測井相分析

測井相分析是指從測井資料中選取一組最能反映沉積岩相特徵的測井參數物理量，並從中提取與巖相有關的幅值信息。首先應用數學處理方法將地層剖面劃分成若干個測井相，然後把這些測井相與基準孔中岩層、巖相等地質資料進行詳細對比，確定出每個測井相所對應的巖相類型及沉積特徵。以此來預測未取心孔的沉積特徵，繪製出各鑽孔的測井相。

測井相分析的基本原理就是從一組能反映地層特徵的測井響應中,提取測井曲線的變化特徵,包括幅度特徵、形態特徵等以及其它測井解釋結論(如沉積構造、古水流方向等),將地層剖面劃分為有限個測井相,用岩心分析等地質資料對這些測井相進行刻度,用數學方法及知識推理確定各個測井相到地質相的映射轉換關係,最終達到利用測井資料來描述、研究地層的沉積相。 ^[1] 

測井相是由斯倫貝謝公司及測井分析家0.serra 於1979 年提出來的，其目的在於利用測井資料(即數據集)來評價或解釋沉積相。 ^[2]  他認為，測井相是“表徵地層特徵,並且可以使該地層與其它地層區別開來的一組測井響應特徵集”。事實上，這是一個n 維數據向量空間，每一個向量代表一個深度採樣點上的幾種測井方法的測量值，如自然伽瑪(GR)、自然電位(SP)、井徑(CAL)、聲波時差(AC)、密度(DEN)、補償中子(CNL)、微球形聚焦電阻率( xo r )、中感應電阻率(RIM )、深感應電阻率(RID)這樣一個9 維向量就是一個常用的測井測量向量,假設一個地層為2m 厚共有16 個採樣點，於是一個16×9 的測井數據集就可以表徵這一地層。當然,為了更清楚地表徵地層特徵,也可能使用測井測量值計算機處理的結果,如:孔隙度(φ)、飽和度(Sw)、滲透率(K)、骨架參數Vmal ,Vma2 ,Vma3 及泥質含量(Vsh)、粉砂指數SI 等來表徵。

測井相分析就是利用上述測井響應的定性方面的曲線特徵以及定量方面的測井參數值來描述地層的沉積相,當然在實際確定沉積相中還有賴於地層傾角測井、自然伽瑪能譜等多方面的資料。可以這樣説,測井系統愈完善,測井質量愈好,測井相圖反映實際地層沉積相的程度也就愈好。認識到測井資料、測井相的間接性,就不難理解測井解釋的多解性和不確定性,就有賴於地質資料特別精細的地質模型的約束。 ^[1] 

前述測井相中數據向量的每一維都可稱作一個測井相標誌,而沉積相標誌是確定沉積相中一個觀察描述特徵標誌。這兩種相標誌之間不存在一一對應關係,尤其是類似古生物、地化指標等描述在測井資料中不可能確定,但在已知特定油氣田地質背景時,可以經過統計、知識推理找到判斷亞相、微相的組合對應關係,這種關係就是所謂解釋模型。這種關係一般表現為邏輯的,而不是數量的,當然更不會是解析的。

在若干地質沉積亞、微相模型特徵研究基礎上,可以總結出在確定某種沉積亞相、微相中最主要依據是:顏色、巖性、結構、沉積構造、粒度分析、古生物、地球化學以及垂向相序列等相標誌。而在區域沉積背景,即相組、相確定的基礎上,最基本的相標誌是岩石組合(成分、結構)、沉積構造、粒度分析及垂向序列的特徵,它們在各種亞相、微相中差別明顯。而測井資料中以常規組合曲線及處理成果、地層傾角測井曲線及其處理成果、成像測井圖像,可以解釋出其中主要的基本的相標誌:

(1)岩石組合(類型及結構)；

(2)沉積構造,如沖刷面、層理類型、紋層組系產狀及其垂向變化；

(3)垂向序列變化關係(正粒序、反粒序、複合粒序、無粒序)；

(4)古水流。

用測井資料解決這幾類相標誌,就是為測井沉積學研究提供了可靠的保證,但也引出了“結合點”的關鍵問題,怎樣才能作好“地質一測井”刻度、反演的工作,精細地將已建立的各種地質相標誌模型和測井相標誌模型的相互對應,使二者相互緊密結合,實現測井資料在地質相標誌刻度下的沉積亞相、微相判別。為此須緊緊抓住“岩心刻度測井”這一中心環節,進行反覆刻度和反演,總結出針對不同沉積亞相、微相的測井相標誌,用於確定測井沉積相。選擇兩類若干種測井解釋模型,即反映巖性特徵、層序特徵的測井解釋模型和反映沉積構造、結構及古水流系統的測井解釋模型。前一種主要用常規組合的曲線特徵及計算機處理結果來完成,後一種用地層傾角的微電導率曲線精細處理成果和成像測井圖像來建立。 ^[1] 

下圖1是由測井數據生成的測井相過渡到具有明顯地質含意的沉積相的映射關係,目前許多測井沉積學解釋系統都是按此模型集成的。 ^[1]