蘭書琪，麻宇杰，趙軍輝，趙振興，狄曉磊，徐占軍

(1.西北大學(xué) 大陸動力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/地質(zhì)學(xué)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(xiàn)的，它受多種因素影響，包括巖性、物性、含油性及孔隙結(jié)構(gòu)等[1]。多種因素對于電阻率的影響非常大，導(dǎo)致各層測井電阻率差別減小，從而使得很難識別。

1 研究區(qū)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(qū)三疊系延長組長6油層組作為研究對象。鐵邊城地區(qū)構(gòu)造位置屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡和天環(huán)坳陷的過渡帶，主要含油開發(fā)層系為中侏羅延安組及上三疊統(tǒng)延長組，油層組基底地層產(chǎn)狀平緩，地層起伏角度<1.0°(圖1)。

圖1 研究工區(qū)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(yīng)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(dǎo)致油層與水層區(qū)分界線非常模糊。

Y48區(qū)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(yù)測含油面積 20.0 km2，地質(zhì)儲量600萬t。單采長612層井21口，初期日產(chǎn)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(chǎn)工業(yè)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(zhì)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(zhì)含量22.49%，聲波時差 238.26 μs/m?？梢钥闯?，Y48長6油層與Y214長6儲層電性物性相當(dāng)(圖2、圖3)，投產(chǎn)后Y48長6含水整體較高，效果差。

表1 Y48區(qū)與Y214區(qū)典型井參數(shù)統(tǒng)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(jī)理也比較復(fù)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(guān)，許多原因都導(dǎo)致人們在識別低阻油藏時有很大困難[2]。

2.2.1 構(gòu)造因素

鐵邊城地區(qū)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(gòu)造。平緩的構(gòu)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(xiàn)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(qū)地層水性復(fù)雜、地層水礦化度平面變化大，局部區(qū)域的部分鄰井之間都會出現(xiàn)地層水礦化度的較大差異。使用現(xiàn)有的地層水礦化度評價方法，通過采集地層水樣，開展實(shí)際地層水樣品測試分析的方法，能準(zhǔn)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(xiàn)趨勢，目前通常按照蘇林地層水分類標(biāo)準(zhǔn)(表2)進(jìn)行分類[4]。

表2 蘇林地層水分類標(biāo)準(zhǔn)

CaCl2型在鐵邊城地區(qū)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(qū)長6層水型分布圖

地層水的分類標(biāo)準(zhǔn)目前主要依據(jù)博雅爾斯基的研究成果(表3)。統(tǒng)計地層水資料中的[Na+]、[Cl-]之比，鐵邊城地區(qū)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(qū)地層水礦化度參數(shù)顯示(表4)：鈉氯系數(shù)越小、脫硫系數(shù)越小，變質(zhì)系數(shù)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(biāo)準(zhǔn)

表4 低阻油層礦化度特征參數(shù)統(tǒng)計表

2)地層水礦化度

研究區(qū)延長組長6地層水礦化度分布范圍廣(圖5)，其數(shù)值介于2.1～247.7 g/L。其中，Y48區(qū)長6層地層水礦化度平面分布情況與試油結(jié)論分布較為吻合(圖6)，試油結(jié)果為純產(chǎn)油井礦化度大于 40 g/L，純產(chǎn)水井、高含水井礦化度小于 40 g/L，主要集中在 20 g/L 以內(nèi)。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(qū)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(qū)地層的束縛水飽和度，發(fā)現(xiàn)其數(shù)值較高，高含量束縛水充填小孔中，束縛水會產(chǎn)生附加導(dǎo)電作用，這個導(dǎo)電作用會導(dǎo)致該地區(qū)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(xì)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(qū)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(tǒng)計表

造成束縛水飽和度較高的成因較多，主要有三點(diǎn)：

1)粒度

低阻油層分布區(qū)巖石顆粒以細(xì)砂巖為主，含很少粉砂細(xì)砂巖，巖石顆粒粒度較小，比表面積較大，吸附能力較強(qiáng)，即吸附的薄膜水變多，因此細(xì)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(zhì)含量

高含量的泥質(zhì)充填孔隙中(圖10)，填隙物主要為褐色的泥質(zhì)，未見喉道連通，孔隙結(jié)構(gòu)較差，孔隙、喉道變小，增強(qiáng)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(zhì)含量增多，電阻率逐漸降低(圖11)。

圖10 泥質(zhì)填隙物

圖11 泥質(zhì)含量分?jǐn)?shù)與電阻率的關(guān)系

3)孔隙結(jié)構(gòu)

低阻油層典型樣品表現(xiàn)出以小孔喉為主，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，連通性較差，孔喉配置關(guān)系較差(圖12)，滲流能力較差，微孔隙發(fā)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(jié)構(gòu)差 b.未見喉道連通

c.孔隙發(fā)育較差，連通性較差 d.層間微孔隙發(fā)育

2.2.4 黏土礦物

致使黏土具有附加導(dǎo)電性的原因是其具有陽離子交換的特性。另外，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(qū)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(zhì)黏土礦物具有附加導(dǎo)電性，進(jìn)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(jié)論

1)鐵邊城地區(qū)不同砂帶含油情況也不同，具有復(fù)雜的油水關(guān)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(gòu)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(dǎo)電性，進(jìn)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(qū)巖石顆粒粒度??；泥質(zhì)含量高，會充填與孔隙中；低阻油層典型樣品表現(xiàn)出以小孔喉為主，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜。