鄂爾多斯盆地Z區(qū)長6低阻油層成因分析及識別方法

郭睿婷，郭 峰，成 偉，石 蕾

1. 西安石油大學(xué) a.地球科學(xué)與工程學(xué)院，b.陜西省油氣成藏地質(zhì)學(xué)重點實驗室，陜西 西安 710065；

2. 中國石油青海油田分公司 a.井下作業(yè)公司，b.采油一廠，青海 德令哈 816400

0 引言

近五十年來，國內(nèi)外在低阻油氣層勘探領(lǐng)域取得了豐碩的成果。各油田把低阻油層作為油田增產(chǎn)的目標(biāo)，且前人認(rèn)為低阻油層成因多樣而且復(fù)雜，因此對低阻成因因素的分析和識別就很重要。在鄂爾多斯盆地延長組中，發(fā)育低孔超低滲砂巖儲集層，此類儲層的孔隙結(jié)構(gòu)差異大，非均質(zhì)性強，孔喉類型多樣[1～2]，發(fā)育天然裂縫[3]，低電阻率油層廣泛存在[4]。低阻油層是指在同一油水系統(tǒng)內(nèi)，油層電阻率與領(lǐng)近水層電阻率比值小于2或3，或者其本身絕對電阻率很低。鄂爾多斯盆地Z區(qū)的長6段低阻油層發(fā)育廣泛，由于成因復(fù)雜多樣、識別方法針對性不強，容易將低阻油層遺漏或誤判。本文分析了研究區(qū)長6段油層低阻成因及主控因素，通過交匯圖版法及測井曲線重疊法定性識別長6段低阻油層，以提高油井利用率及油藏采收率。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)處于鄂爾多斯盆地陜北斜坡的中西部，整體構(gòu)造平緩，由于壓實作用的差異，多處可見近東西方向的鼻狀隆起構(gòu)造并且近平行發(fā)育，形成區(qū)域西傾單斜背景[5]。研究區(qū)長6油層組可進一步細(xì)分為長61、長62和長633個亞層。屬于三角洲前緣亞相，水下分流河道砂體為主要儲集體，其次為河口壩砂體，主要發(fā)育巖性上傾尖滅油氣藏[6～7]。儲層孔隙度介于9.63%～12.63%，集中于11%～12%，均值為11.07%，滲透率介于0.23×10-3μm2～0.65×10-3μm2，均值為0.42×10-3μm2，屬于低孔超低滲儲層[8～9]。

2 低阻油層成因分析

2.1 構(gòu)造因素

同一油水系統(tǒng)中，在重力分異作用下，構(gòu)造圈閉的高部位油氣富集。因為研究區(qū)為小幅背斜成藏模式，油藏幅度低，所以油氣運移的空間有限，使油水置換不完全，油水邊界不明顯，常為油水同層。同時低幅度油藏使儲層的含油飽和度降低，電阻率下降，進而造成長6電阻整體偏低。

2.2 束縛水飽和度

束縛水飽和度會受儲層的巖石粒度、泥質(zhì)含量及儲集空間的影響，從而影響到油層的電阻率。束縛水是指在一定生產(chǎn)壓力下，儲層孔隙中不可流動的水通常存在于顆粒表面并充填于細(xì)小孔隙中。一般束縛水的飽和度越大、礦化度越高，則導(dǎo)電能力越強，地層的電阻率越低。

2.2.1 巖石粒度

研究區(qū)長6段儲層巖石主要為灰色細(xì)粒長石砂巖，主要粒徑分布在0.08 mm～0.4 mm之間，平均為0.25 mm。細(xì)粒巖石比表面積大，吸附能力強，吸附的薄膜水較多[10]，使束縛水飽和度含量升高，導(dǎo)致電阻率降低[11]。

