鄂爾多斯盆地鐵邊城地區長6層油層低阻特征及影響因素分析

蘭書琪，麻宇杰，趙軍輝，趙振興，狄曉磊，徐占軍

(1.西北大學 大陸動力學國家重點實驗室/地質學系，陜西 西安 710069；2.中國石油天然氣股份有限公司 長慶油田分公司第八采油廠，陜西 西安 710021)

巖石的電性是由巖性、物性、含油性和水性來共同表現的，它受多種因素影響，包括巖性、物性、含油性及孔隙結構等[1]。多種因素對于電阻率的影響非常大，導致各層測井電阻率差別減小，從而使得很難識別。

1 研究區概況

本次研究將鄂爾多斯盆地姬塬油田東南緣鐵邊城地區三疊系延長組長6油層組作為研究對象。鐵邊城地區構造位置屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡和天環坳陷的過渡帶，主要含油開發層系為中侏羅延安組及上三疊統延長組，油層組基底地層產狀平緩，地層起伏角度<1.0°(圖1)。

圖1 研究工區位置圖

2 低阻油層特征及其成因

2.1 低阻油層特征

低阻油層與鄰近水層的巖性和孔隙度測井響應特征基本一致，與相鄰水層有相差很小甚至一致的電阻率，這導致油層與水層區分界線非常模糊。

Y48區長6油藏平均砂層厚度 14.2 m，有效厚度 7.9 m，孔隙度11.1%，滲透率 1.1 mD，預測含油面積 20.0 km2，地質儲量600萬t。單采長612層井21口，初期日產油 0.5 t，含水63.2%。W552井、Y329井、X72-060井、J12井等4口井試油獲得20噸以上高產工業油流。

與Y214長6油藏對比，Y48長6與Y214長6油藏屬于同一沉積體系，對比典型井(表1)：X65-064平均砂層厚度 7.4 m，有效厚度 7.4 m，孔隙度14.51%，滲透率 4.5 mD，含油飽和度41.94%，電阻率 9.02 Ωm，泥質含量22.63%，聲波時差 240.26 μs/m；T93-100平均砂層厚度 18.6 m，有效厚度 10.8 m，孔隙度14.31%，滲透率 3.5 mD，含油飽和度40.91%，電阻率 13.02 Ωm，泥質含量22.49%，聲波時差 238.26 μs/m。可以看出，Y48長6油層與Y214長6儲層電性物性相當(圖2、圖3)，投產后Y48長6含水整體較高，效果差。

表1 Y48區與Y214區典型井參數統計表

2.2 低阻油層成因分析

有許多影響因素使得油層的電阻率值比較低，機理也比較復雜，與沉積、油氣成藏、后期的成巖作用、水下動力和鉆井液侵入等因素相關，許多原因都導致人們在識別低阻油藏時有很大困難[2]。

2.2.1 構造因素

鐵邊城地區處于鄂爾多斯盆地姬塬油田東南緣的位置，其具有<1°的地層傾角，具有平緩的構造。平緩的構造形成了油水界面難以識別的情況，這樣會減少該層的含油飽和度，會造成油層電阻率變小，或者造成油層電阻率小于水層的現象，同時由于海拔的增加，含油飽和度不會有大幅度增大。

2.2.2 地層水礦化度

鐵邊城地區地層水性復雜、地層水礦化度平面變化大，局部區域的部分鄰井之間都會出現地層水礦化度的較大差異。使用現有的地層水礦化度評價方法，通過采集地層水樣，開展實際地層水樣品測試分析的方法，能準確、高效地給出地層水礦化度。本次研究收集整理了地層水分析資料，開展地層水性研究[3]。

1)地層水類型。通常地層水類型的命名方式，取決于某種化合物的出現趨勢，目前通常按照蘇林地層水分類標準(表2)進行分類[4]。

表2 蘇林地層水分類標準

CaCl2型在鐵邊城地區長6層地層水中占主要，占80.4%，其次為Na2SO4型和NaHCO3型，各占9.8%(圖4)，是一種在地殼深部的沉積埋藏水。

圖4 鐵邊城地區長6層水型分布圖

地層水的分類標準目前主要依據博雅爾斯基的研究成果(表3)。統計地層水資料中的[Na+]、[Cl-]之比，鐵邊城地區長6地層水型為第IV類的CaCl2型，其指示處于封閉中隔絕的殘余水。鐵邊城地區地層水礦化度參數顯示(表4)：鈉氯系數越小、脫硫系數越小，變質系數越大，指示地層水封閉性整體較好，保存條件有利[5]。

