樊川区长61低阻油层成因分析及识别方法

李 康，畅 斌，张 盼，陈芳萍，罗 麟

(1.陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院，陕西西安 710075；2. 延长油田股份有限公司西区采油厂)

樊川区长61低阻油层成因分析及识别方法

李 康1，畅 斌1，张 盼2，陈芳萍1，罗 麟1

(1.陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院，陕西西安 710075；2. 延长油田股份有限公司西区采油厂)

樊川区延长组长61油藏普遍发育低阻油层，给测井解释人员在油层识别上造成一定难度。通过实验和生产数据的分析对比，结合樊川区长61层地质特征，对长61低阻油层的成因进行了分析，借助交会图法和计算自然电位重叠法对其进行识别。分析表明，长61储层的复杂孔隙结构导致地层束缚水饱和度高，地层水矿化度高，黏土矿物增强导电性等因素是造成研究区长61低阻油层形成的主要原因。采用交会图法和计算自然电位重叠法可以有效地识别低阻油层。

樊川区；低阻油层；长61油层组；成因分析；识别方法

低电阻率油层的识别一直是国内外开发地质研究领域一大难点[1]。随着勘探开发技术的发展及科研人员对油水层认识的不断深入，陕北地区延长组长6油层的开发逐步涉及低阻油层。樊川区位于陕西省志丹县旦八镇，2004年发现长61油层，该油层主要表现为电阻率偏低，与水层电阻率接近，有时甚至低于水层电阻率[2-3]，目前长61低阻油层已成为樊川区的主力层位。笔者结合试油试采、测井等资料，采用交会图法和计算自然电位重叠法对本区的低阻油层进行了识别，取得较好的效果，为今后低阻油层的研究提供参考。

1 区域概况

樊川区位于伊陕斜坡中部，区域构造为一平缓的西倾单斜，地层倾角小于1°，千米坡降5～7 m。延长组长6储层以灰色细粒长石砂岩为主，粉-细粒长石砂岩次之，孔隙度为1.6%～19.7%，平均为10.9%;渗透率为(0.01～34.60)×10-3μm2，平均为1.61×10-3μm2;属于特低渗储层。

研究区长6油层组为三角洲前缘亚相沉积，分流河道和河口坝为其主要沉积微相[4-6]。根据旋回性、含油性、电性，将长6油层组分为长61、长62、长63和长64四个小层，油气主要储集在长61小层。

2 低阻油层的成因

造成油层低阻的成因很复杂。通过国内外学者对于低阻油层的研究实践，把低阻油层的成因分为内因和外因两类：内因是由于储层高束缚水饱和度、黏土矿物附加导电和高矿化度地层水等因素造成的；外因则是指油层在外部因素下造成的电阻率降低，例如钻井液的侵入就会导致油层的低阻[7-8]。在不同区域低阻油层形成的原因是不尽相同的。通过对樊川区大量岩心、测井和试油资料的分析研究，发现束缚水饱和度高、地层水高矿化度和黏土矿物附加导电性是该地区低阻油层的主要成因。

2.1 孔隙结构复杂，束缚水饱和度高

岩石颗粒对束缚水有两方面的制约因素：一是颗粒的粗细决定了岩石比表面积的大小，颗粒越细，岩石与水接触面积就越大；二是粒度大小会影响孔隙和喉道的大小，孔隙和喉道越小，毛细管压力就越高，就越容易形成毛细管束缚水[9]。长6储层以细粒砂岩为主，粉-细粒砂岩次之，且平均粒度中值为0.23 mm，所以造成储层颗粒的吸水能力较强，使得储层的电阻率降低(图1)。

从研究区X井的压汞曲线可以看出(图2)，该区内储层的中值压力、排驱压力较高，中值孔喉半径较小，进汞曲线斜度较大，微孔隙明显发育。

综上所述：储层孔隙结构复杂，微孔隙发育，造成储层束缚水含量升高，并最终形成低电阻率油层。

2.2 地层水矿化度高

地层水主要储存在储层的粒间孔隙中，当油层粒间孔隙中存在高矿化度地层水时，其电解质浓度就会变大，溶液中离子的导电性也随之增强，这些离子可形成十分发达的导电网，从而导致油层电阻率必然减小，并且随地层水矿化度的增大，油层电阻逐渐减小[10]。由樊川区长61地层水特征分析(表1)可知，氯离子含量为71 671～88 370 mg/L，平均为80 250 mg/L；总矿化度114 960～166 425 mg/L，平均14 144 mg/L属于CaCl2水型。此高矿化度水型的存在，导致了研究区的低阻油层的形成。

