一种复杂生物礁微相识别与判定方法与流程

本发明涉及油气勘探开发技术领域，特别涉及一种复杂生物礁微相识别与判定方法。

背景技术：

生物礁的分类方案较多，目前比较有代表性的有按成因、古地理位置、外形及结构等多种方案。按成因分类比较有代表性的是riding提出的，根据生物礁的组分和构造支撑方式，将生物礁分为基质支撑、骨架支撑和胶结物支撑三类；按古地理位置生物礁类型可划分为台地边缘生物礁和台内点礁；按外形分类比较有代表性的是曾鼎乾教授提出的，根据礁的形态将生物礁划分为点礁、宝塔礁、马蹄形礁、环礁、丘礁和层状礁。参照张明书等现代生物礁结构成熟度划分标准，按结构生物礁可划分成熟生物礁、半成熟生物礁和未成熟生物礁三种类型。而n.p.james则将一个生物礁成礁过程分为定殖期、拓殖期、泛殖期和统殖期四期。

上述不同类型生物礁分类方案虽然对生物礁的类型及形成过程有了较详细的阐述及总结，但未分析生物礁微相划分及发育特征。进一步研究成果表明，生物礁按其岩石组成可分为骨架岩微相、粘结岩微相、障积岩微相、礁角砾岩微相、泥粒-颗粒岩微相、粒泥岩微相、灰泥岩微相等多种岩石微相类型。按位置生物礁在纵向上可细分为礁基、礁核及礁盖微相，在横向上可细分为礁前、礁顶及礁后微相，不同微相具有不同的岩石组合特征。

对于生物礁气藏，生物礁纵、横向不同微相储层发育特征与分布规律有较大的差别。因此，如何高效开发一个复杂的生物礁气藏，生物礁储层预测与精细描述就成为影响其高效开发的关键技术之一，而生物礁微相识别及不同微相发育特征描述则是生物礁储层预测的基础，只有准确地对生物礁在横向上和纵向上的各种不同微相进行准确识别与判定之后，才可能确定储层主要集中的区域。然而，目前尚未有对生物礁不同微相的综合判别方法，不同微相在平面上的发育及展布特征也难以描述清楚，因此导致生物礁气藏的开发高效较低。

技术实现要素：

本发明的目的之一至少在于，针对如何克服上述现有技术存在的问题，提供一种复杂生物礁微相识别与判定方法，其能够准确识别生物礁不同微相并描述其发育特征，从而有助于精细预测生物礁储层分布，提高生物礁气藏的开发效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下各方面。

一种复杂生物礁微相识别与判定方法，其包括以下步骤：

输入生物礁各个部位岩性组合数据、测井数据、及地震数据；

根据生物礁不同部位岩性组合数据进行生物岩石微相识别，确定生物礁的岩石微相；

根据生物礁的岩石微相、测井数据和地震数据来综合确定生物礁的纵向沉积微相和横向沉积微相；其中，纵向沉积微相包括礁基、礁核、礁盖微相，横向沉积微相礁前、礁顶、礁后微相。

优选的，所述生物礁的岩石微相包括：骨架岩微相、粘结岩微相、障积岩微相、礁角砾岩微相、泥粒-颗粒岩微相、粒泥岩微相、灰泥岩微相；

所述泥粒-颗粒岩微相包括：棘屑泥粒-颗粒岩微相、杂生物泥粒-颗粒岩微相、以及礁屑泥粒-颗粒岩微相。

优选的，所述测井数据包括来自：密度测井、电阻率测井、声波测井、中子测井、自然伽马测井、地层倾角测井、及成像测井的数据。

优选的，所述地震数据包括地震剖面反射特征和波阻抗剖面特征数据。

优选的，所述方法包括：分别根据岩石微相中的障积岩微相确定礁基微相，根据粘结岩微相确定礁核微相，根据角砾岩微相确定礁前微相，根据礁屑泥粒-颗粒岩微相确定礁盖或礁顶微相，根据棘屑泥粒-颗粒岩微相确定礁基或礁后微相。

优选的，所述方法包括：根据密度、声波、中子测井值范围及特征、电阻率测井值高低、电阻率测井值形态确定礁盖微相、礁核微相、及礁基微相；根据上覆地层倾角大小、自然伽马测井值大小、三孔隙度曲线特征、电阻率测井值形态以及成像测井特征确定礁前微相、礁顶微相、及礁后微相。

