姚淑丹

（中石化華北石油工程有限公司測(cè)井分公司，河南鄭州450006）

鎮(zhèn)涇地區(qū)低電阻率油層影響因素分析

姚淑丹*

（中石化華北石油工程有限公司測(cè)井分公司，河南鄭州450006）

低阻油層是一種復(fù)雜的非常規(guī)儲(chǔ)層，其電阻率特征與常規(guī)油層沒(méi)有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為多種因素如巖性、物性、泥漿侵入、流體性質(zhì)、潤(rùn)濕性、構(gòu)造幅度等單獨(dú)或綜合作用的結(jié)果。分析了鎮(zhèn)涇地區(qū)低阻儲(chǔ)層的分布范圍與形成原因，分析了低阻油形成的地質(zhì)因素與測(cè)井環(huán)境因素，結(jié)合鎮(zhèn)涇地區(qū)的地質(zhì)與測(cè)井資料，找出本地區(qū)低阻油形成的主要原因，為下一步的研究提供基礎(chǔ)。

鎮(zhèn)涇地區(qū)；低阻油層；低阻環(huán)帶

低阻油普遍存在于我國(guó)各大油田，但是由于成因復(fù)雜、識(shí)別困難，許多低阻儲(chǔ)層還沒(méi)有被開發(fā)利用。鄂爾多斯盆地低阻油層含油層成因復(fù)雜、類型多，其主要成因有沉積相的影響、高礦化度地層水的影響、鉆井液侵入的影響等。

1　沉積環(huán)境的影響

沉積學(xué)角度看，在以弱水動(dòng)力為主的沉積環(huán)境中，如三角洲平原的天然堤、三角洲前緣、濱淺湖、灘壩等或者滑塌濁積體，沉積物的巖性以細(xì)、粉砂巖為主，微孔隙發(fā)育，泥質(zhì)含量較高。儲(chǔ)層巖石細(xì)粒成分增多和粘土礦物的填充與富集，導(dǎo)致地層中微孔隙發(fā)育，微孔隙和滲流孔隙并存，微孔隙儲(chǔ)集大量束縛水。使儲(chǔ)層束縛水含量增高。

高束縛水飽和度被認(rèn)為是低阻儲(chǔ)層形成的主要原因，高束縛水儲(chǔ)層微孔隙發(fā)育且成藏動(dòng)力能使油（氣）運(yùn)移到微孔隙之中，但是不足以驅(qū)替微孔隙系統(tǒng)中的束縛水。

電阻率測(cè)井反映的是地層總的含水量（自由水和束縛水），具有高束縛水飽和度的油層，測(cè)井曲線上顯示為低阻，容易被判斷為水層或者油水同層，但是測(cè)試結(jié)果只產(chǎn)油不產(chǎn)水或者產(chǎn)水量很少，因此準(zhǔn)確求取束縛水飽和度對(duì)于識(shí)別低阻油層具有重要的意義。

巖電分析發(fā)現(xiàn)，電性對(duì)巖性的反映比較敏感，巖性越粗，電阻率越高。多數(shù)低阻油（氣）層的巖性多為粉砂巖或泥質(zhì)粉砂巖，巖石骨架顆粒平均粒徑普遍較小，大部分小于0.2mm。從粒度中值與束縛水含量的關(guān)系圖可以看出，粒度中值變小會(huì)引起束縛水含量增加，尤其當(dāng)粒度小于0.1mm時(shí)，束縛水開始大量增加。由于顆粒越細(xì)其比表面積越大，顆粒表面吸附大量的束縛水，束縛水飽和度增大，電阻率降低。

2　泥砂薄互層的影響

層狀泥質(zhì)是泥質(zhì)在儲(chǔ)層中存在的一種形式，泥質(zhì)以層狀形式分布在砂巖中。隨其厚度增加，逐漸由層狀泥質(zhì)逐漸演變?yōu)槟噘|(zhì)夾層，乃至形成砂泥巖間互層儲(chǔ)層。對(duì)于這類儲(chǔ)層，單砂層電阻率實(shí)際上并不低；但由于受到電測(cè)井儀器分辨率的限制，電阻率實(shí)際測(cè)量結(jié)果必然受到低阻圍巖的影響較大，而明顯降低。導(dǎo)致油水層電阻率差異急劇減少，與由其他因素導(dǎo)致的低阻并無(wú)明顯差異。

