李 敏

（中國石油大港油田公司第五采油廠，天津300280）

低阻油層是一個(gè)產(chǎn)生于油田生產(chǎn)實(shí)踐的名詞，它形象地指出一種油層的特殊性——相對(duì)較低的電阻。常規(guī)油層的電阻率為高值、與相鄰的水層具有明顯區(qū)別，電阻率因此被認(rèn)為是識(shí)別油層的關(guān)鍵參數(shù)。而低阻油層因?yàn)榉N種原因，與相鄰的水層電阻率差距不明顯。也正因如此，在油氣層評(píng)價(jià)過程中，容易漏過或者誤判該類油層。隨著近年來常規(guī)油氣資源開發(fā)利用的程度不斷提高，必須有效動(dòng)用剩余油氣資源才可形成產(chǎn)能接替，而低阻油層是目前一個(gè)現(xiàn)實(shí)的可動(dòng)用領(lǐng)域。因此，如何有效識(shí)別低阻油層是目前油田開發(fā)工作需要解決的緊迫問題。

1 地質(zhì)背景

港西油田位于天津市濱海新區(qū)南部，為大港油田公司所管轄。構(gòu)造位置處于黃驊坳陷歧口凹陷北大港構(gòu)造帶西段，為港西凸起基礎(chǔ)上形成的披覆背斜。油田的主要油氣產(chǎn)層為新近系館陶組、明化鎮(zhèn)組。明化鎮(zhèn)組主要為曲流河相沉積，儲(chǔ)層類型主要為曲流河河道成因的砂巖。明化鎮(zhèn)組油藏總體埋深較淺，約1000m。該組油藏開采于20世紀(jì)60年代，至今50余年，總體具有含水率高、可采儲(chǔ)量采出程度高的特征，剩余油開發(fā)動(dòng)用難度大。與常規(guī)油層相比，低阻油層開發(fā)利用較晚，還有很大潛力，但相應(yīng)的研究較少，因此低阻油層的研究成為了該區(qū)開發(fā)地質(zhì)攻關(guān)的重點(diǎn)內(nèi)容。本文從港西油田明化鎮(zhèn)低阻油層的巖石學(xué)特征、孔滲特征、測(cè)井曲線特征入手，開展低阻油層特征及成因分析。

2 低阻油層特征

2.1 巖石學(xué)特征

明化鎮(zhèn)組儲(chǔ)層類型主要為細(xì)砂巖、粉砂巖，其次為粗砂巖、含礫不等粒砂巖，膠結(jié)物以泥質(zhì)為主，總體為孔隙膠結(jié)，由于年代較新、且埋深較淺，壓實(shí)作用程度、膠結(jié)作用程度均較低，生產(chǎn)中易出砂。其中低阻油層巖性總體較細(xì)，以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主。平面上砂體多呈透鏡狀分布，分布范圍有限，厚度差異大，非均質(zhì)性較強(qiáng)。據(jù)巖芯分析和巖屑錄井資料，該類油層油氣顯示以熒光—油跡為主。巖性和含油性具有一定相關(guān)性，砂巖厚度較大時(shí)、含油性較好，反之較差；泥質(zhì)含量較少時(shí)、含油性較好，反之較差。

巖石礦物分析表明，低阻油層砂巖平均膠結(jié)物含量為31.6%，其中泥質(zhì)膠結(jié)物占總膠結(jié)物含量比例的87.2%，鈣質(zhì)含量占比約7.34%。泥質(zhì)膠結(jié)物含量與埋深有關(guān)，自上而下泥質(zhì)膠結(jié)物含量呈下降趨勢(shì)。泥質(zhì)膠結(jié)物內(nèi)部的粘土礦物分析表明，礦物類型有伊利石、高嶺石、綠泥石、伊蒙混層等，其中高嶺石呈分散狀充填在粒間孔隙中，伊利石呈“搭橋狀”在孔隙內(nèi)中形成“伊利石橋”，伊蒙混層、蒙脫石、綠泥石則在顆粒表面呈薄膜吸附狀分布。統(tǒng)計(jì)分析表明，粘土礦物以伊蒙混層、高嶺石為主，伊蒙混層平均占比為73.8%，高嶺石平均占比為14.3%。伊蒙混層中，蒙脫石的混層平均占比為81.2%。較多粘土礦物的存在一方面堵塞了孔隙喉道、增加了比表面積、降低了滲透率；另一方面，亦容易形成束縛水，造成較高的束縛水飽和度。

