陳金先

遼西盆地古近系低阻油層成因及測井解釋

陳金先

（中海艾普油氣測試（天津）有限公司，天津 300457）

通過對兩種視地層水電阻率計算方法原理的分析，采用兩種方法之間的差異來識別低對比度油層，在遼西盆地古近系油藏受充注程度、地層水礦化度、復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)等因素影響，普遍發(fā)育低阻、低對比度油層。在理論方法和生產(chǎn)實際中的應(yīng)用表明，在地層水礦化度多變區(qū)，準(zhǔn)確計算地層水礦化度是準(zhǔn)確判識油層的關(guān)鍵，而自然電位曲線是表征地層水礦化度最直觀的曲線。

遼西盆地； 低阻油層； 測井解釋； 古近系

隨著國內(nèi)外各大油氣盆地勘探程度的不斷深入，勘探開發(fā)目標(biāo)開始逐漸向低滲透、低飽和度油氣、復(fù)雜巖性、致密砂巖油氣、致密碳酸鹽巖及頁巖油氣等轉(zhuǎn)變，尤其是近幾年對低滲透油氣藏的勘探開發(fā)[1]。隨著測井技術(shù)的發(fā)展，為解決復(fù)雜油氣田所面臨的一系列地質(zhì)和測井問題，通過研究，形成了一些復(fù)雜油水層測井識別方法[2]。復(fù)雜油水層主要包括低阻油層、低對比度油層和高阻油水層。低阻油層是指含油儲層的電阻率與相鄰水層或者泥巖的電阻率相當(dāng)，甚至小于相鄰水層電阻率或圍巖電阻率[3]。低對比度油層是指儲層含油飽和度相對較低，造成各種電測井與孔隙度測井對于油層、油水同層、水層、低產(chǎn)油層與干層的響應(yīng)差別（即對比度）明顯減小，甚至無法區(qū)別的油層。高阻油水層是指由于地層水礦化度或潤濕性等影響，造成油層、油水同層和水層的電阻率整體偏高，電阻率反映含油性的能力減弱。

目前復(fù)雜油水層測井評價技術(shù)主要體現(xiàn)在二個方面[4]：

一是復(fù)雜油水層成因機理研究；

二是復(fù)雜油水層識別方法及評價技術(shù)研究。

遼西盆地古近系油水關(guān)系更復(fù)雜，屬于多因素復(fù)雜儲層。復(fù)雜的巖性、水性對測井信息所表現(xiàn)出來的低信噪比、低分辨率、非均質(zhì)、非線性等難題和挑戰(zhàn)也是前所未有的。由于油藏構(gòu)造、地層水性質(zhì)、儲層膠結(jié)類型、油藏后期調(diào)整等多種因素對測井影響特征的影響，尤其是對電阻率的影響，造成儲層參數(shù)定量評價十分困難，油水層的準(zhǔn)確識別更是面臨著巨大的挑戰(zhàn)，造成該地區(qū)解釋符合率偏低。

1 地層水礦化度計算

1.1 地層水基本性質(zhì)

搜集整理遼西盆地古近系地層水分析資料，分析表明儲層地層水礦化度差異較大，地層水總礦化度主要分布在10~60 g/L之間，平均為25.94 g/L。

基于博雅爾斯基對型地層水的分類標(biāo)準(zhǔn)，對水分析資料中的、濃度比進(jìn)行統(tǒng)計，古近系地層水的離子濃度比絕大部分小于0.65，按照博雅爾斯基的地層水分類標(biāo)準(zhǔn)，地層水屬于第IV和第V類型地層水，為封閉條件下與外界完全隔絕的殘余水。水型描述水動力自由交替地帶水動力條件處于過渡帶具有利于保存油氣藏的特點具有烴類聚集與外界完全隔絕具有古代殘余海水存在[5]。

表1 博雅爾斯基的CaCl2型地層水分類標(biāo)準(zhǔn)

1.2 地層水礦化度計算方法

地層水電阻率（礦化度）是利用Archie公式定量計算儲層原始含油飽和度的一個非常重要的參數(shù)，由于地層水礦化度的較大差異給遼西盆地古近系 儲層評價帶來較大困難，而現(xiàn)有的地層水分析資料有限，不足以滿足實際需要。

1.2.1 自然電位差異法

所謂自然電位差異法估算地層水礦化度，基本思路是在純水層獲取靜自然電位后，根據(jù)鉆井泥漿的性質(zhì)和地層溫度采用查圖版或公式估算的方式，分別獲取儲層條件下的等效泥漿濾液電阻率和轉(zhuǎn)換系數(shù)，進(jìn)而估算出地層水電阻率，并根據(jù)地層溫度和電阻率確定地層水礦化度。