优选的，所述方法包括：根据生物礁外部地震反射形态、内部地震反射结构的差异确定生物礁的纵向沉积微相和横向沉积微相。

优选的，所述方法进一步包括：

当生物礁的岩石微相为障积岩微相，测井数据中声波为47～50us/ft，密度为2.68～2.73g/cm3，中子孔隙度为0～2.0％，电阻率为50000～99999ω·m，且地震数据中地震波速度大于6200m/s，波阻抗大于17000(m/s)*(g/cm3)时，确定生物礁的沉积微相为礁基；

当生物礁的岩石微相为粘结岩微相，测井数据中声波为48～51us/ft，密度为2.63～2.7g/cm3，中子孔隙度为1.9～4.0％，电阻率为30000～50000ω·m，且地震数据中地震波速度为5400～6500m/s，波阻抗为15800～17500(m/s)*(g/cm3)时，确定生物礁的沉积微相为礁核；并且

当生物礁的岩石微相为礁屑泥粒-颗粒岩微相，测井数据中声波为50～65us/ft，密度为2.35～2.66g/cm3，中子孔隙度为3.05～10.5％，电阻率为500～30000ω·m，且地震数据中地震波速度小于6000m/s，波阻抗小于16200(m/s)*(g/cm3)时，确定生物礁的沉积微相为礁盖。

优选的，所述方法进一步包括：

当生物礁的岩石微相为角砾岩微相，测井数据中自然伽马值小于15api，声波为47～53us/ft，中子孔隙度为0～5％，密度为2.65～2.73g/cm3，电阻率为500～100000ω·m，上覆地层倾角为4°～15°，且地震数据中地震波速度为5700～6000m/s，波阻抗为15600～16200(m/s)*(g/cm3)时，确定生物礁的沉积微相为礁前；

当生物礁的岩石微相为礁屑泥粒-颗粒岩微相，测井数据中自然伽马值小于15api，声波为50～70us/ft，中子孔隙度为3～12％，密度为2.55～2.7g/cm3，电阻率为100～5000ω·m，上覆地层倾角为1°～5°，且地震数据中地震波速度小于5700m/s，波阻抗小于15500(m/s)*(g/cm3)时，确定生物礁的沉积微相为礁顶；并且

当生物礁的岩石微相为棘屑泥粒-颗粒岩微相，测井数据中自然伽马值大于15api，声波为48～55us/ft，中子孔隙度为1～8％，密度为2.63～2.71g/cm3，电阻率为200～20000ω·m，上覆地层倾角为2°～10°，且地震数据中地震波速度为5500～6000m/s，波阻抗为15100～16000(m/s)*(g/cm3)时，确定生物礁的沉积微相为礁后。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

本发明通过对钻井岩心、岩屑薄片、常规测井、成像测井及地震剖面的综合分析，识别生物礁不同微相并描述其发育特征，为精细预测生物礁储层展布奠定了坚实的基础。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明一实施例的复杂生物礁微相识别与判定方法的流程图。

