田 新，申輝林，李鐵柱，王勝強(qiáng)，馮培亮

（1.中國石油大學(xué) 地球資源與信息學(xué)院，山東青島 266555；2.長城鉆探測井公司，遼寧盤錦 124010；3.中國石化勝利油田測井公司，山東東營 257096）

0 前言

低阻油層一直是測井解釋評價(jià)中的難點(diǎn)，很多學(xué)者總結(jié)了一些解釋經(jīng)驗(yàn)和低阻成因，但由于低阻油層成因復(fù)雜，不同的油田解釋方法和低阻成因也有差別［1～15］。針對王集油田低阻油層解釋符合率偏低的狀況，有必要對王集油田低阻油層成因進(jìn)行深入分析和研究，準(zhǔn)確識別低阻油層對于提高油田的產(chǎn)量具有重要的意義。作者在本文中，主要對低阻油層的機(jī)理進(jìn)行了概括，分析了王集油田的低阻油層成因，并確定了王集油田低阻油層解釋方法。

1 低阻油層機(jī)理概述

作者從導(dǎo)電因素著手，總結(jié)低阻成因，主要為水的體積和礦化度的變化，水依附的導(dǎo)電通道的變化，以及其它方式的導(dǎo)電導(dǎo)致的油層低阻。

1.1 水的體積及其礦化度的變化

（1）水的絕對體積大（高含束縛水）。受沉積環(huán)境和沉積旋回的控制，巖石細(xì)粒成份增多和粘土礦物充填與富集，泥質(zhì)含量高，導(dǎo)致了地層微孔隙發(fā)育，束縛水含量較高，即水的絕對體積較大。在水的體積和高礦化度地層水的綜合作用下，造成電阻率極低。此類低阻層，綜合表現(xiàn)為巖性細(xì)、泥質(zhì)含量高。

（2）水的相對體積大（常規(guī)測井的探測范圍內(nèi)）。由于存在裂縫、低孔低滲儲層或泥漿侵入時(shí)間過長，導(dǎo)致泥漿濾液侵入較深，把井眼周圍的油氣驅(qū)趕掉。與油相比，水的相對體積增大，因此從測井響應(yīng)特征上為低阻，不能與水層區(qū)分開。

（3）高礦化度。水的高礦化度是導(dǎo)致低阻的一個(gè)重要原因，主要有兩種表現(xiàn)形式：①單純的地質(zhì)成因?qū)е滤母叩V化度，如斷層的封閉環(huán)境，造成存在高礦化度地層水；②咸水泥漿侵入。

1.2 水依附的導(dǎo)電通道的變化

一方面，部份巖石由于其表面的強(qiáng)吸水性，表現(xiàn)為強(qiáng)親水的特點(diǎn)，從而容易形成發(fā)達(dá)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而造成低阻；另一方面由于裂縫的存在，也容易使水依附的導(dǎo)電通道暢通，導(dǎo)致低阻。

1.3 其它方式的導(dǎo)電

其它方式的導(dǎo)電主要為粘土礦物的附加導(dǎo)電和巖石骨架導(dǎo)電（如黃鐵礦）。

作者從以上導(dǎo)電機(jī)理出發(fā)，總結(jié)了導(dǎo)致油層低阻的主要因素。在油田實(shí)際的科研和生產(chǎn)中，低阻的成因可能不是十分明確，可能在某一具體油藏中，以上幾種典型的情況同時(shí)存在，多種因素影響共同導(dǎo)致低阻。對這類油氣層，應(yīng)研究主要的因素進(jìn)行評價(jià)。

2 王集油田低阻油層成因分析

2.1 地質(zhì)概況

目前王集油田測井解釋的難點(diǎn)，在于低阻油層與高阻水層并存。王集油田位于泌陽凹陷東北部侯莊和北部王集近源三角洲沉積分布范圍內(nèi)，儲集層以三角洲水下分流河道砂沉積和河口壩沉積為主，砂巖比較發(fā)育。根據(jù)泌陽凹陷北部斜坡帶儲層沉積特點(diǎn)，該區(qū)核桃園組劃分為核一段、核二段和核三段，核三段又被劃分為八個(gè)油組。王集油田東部的油層，主要分布在核三段Ⅱ～Ⅲ油組，西部油層主要分布在核三段Ⅳ～Ⅵ油組。

2.2 王集油田低阻成因

對泌陽凹陷王集油田低阻油層進(jìn)行了成因研究，概括如下：①相控低阻：在低能環(huán)境條件下，巖石中顆粒細(xì)成份含量高，導(dǎo)致束縛水含量高，形成低阻；②復(fù)雜水系低阻：低礦化度高阻淡水層、高束縛水低阻油層共存同一剖面上。黏土附加導(dǎo)電等其它成因，不是導(dǎo)致低阻的主要原因。

