榆咀子地區低阻油層形成機理及識別方法研究

趙豐年，王 楊，萬 鑫

（陜西延長石油<集團>有限責任公司研究院，陜西西安710075）

低阻油層在鄂爾多斯盆地分布廣泛，平面上從北部定邊東仁溝到南部的直羅，從西部的吳起吳倉堡到中部的安塞，縱向上從延安組延6到延長組長6，均發育有低阻油層。這類油層的識別是制約其開發的關鍵點，根據其形成原因不同，識別方法也各不相同。本文以榆咀子油田為例，分析探討了該區域低阻油藏的形成機理及對應的識別方法，以期能對同類油氣藏起到參考和借鑒作用。

1 地質背景

榆咀子油田位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡中部，構造情況相對簡單，區域上為一平緩的西傾單斜構造，局部具有差異壓實形成的鼻狀隆起，地層傾角一般不足1°，油藏類型屬于巖性油氣藏，地質歷史上受北東方向物源影響，屬于大型河流三角洲沉積環境，主力油層為延長組長6。

2 榆咀子地區低阻油層的成因

前人研究認為[1-4]，低阻油層的形成一般與高地層水礦化度、高束縛水飽和度、導電性粘土礦物以及低構造幅度造成的油水分異不明顯等因素有關，參考上述成因機理，并通過地質研究和實驗室分析發現，榆咀子地區低阻油層的主控因素如下。

2.1 高礦化度地層水

榆咀子地區長6地層水總礦化度31468～37412mg/L，平均34440mg/L。由于因高礦化度導致地層水中所含帶電離子變多，地層導電性增加從而拉低地層電阻率。地層水礦化度與地層電阻率近似呈反比關系[5]。

2.2 高束縛水飽和度

榆咀子地區屬于三角洲前緣沉積，巖性特征以細砂和粉砂巖為主，儲層微孔隙發育，有利于束縛水的聚集；另外，儲層演化過程中的壓實作用和膠結作用也會阻塞粒間孔隙并形成微孔隙，使得束縛水增加，共同導致低阻油層的出現。

2.3 其他因素

導電礦物的存在會直接降低地層的電阻率；粘土礦物則會降低孔隙度和滲透率，造成束縛水飽和度升高，進而降低油層的電阻率；另外當油藏圈閉構造幅度較小時，油氣運移過程中動力不足，造成油水分異不充分，油層初始含油飽和度較低，也會造成低阻特征。

但從榆咀子地區的實際情況來看，未發現導電性礦物且粘土礦物含量較低，油水分異亦不是主控因素，因此，綜合來看，低孔低滲條件下的高礦化度地層水和高束縛水飽和度是榆咀子地區的低阻油層主控因素。

3 低阻油層的測井識別

確定出榆咀子地區低阻油層主要影響因素后，本文采取以下方法對低阻油層進行測井識別，首先與常規油層對比，確定高礦化度地層水和高束縛水飽和度對電阻率的影響幅度（即低阻油層電阻率補償值），然后以測井曲線作為媒介，建立電阻率補償值的測井解釋模型，最后用計算結果對低阻油層進行校正，從而可以用常規油層的解釋標準判斷其含油性。

3.1 補償電阻率值的求取

榆咀子工區在過去十多年的生產過程中，依靠現場技術人員的經驗，許多低阻油層獲得工業油流。前人研究表明[6]，區域上含水率與含水飽和度之間存在線性關系[公式（1）]，這使得通過產水率計算油層含水飽和度成為可能。繼而通過阿爾奇公式即可計算出低阻油層的校正電阻率值，再與其測井電阻率值進行比較，其差值即為低阻油層的電阻率補償值。本文選取了實際投產的29個典型低阻油層作為原始數據，探討補償電阻率的求取方法。

式中：fw——含水率；

Sw——含水飽和度；

a，b——方程系數。

3.2 補償電阻率計算模型

3.2.1 地層水礦化度測井響應

對于常規測井來說，地層水礦化度的響應曲線有自然電位和電阻率兩條[7]。考慮到區塊的低阻特征，本文主要探討礦化度與自然電位的關系。其測井響應機理如下：地層水礦化度與泥漿礦化度之間的差異引起溶液中正負離子的擴散作用，二者礦化度差別越大，離子的擴散作用越強，自然電動勢越大，二者呈對數正相關。在相同的泥漿和地質條件下，自然電位的偏移幅度來大體決定了地層水礦化度的大小（工區內二者的關系見圖1）。

圖1 榆咀子地區地層水礦化度與SP偏移幅度之間關系

3.2.2 束縛水飽和度的計算

儲層中束縛水含量與孔隙度的大小和粒度中值密切相關[8]。孔隙度越低，則孔喉越小，毛細管力越大，造成儲層束縛水含量的升高；而粒度中值則決定了巖石骨架顆粒的分布特征和巖石孔隙結構特征，巖性越細則巖石總表面積越大，束縛水含量也就越高。反映在常規測井上，孔隙度與AC正相關，而粒度中值與泥質含量即GR負相關。也即是說，束縛水飽和度與AC負相關而與GR正相關。通過數據擬合發現，束縛水飽和度與AC和GR單因子的相關性較差，與兩因子協同回歸的相關性較好[見圖2，公式（2）]。

圖2 榆咀子地區束縛水飽和度與GR和AC之間關系

3.2.3 補償電阻率與地層水和束縛水的關系

在求取以上參數的基礎上，考慮到工區油層低阻的原因主要與高礦化度地層水和高束縛水飽和度，因此采用多元回歸分析的方法，利用地層水礦化度和束縛水飽和度對補償電阻率進行回歸，獲得補償電阻率的計算公式[公式（3）]。

3.2.4 應用情況

前人通過試油試采資料，得出榆咀子地區長6油水同層的判別標準為RT≥16，根據這一標準，5305-4井長61-2段，SP偏移值為30.21，GR值為92.30，AC為245.8，射孔段電阻率僅為6.44，一次解釋為水層（見圖3）。通過公式計算發現，該儲層段的補償電阻率為10.5，校正后的電阻率為16.94，已經達到工區油水同層的劃分標準。射孔后日產油1.99t，含水63.3%。通過這一方法在整個區塊進行普查，改層補孔19口，見油17口，成功率為89%，驗證了這一解釋標準的實用性。

圖3 5305-4測井曲線圖

4 結論與認識

（1）榆咀子地區低阻油層的主要因素是高礦化度地層水和高束縛水飽和度。

（2）通過產水率與含水飽和度的關系以及阿爾奇公式，可計算出油層的補償電阻率值，高礦化度地層水可以通過自然電位的偏移量求取相關，而束縛水飽和度與GR和AC正相關，進而通過多元統計分析可以得出榆咀子地區的油層解釋標準。

（3）上述標準適用于榆咀子地區，但此研究方法可以對同類油藏起到借鑒作用。

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