尼日尔Agadem油田E1油组低阻油层成因分析

江艳平，窦松江，张东星，李伟男，殷金平，乐涛涛

（中国石油大港油田勘探开发研究院，天津 300280）

尼日尔Agadem油田E1油组低阻油层成因分析

江艳平，窦松江，张东星，李伟男，殷金平，乐涛涛

（中国石油大港油田勘探开发研究院，天津 300280）

尼日尔Agadem油田E1油组普遍发育一套典型的低阻可疑层，在开发过程中，由于对其成因、含油性及产能认识不清，一直未引起足够重视。为了寻求一期油田的稳产接替潜力，针对该套低阻可疑层，采用宏观因素控微观分析的宏观、微观相结合的低阻油层分析方法，通过圈闭幅度和沉积环境等宏观地质成因分析，明确了目的层所处的三角洲前缘末端弱水动力沉积环境为低阻层的主控成因；综合利用岩心、测井及分析化验资料，对储层厚度、岩性、黏土矿物、孔隙结构、束缚水饱和度等岩石物理成因分析，明确了研究区发育3种成因类型的低阻油层，砂泥薄互层和束缚水饱和度偏高为低阻油层主要成因。通过试油和生产，证实了低阻可疑层为产能较好的油层，充分证明了对低阻油层成因分析的合理性，为低阻油层的分类识别和评价提供了依据。

低阻油层；成因分析；地质成因；砂泥薄互层；束缚水饱和度

0 引言

尼日尔Agadem油田位于非洲Termit盆地，一期开发区块总体上为受北西—南东向主断层控制、局部受岩性控制的断阶油气藏，主要目的层为古近系始新统Sokor1段，共包含5个油组。一期已开发的G区块主要针对E2，E3油组，常规油层投产。在E1油组存在一套典型低阻可疑层，由于其成因因素、流体类型、产能大小和储量规模等认识不清，尚未引起足够的重视。随着一期未来含水率上升、产量递减，为寻求一期的稳产、上产接替潜力，需从低阻油层成因分析角度，对该套低阻可疑层开展研究工作。

低阻油层的成因极为复杂，通常是多种地质因素综合作用的结果。目前，在低阻油层成因分析方面，主要从宏观和微观2个方面开展研究。宏观，即从研究区大的沉积背景、构造圈闭等方面进行分析；微观，即从岩石物理角度，如储层岩性、厚度、黏土矿物、束缚水饱和度等方面进行分析。

目前，大部分学者一般直接从微观方面进行分析，忽略了宏观方面的指导性。本文注重宏观因素和微观因素的相关性，先宏观再微观进行低阻油层成因分析。优先从宏观方面入手进行低阻油层成因分析，可为低阻油层微观成因的分析提供方向和依据，且可对引起油层低阻的各因素进行排除分析，从而保证低阻油层成因分析的合理性和准确性。

1 低阻可疑层特征

油气层电阻率值接近或小于相同地质条件下的水层电阻率，与围岩电阻率差别小，甚至低于围岩电阻率，为绝对低阻油气层。电阻增大率（油层电阻率与水层电阻率之比）小于2的油气层，为相对低阻油气层［1］。

从已开发G区块G-3井测井曲线上 （见图1），可以看出，目的层低阻可疑层电阻率值在8～21Ω·m，与水层电阻率相近，和常规油层相比比值在1∶10～1∶2，具有典型的低阻油层特征。

图1 低阻可疑层与常规油层、水层电性特征

本区相对低阻层和绝对低阻层均发育，厚度0.6～3.5 m，测井曲线形态多呈低幅指状，自然伽马值（GR）在30～65 API，声波时差在260～320 μs/m；岩性多为粉—细砂岩，孔隙度为12%～23%，渗透率为43×10-3～486×10-3μm2，为中孔、中低渗储层。之所以对该套低阻层提出可疑油层的观点，因从气测录井资料上发现（见图2），其总烃含量（TG）较常规油层偏低，却明显高于水层，荧光显示级别和常规油层一致，均明显好于水层。