图2是根据本发明一实施例的纵向和横向划分生物礁微相示意图。

图3是根据本发明一实施例的生物礁礁盖、礁核、礁基微相测井响应特征示意图。

图4是根据本发明一实施例的礁顶微相测井响应特征示意图。

图5是根据本发明一实施例的礁前微相测井响应特征示意图。

图6是根据本发明一实施例的礁后微相测井响应特征示意图。

图7是根据本发明一实施例的沉积微相地震反射特征示意图。

图8是根据本发明一实施例的生物礁纵向上不同沉积微相储层厚度示意图。

图9a和b是根据本发明一实施例的生物礁横向上不同沉积微相储层分类厚度直方图。

图10是根据本发明一实施例的沉积微相平面分布预测图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

图1示出了根据本发明一实施例的复杂生物礁微相识别与判定方法的流程图。该方法包括以下步骤：

步骤101：输入生物礁各个部位岩性组合数据、测井数据、及地震数据；

步骤102：根据生物礁不同部位岩性组合数据进行生物岩石微相识别，确定生物礁的岩石微相；

步骤103：根据生物礁的岩石微相、测井数据和地震数据来综合确定生物礁的纵向沉积微相和横向沉积微相。

具体地，生物礁微相划分按不同部位，纵向上可划分为礁基、礁核、礁盖，横向上划分为礁前、礁顶、礁后。不同微相具有不同的岩石微相类型、测井相特征和地震相特征。根据生物礁不同部位岩性组合进行生物岩石微相识别，确定生物礁的岩石微相，根据生物礁的岩石微相确定生物礁的微相类型；根据常规测井形态和成像测井特征确定所属生物礁类型；根据地震反射特征确定所属生物礁类型；综合岩石微相类型、测井相特征和地震发射特征来综合判定所属生物礁微相。本发明的上述实施例以油气勘探开发中生物礁及其不同微相的识别及描述为基础，精细预测生物礁储层分布，提高了生物礁气藏的开发效率。其能够直接应用于同类地质体的识别及描述，该方法对其他类型地质体的识别及描述也具有重要的指导意义。

(1)根据生物礁岩石微相识别生物礁不同沉积微相

生物礁按其岩石组成可分为骨架岩微相、粘结岩微相、障积岩微相、礁角砾岩微相、泥粒-颗粒岩微相、粒泥岩微相、灰泥岩微相等多种岩石微相类型。例如，可以根据粘结岩微相确定礁核微相，根据角砾岩微相确定礁前微相，根据礁屑泥粒-颗粒岩微相确定礁盖或礁顶微相，根据棘屑泥粒-颗粒岩微相确定礁基或礁后微相。

①骨架岩微相

造架生物含量高(>30％)，主要为串管海绵、纤维海绵、硬海绵和水螅，另有少量珊瑚、层孔虫和苔藓虫。骨架孔发育，但大多被附礁生物屑、灰泥和栉壳状亮晶方解石胶结物充填。该微相仅见于礁核微相中。

②粘结岩微相

由蓝绿藻、古石孔藻和管壳石粘结或包覆其他生物(造礁生物及各种附礁生物屑)组成的礁灰岩。骨架孔相对较小，以充填灰泥和生屑为主，亮晶胶结物较少。该微相为礁核微相的主要岩石微相。

③障积岩微相

造礁生物含量低(10％±)，主要由原地生长的枝状、丛状串管海绵和纤维海绵障积细小生物屑和灰泥组成。附礁生物较多，灰泥支撑。主要见于礁基微相中。

④礁角砾岩微相

礁角砾大小不等，无分选，棱角状，角砾成分为礁灰岩或泥晶灰岩，部分角砾被藻粘结，角砾间主要为灰泥填隙，亮晶胶结物较少。该微相主要发育于礁前微相中。

⑤泥粒-颗粒岩微相

(a)棘屑泥粒-颗粒岩微相

颗粒以棘屑为主，另有少量瓣鳃、腹足、腕足等。颗粒支撑，多为灰泥填隙，常强烈白云岩化，形成含残余棘屑的糖粒状白云岩，孔隙发育。该微相确定礁基及礁后微相中。

(b)杂生物(屑)泥粒-颗粒岩微相

颗粒为各种生物屑，包括有孔虫、蜓、藻屑、棘屑、腕足、介形虫、瓣鳃和腹足等，且不以哪种生物屑占绝对优势。颗粒支撑，灰泥填隙为主，局部亮晶胶结。该微相主要见于礁基及礁后微相中。

(c)礁屑泥粒-颗粒岩微相

该微相含大量的造礁生物碎屑，另有棘屑、腕足、腹足和瓣鳃等。颗粒支撑，灰泥填隙，常强烈白云岩化，孔隙发育。分布于成熟礁体或半成熟礁体的礁盖或礁顶微相中。

⑥粒泥岩微相

(a)杂生物(屑)粒泥岩微相生屑颗粒含量较少(<50％)，主要为蜓、有孔虫、介形虫、棘屑等，另有少量的腕足、瓣鳃和腹足。灰泥支撑。主要分布于台坪静水环境中或礁滩间。