2.2.1 相控低阻

王集地區(qū)低阻油層主要富存于沉積能量較低，巖石顆粒較細(xì)的碎屑巖中。當(dāng)?shù)貙訋r性變細(xì)時(shí)，泥質(zhì)、細(xì)粉砂含量增加，使巖石比表面增大，束縛水含量大大增加，增強(qiáng)了巖石的導(dǎo)電能力，從而導(dǎo)致油層的電阻率下降。顆粒細(xì)、原生孔隙小，使孔隙中的水難于在其中流動，也就不利于碳酸鹽巖的溶解。這些未被完全溶解的碳酸鹽膠結(jié)物，致使表面本來比較光滑的石英、長石等礦物的表面變得粗糙不平，使其比表面增大，微孔隙增多。同時(shí)它還能吸附更多的粘土礦物，使孔隙進(jìn)一步微孔隙化，導(dǎo)致巖石的束縛水含量增加，含油飽和度下降，電阻率降低。這些低阻油層分布區(qū)域主要的沉積微相為河口壩側(cè)緣、遠(yuǎn)砂壩及前緣席狀砂，王集地區(qū)低阻油層分布與沉積微相的分布有較好的相關(guān)關(guān)系。

如王24井1 275m～1 281m井段，沉積微相為遠(yuǎn)砂壩，試油51.6t／d，電阻率為20Ω·m～45Ω·m；而1 308m～1 315m為水層，電阻率為21Ω·m～30Ω·m；電阻率增大倍數(shù)僅1.5倍，為低阻油層（見下頁圖1）。通過壓汞、相滲和巖心電鏡資料（見下頁圖2及后面圖3、圖4）可知：①孔喉的分選性不好，孔喉呈明顯的雙峰特征；②兩相共交點(diǎn)低，巖石為親水性；③原生高嶺石充填于大顆粒其間，大孔隙分割成發(fā)育微孔隙網(wǎng)絡(luò)；④形成微孔隙與滲流孔隙二種孔隙系統(tǒng)同時(shí)并存，并具有以微孔隙為主的特殊孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。這些特點(diǎn)使孔隙中束縛水含量增大，同時(shí)微孔喉發(fā)育，在某種程度上也組成以束縛水為主要成份的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而增加了導(dǎo)電性，降低了儲層的電阻率。

2.2.2 復(fù)雜水系低阻

巖石導(dǎo)電主要是巖石孔隙中含有不同礦化度的水，儲層中水的變化對儲層電阻率有很大影響。由于該區(qū)埋藏較深，地層水礦化度較高，在高束縛水飽和度和相對高礦化度作用下，在濁積物的邊部形成低阻油層。由于多期次水的侵入、運(yùn)移，造成同一剖面地層水礦化度變化較大，油層由于封閉的環(huán)境，地層水為成藏時(shí)的原生水，礦化度比較高。而由于水層遭受了破壞，為淡水層，淡水層顯示為相對高阻特征。在淡水高阻水層的背景下，高礦化度油層則呈現(xiàn)低阻特征。

例如，王4井H3Ⅰ5層電阻率為24Ω·m，層厚為2.6m，日產(chǎn)油2.76t，水0.31m3。而王4井的H3Ⅱ32小層與H3Ⅱ12小層深度相差33m，試油結(jié)論為純水層，電阻率為75Ω·m，地層水礦化度較低，總礦化度為1 370ppm。根據(jù)地層水分析，該水屬于非地層水，是后期地表水由于重力滲入而致。因此，王4井H3Ⅱ油組中油、水對比關(guān)系發(fā)生變化，形成高阻水層和低阻油層。E王12井淡水層電阻率為低阻油層的1.5倍左右，二層的孔隙度大小相當(dāng)，假設(shè)油層的含水飽和度約為40%，從測井資料（見后面圖5）以及試油分析，由阿爾奇公式經(jīng)粗略計(jì)算可得，油層的束縛水礦化度約為鄰近水層的四倍左右。

綜合上述，分析各種影響因素可知，造成王集油層電阻率降低的主要原因?yàn)閹r性和地層水二方面，可歸結(jié)為由于水的體積和礦化度的變化，導(dǎo)致了低阻。一方面，儲層微孔隙和毛細(xì)管孔隙發(fā)育，束縛水含量較高，造成儲層電阻率降低；另一方面，儲層中高礦化度地層水的存在，導(dǎo)致儲層電阻率較低。

3 環(huán)境測井相模式

經(jīng)過對王集油田低阻油層的研究，該區(qū)塊特殊的沉積微相類型和較高的地層水礦化度封閉環(huán)境，是油氣主要賦存的環(huán)境。通過試油資料，作者總結(jié)出王集地區(qū)二種環(huán)境對應(yīng)的測井相模式：①較厚泥巖中的薄層（遠(yuǎn)砂壩、泥包砂），表現(xiàn)為油層厚度較薄，自然伽瑪齒化現(xiàn)象明顯，突出其沉積水動力條件頻繁變化，導(dǎo)致泥質(zhì)含量增加，巖性較細(xì)，束縛水含量增加，因此其電阻率較低；②由于大自然電位異?；騻?cè)向電阻率增阻侵入，都反映了較高的地層水礦化度。在大自然電位異?；蛩畬觽?cè)向電阻率增阻侵入背景下，油層電阻率隨含油性變好而增大。

