西峰油田長8油藏高阻水層影響因素探討

劉　建，韓婧婧，王　博，韓　詹（1.中國石油長慶油田分公司勘探開發研究院，陜西西安　710021；2.低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室，陜西西安　710021；.中國石油川慶鉆探公司工程技術研究院，陜西西安　710021；.中國石油長慶油田分公司第十二采油廠，陜西西安　710021）

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西峰油田長8油藏高阻水層影響因素探討

劉建1，2，韓婧婧3，王博1，2，韓詹4
（1.中國石油長慶油田分公司勘探開發研究院，陜西西安710021；2.低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室，陜西西安710021；3.中國石油川慶鉆探公司工程技術研究院，陜西西安710021；4.中國石油長慶油田分公司第十二采油廠，陜西西安710021）

摘要：鄂爾多斯盆地西峰油田長8油藏儲量資源豐富，建產潛力大，是該區增儲上產的主要層位之一，近年來由于高阻水層現象的出現，難以有效識別油水層，一定程度上增大了產建風險，為了準確識別長8儲層流體性質，搞清高阻水層成因，緊密結合西峰莊36區長8油藏實際情況，通過大量實例，綜合應用巖性、物性等分析化驗資料、常規測井及核磁共振等測試資料，確定了碳酸鹽含量高、綠泥石含量高、結構泥質的存在、物性及孔隙結構差為導致水層電阻率與油層電阻率差異小的主要原因，從而擴展了油水層識別方法，對推動該區增儲上產具有重要的現實意義。

關鍵詞：高阻水層；碳酸鹽含量；綠泥石含量；礦化度

西峰長8油藏以三角洲前緣亞相沉積為主，主要發育水下分流河道、水下天然堤、分流間灣微相。油層中部深度2 000 m，平均油層厚度9.0 m，巖心分析孔隙度10.5 %，滲透率0.25 mD，油藏類型為巖性油藏。本區長8油藏油水關系復雜，存在高阻水層的情況，水層電阻率與油層相同，相鄰的兩口井同是長8儲層，電阻率、聲波時差基本相同，試油結果卻不同，油、水層識別困難，嚴重影響了石油勘探和開發，使測井解釋常常出現失誤。本次綜合應用了巖性、物性等分析化驗資料、常規測井及核磁共振等測試資料，分析了地層電阻率影響因素及高阻水層形成原因，從而形成一套符合西峰長8油藏地質規律的高電阻水層的判別方法。

1　巖性對地層電阻率的影響

1.1泥質的存在形式對地層電阻率的影響

泥質的導電性不是依靠在孔隙溶液中運動的離子傳送電流，而是在外電場的作用下，被黏土顆粒的表面電荷吸附的正離子在電場作用下依次交換它們的位置。泥質在砂巖中的存在形式分為結構泥質和分散泥質兩種。結構泥質主要為塑性巖屑及黏土雜基，與巖石骨架一起承載上覆巖層壓力，隨其含量增大自然伽馬增大，巖石壓實程度加大，聲波時差降低，密度增大，地層電阻率增大。分散泥質呈顆粒被膜或黏土微晶充填在孔隙空間，主要為成巖黏土礦物，因分散泥質的存在會使巖石的孔隙形狀變得復雜，孔道彎曲程度變大，孔隙連通性變差，明顯降低儲層滲透率并增加束縛水飽和度，其含量增大地層電阻率降低[1]。

1.2碳酸鹽巖含量對地層電阻率的影響

碳酸鹽本身是高阻巖性，含量的增大必將導致電阻率的升高；其次碳酸鹽以膠結物的形式出現，改變了儲層的孔隙結構，充填了部分孔隙，整體巖性更致密，進一步影響巖石的導電性，使電阻率增大[2]。從ZH9井、ZH12井、ZH16、ZH131、ZH132等15口井252個巖心分析數據點的碳酸鹽巖含量與地層電阻率關系不難看出碳酸鹽巖含量對儲層電阻率的影響變化：對于油層和油水層：碳酸鹽巖含量對電阻率影響不大，含油性將碳酸鹽巖含量的影響掩蓋；對于水層：碳酸鹽巖含量增加，水層電阻率增大（見圖1）。

圖1　碳酸鹽巖含量與電阻率關系交匯圖（a.油層；b.同層；c.水層）Fig.1 Cross plot of carbonate content and resistivity

