镇泾地区低电阻率油层影响因素分析

2016-09-15姚淑丹

西部探矿工程 2016年4期

关键词：环带矿化度油层

姚淑丹

（中石化华北石油工程有限公司测井分公司，河南郑州450006）

镇泾地区低电阻率油层影响因素分析

姚淑丹*

（中石化华北石油工程有限公司测井分公司，河南郑州450006）

低阻油层是一种复杂的非常规储层，其电阻率特征与常规油层没有明显的对应关系，为多种因素如岩性、物性、泥浆侵入、流体性质、润湿性、构造幅度等单独或综合作用的结果。分析了镇泾地区低阻储层的分布范围与形成原因，分析了低阻油形成的地质因素与测井环境因素，结合镇泾地区的地质与测井资料，找出本地区低阻油形成的主要原因，为下一步的研究提供基础。

镇泾地区；低阻油层；低阻环带

低阻油普遍存在于我国各大油田，但是由于成因复杂、识别困难，许多低阻储层还没有被开发利用。鄂尔多斯盆地低阻油层含油层成因复杂、类型多，其主要成因有沉积相的影响、高矿化度地层水的影响、钻井液侵入的影响等。

1　沉积环境的影响

沉积学角度看，在以弱水动力为主的沉积环境中，如三角洲平原的天然堤、三角洲前缘、滨浅湖、滩坝等或者滑塌浊积体，沉积物的岩性以细、粉砂岩为主，微孔隙发育，泥质含量较高。储层岩石细粒成分增多和粘土矿物的填充与富集，导致地层中微孔隙发育，微孔隙和渗流孔隙并存，微孔隙储集大量束缚水。使储层束缚水含量增高。

高束缚水饱和度被认为是低阻储层形成的主要原因，高束缚水储层微孔隙发育且成藏动力能使油（气）运移到微孔隙之中，但是不足以驱替微孔隙系统中的束缚水。

电阻率测井反映的是地层总的含水量（自由水和束缚水），具有高束缚水饱和度的油层，测井曲线上显示为低阻，容易被判断为水层或者油水同层，但是测试结果只产油不产水或者产水量很少，因此准确求取束缚水饱和度对于识别低阻油层具有重要的意义。

岩电分析发现，电性对岩性的反映比较敏感，岩性越粗，电阻率越高。多数低阻油（气）层的岩性多为粉砂岩或泥质粉砂岩，岩石骨架颗粒平均粒径普遍较小，大部分小于0.2mm。从粒度中值与束缚水含量的关系图可以看出，粒度中值变小会引起束缚水含量增加，尤其当粒度小于0.1mm时，束缚水开始大量增加。由于颗粒越细其比表面积越大，颗粒表面吸附大量的束缚水，束缚水饱和度增大，电阻率降低。

2　泥砂薄互层的影响

层状泥质是泥质在储层中存在的一种形式，泥质以层状形式分布在砂岩中。随其厚度增加，逐渐由层状泥质逐渐演变为泥质夹层，乃至形成砂泥岩间互层储层。对于这类储层，单砂层电阻率实际上并不低；但由于受到电测井仪器分辨率的限制，电阻率实际测量结果必然受到低阻围岩的影响较大，而明显降低。导致油水层电阻率差异急剧减少，与由其他因素导致的低阻并无明显差异。

油层厚度不是影响储层电阻率的决定性因素，但是油层太薄会对测井响应产生影响。当目的层厚度等于或小于测井仪器纵向分辨率时，电阻率值受邻近围岩影响较大，特别在邻近围岩为高阻层条件下，油层电阻率均可能显示为低值，其电阻率通常显示比厚度较大的油层低，在解释工作中常常被作为干层或含油水层而漏掉。

3　粘土附加导电性的影响

当储层中的泥质含量较高时，蒙脱石、伊/蒙混层和伊利石等粘土矿物由于其本身的不饱和电性（带负电）特点，粘土颗粒表面具有的负电荷会吸附岩石孔隙空间地层内水溶液中的金属阳离子以保持其电性平衡，粘土矿物颗粒表面吸附的正离子在外电场的作用下沿其表面移动，提升了地层的导电能力，使储层的电阻率降低。