(b)浮游生物粒泥岩微相

颗粒以浮游生物为主，主要为海绵骨针和放射虫，另有少量的钙球和介形虫。除浮游生物外，还有少量的有孔虫、蜓、棘屑等。该微相主要分布于台凹或槽盆深水环境。

⑦灰泥岩微相

(a)(含生屑)灰泥岩微相

主要为含泥质的泥晶灰岩，有时含燧石结核和少量的生物碎屑。主要分布于台坪静水环境和潮坪环境，在台凹次深水环境中也常见。

(b)含浮游生物灰泥岩微相

主要为含放射虫、海绵骨针的泥晶灰岩。分布于槽盆及台凹深水环境中。

(c)泥粉晶白云岩微相

白云石晶体细小，泥—粉晶，它形为主，晶间孔不发育，有时含少量生物碎屑，且以瓣鳃和腹足为主，白云岩中常见石膏假晶、鸟眼、干裂及泥藻纹层，为潮坪环境产物。

(2)根据测井数据识别生物礁不同沉积微相

生物礁在纵向上可进一步细分为礁基、礁核及礁盖微相：礁盖岩性主要为溶孔、针孔白云岩，表现出疏松多孔的测井响应特征，如密度(曲线为锯齿状，值较低，约为2.35～2.66g/cm³)，电阻率值下降(双侧向正差异大，阻值约为500～30000ω·m)，声波(为锯齿状，属于高值，约50～65us/ft)、中子孔隙度(约3.05％～10.5％)上升等，反映溶孔发育。礁基岩性主要为生屑灰岩和泥微晶灰岩，礁核岩性主要为生物骨架灰岩；礁基、礁核在电测曲线上表现为低伽玛、极高电阻的特征；伽玛曲线较平直，指示礁灰岩整体岩性较纯，礁盖白云质含量高于礁核和礁基(如图3所示)。

生物礁在横向上可进一步细分为礁前、礁顶及礁后微相：

礁前以发育礁前角砾岩为主，其上覆地层倾角大(约4°～15°)，可见变形滑脱构造，进入长兴前地层倾角增大明显，长兴组自然伽马一般小于15api，通常低于礁顶和礁后；电阻率以高阻为主，约500～100000ω·m)；三孔隙度曲线指示储层发育差(参见图5)，中子孔隙度约0％～5％。

礁顶以发育溶孔、针孔白云岩为主，上覆地层倾角小(约1°～5°)，以水平层理为主；自然伽马与礁前相似(小于15api)，通常略高于礁前；电阻率成箱形，以低电阻为主，约100～5000ω·m；三孔隙度曲线指示储层发育(参见图4)，中子孔隙度约3％～12％。

礁后以发育残余生屑白云岩为主，上覆地层倾角与礁前相似(约2°～10°)，局部发育井眼崩落，但地层倾角小于礁前；自然伽马较高(一般大于15api)，变化大；电阻率曲线变化频繁，幅度变化大，约200～20000ω·m；三孔隙度曲线指示发育一定储层(参见图6)，中子孔隙度约1～8％。

(3)根据地震数据识别生物礁不同沉积微相

从图7所示元坝地区长兴组生物礁地震剖面可以看出，生物礁地震响应在纵、横向上不同微相区有不同的反射结构特征。

横向上，由于生物礁顶面直接与高地震波速度的致密灰岩接触，生物礁顶部整体表现出波谷反射特征，由于不同微相间地震波速度存在差异，可以识别出礁前、礁后、礁顶3个微相：

1)礁顶，高孔隙白云岩最为发育，受孔隙度对地震波速度的影响，具有强振幅、波谷、“亮点”反射特征，例如，地震波速度小于5700m/s，且波阻抗小于15500(m/s)*(g/cm³)；

2)礁后，白云岩孔隙发育变差，地震波速度增大，表现为较强振幅、波谷、“亮点”反射特征，例如，地震波速度为5500～6000m/s，且波阻抗为15100～16000(m/s)*(g/cm³)；

3)礁前，岩性变差，地震波速度进一步增大，呈弱振幅、波谷反射特征，例如，地震波速度为5700～6000m/s，且波阻抗为15600～16200(m/s)*(g/cm³)。

纵向上，依据微相间的地震波速度差异可以区分礁基、礁核、礁盖3个微相：

1)礁基，通常为台地生屑灰岩、颗粒灰岩，其顶面与礁核接触，一般情况下，礁基至礁核连续生长，速度差异较小，呈空白、弱振幅或无反射特征，例如，地震波速度大于6200m/s，且波阻抗大于17000(m/s)*(g/cm³)；

2)礁核，一般位于礁体中间，以生屑灰岩为主，地震波速度大，其顶面直接与低速的礁盖接触，表现为强振幅、波峰反射特征，例如，地震波速度为5400～6500m/s，且波阻抗为15800～17500(m/s)*(g/cm³)时；

3)礁盖，通常为孔隙好、速度较低的白云岩，上覆岩层速度相对高，具有强振幅、波谷、“亮点”反射特征，例如，地震波速度小于6000m/s，且波阻抗小于16200(m/s)*(g/cm³)时。