2.2.2 泥質(zhì)含量

儲層砂巖粒度較細(xì)時，一般會含有一定量的填隙物。長6段砂巖儲層填隙物含量為13.15%，填隙物包括粘土礦物（7.38%）、碳酸鹽膠結(jié)物（3.44%）和少量硅質(zhì)膠結(jié)物（1.28%）及其他充填物等。粘土礦物中高嶺石（3.53%）（圖1a）和綠泥石（2.48%）含量較高，伊利石相對較少，為1.37%，這些填隙物的充填將進一步增加孔隙數(shù)量，使束縛水含量增加。統(tǒng)計認(rèn)為長6段油層組泥質(zhì)含量與電阻率成負(fù)相關(guān)。一方面，附著在碎屑巖顆粒表面的粘土礦物通過吸附地層水中的陽離子，形成離子導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，使地層電阻率降低[12]；另一方面，綠泥石呈孔隙襯墊式薄膜分布于顆粒的表面，使得束縛水飽和度增加，地層電阻率降低（圖1b）。伊利石的毛發(fā)狀使得顆粒表面積增大，能吸附更多的束縛水，使電阻率偏低，毛細(xì)管阻力變大，從而降低儲層中流體的滲流能力（圖1c）。

圖1 鄂爾多斯盆地中西部長6儲層膠結(jié)物鏡下特征Fig. 1 Characteristics of Chang 6 reservoir under cemented objective lens in the central and western Ordos Basin

2.2.3 儲集空間

研究區(qū)長6具有低孔隙度、低滲透率特征，為低含油，高含水儲層。因此儲層的孔隙度越大，物性越好，含水飽和度就越高，電阻率就越低。其中，油層孔隙度與電阻率的負(fù)相關(guān)性最好，R2=0.5581；油水同層次之，R2=0.4488；水層最差，R2=0.164（圖2）。

圖2 孔隙度與電阻率關(guān)系圖Fig. 2 Relationship between porosity and resistivity

2.3 地層水礦化度

研究區(qū)長6地層水以CaCl2型為主，但是在不同的油層類型中存在差異。由地層水礦化度和電阻率的關(guān)系圖表明（圖3）：當(dāng)?shù)貙铀V化度較低時，油層的電阻率明顯高于水層電阻率；當(dāng)?shù)貙铀V化度較高時，地層的導(dǎo)電能力增加，油層的電阻率明顯降低，導(dǎo)致油水層對比不明顯，電阻率就難以反映含油性變化。因此，高地層水礦化度，是造成研究區(qū)低阻油層發(fā)育的又一重要因素[13～16]。高礦化度地層水有高電解質(zhì)濃度，會使導(dǎo)電性較強的離子相互連通形成離子導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。進而使油層電阻率降低，形成低阻油層[17]。

圖3 地層水礦化度與電阻率關(guān)系圖Fig. 3 Relationship between formation water salinity and resistivity

3 低阻油層識別

通過對研究區(qū)大量測井資料和試油結(jié)果的分析，交匯圖版法和測井曲線重疊法是有效識別低阻油層的方法。

3.1 交匯圖版法

研究中收集了115組低阻油層數(shù)據(jù)建立了聲波時差—電阻率交匯圖版，含油飽和度—電阻率交匯圖版[18]。交匯圖版法是識別低阻油層的有效方法，可直觀看出油層、水層的電性與物性特征。通過圖4、圖5確定了電阻率、聲波時差以及含油飽和度的下限值分別為5.41 Ω.m、220 μm/s和24.16%，確定了低阻油層范圍[19]，低于這一下限值，多為水層。將研究區(qū)長6段24個低阻油層投射到圖版上，經(jīng)驗證，準(zhǔn)確率達(dá)到100%。結(jié)果表明：低阻油層存在于聲波時差較高處，說明孔隙度較好但是滲透率差，反映出高孔低滲的特征，這是因為孔隙中有相當(dāng)多的束縛水，束縛水導(dǎo)電，可以形成低阻油層。

圖4 聲波時差與電阻率交匯圖版Fig. 4 Intersection chart of acoustic time difference and resistivity