图2 低阻可疑层与常规油层、水层气测录井显示对比

气测录井显示E1油组低阻可疑层活跃，孔渗条件较好。若具有明确可靠的低阻成因条件，该套低阻可疑层应具有较好的储油潜力。

2 地质背景成因

通过前人低阻油层成因机理和成果分析调研得出，低阻油层在宏观地质背景成因上，主要包括低构造幅度和弱水动力沉积环境两方面［2］。

通过圈闭构造幅度分析得出，研究区构造幅度较大（均大于100 m），油柱高度高，油水分异作用强，为非构造幅度因素造成低电阻［3］。在沉积环境方面，研究区在区域沉积背景上位于三角洲沉积相带，目的层岩心及测井相综合分析（见图3）可以得出：常规油层为厚层（一般大于3 m），岩性粗纯（以细砂岩为主），测井曲线呈箱状，为水下分流河道沉积。低阻层段分属2种微相：一种是薄层（一般小于3 m），细岩性（以粉—细砂岩为主），测井曲线呈反旋回，具有波状、透镜状复合层理的远砂坝沉积；另一种是薄层（一般小于3 m），细岩性（以粉—细砂岩为主），测井曲线呈光滑指状，具有平行层理的席状砂微相。低阻层主要分布在三角洲前缘末端水动力较弱的席状砂和远砂坝相带区。从地质沉积背景成因角度来说，末端弱水动力沉积背景控制了岩性粒度的沉积分异作用［4-5］，决定了低阻层在微观岩石物理方面表现的细岩性、层薄和复杂孔隙结构等微观因素，易形成低阻油层。

图3 A-2井E1油组单井相图

综上分析，研究区所处的三角洲前缘末端弱水动力沉积环境是低阻层发育的宏观地质背景成因因素。在特定的边缘弱水动力沉积环境下，微观岩石物理特征可导致油层表现为低电阻特征。

3 岩石物理成因

低阻层在微观岩石物理成因上分为内因和外因。内因主要包括矿物附加导电性、砂泥薄互层和高束缚水饱和度［2］，外因包括盐水泥浆侵入和地层水矿化度差异等［6-7］。

综合利用地质、测井、取心分析资料，对可疑低阻层厚度、岩性、黏土矿物、孔隙结构、束缚水饱和度等方面进行分析。可以排除层段低阻的3种成因：1）导电性矿物。取心段岩石矿物分析数据表明，低阻层段导电性型矿物（伊利石、蒙脱石和菱铁矿）质量分数几乎为0。2）钻井液。盐水钻井液钻井，但及时测井，地层未受侵入影响。3）地层水矿化度。E1油组为块状油藏，具有统一油水界面，各储层地层水矿化度相同。因而，在宏观边缘弱水动力沉积背景因素的指导下分析确定，本区目的层低阻层主要成因为砂泥薄互层、束缚水饱和度偏高。

3.1 砂泥薄互层

由测井解释图上可以明显看出（见图1），低阻层段属于砂泥间互沉积，从低阻可疑层与常规油层的厚度统计分析上得出，其平均厚度为1.43m，较常规油层3.52m的平均厚度偏薄，且厚度小于2.00m的、具有薄层围岩效应的低阻可疑层数量占比例较大（75.3%）。储层岩心特征方面，低阻薄层砂内部发育有较多泥质条带，厚度在0.5～2.0cm。测井资料分析得知，该低阻层的层厚度薄和内部泥质条带的发育所具有的围岩效应，是导致研究区可疑层低阻的主要原因。