表3 博雅爾斯基的 CaCl型地層水分類標準

表4 低阻油層礦化度特征參數統計表

2)地層水礦化度

研究區延長組長6地層水礦化度分布范圍廣(圖5)，其數值介于2.1～247.7 g/L。其中，Y48區長6層地層水礦化度平面分布情況與試油結論分布較為吻合(圖6)，試油結果為純產油井礦化度大于 40 g/L，純產水井、高含水井礦化度小于 40 g/L，主要集中在 20 g/L 以內。電阻率低的油層的地層水礦化度偏高，介于43.4～107.6 g/L。

圖5 鐵邊城地區長6礦化度平面圖

2.2.3 束縛水飽和度

通過分析電阻率低的油藏區地層的束縛水飽和度，發現其數值較高，高含量束縛水充填小孔中，束縛水會產生附加導電作用，這個導電作用會導致該地區油層電阻率減小。

如典型井Y327井(圖7)，其巖性主要為砂巖，且砂巖的粒度為細粒，含有溶蝕孔和粒間孔，多以小孔為主，核磁共振可動流體測試其束縛水飽和度為80.84%(圖8)，電阻率僅為10.93，為低阻油層(表5)。

圖6 Y48區長6礦化度等值線圖

圖7 Y327井核磁共振T2譜分布圖

圖8 Y327井長61測井解釋成果圖

表5 Y327井儲層特征統計表

造成束縛水飽和度較高的成因較多，主要有三點：

1)粒度

低阻油層分布區巖石顆粒以細砂巖為主，含很少粉砂細砂巖，巖石顆粒粒度較小，比表面積較大，吸附能力較強，即吸附的薄膜水變多，因此細粒巖石可以吸附大量地層水而使其成為束縛水。另一方面，巖石顆粒度小，使得微孔隙增多，孔隙的彎曲度增大，使毛管壓力增大，毛管滯水含量升高。兩方面因素使得束縛水含量增加[2](圖9)。

圖9 低阻油層粒級分布頻率圖

2)泥質含量

高含量的泥質充填孔隙中(圖10)，填隙物主要為褐色的泥質，未見喉道連通，孔隙結構較差，孔隙、喉道變小，增強了吸附水溶液中離子能力，增大了束縛水飽和度，降低了電阻率；泥質含量增多，電阻率逐漸降低(圖11)。

圖10 泥質填隙物

圖11 泥質含量分數與電阻率的關系

3)孔隙結構

低阻油層典型樣品表現出以小孔喉為主，孔隙結構復雜，連通性較差，孔喉配置關系較差(圖12)，滲流能力較差，微孔隙發育，會儲集束縛水，儲層束縛水飽和度從而變大[6]，這也是低阻油層的影響原因之一。

a.少量溶蝕孔，孔隙結構差 b.未見喉道連通

c.孔隙發育較差，連通性較差 d.層間微孔隙發育

2.2.4 黏土礦物

致使黏土具有附加導電性的原因是其具有陽離子交換的特性。另外，其獨特的結構和微粒性而具有吸附、膨脹，但是黏土礦物種類不同，就會具有不同的陽離子交換能力，其中導電性最高得是蒙脫石，其次是伊利石和高嶺石[7]。低阻油層分布區黏土礦物含量平均值為18%，以伊利石為主，伊/蒙混層次之(圖13)，陽離子交換得性質黏土礦物具有附加導電性，進而影響電阻率，是低阻油層成因之一[8](圖14、圖15)。

圖13 低阻油層黏土礦物含量分布圖

圖14 粒間粒表伊蒙混層

圖15 粒間孔充填片狀、絲縷狀伊利石

3 結論

1)鐵邊城地區不同砂帶含油情況也不同，具有復雜的油水關系，同時存在低阻油層與高阻水層。

2)鐵邊城低阻油層有4個主要成因：①構造圈閉幅度低；②地層水礦化度較高；③高束縛水飽和度；④黏土礦物具有附加導電性，進而影響電阻率。

3)造成束縛水飽和度較高的成因較多，主要有：低阻油層分布區巖石顆粒粒度小；泥質含量高，會充填與孔隙中；低阻油層典型樣品表現出以小孔喉為主，孔隙結構復雜。