图1 樊川区长6储层电阻率和束缚水饱和度的关系

图2 樊川区X井压汞曲线及孔喉半径分析

表1 樊川区长61储层地层水分析

2.3 黏土矿物附加增强导电性

当岩石颗粒表面吸附孔隙水中的金属阳离子后，为了保持电性平衡，吸附在黏土矿物表面的阳离子就会与层间游离态的阳离子发生交换作用，即阳离子交换吸附作用(CEC)[11]。黏土矿物的导电性就是通过CEC来完成的，不同矿物的阳离子交换量不同。其中，阳离子交换能力较强的为伊利石和伊/蒙混层黏土矿物，而绿泥石是富含铁的黏土矿物，颗粒表面容易形成水膜，这几种黏土矿物均会降低储层电阻率[12]。

研究表明，该区黏土矿物以伊利石为主，含量37.7%，其次为绿泥石，含量为23.1%。根据樊川区阳离子交换量测定表看出(表2)，阳离子的交换量较高，CEC最高值可达4.18×10-3mol/100g，这说明黏土矿物的附加导电性是形成低阻油层的因素之一。

3 低阻油层的识别方法

识别低阻油层的方法有很多种，笔者结合樊川区长61层岩心、电测曲线、试油报告等资料，并通过对油、水层特征的精细分析，提出采用交会图法和计算自然电位重叠法来识别樊川区长61低阻油层。

表2 樊川区长6储层黏土矿物阳离子交换量

3.1 交会图法

交会图法是区别油层和水层最有效、最常用的方法。结合该区长6层试油试采数据和测井曲线资料，绘制研究区深感应电阻率-声波时差、深感应电阻率-含油饱和度、声波时差-含油饱和度交会图(图3)。从交会图中可以看出，研究区长61低阻油层的深感应电阻率和声波时差的下限分别为8 Ω·m，220 μs/m，含油饱和度在31%以上。因此，从这三种交会图中可以直观、有效地划分出油层和水层。

例如，樊川区Y井的长61低阻油层(1 721～1 727 m)的深感应电阻率为8.1 Ω·m，声波时差为238 μs/m。在压裂投产之后，初周日单井产液5 m3，产油达2.9 t(图4)。

3.2 计算自然电位重叠法

计算自然电位(SP′)曲线重叠法也是确定储层是否含油的方法之一。根据公式SP′=Klg(Rxo/Rt)(无Rt和Rxo的井，用RILD代替Rt，RLLB代替Rxo)，其中K为自然电位系数(K值可以通过测井原理及研究区温度资料得出)，以此来计算出相应的自然电位值[13]。采用曲线重叠法的原则是将计算自然电位曲线(SP′)与实测自然电位曲线(SP)进行重叠。一般来说，当储层为水层或者含油水层时，SP′和SP两者的曲线是基本重合的；而当储层为含油层时，SP′和SP之间就会存在一定的幅度差，含油性越好，幅度差越大。所以，通过SP′和SP之间的叠合关系，就可以更直观地区别开油层和水层了。 樊川区Z井于2014年5月4日压裂投产，射孔段为1 691.65～1 695.65 m，油层厚度1.9 m，投产初周平均每天产油2.21 t，含水56.1%。从投产情况来看，说明该方法有效(图5)。

图3 研究区长61层不同参数之间交会图

图4 樊川区Y井综合测井解释图

图5 樊川区Z井计算自然电位和自然电位曲线重叠图

4 结论

(1)低阻油层的成因是受多方面因素控制和影响的，樊川区长61低阻油层的成因主要是因为孔隙结构复杂而导致的束缚水饱和度高、地层水高矿化度和黏土矿物附加导电性造成的。

(2)交会图法可以有效、直观地划分油水层，而计算自然电位重叠法则可以快速显示其含油性。

(3)根据交会图法和计算自然电位重叠法对研究区的油井进行了二次解释，在长61油层发现了初次解释漏掉的低阻油层，为本区增产做出了贡献。

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编辑：赵川喜

1673-8217(2017)01-0084-04

2016-09-05

李康，工程师，1983年生，2012年毕业于西安石油大学油气田开发专业，现从事油气田开发工作。

陕西省科技统筹创新项目“延长难采储量有效动用开发技术研究”(2016KTCL01-12)。

TE112.23

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