油層厚度不是影響儲(chǔ)層電阻率的決定性因素，但是油層太薄會(huì)對(duì)測(cè)井響應(yīng)產(chǎn)生影響。當(dāng)目的層厚度等于或小于測(cè)井儀器縱向分辨率時(shí)，電阻率值受鄰近圍巖影響較大，特別在鄰近圍巖為高阻層條件下，油層電阻率均可能顯示為低值，其電阻率通常顯示比厚度較大的油層低，在解釋工作中常常被作為干層或含油水層而漏掉。

3　粘土附加導(dǎo)電性的影響

當(dāng)儲(chǔ)層中的泥質(zhì)含量較高時(shí)，蒙脫石、伊/蒙混層和伊利石等粘土礦物由于其本身的不飽和電性（帶負(fù)電）特點(diǎn)，粘土顆粒表面具有的負(fù)電荷會(huì)吸附巖石孔隙空間地層內(nèi)水溶液中的金屬陽(yáng)離子以保持其電性平衡，粘土礦物顆粒表面吸附的正離子在外電場(chǎng)的作用下沿其表面移動(dòng)，提升了地層的導(dǎo)電能力，使儲(chǔ)層的電阻率降低。

鎮(zhèn)涇區(qū)塊的粘土礦物均不同程度的含有伊利石和伊/蒙混層，這就使得粘土的附加導(dǎo)電性大大增強(qiáng)，從而有利于低阻油的形成。

4　地層水礦化度的影響

地層孔隙中地層水的性質(zhì)、含量以及巖石性質(zhì)決定了其電阻率的高低。在儲(chǔ)層巖性和物性相似的前提下，含油（氣）儲(chǔ)層地層水礦化度與水層礦化度基本一致時(shí)，必然是油（氣）層電阻率高于水層，差異一般在3～5倍之間，這是常規(guī)測(cè)井解釋最重要的基本概念。當(dāng)油（氣）層不動(dòng)水礦化度明顯高于水層水礦化度時(shí)，油（氣）層與水層的電阻率差異就會(huì)減小，甚至?xí)霈F(xiàn)水層電阻率高于油（氣）層的情況。

地層水礦化度導(dǎo)致低阻儲(chǔ)層主要表現(xiàn)在2個(gè)方面：（1）高礦化度地層水；（2）儲(chǔ)層間地層水性質(zhì)不一致。

4.1高礦化度地層水形成的地質(zhì)原因

高礦化度的地層水主要是由于沉積盆地處于干旱或半干旱氣候條件下，水源補(bǔ)充量小于同期的蒸發(fā)量，使盆地水量減少，湖水的礦化度增高，隨著地質(zhì)構(gòu)造的演化高礦化度的湖水成為深部地層水，高礦化度地層水由于離子含量遠(yuǎn)高于普通地層水和泥漿的離子含量，使起導(dǎo)電能力大大增加。

4.2導(dǎo)致儲(chǔ)層間地層水性質(zhì)不一致的因素

導(dǎo)致儲(chǔ)層間地層水性質(zhì)不一致的成因有待進(jìn)一步深入研究，目前普遍認(rèn)為存在3方面的影響因素：一是沉積方面的原因，河流相沉積巖性粗細(xì)變化大，在成巖過(guò)程中泥質(zhì)重、巖性細(xì)的儲(chǔ)層保留了較高礦化度的水；二是在細(xì)巖性儲(chǔ)層，油（氣）運(yùn)聚過(guò)程中驅(qū)走了大孔喉的自由水，而在微、小孔喉中保留了較高礦化度的不動(dòng)水；三是頻繁的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使完整、封閉的圈閉遭到破壞，油藏中的邊底水或成巖過(guò)程中巖石礦物濾失的水再次向儲(chǔ)層中運(yùn)移，甚至地表水也可以通過(guò)開啟的斷層滲入地下原生儲(chǔ)層，使儲(chǔ)層流體性質(zhì)發(fā)生變化。

5　泥漿侵入對(duì)電阻率的影響

鉆井過(guò)程中，鉆井液對(duì)滲透性地層的侵入是不可避免的，這種影響會(huì)導(dǎo)致油（氣）層評(píng)價(jià)困難。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，鉆井液的侵入主要以驅(qū)替、混合與擴(kuò)散3種方式進(jìn)行。鉆井過(guò)程中鉆井液侵入深度取決于泥餅滲透率、地層孔隙度等多種因素，國(guó)內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)與理論研究的基本結(jié)論是：（1）侵入深度與泥餅滲透率具有正相關(guān)關(guān)系；（2）侵入深度與侵入壓差具有正相關(guān)關(guān)系；壓差越大，鉆井液濾失量越大，侵入越深；（3）鉆井液侵入地層深度與地層物性的關(guān)系復(fù)雜，主要原因在于泥餅滲透率；（4）與地層滲透率的配置影響較大。