對于薄層，自然電位幅度差比靜自然電位SSP小得多。在砂泥巖剖面中，自然電位的幅度差取決于靜自然電位SSP，并受自然電流分布的影響。靜自然電位SSP大小受巖性、溫度及等因素的影響，而自然電流的分布則取決于地層電阻率、地層厚度及井徑等因素。因此，在利用自然電位差異法確定儲層地層水礦化度之前，需要分析儲層自然電位曲線的影響因素。古近系儲層巖石的主要礦物成分中云母和綠泥石占5%，同時高嶺石、水云母、綠泥石等黏土礦物為主的砂巖填隙物的平均總含量達(dá)到了15.87%，這表明在古近系儲層巖石為泥質(zhì)砂巖。

由表2分析可知，古近系儲層陽離子交能力較強的伊利石、蒙脫石和伊蒙混層等黏土礦物的含量較低，表明古近系層巖石的陽離子交換量都較小。通過上述分析可知，儲層含水飽和度對自然電位幅度差的影響可以忽略不計。因此，古近系儲層地層水礦化度與泥漿濾液礦化度比值是自然電位幅度差最為主要的控制因素。且通過對泥漿各項參數(shù)的統(tǒng)計，得到24 ℃下泥漿濾液電阻率在0.8附近波動，數(shù)值變化不大，表明泥漿性質(zhì)穩(wěn)定，SSP主要反映地層水礦化度（電阻率）的差異。

表2 遼西盆地古近系黏土礦物鑒定結(jié)果表

利用自然電位差異法分別估算古近系儲層23口井的地層水礦化度數(shù)據(jù)，并將自然電位差異法估算的地層水礦化度與水分析資料確定的地層水礦化度進(jìn)行驗證。估算的地層水礦化度與水分析數(shù)據(jù)均勻地分布在45°對角線附近，統(tǒng)計得到利用自然電位差異法估算的地層水礦化度與地層水分析資料的平均相對誤差為23.68%。因此，利用自然電位差異法估算的地層水礦化度是可靠的。

1.2.2 底部包絡(luò)線法

利用底部包絡(luò)線法估算地層水礦化度的過程中，很重要的一步就是在孔隙度POR-深電阻率RT交會圖上圈出坐標(biāo)系左下角的一簇能反映水層電阻率信息的數(shù)據(jù)點，所圈的數(shù)據(jù)點應(yīng)該能夠比較準(zhǔn)確地反映水層的信息。然而在選點的過程中，有一部分?jǐn)?shù)據(jù)點明顯受到泥質(zhì)含量或者巖性致密的影響。

通過薄片分析資料和實際測井資料分析，隨著泥質(zhì)含量增加，水層電阻率有增大的趨勢，換言之，當(dāng)泥質(zhì)含量較高時儲層電阻率偏大。因此，在古近系儲層利用含泥質(zhì)較大的水層來估算地層水礦化度會使估算結(jié)果偏小。底部包絡(luò)線考慮泥質(zhì)的影響，剔除這些泥質(zhì)含量較大的數(shù)據(jù)點，尾部沒有上翹，在這種底部包絡(luò)線的選取下，估算出的地層水礦化度為54.0 g/L。

1.2 地層水礦化度計算方法適用性

利用自然電位差異法估算地層水礦化度有很好的物理理論基礎(chǔ)，適用于黏土礦物陽離子附加導(dǎo)電作用不強的儲層。但是，其估算過程過于復(fù)雜，工作量較大，且在此過程中所用的參數(shù)，如含水純砂巖的自然電位幅度差、以及等值必須從測井曲線上讀值確定。同時，估算過程中還需用到4個圖版，估算一次需要分別從每個圖版讀值一次。因此，自然電位差異法受到讀值過程中的人為影響因素較大，實際應(yīng)用時可操作性會受到一定限制。

利用底部包絡(luò)線法估算地層水礦化度，處理過程比較簡單，不需要太多的人為讀值，降低了人為因素的影響，且在產(chǎn)水層中能夠比較準(zhǔn)確地估算出地層水礦化度，適用于在實際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。但是，該方法受到泥質(zhì)和致密層的影響較大，且不能應(yīng)用于純油層，當(dāng)儲層為純油層時，儲層電阻率偏大，會使估算出的地層水礦化度偏小。因此，該方法只適用于泥質(zhì)含量較少的水層或底部為水層的儲層。這樣導(dǎo)致在不能準(zhǔn)確判斷目標(biāo)儲層產(chǎn)液性質(zhì)的前提下利用該方法估算地層水礦化度存在一定的風(fēng)險。在實際儲層評價過程中，對于產(chǎn)水或可能產(chǎn)水的目標(biāo)儲層優(yōu)先選擇底部包絡(luò)線法估算地層水礦化度。在底部包絡(luò)線法應(yīng)用效果均不好時，可選擇自然電位差異法估算地層水礦化度。