4 應(yīng)用效果

作者根據(jù)王集油田低阻油層成因的分析情況，進(jìn)行聚類，應(yīng)用測井相的方法，確定研究區(qū)塊的流體識別庫，建立了研究區(qū)塊流體判別函數(shù)。對于待識別儲層，應(yīng)用測井相的方法可進(jìn)行自動識別：①若被判為低阻油層，需運(yùn)用低阻的環(huán)境測井相模式對識別結(jié)果進(jìn)行約束；②若被判為相控低阻油層且后驗(yàn)概率小于60%，須兼顧巖性判別結(jié)果和泥質(zhì)含量計(jì)算結(jié)果，滿足VSH≥20%且?guī)r性為砂巖或細(xì)砂巖，自然伽瑪曲線出現(xiàn)齒化現(xiàn)象且厚度較薄，此時(shí)認(rèn)為流體識別結(jié)果可靠；③若被判為復(fù)雜水系低阻油層，如果該層自然電位異常幅度較大，鄰近水層側(cè)向電阻率增阻侵入，并且電阻率值大于該層段標(biāo)準(zhǔn)水層電阻率值，可以認(rèn)定流體識別結(jié)果可信。作者運(yùn)用此方法對王集油田進(jìn)行老井復(fù)查，新發(fā)現(xiàn)了十口井19層油層，其中有八口井15層位于三角洲前緣遠(yuǎn)砂壩及前三角洲沉積亞相帶區(qū)域，應(yīng)用效果顯著。

5 結(jié)論

作者在本文提出了相控低阻油層的概念，為低阻油層成因及評價(jià)提供了新的思路和方法。

（1）王集油田沉積相控低阻油層，辮狀河三角洲前緣水下遠(yuǎn)砂壩薄層是低阻油氣層賦存的主要形式；北部斜坡帶封閉環(huán)境控制含油性，油氣的聚集和地層水礦化度密切關(guān)聯(lián)，高礦化度區(qū)域油氣保存完整；在淡水背景下，油氣層多為油水同層。

圖5 E王12井低阻油層測井響應(yīng)圖Fig.5 The low resistivity zone well logs of E Wang 24＃well

（2）制定出王集油田低阻油層的解釋評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并將低阻油層的環(huán)境測井相模式應(yīng)用于測井解釋之中，為提高低阻油氣層的解釋符合率奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（3）將地質(zhì)與測井相有效地結(jié)合，有利于發(fā)現(xiàn)低阻油氣層。在對進(jìn)行老井復(fù)查時(shí)，需認(rèn)真分析研究區(qū)域的沉積環(huán)境，通過縱向上的地層對比和錄井等相關(guān)資料的分析，確定出有利層段，并對有效區(qū)域進(jìn)行預(yù)測和評價(jià)。

［1］ 洪有密.測井原理與綜合解釋［M］.東營：中國石油大學(xué)出版社，1993.

［2］ 趙德勇、鄭求根、何思?xì)J.雙河油田低阻油層成因研究［J］.河南石油，1997（1）：14.

［3］ 曾文沖.低電阻率油氣層的類型成因及評價(jià)方法（上）［J］，地球物理測井.1991，15（1）：6.

［4］ 曾文沖.低電阻率油氣層的類型成因及評價(jià)方法（下）［J］，地球物理測井.1991，15（3）：149.

［5］ 張小莉，王愷.王集油田相對低電阻率油層成因及識別［J］.石油勘探與開發(fā)，2004（5）：60.

［6］ 鐘祖蘭，郭于津.低阻油層測井解釋方法研究［J］.國外測井技術(shù)，1996，11（1）：77.

［7］ 施東，張春生，郭甲世.灰色綜合評判法在低阻油氣層中的應(yīng)用［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，1998，13（1）：73.

［8］ 馮增昭，王英華，劉渙杰，等.中國沉積學(xué)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1994.

［9］ 姜在興.沉積學(xué)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1999.

［10］毛志強(qiáng).非均質(zhì)儲層夾層控油作用初論［J］.中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，28（2）：196.

［11］刁剛田，楊元亮，宋文芳，等.低電阻率油層測井識別技術(shù)［J］.特種油氣藏，2003，10（2）：53.

［12］趙躍華.王集油田儲集層孔隙結(jié)構(gòu)特征及微觀非均質(zhì)研究［J］.石油勘探與開發(fā)1991，19（4）：97.

［13］孫建孟，陳剛花，楊玉征.低電阻率油氣層評價(jià)方法［J］.石油大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，19（3）：83.

［14］周榮安，雷廣才，李彩云.低電阻率油層解釋方法［J］.測井技術(shù)，2000，26（3）：201.

［15］謝然紅.低電阻率油氣層測井解釋方法［J］.測井技術(shù)，2001，25（3）：199.