鎮(zhèn)涇區(qū)塊泥漿濾液的電阻率大都高于地層水電阻率。在鉆井過(guò)程中，使用淡水泥漿時(shí)，當(dāng)?shù)酀{濾液電阻率相對(duì)于原始地層水電阻率大到一定程度時(shí)，油層的電阻率侵入剖面中可能出現(xiàn)低阻環(huán)帶。并且侵入結(jié)果使一些油層同水層具有相同的侵入特征即高阻侵入剖面。

5.1低阻環(huán)帶形成的原因

低阻環(huán)帶主要形成于地層水電阻率高于泥漿濾液電阻率的井中，即淡水泥漿，當(dāng)泥漿侵入較深時(shí)，水層由于地層水被較低電阻率的淡水泥漿濾液替換，使測(cè)井顯示電阻率降低；而對(duì)于油層來(lái)說(shuō)，一是由于油水同層的普遍存在，因油水分異作用，層內(nèi)上部是油下部是水，泥漿濾液在侵入過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)不均衡推進(jìn)現(xiàn)象，位于下部的水會(huì)較易被泥漿濾液推得更遠(yuǎn)；二是如果油層中存在較疏松束縛水，則它將繼石油之后被泥漿濾液驅(qū)替，進(jìn)而聚集在地層流體攪混地帶。這樣以來(lái)由于泥漿侵入的影響，儲(chǔ)層在徑向上因所含液體不同而呈現(xiàn)不同的電阻率值，常常在井筒周圍形成一個(gè)電阻率較低的低阻環(huán)帶。泥漿濾液的侵入使得水層電阻率增高，油層電阻率降低，油水層電阻率差別變小，增加了油層識(shí)別難度。

5.2影響低阻環(huán)帶范圍的因素

5.2.1泥漿濾液礦化度的影響

泥漿濾液礦化度增加，沖洗帶電阻率降低，低阻環(huán)帶與原狀地層電阻率基本不變，可見(jiàn)泥漿濾液電阻率變化主要影響沖洗帶，低阻環(huán)帶和原狀地層不受泥漿濾液的影響。

5.2.2泥漿侵入時(shí)間的影響

圖1　泥漿侵入時(shí)間對(duì)低阻環(huán)帶的影響

圖1為泥漿侵入時(shí)間對(duì)低阻環(huán)帶的影響示意圖，表示泥漿侵入時(shí)間變化對(duì)低阻環(huán)帶與電阻率剖面的影響。隨鉆井液浸泡時(shí)間的增長(zhǎng)，低電阻率環(huán)帶向油層深處移動(dòng)，且寬度有所增加，低電阻率環(huán)帶的電阻率與沖洗帶電阻率和原狀地層電阻率差別逐漸減小，直至消失。

5.2.3地層孔隙度的影響

隨著地層孔隙度的減少，低阻環(huán)帶離井壁的距離不斷增大，寬度也不斷增加，同時(shí)低阻環(huán)帶的電阻率較沖洗帶和原狀地層的電阻率的差也增大。

5.2.4含水飽和度的影響

原始地層含水飽和度對(duì)儲(chǔ)集層徑向電阻率分布和環(huán)帶寬度都有影響，而沖洗帶電阻率受原始含水飽和度的影響較小。隨著含水飽和度減小，低電阻率環(huán)帶寬度變窄，環(huán)帶電阻率有所升高，但其與原狀地層電阻率的差別明顯增大。當(dāng)含水飽和度高到一定程度時(shí)，低阻環(huán)帶基本消失。

6　結(jié)論

（1）對(duì)鎮(zhèn)涇地區(qū)低阻油層成因進(jìn)行了深入研究分析。

（2）鎮(zhèn)涇地區(qū)低阻油層主要影響因素有：沉積相的影響、高礦化度地層水的影響、鉆井液侵入的影響、含水飽和度的影響。

［1］梅志超，楊華，劉國(guó)江.陜北三疊系延長(zhǎng)組含油巖系沉積相研究報(bào)告［R］.西北大學(xué)地質(zhì)系，長(zhǎng)慶勘探開發(fā)研究院，1987.

［2］劉巖.鄂爾多斯盆地南部鎮(zhèn)涇油田長(zhǎng)8段儲(chǔ)層特征研究［R］.成都理工大學(xué)，2008.

［3］楊俊杰.鄂爾多斯盆地構(gòu)造演化與源區(qū)分布規(guī)律［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2002.

TE122.2

A

1004-5716（2016）04-0047-03

2015-04-16

姚淑丹（1979-），女（漢族），河南南陽(yáng)人，助理工程師，現(xiàn)從事測(cè)井資料解釋和研究工作。