2.2 物性特征

巖石孔滲測(cè)試資料表明，明化鎮(zhèn)組砂巖儲(chǔ)層孔隙度介于8.6%~43.7%之間，平均孔隙度為32.8%；孔喉平均半徑7.83μm；滲透率變化范圍較大，總體介于（10~8000）×10-3μm2之間，平均滲透率約500×10-3μm2，儲(chǔ)層物性總體以高孔、高滲為主。與之不同的是，低阻油層物性相對(duì)較差，孔隙度一般小于30%、滲透率一般小于500×10-3μm2。

分析表明，低阻油層砂巖孔隙類型以原始粒間孔為主、次生粒間孔較少發(fā)育；喉道類型主要為片狀—彎片狀喉道、管束狀喉道。巖石物性有兩個(gè)特點(diǎn)，一是隨埋深的增大、物性總體變差；二是隨泥質(zhì)含量的增加、物性總體變差。從砂巖滲透率與泥質(zhì)含量關(guān)系分析中可見，隨著泥質(zhì)含量的增加，滲透率值由高到低下降，且下降趨勢(shì)較明顯、下降幅度較大（圖1）。可見，滲透率受泥質(zhì)含量的影響較大。

圖1 港西油田明化鎮(zhèn)組砂巖滲透率與泥質(zhì)含量關(guān)系圖

2.3 測(cè)井曲線特征

一般情況下，測(cè)井解釋研究人員把油層、水層電阻率之比（電阻率增大系數(shù)）大于2~2.5倍以上的油層稱為常規(guī)油層；電阻率增大系數(shù)低于此界限值的油層稱為低電阻率油層，簡(jiǎn)稱低阻油層。港西油田的開發(fā)實(shí)踐和地質(zhì)研究表明，明化鎮(zhèn)組砂巖一般埋深較淺、巖性較細(xì)、地層水礦化度低，油水之間分異不如其他地區(qū)明顯；因此將常規(guī)油層的標(biāo)準(zhǔn)定義為電阻率增大系數(shù)大于2倍的油層，相應(yīng)地，低阻油層的標(biāo)準(zhǔn)定義為電阻率增大系數(shù)小于2倍的油層。

測(cè)井曲線特征是儲(chǔ)層巖性、物性、含油性的綜合反映。而儲(chǔ)層測(cè)井綜合評(píng)價(jià)首先就是對(duì)巖性的識(shí)別，對(duì)于以細(xì)砂巖、粉砂巖為主的低阻油層儲(chǔ)層而言，自然電位通常表現(xiàn)為較為明顯的負(fù)異常，且隨著泥質(zhì)含量的增加，自然電位負(fù)異常的幅度減??；但實(shí)踐表明明化鎮(zhèn)組也有很多儲(chǔ)層自然電位反映不明顯。自然伽馬通常情況下是指示泥質(zhì)含量的曲線，但本區(qū)儲(chǔ)層受局部存在一定含量的放射性粘土礦物鈾（U），使其具有相應(yīng)的自然伽馬高異常值。因此港西明化鎮(zhèn)組儲(chǔ)層巖性的識(shí)別，單一用自然電位、或自然伽馬均存在缺陷，須二者結(jié)合使用。同時(shí)，電阻率對(duì)于巖性變化也有較明顯的響應(yīng)變化，一般而言，泥質(zhì)成分為低電阻率，砂巖骨架為高電阻率，因此砂巖儲(chǔ)層隨泥質(zhì)含量的增加，電阻率值變低，因此可結(jié)合電阻率值進(jìn)行巖性的識(shí)別。

儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)方面，主要是依據(jù)電阻率RT、聲波時(shí)差A(yù)C進(jìn)行判斷（表1）。聲波時(shí)差可通俗理解為聲波在巖石中傳播時(shí)間的快慢，亦是聲波在巖石中傳播速度的倒數(shù)。在此原理下，聲波時(shí)差對(duì)于巖石疏松程度尤為敏感，因此成為巖石物性和巖石含氣性的關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)，港西油田明化鎮(zhèn)組砂巖中的低阻油層聲波時(shí)差具有明顯的低值，為355~460。從測(cè)井地球物理角度來看，石油導(dǎo)電性差、電阻率高達(dá)109~1016，因此含油地層，電阻率會(huì)升高。前文提到，港西油田明化鎮(zhèn)組砂巖一般埋深較淺、地層水礦化度低，油層電阻率比其他地區(qū)要低一些，因此油層電阻率標(biāo)準(zhǔn)大于8Ω·m。

表1 港西油田明化鎮(zhèn)組儲(chǔ)層測(cè)井劃分標(biāo)準(zhǔn)

