碎屑岩岩心描述沉积微相的方法

如题所述

裘怿楠、陈子琪[21]总结了国内外的经验,提出了以下的方法:

3.3.2.1 岩心观察和描述

(1)资料收集和准备

现代岩心管理一般有现场地质人员完成的岩心综合柱状图和连续岩心照片,岩心已经过井深校正归位于测井曲线(放射性测井归位),标有正确的取样位置及样品编号,以及钻取岩心过程中机械原因引起的破碎、磨损和缺少等情况,因此储层沉积微相研究人员在岩心观察描述以前,应收集这些资料,并以此为基础进行工作。

(2)岩心描述的顺序及尺寸

按地层年代由老而新,即自下而上进行观察描述,尺寸应细到厘米级。

(3)岩石学描述

包括:颜色、岩性、粒度、含油气产状、碎屑矿物成分、胶结程度、含有砾石时的砾石成分及大小、特殊岩性等内容,并据此作出基本定名。

(4)沉积学描述

包括:层面接触关系、层理类型及规模、层系厚度、层系倾角、细层组成、细层厚度、层面构造,如干裂、雨痕、沟槽等;其他原生沉积构造;肉眼可见的古生物及生物扰动构造;其他含有物,如结核、鲕粒、碳化植物碎屑等;古土壤;砂岩韵律性及层段旋回性;照相或素描等。

3.3.2.2 岩心的沉积学实验室分析鉴定

在系统观察描述岩心全貌后,根据微相分析需要及岩心条件决定实验室分析鉴定内容,并进行选样。在选样时应尽可能与已钻取的常规孔渗分析样品相结合,取样应有样品描述和标明具体位置及目的。

(1)需要进行的常规沉积学实验分析内容

包括:薄片和铸体薄片鉴定、粒度分析、粘土矿物鉴定、微量元素分析、同位素测定、重矿物及古生物鉴定等。目前主要是做前三项工作。

(2)特殊的沉积学实验分析项目

包括:泥岩地化指标——用以确定泥岩沉积时水介质的氧化还原等地化环境;以及层理现象的X光显示或CT层析检查——用以确定是否存在层理构造及层理现象。

3.3.2.3 沉积微相分析

(1)划分岩石相

在岩心观察和实验分析的基础上首先进行岩石相分类;在划分岩石相时不仅要区分岩石类型,而且要反映沉积时水动力、地化及生物作用条件,碎屑岩储层水动力条件和能量与储层质量好坏一般有紧密联系,因此,储层碎屑岩的岩石相尽可能与能量单元统一起来。在划分岩石相后,应对每种岩石相作出沉积作用或沉积环境意义上的解释。表3.3列出了岩石相代码、岩石相、沉积构造及解释的结果。

表3.3 岩石相代码(以河流沉积为例[21]

(2)垂向层序分析

垂向层序是重要的相标志之一,它以自下而上岩石相的组合序列来表示,以最基本的沉积旋回为单元进行组合。垂向层序的分类和描述要满足划分微相和各微相作用沉积学解释的要求,即每类垂向层序都要作出微相判别,并对其沉积过程作出分析和解释。陆相盆地碎屑岩储层常见的微相可见表3.4。每类垂向层序应选择代表性取心井段分别作出单井沉积微相剖面图,内容除沉积微相柱子外,还应包括反映储层物性及典型的测井曲线(图3.17)。

表3.4 陆相沉积盆地碎屑岩储层常见微相

(3)沉积旋回分析

分析的目的是弄清垂向上的微相变化,进一步确认亚相(大相),并从相组合上检验微相,要应用全剖面全部可用的相标志进行综合分析;沉积旋回分级是个相对概念,各级沉积旋回反映盆地的构造活动;反映气候变化、碎屑物供应量的变化、水进水退、沉积体的废弃转移、各次沉积事件间能量的差异以及每次沉积事件本身能量的变化过程。应根据各油田实际情况确定级次及成因意义;沉积旋回分析应从小到大、从大到小反复进行,从各级旋回的岩相组合和演化规律上互相检验相分析的合理性;沉积旋回的界线应是确定性的时间界线。有条件时应与区域性层序地层分析统一。岩心井单井划分的沉积旋回有待全区平面上对比后修正确认。

(4)实验分析资料的应用

最主要的是粒度分析资料的应用,图3.18是常用粒度分布概率图;其次是微量元素分析,用以判别水介质盐度和地化条件等;孢粉古气候分析——优势植物属种结合蒸发盐类矿物分析,泥岩地化指标是判别古气候条件及演变的常用手段;以及古生物分布分析——优势古生物的生长环境是判别共生沉积物环境的旁证。

3.3.2.4 建立全剖面标准沉积微相柱状图

在综合上述微相分析工作的基础上,编制所要研究的含油气层系的全剖面标准微相柱状图(图3.19)。编图时须注意两点:①资料来源必须是岩心;②可以以典型井连续取心为代表,也可以从多井岩心中选取典型段相拼接。

图3.17 塔里木盆地柯坪印干村西志留系综合柱状剖面图[22]

1—砂岩;2—泥岩;3—泥质砂岩;4—泥质粉砂岩;5—粉砂质泥岩;6—波状、脉状层理;7—透镜状层理;8—底冲刷;9—平行层理;10—水平层理;11—板状交错层理;12—槽状交错层理;13—沙纹层理;14—鱼类;15—双壳类;16—腹足类;17—腕足类;18—鲎类;19—三叶虫;20—笔石;21—垂直生物钻孔;22—水平虫迹;23—生物扰动坑

图3.18 搬运方式与粒度分布总体和载点位置的关系[21]

全剖面标准沉积微相柱状图应包括:自然电位和电阻率测井曲线;岩性剖面、层位、深度;岩心分析资料——粒度中值、孔隙度、渗透率;沉积微相;亚相及大相。在条件具备的情况下,还应包括层理构造及含有物、沉积韵律性以及沉积旋回的划分等。

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