1.3黏土礦物成分對地層電阻率的影響

西峰莊36區長8儲層黏土礦物主要有綠泥石（長82儲層含量最高為70.5 %）、伊利石、伊/蒙混層、高嶺石等（見表1）。電鏡掃描圖像和鑄體薄片顯示綠泥石以薄膜形式分布于粒表（見圖2、圖3）。綠泥石膜的存在阻止了長英質次生加大，使孔隙得以保存，但綠泥石膜的存在對地層電阻率產生影響。

通過分析綠泥石膜厚度與電阻率的關系發現：綠泥石膜的薄厚對油層和水層的電阻率影響不一樣。對于油層，綠泥石膜變厚滲透性變差，束縛水飽和度增大，電阻率降低。如ZH121井長81儲層綠泥石厚度20 μm～30 μm，聲波時差240 μs/m，密度2.34 g/cm3，地層電阻率28.2 Ω·m，小于本區油層平均電阻率，試油日產純油5.4 t。

表1　西峰莊36區黏土X衍射分析數據表Tab.1 The clay X-ray diffraction data table of Zhuang36

圖2　ZH91井、ZH110井、ZH115井、ZH211井鑄體薄片圖像Fig.2 Casting section of ZH91，ZH110，ZH115，ZH211

圖3　ZH152井掃描電鏡及鑄體薄片圖像Fig.3 SEM and casting section of ZH152

對于水層，當巖石顆粒表面披覆一層綠泥石膜時，由于綠泥石吸附有機質，相當于在巖石顆粒表面有一高阻薄膜，高阻薄膜會造成孔隙水導電路徑的卡斷或復雜化，使水層電阻率升高。由于綠泥石膜的存在使油層和水層的電阻率相近，都呈現中阻特征，造成油水層識別困難[2]。ZH112井長82儲層巖心薄片分析顯示綠泥石膜厚20 μm，聲波時差238 μs/m，密度2.48 g/cm3，地層電阻率30.3 Ω·m，試油：油1.19 t/d，水19.4 m3/d。ZH121井與ZH112井物性、電性相當，但試油結果不同。由于綠泥石膜的存在使油水層識別困難。

2　物性對地層電阻率的影響

2.1孔隙度對地層電阻率的影響

孔隙度對地層電阻率的影響分為含水巖石和含油巖石兩種情況。對于含水巖石，在地層水礦化度、巖性相同的情況下，孔隙度越大，含水飽和度越高，地層導電能力越強，地層電阻率越低。對于含油巖石，在地層水礦化度相同、巖性相同的情況下，隨孔隙度的增大地層電阻率增大或不變。

2.2滲透率對地層電阻率的影響

滲透率對地層電阻率的影響同樣分為含水巖石和含油巖石兩種情況。對于含水巖石，在地層水礦化度相同、巖性相同的情況下，滲透率越大，導電離子移動速度快，地層電阻率低。對于含油巖石，在地層水礦化度相同、巖性相同的情況下，滲透率低束縛水飽和度高，儲層電阻率降低；滲透率大束縛水飽和度低，儲層電阻率高（見圖4）。

圖4　含油巖石地層電阻率與滲透率關系圖Fig.4 Formation resistivity and permeability relationship diagram of oil layers

3　孔隙結構對地層電阻率的影響

孔隙結構包括孔徑分布、孔道截面變化程度、孔道彎曲程度、孔隙連通情況等[3]，關系到離子運動的速度和參加運動離子的數量，從而影響巖石的電阻率。核磁共振實驗、核磁共振測井資料反應了孔徑分布。含油巖石，孔隙結構好、大孔徑為主的儲層電阻率高；孔隙結構差、小孔徑為主的儲層束縛水飽和度高，電阻率降低[4]。含水巖石孔隙結構好、大孔徑為主的儲層電阻率低；孔隙結構差、小孔徑為主的儲層電阻率增高。ZH32-14井1 836.37 m～1 840.77 m核磁共振實驗T2譜分布顯示孔隙結構為大小孔隙并存，日產純油15.6 t（見圖5），核磁共振測井T2譜顯示1 831 m～1 841 m井段顯示譜峰靠右，大孔徑發育，電阻率為39 Ω·m～46 Ω·m；1 816.4 m～1 831 m井段核磁共振測井T2譜顯示以小孔徑為主，電阻率降低，電阻率為30 Ω·m。