3.2 束缚水饱和度偏高

岩石高束缚水是岩石自身细岩性和毛细孔喉结构复杂综合作用的结果［8］。本区目的层低阻可疑层在岩性和孔喉结构方面均具有明显的成因条件。

3.2.1 细岩性致束缚水饱和度偏高

岩心观察分析得知，低阻可疑层段岩性为粉砂质细砂岩。由铸体薄片分析得知（见图4），粒径在0.05～0.10mm，为极细砂岩，较常规油层细砂岩粒度明显偏细。由粒度资料分析得出，其岩性为粉砂质细砂岩，粉砂和细砂体积分数为84.6%。由测井电性响应特征分析得出，低阻可疑层的GR值（65 API左右）明显高于常规油层GR值（25 API左右）。岩石物理分析表明，岩石岩性偏细，颗粒比表面积增大，岩石亲水，则导致岩石束缚水偏高［9］。因此，本区低阻可疑层细岩性是束缚水饱和度偏高的重要因素。

图4 低阻可疑层铸体薄片

3.2.2 毛细孔喉致束缚水饱和度偏高

由低阻可疑层岩石铸体薄片分析得出，其连通性差，为毛细管孔喉级别（见图4）。由其压汞毛细管压力测试曲线分析得出，孔喉结构亦为毛细管孔喉级别，排驱压力为0.25MPa，压力值较常规油层明显偏高。从岩石孔喉内部流动原理上分析得出［10］，毛细管孔喉级别内流体需达到一定的排替压力方可自由流动［11］，喉道排驱压力大，成藏时流体驱替难度大，易形成高束缚水。因此，本区低阻可疑层岩石毛细孔喉、大排驱压力是束缚水偏高的另一重要因素。

4 不同成因类型低阻层划分

在明确低阻层成因的基础上，根据成因所致的低阻可疑层电性响应特征，分析明确研究区存在3种成因类型的低阻可疑层：1）层厚度薄（小于2 m，具有薄层效应）、相对粗岩性（GR小于45 API，非束缚水偏高）的单一薄层成因低阻可疑层；2）层厚度相对厚（大于2 m，无薄层效应）、相对细岩性（GR为45～80 API，束缚水偏高）的单一束缚水偏高成因低阻可疑层；3）层厚度薄（小于2 m，具有薄层效应）、相对细岩性（GR为45～80 API，束缚水偏高）的双重成因低阻可疑层。

通过对研究区所有井低阻可疑层成因类型划分统计结果分析得出：研究区以束缚水偏高成因和双重成因低阻层为主，两者总层数占总低阻层数的86.3%；相对粗岩性的、单一薄层成因的低阻层数仅占13.7%。可见，研究区受宏观三角洲前缘末端弱水动力相带沉积背景控制作用较大，细岩性、毛细孔喉结构储层发育，在一定程度上体现了低阻层宏观和微观成因的相关性，也反映了本次低阻层成因研究的合理性。

5 应用效果

对目的层低阻可疑层的成因分析，进一步提高了其储油的可能性，为低阻油层识别和评价提供了依据。该套低阻可疑层通过试油证实为油层，且具有较好的产能。目前A区块针对该套低阻油层编制精细的投产方案已全面实施，射孔出油成功率100%，已建成年产40×104t的产能规模，成为Agadem油田一期稳产接替区块，进一步证实了本文低阻油层成因分析的合理性。

6 结束语

综合利用岩心、测井、录井及分析化验资料，确定宏观边缘弱水动力沉积环境背景控制下，微观砂泥薄互层和束缚水饱和度偏高为研究区低阻油层的主要成因。采用宏观微观结合分析，在宏观地质因素约束下，分析微观因素，进一步提高了低阻油层成因分析的合理性。明确了研究区存在3种成因类型低阻油层，制定不同成因类型低阻油层划分标准，为低阻油层的分类识别和评价奠定基础。