2 復(fù)雜油水層識別方法

2.1 優(yōu)化飽和度計算參數(shù)法

依據(jù)測井響應(yīng)特征，通?？煞譃閮深悆?，一類分布于地層水礦化度較高的區(qū)域，并且鈉氯系數(shù)、脫硫系數(shù)較低，反映油藏被斷層、裂縫破壞較少，保存相對較好；另一類分布于地層水礦化度較低的區(qū)域，并且鈉氯系數(shù)、脫硫系數(shù)較高，這些區(qū)域往往是斷層、裂縫發(fā)育區(qū)，油藏不容易保存，石油成藏之后，仍有可能遭到部分或徹底破壞，導(dǎo)致出現(xiàn)高阻油水層或高阻水層。

古近系儲層表現(xiàn)的低阻油層特征，均為低對比度油層，根據(jù)砂巖薄片鑒定數(shù)據(jù)可知，粒間孔73.5%，各類溶蝕孔占25.2%，儲層內(nèi)部的裂縫不發(fā)育，微裂隙僅占0.87%，因此造成儲層含油性復(fù)雜的原因并不是由裂縫引起的?？紫抖确植加?～16%，滲透率分布于0.1～100 mD，儲集能力和滲透性能較好。

2.2 電阻率曲線重構(gòu)識別流體性質(zhì)

在低阻油層識別中，以產(chǎn)水井為基礎(chǔ)，重構(gòu)儲層100%含地層水時的電阻率，在水淹層解釋中，則以產(chǎn)油井為基礎(chǔ)，重構(gòu)儲層含油時的電阻率。實際上這是利用了測井解釋時在平面上進(jìn)行橫向?qū)Ρ鹊脑瓌t。遼西盆地古近系低阻儲層位于三角洲平原相，巖石類型主要為長石巖屑砂巖，平均孔隙度為11.6%，滲透率為1.65 mD，儲層電阻率分布在10～25 Ω·m之間，油水井平面分布復(fù)雜。

利用阿爾奇公式計算視地層水電阻率主要是假設(shè)地層為純水層，利用100%飽含地層水砂巖的電阻率、有效孔隙度、膠結(jié)系數(shù)、巖性系數(shù)來綜合求取。這種計算方法前提是地層100%含水，而在低對比度油層中如果采用阿爾奇公式計算視地層水電阻率，將巖石的電阻率換成地層真是電阻率，即可獲取Rwa，此時的視地層水電阻率除了包含儲層孔隙和水的信息外，還有油的信息。當(dāng)Rwa≈RwRwa≈Rw時，指示為水層；當(dāng)Rwa≥3RwRwa≥3Rw時，指示為油氣層。

3 結(jié) 論

分析了復(fù)雜油水層測井識別技術(shù)，提高了油層判識能力，受地層水礦化度變化的影響，常規(guī)聲波時差-電阻率等解釋圖版應(yīng)用受限，在準(zhǔn)確計算地層水參數(shù)的基礎(chǔ)上，提出了優(yōu)化飽和度計算參數(shù)法、電阻率曲線重構(gòu)對比法等復(fù)雜油水層識別方法。

［1］蘇崇華.低阻低滲油藏薄油層測井識別技術(shù)及其應(yīng)用[J].中國海上油氣，2009，21(5):320-323.

［2］趙軍龍，李甘，朱廣社，等.低阻油層成因機理及測井評價方法綜述[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2011，26(4):1334-1342.

［3］斯揚，牛小兵，梁曉偉，等.鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)長2油層低阻主控因素及有效識別方法研究[J].地質(zhì)與勘探，2019，55(3):882-890.

［4］楊銳祥,王向公,白松濤, 等. Oriente盆地海相低阻油層成因機理及測井評價方法[J].巖性油氣藏,2017,29(6):84-90.

［5］翟利華,林艷波,秦智, 等.鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)延長組長4+5低阻油層成因及識別方法[J].油氣地質(zhì)與采收率,2018,25(2):50-57.

Genesis and Log Interpretation of Paleogene Low Resistivity Reservoir in Liaoxi Basin

（COSL-Expro Testing Services(Tianjin) Co., Ltd., Tianjin 300457, China）

Based on the analysis of the principle of two calculation methods of apparent formation hydraulic resistivity, the difference between the two methods was used to identify the low contrast reservoir. In the Paleogene reservoir of Liaoxi basin, the low resistivity and low contrast reservoirs are generally developed under the influence of filling degree, formation water salinity, complex pore structure and other factors. The application in theory and production practice shows that in the area with variable salinity of formation water, accurate calculation of the salinity of formation water is the key to accurately identify the reservoir, and the natural potential curve is the most intuitive curve to characterize the salinity of formation water.

Liaoxi basin; Low resistivity reservoir; Log interpretation; Paleogene

2020-03-13

陳金先（1974-），男，工程師，江蘇泗洪人，中國石油大學(xué)（華東）石油工程專業(yè)畢業(yè)，研究方向：從事油氣地質(zhì)及油氣井測試研究工作。

TE 112.1

A

1004-0935（2020）05-0591-03