3 低阻成因探討

在參閱其他地區(qū)低阻油田研究基礎(chǔ)上，開展本區(qū)儲(chǔ)層低阻成因分析。地質(zhì)學(xué)家通常將油層低阻的原因歸為巖石成分、孔隙特征、流體特征等“內(nèi)因”和油層與鄰層分布關(guān)系、地層水礦化度、鉆井液性能因素等“外因”兩大類型。在大的區(qū)域沉積、成藏背景條件下，局部?jī)?chǔ)層水動(dòng)力弱、油藏幅度較低、含油飽和度較低的部位也容易形成低阻油層。

港西油田明化鎮(zhèn)組油層低阻的“內(nèi)因”有2種，一是巖性較細(xì)、泥質(zhì)含量高，泥質(zhì)成分即粘土礦物，較多的粘土礦物易形成較高束縛水，致使巖石導(dǎo)電性增強(qiáng)，進(jìn)而導(dǎo)致油層低阻；具體表現(xiàn)為，測(cè)井曲線上表現(xiàn)為自然伽馬值較高，自然電位幅度相對(duì)于水層降低，電阻率介于常規(guī)油層與水層之間，電阻率增大系數(shù)小于2倍；這是本區(qū)產(chǎn)生低阻油層最主要原因之一。二是物性相對(duì)較差、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，物性較差意味著總體的含油性降低，從而導(dǎo)致油層低阻。

本區(qū)油層低阻的“外因”有3種，一是儲(chǔ)層較薄，對(duì)該層進(jìn)行測(cè)井時(shí)，因?yàn)闇y(cè)井儀器垂向分辨率有限，測(cè)井?dāng)?shù)值受上下圍巖（泥巖或者水層）影響，導(dǎo)致油層電阻率測(cè)試值降低；考慮到曲流河沉積易形成較薄的儲(chǔ)層，儲(chǔ)層較薄的因素也是本區(qū)產(chǎn)生低阻油層最主要原因之一。二是在較低構(gòu)造幅度區(qū)域，油藏高度低，容易形成油水同層，油層電阻率受水層影響，造成低阻；港西油田構(gòu)造翼部有多套油氣水系統(tǒng)，沒有統(tǒng)一的油水界面，油水同層的局部發(fā)育是造成低阻的一個(gè)原因。三是鉆井的因素，部分井采用鹽水鉆井液，該鉆井液導(dǎo)電性較強(qiáng)，當(dāng)其侵入油層時(shí)，導(dǎo)致油層電阻率測(cè)試值降低。

由此可見，低電阻油層的分布與巖石學(xué)、沉積環(huán)境等沉積要素有較大的關(guān)系。分析表明，港西油田明化鎮(zhèn)組為曲流河沉積，儲(chǔ)層以正旋回和復(fù)合旋回沉積為主，非均質(zhì)性較強(qiáng)。明化鎮(zhèn)組低阻油層的分布與沉積旋回有關(guān)，在正旋回沉積的頂部、反旋回沉積的底部，由于砂巖單層厚度較薄、巖性變細(xì)、泥質(zhì)含量相對(duì)增加、束縛水飽和度升高，容易形成低電阻油層。

4 結(jié)論

綜合低阻油層巖石學(xué)特征、孔滲特征、測(cè)井曲線特征研究，明確了港西油田明化鎮(zhèn)組低阻油層的基本特征，研究取得了以下結(jié)果：

（1）本區(qū)明化鎮(zhèn)組低阻油層巖性總體較細(xì)，以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，泥質(zhì)含量較高，粘土礦物以伊蒙混層、高嶺石為主。與常規(guī)油層相比，低阻油層物性相對(duì)較差，孔隙度一般小于30%、滲透率一般小于500×10-3μm2；隨埋深的增大、泥質(zhì)含量的增加，物性總體變差。

（2）本區(qū)明化鎮(zhèn)組砂巖一般埋深較淺、巖性較細(xì)、地層水礦化度低，油水之間分異不如其他地區(qū)明顯；因此將低阻油層的標(biāo)準(zhǔn)定義為電阻率增大系數(shù)小于2倍的油層。

（3）本區(qū)明化鎮(zhèn)組油層低阻的成因主要有兩點(diǎn)，一是巖性較細(xì)、泥質(zhì)含量高、束縛水飽和度較高，致使巖石導(dǎo)電性增強(qiáng)，進(jìn)而導(dǎo)致油層低阻；二是受曲流河沉積影響，局部?jī)?chǔ)層較薄，測(cè)井?dāng)?shù)值受上下圍巖（泥巖或者水層）影響，導(dǎo)致油層電阻率測(cè)試值降低。