［1］李令喜，张丽霞，王栋材，等．东濮凹陷胡状集地区低阻油层成因分析［J］．断块油气田，2014，11（4）：25-27．

［2］王兆峰，刘媛，杨志刚，等．K油田白垩系低阻油层成因及识别方法研究［J］．石油天然气学报，2013，35（1）：99-102．

［3］肖冬生，乔东生．低阻油层识别新方法及其应用［J］．断块油气田，2010，17（4）：509-512．

［4］杨忠亮，田景春，张翔．鄂尔多斯盆地大牛地气田盒3段沉积微相研究［J］．断块油气田，2012，19（2）：149-153．

［5］于红岩，李洪奇，郭兵，等．基于成因机理的低阻油层精细评价方法［J］．吉林大学学报（地球科学版），2012，42（2）：336-343．

［6］雍世和，张超谟．测井数据处理与综合解释［M］．东营：石油大学出版社，1996：205-215．

［7］张冲，毛志强，张超，等．低阻油层的成因机理及测井识别方法研究［J］．工程地球物理学报，2008，5（1）：48-53．

［8］王博，赵军，王淼，等．断块低阻油层测井识别与评价［J］．岩性油气藏，2012，24（6）：110-114．

［9］陈学义，魏斌，陈艳，等．辽河油田滩海地区低阻油层成因及其精细解释［J］．测井技术，2000，24（1）：55-59．

［10］闫磊，谭守强，潘保芝，等．低阻油层成因机理及测井评价方法：以港北南翼区块馆陶组为例［J］．吉林大学学报（地球科学版），2010，40（6）：1456-1462．

［11］李舟波，潘保芝，范晓敏，等．地球物理测井数据处理与综合解释［M］．北京：地质出版社，2008：87-88．

（编辑 杨会朋）

Genetic analysis of low resistivity oil layer in E1 oil group in Agadem Oilfield of Niger

JIANG Yanping,DOU Songjiang,ZHANG Dongxing,LI Weinan,YIN Jinping,LE Taotao
(Research Institute of Exploration and Development,Dagang Oilfield Company,PetroChina,Tianjin 300280,China)

There′s a set of typical suspicious oil layers with low resistivity developed in E1 oil group of Agadem Oilfield of Niger. Because the oil-bearing property and productive capacity of the suspicious layer with low resistivity are not clear,it has not attracted enoughattention in oilfield exploitation.In order to seek how to continue the stable production of stage I,this paper analyzes the genesis of the suspicious layer with low resistivity based on the method of macroscopic analysis controlling and combining with microscopic analysis.Macroscopic analysis,such as trap amplitude,sedimentary environment,shows that the low-energy hydrodynamic depositional condition at the end of delta front is the main geologic genesis of original low resistivity reservoir.Macroscopic rock petrophysics analysis,such as reservoir thickness,lithology,clay mineral,and irreducible water saturation with the core,well log,all kinds of test datum,and so on,shows that the main genesis of low resistivity reservoir is thin sand-mud interbedding and higher irreducible water saturation in the study area;the two micro-geological geneses lead to three-type low resistivity reservoirs in the study area.It′s proved that the low resistivity suspicious layer has a better productive capacity by formation test and production,and it also confirms that the research of genesis analysis of the low resistivity layer is reasonable，which provides evidence for the low resistivity reservoir classificationidentificationandreservoirevaluationinthe study area.

low resistivity oil layer;genetic analysis;geologic origin;thin sand-mud interbedding;irreducible water saturation

TE122.2+3

A

10.6056/dkyqt201705007

2017-02-01；改回日期：2017-07-12。

江艳平，女，1982年生，高级工程师，硕士，从事开发地质研究工作。E-mail：jiangyping@petrochina.com.cn。

江艳平，窦松江，张东星，等.尼日尔Agadem油田E1油组低阻油层成因分析［J］.断块油气田，2017，24（5）：628-631.

JIANG Yanping，DOU Songjiang，ZHANG Dongxing，et al.Genetic analysis of low resistivity oil layer in E1 oil group in Agadem Oilfield of Niger［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2017，24（5）：628-631.