镇泾区块的粘土矿物均不同程度的含有伊利石和伊/蒙混层，这就使得粘土的附加导电性大大增强，从而有利于低阻油的形成。

4　地层水矿化度的影响

地层孔隙中地层水的性质、含量以及岩石性质决定了其电阻率的高低。在储层岩性和物性相似的前提下，含油（气）储层地层水矿化度与水层矿化度基本一致时，必然是油（气）层电阻率高于水层，差异一般在3～5倍之间，这是常规测井解释最重要的基本概念。当油（气）层不动水矿化度明显高于水层水矿化度时，油（气）层与水层的电阻率差异就会减小，甚至会出现水层电阻率高于油（气）层的情况。

地层水矿化度导致低阻储层主要表现在2个方面：（1）高矿化度地层水；（2）储层间地层水性质不一致。

4.1高矿化度地层水形成的地质原因

高矿化度的地层水主要是由于沉积盆地处于干旱或半干旱气候条件下，水源补充量小于同期的蒸发量，使盆地水量减少，湖水的矿化度增高，随着地质构造的演化高矿化度的湖水成为深部地层水，高矿化度地层水由于离子含量远高于普通地层水和泥浆的离子含量，使起导电能力大大增加。

4.2导致储层间地层水性质不一致的因素

导致储层间地层水性质不一致的成因有待进一步深入研究，目前普遍认为存在3方面的影响因素：一是沉积方面的原因，河流相沉积岩性粗细变化大，在成岩过程中泥质重、岩性细的储层保留了较高矿化度的水；二是在细岩性储层，油（气）运聚过程中驱走了大孔喉的自由水，而在微、小孔喉中保留了较高矿化度的不动水；三是频繁的构造运动使完整、封闭的圈闭遭到破坏，油藏中的边底水或成岩过程中岩石矿物滤失的水再次向储层中运移，甚至地表水也可以通过开启的断层渗入地下原生储层，使储层流体性质发生变化。

5　泥浆侵入对电阻率的影响

钻井过程中，钻井液对渗透性地层的侵入是不可避免的，这种影响会导致油（气）层评价困难。实验研究结果表明，钻井液的侵入主要以驱替、混合与扩散3种方式进行。钻井过程中钻井液侵入深度取决于泥饼渗透率、地层孔隙度等多种因素，国内外的实验与理论研究的基本结论是：（1）侵入深度与泥饼渗透率具有正相关关系；（2）侵入深度与侵入压差具有正相关关系；压差越大，钻井液滤失量越大，侵入越深；（3）钻井液侵入地层深度与地层物性的关系复杂，主要原因在于泥饼渗透率；（4）与地层渗透率的配置影响较大。

镇泾区块泥浆滤液的电阻率大都高于地层水电阻率。在钻井过程中，使用淡水泥浆时，当淡水泥浆滤液电阻率相对于原始地层水电阻率大到一定程度时，油层的电阻率侵入剖面中可能出现低阻环带。并且侵入结果使一些油层同水层具有相同的侵入特征即高阻侵入剖面。

5.1低阻环带形成的原因

低阻环带主要形成于地层水电阻率高于泥浆滤液电阻率的井中，即淡水泥浆，当泥浆侵入较深时，水层由于地层水被较低电阻率的淡水泥浆滤液替换，使测井显示电阻率降低；而对于油层来说，一是由于油水同层的普遍存在，因油水分异作用，层内上部是油下部是水，泥浆滤液在侵入过程中，会出现不均衡推进现象，位于下部的水会较易被泥浆滤液推得更远；二是如果油层中存在较疏松束缚水，则它将继石油之后被泥浆滤液驱替，进而聚集在地层流体搅混地带。这样以来由于泥浆侵入的影响，储层在径向上因所含液体不同而呈现不同的电阻率值，常常在井筒周围形成一个电阻率较低的低阻环带。泥浆滤液的侵入使得水层电阻率增高，油层电阻率降低，油水层电阻率差别变小，增加了油层识别难度。

5.2影响低阻环带范围的因素

5.2.1泥浆滤液矿化度的影响

泥浆滤液矿化度增加，冲洗带电阻率降低，低阻环带与原状地层电阻率基本不变，可见泥浆滤液电阻率变化主要影响冲洗带，低阻环带和原状地层不受泥浆滤液的影响。

5.2.2泥浆侵入时间的影响