80 >5 40~80 小–中 “负差异”或“绞合状”曲线平直 中值平直状 煌斑岩、辉绿岩等 基性侵入体 2.70~3.1 6~26 <50或>85 大的“负差异” 低值平直 表2. 主要岩石类型测井曲线相应特征值及曲线形态特征 图3. 主要岩石类型测井响应特征 石密度2.67 g/cm 3 ~2.70 g/cm 3 ，补偿中子3%~6%。 浅粒质混合岩，自然玛曲线中值较平直状夹高值；岩石密度和补偿中子交汇曲线呈“正差异”，岩石密度2.50 g/cm 3 ~2.60 g/cm 3 ，补偿中子3%左右。 混合片麻岩，自然伽玛曲线高低起伏的锯齿状，值在75~150API；岩石密度和补偿中子交汇曲线呈较小的“正差异”，岩石密度2.5 g/cm 3 ~2.60 g/cm 3 ，补偿中子3%~6%。 混合花岗岩，自然伽玛曲线高锯齿状，值在100~180API；岩石密度和补偿中子交汇曲线呈的“正差异”，岩石密度2.5 g/cm 3 ~2.65 g/cm 3 ，补偿中子1%~2%。 二长花岗岩，自然伽玛曲线中值平直状，值在90API左右；岩石密度和补偿中子交汇曲线补偿中子曲线在右，岩石密度曲线在左，交汇成“正异常”，具有低岩石密度低补偿中子特点，岩石密度2.55 g/cm 3 ~2.60 g/cm 3 ，补偿中子0%~1%。 闪长岩，自然伽玛曲线中低值平直状，为60 API~75 API；岩石密度和补偿中子交汇曲线“交合状”或“负差异”，岩石密度2.55 g/cm 3 ~2.70 g/cm 3 ，补偿中子6%~9%。 5.3. 岩性曲线识别与岩矿鉴相互刻度 通过岩石薄片鉴定进行岩石学定名，刻度的是一小块样品的的岩性特征，该类岩性的规模大小、在钻井中揭示厚度、分布特征等，并不能直观反映。测井曲线能够反映岩性宏观分布特点，包括厚度、规模等。在岩石薄片鉴定的基础上，对岩性进行准确定名，再通过岩石物理特征的研究建立起岩性与曲线的对应关系，实现岩性的测井识别，这在石油地质勘探开发中具有重要的意义。对于变质岩来讲，岩石中矿物结晶粗大，不均匀性强，岩石薄片大小一般为2.5 cm × 2.5 cm，对于岩性均匀的变粒岩、斜长角闪岩等可以准确定名，对于混合岩来讲单单利用岩石薄片所切合的部位定名必定存在一定偏差，这就要求岩石宏观标本与微观薄片鉴定结合定名，这样仍然存在偏差。如图2所示的混合岩，取样在白色条带上，岩矿定名为混合花岗岩，取样在暗色部位岩矿定名黑云斜长片麻岩，该类岩性的准确定名应为花岗质黑云斜长片麻条带状混合岩(根据脉体与基体相对含量)，这里定名的偏差是因为刻度的不同。岩性的测井识别可以从宏观的角度更加综合地反映脉体(浅色)和基体(深色)的相对厚度，进而宏观准确定名。另外，在辽河坳陷测井曲线可以把中生代岩浆侵入的花岗岩和太古代变质形成的混合花岗岩进行很好的区分，中生代花岗岩由于为岩浆结晶形成，岩体成分较均匀，自然伽马曲线为平直状，太古代混合花岗岩由于为交代成因，岩性均一性差，自然伽马曲线为锯齿状。在岩矿鉴定上，这两类花岗岩很难区分，因为中生代花岗岩在结构上由于碱性长石的结晶包裹斜长石，与混合花岗岩的交代残留结构不好区分，参考测井曲线可以对该类岩性准确定名。总之，岩矿鉴定与测井曲线结合可以更加真确地刻画地质体的特征。