(4)根据生物礁的岩石微相、测井数据和地震数据来综合确定生物礁的纵向沉积微相和横向沉积微相

单独根据岩石微相类型、测井像特征或地震相特征不一定能准确地判定所钻遇生物礁地层的微相类型，综合利用岩石微相类型、测井像特征和地震相特征可更准确的判定所钻遇生物礁地层的微相类型，并有助于精确地描述生物礁不同微相储层分布规律及纵横向展布特征。

当生物礁的岩石微相为障积岩微相，测井数据中声波为47～50us/ft，密度为2.68～2.73g/cm³，中子孔隙度为0～2.0％，电阻率为50000～99999ω·m，且地震数据中地震波速度大于6200m/s，波阻抗大于17000(m/s)*(g/cm³)时，确定生物礁的沉积微相为礁基；

当生物礁的岩石微相为粘结岩微相，测井数据中声波为48～51us/ft，密度为2.63～2.7g/cm³，中子孔隙度为1.9～4.0％，电阻率为30000～50000ω·m，且地震数据中地震波速度为5400～6500m/s，波阻抗为15800～17500(m/s)*(g/cm³)时，确定生物礁的沉积微相为礁核；并且

当生物礁的岩石微相为礁屑泥粒-颗粒岩微相，测井数据中声波为50～65us/ft，密度为2.35～2.66g/cm³，中子孔隙度为3.05～10.5％，电阻率为500～30000ω·m，且地震数据中地震波速度小于6000m/s，波阻抗小于16200(m/s)*(g/cm³)时，确定生物礁的沉积微相为礁盖。

当生物礁的岩石微相为角砾岩微相，测井数据中自然伽马值小于15api，声波为47～53us/ft，中子孔隙度为0～5％，密度为2.65～2.73g/cm³，电阻率为500～100000ω·m，上覆地层倾角为4°～15°，且地震数据中地震波速度为5700～6000m/s，波阻抗为15600～16200(m/s)*(g/cm³)时，确定生物礁的沉积微相为礁前；

当生物礁的岩石微相为礁屑泥粒-颗粒岩微相，测井数据中自然伽马值小于15api，声波为50～70us/ft，中子孔隙度为3～12％，密度为2.55～2.7g/cm³，电阻率为100～5000ω·m，上覆地层倾角为1°～5°，且地震数据中地震波速度小于5700m/s，波阻抗小于15500(m/s)*(g/cm³)时，确定生物礁的沉积微相为礁顶；并且

当生物礁的岩石微相为棘屑泥粒-颗粒岩微相，测井数据中自然伽马值大于15api，声波为48～55us/ft，中子孔隙度为1～8％，密度为2.63～2.71g/cm³，电阻率为200～20000ω·m，上覆地层倾角为2°～10°，且地震数据中地震波速度为5500～6000m/s，波阻抗为15100～16000(m/s)*(g/cm³)时，确定生物礁的沉积微相为礁后。

根据元坝地区礁顶、礁前、礁后储层发育状况统计(参见图9a和图9b)可以看出，元坝地区长兴组生物礁储层(特别是ⅰ+ⅱ类储层)纵向上储层主要集中发育于礁顶(盖)，礁核差，礁基不发育，单期礁储层均厚55.3m，其中礁盖微相储层厚39.9m，礁核微相储层厚14.8m，礁基微相储层厚0.6m(参见图8)。其中，ⅰ类储层的渗透率大于1毫达西、孔隙度大于10％；ⅱ类储层渗透率为0.25～1毫达西、孔隙度为5％～10％；ⅲ类储层的渗透率为0.02～0.25毫达西、孔隙度为2％～5％。

储层主要分布于礁顶，礁后次之，礁前最差，其中：礁前钻遇储层平均厚32.6m，ⅰ+ⅱ类储层9.5m；礁顶钻遇储层平均厚77.0m，ⅰ+ⅱ类储层37.0m；礁后钻遇储层平均厚度38.3m，ⅰ+ⅱ类储层11.0m。

根据上述方法识别出的沉积微相，精细预测某工区生物礁沉积微相平面展布图(见图10)，提高了生物礁气藏的开发效率。

以上所述，仅为本发明具体实施方式的详细说明，而非对本发明的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本发明的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本发明的保护范围之内。