圖5　ZH32-14井核磁共振實驗T2譜分布圖Fig.5 Distribution of NMR experiments T2 spectrum on ZH32

4　礦化度及其他情況對電阻率的影響

據實驗資料表明其他條件相同的情況下，儲層地層水礦化度越高電阻率越低[5]（見圖6），使得油層呈現中低阻[1]，與水層電阻率差別不大，給油水識別帶來困難。X216-3井長81儲層試油日產純油12 t，聲波時差231 μs/m，地層水礦化度22.27 g/L，地層電阻率34.7 Ω·m；X218-2井長81儲層試油：純水5.71 m3/d，地層水礦化度16.74 g/L，聲波時差236 μs/m，地層電阻率39.8 Ω·m。因地層水礦化度不同，油水層電阻率差別不大，油水層識別困難。

此外，鹽水鉆井液、鉆井液性能太差及浸泡時間過長的井，也可能形成高阻水層（如華北廊固地區）。在鹽水鉆井液（礦化度越高越好）和低礦化度地層水條件下，可用貼井壁的微聚焦測井評價沖洗帶內殘余油飽和度，達到識別油層的目的[6]。

圖6　地層水礦化度差異對巖石電阻率影響示意圖Fig.6 Effect of formation water salinity difference resistivity

5　結論

本次針對儲層巖性、物性、孔隙結構、地層水礦化

度四大方面的七個因素對西峰莊36區長8油藏地層電阻率進行分析，認為：

（1）碳酸鹽巖含量對地層電阻率的影響程度因地層流體性質不同而不同：含油巖石碳酸鹽巖含量對電阻率影響不明顯；含水巖石碳酸鹽巖含量增大，電阻率增大。

（2）綠泥石膜厚度增加致使水層電阻率增大，油層電阻率降低。

（3）物性對電阻率的影響因地層流體性質不同而不同。含油巖層物性變好地層電阻率升高；含水巖層物性變好地層電阻率降低。

（4）孔隙結構的影響因地層流體性質不同而不同。含油巖層孔隙結構好地層電阻率升高；含水巖層孔隙結構差地層電阻率升高。

（5）在測井解釋過程中,充分研究利用巖心分析、試油等第一手資料，對油氣水做出正確合理的解釋，并建立合理的油水層劃分標準，避免油水層的錯誤劃分。

參考文獻：

［1］雍世和，張超謨.測井數據處理與綜合解釋［M］.北京：石油大學出版社，2004：262-266.

［2］嚴煥德，王天祥，趙為永，等.澀北氣田高阻水層成因及其對儲層參數的影響［J］.青海石油，2009，27（2）：55-56.

［3］馮增昭.沉積巖石學［M］.北京：石油工業出版社，1981.

［4］中國石油天然氣集團公司勘探局.渤海灣地區低電阻油氣層測井技術與解釋研究［M］.北京:石油工業出版社，2000.

［5］張慶國.大情字井油田高阻水層成因分析與識別方法［J］.科學技術與工程，2011，11（34）：8444-8446.

［6］歐陽健.油藏中飽和度-電阻率分布規律研究［J］.石油勘探與開發，2002，29（3）:44-47.

Investigation on factors of high resistivity water in Xifeng oilfield Chang 8 reservoir

LIU Jian1，2，HAN Jingjing3，WANG Bo1，2，HAN Zhan4
（1.Research Institute of Exploration and Development，PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710021，China；2.National Engineering Laboratory for Exploration and Development of Low-permeability Oil and Gas Fields，Xi'an Shanxi 710021，China；3.Chuanqing Engineering and Technology Institute，Xi'an Shanxi 710021，China；4.Oil Production Plant 12 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710021，China）

Abstract:With rich reserves and great potential of production capacity, Chang 8 reservoir of Xifeng oilfield in Ordos basin is one of the main area for increasing reserves and production.Due to the high resistance layer phenomenon appeared in recent years,it is difficult to identify oil and water layer effectively,to some extent, which increases the risk of capacity building.In order to accurately identify the Chang 8 reservoir fluid properties, clarify the causes of high resistivity water layer,lab data,conventional logging,NMR experiments and other test data are analyzed, in close connection with the actual situation of Chang 8 reservoir in Zhuang36,through a large number of instances,integrated application of lithology,physicalbook=112,ebook=117property.The results show that high content of carbonate and chlorite, the existence of structural shale,poor physical properties and pore structure of mud are the main causes of small difference of water layer resistivity and reservoir resistivity, and thus expand the oil and water layer identification methods, which has important practical significance on promoting reserves and production in this region.

Key words：high resistivity water；carbonate content；chlorite content；salinity

作者簡介：劉建，男（1983-），碩士學位，工程師，主要從事油田開發工作，郵箱：liuj2011_cq@petrochina.com.cn。

*收稿日期：2015－11-13

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.03.029

中圖分類號：TE122.3

文獻標識碼：A

文章編號：1673-5285（2016）03-0111-05