圖5 含油飽和度與電阻率交匯圖版Fig. 5 Intersection chart of oil saturation and resistivity

3.2 測井曲線重疊法

儲層有油則說明儲層的孔隙度和滲透率好，深感應(yīng)電阻率和聲波時差的值就越高。砂巖的聲波時差（AC）與自然電位（SP）的異常幅度可以表明儲層物性參數(shù)的大小，儲層的孔隙度越高，聲波時差值越高，滲透性越好，自然電位異常幅度就越大。本文主要介紹深感應(yīng)電阻率（RILD）—聲波時差（AC）曲線重疊法與聲波時差（AC）—自然電位（SP）曲線重疊法。

3.2.1 深感應(yīng)電阻率（RILD）—聲波時差（AC）曲線重疊法

對于巖性和物性相近的儲層，油氣聚集導(dǎo)致電阻率升高，而地層水多導(dǎo)致電阻率降低。聲波時差為儲層固有屬性，應(yīng)用深感應(yīng)電阻率（RILD）與聲波時差（AC）曲線重疊法區(qū)分水層與油層，幅度差越大，則含油性越好。若幅度差很小或者無幅度差，則為水層和干層。試油結(jié)果表明，此方法能夠準(zhǔn)確有效識別低阻油層[20]（圖6）。

圖6 A161-65井曲線重疊法測井解釋成果圖Fig. 6 Log interpretation results of well of A161-65 curve overlap method

3.2.2 聲波時差（AC）—自然電位（SP）曲線重疊法

自然電位能夠反映地層水的性質(zhì)，如果自然電位異常幅度相近，儲層地層水的性質(zhì)也相近[21]。一般情況下，地層水礦化度越高，自然電位負(fù)異常越明顯。聲波時差（AC）與自然電位（SP）曲線重疊圖明顯的幅度差則識別為油水層，幾乎重疊則為干層。結(jié)果表明：在泥巖段，兩曲線基本重合；在砂巖段，曲線存在幅度差，若幅度差越大，則含油性越好（圖7）。

圖7 A164-42井曲線重疊法測井解釋成果圖Fig. 7 Log interpretation results of well A164-42 curve overlap method

交匯圖板法可辨別所有的油水層，優(yōu)點是圖版解釋的準(zhǔn)確程度會隨著試油或者生產(chǎn)資料的補充不斷完善，還可以解釋影響低阻油藏形成的因素。但缺點是解釋的精度不夠高，只能做定性解釋。在實際的應(yīng)用中要將交匯圖版法與測井曲線重疊法配合使用，從而提高識別油層的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)論

本文對鄂爾多斯盆地Z區(qū)長6儲層的低阻成因進行了分析與識別，研究表明：

（1）研究區(qū)整體構(gòu)造平緩，主要發(fā)育三角洲前緣亞相。長6油層組巖石顆粒的粒度細(xì)、泥質(zhì)含量高和礦物成熟度低，屬于典型的低孔超低滲儲層。

（2）長6段油層低阻的主要因素為高地層水礦化度和高束縛水飽和度，其中造成研究區(qū)高束縛水飽和度的原因有：儲層的巖石粒度、泥質(zhì)含量和儲集空間。構(gòu)造平緩對油層低阻有一定的影響，但并非主要的因素。

（3）交匯圖版法和測井曲線重疊法是有效識別低阻油層的方法：利用聲波時差—電阻率交匯圖版和含油飽和度—電阻率交匯圖版確定了低阻油層電阻率、聲波時差以及含油飽和度的下限值分別為5.41 Ω.m、220 μm/s和24.16%，經(jīng)驗證，該圖版識別低阻油層準(zhǔn)確率高；利用深感應(yīng)電阻率（RILD）—聲波時差（AC）曲線重疊法和聲波時差（AC）—自然電位（SP）曲線重疊法可有效識別低阻油層。交匯圖版法和測井曲線重疊法宜綜合運用，互相印證，進一步提高識別低阻油層準(zhǔn)確性，進而提高油井利用率及油藏采收率。