榆咀子地区低阻油层形成机理及识别方法研究

2018-07-30赵丰年

西部探矿工程 2018年7期

赵丰年，王杨，万鑫

（陕西延长石油<集团>有限责任公司研究院，陕西西安710075）

低阻油层在鄂尔多斯盆地分布广泛，平面上从北部定边东仁沟到南部的直罗，从西部的吴起吴仓堡到中部的安塞，纵向上从延安组延6到延长组长6，均发育有低阻油层。这类油层的识别是制约其开发的关键点，根据其形成原因不同，识别方法也各不相同。本文以榆咀子油田为例，分析探讨了该区域低阻油藏的形成机理及对应的识别方法，以期能对同类油气藏起到参考和借鉴作用。

1 地质背景

榆咀子油田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡中部，构造情况相对简单，区域上为一平缓的西倾单斜构造，局部具有差异压实形成的鼻状隆起，地层倾角一般不足1°，油藏类型属于岩性油气藏，地质历史上受北东方向物源影响，属于大型河流三角洲沉积环境，主力油层为延长组长6。

2 榆咀子地区低阻油层的成因

前人研究认为[1-4]，低阻油层的形成一般与高地层水矿化度、高束缚水饱和度、导电性粘土矿物以及低构造幅度造成的油水分异不明显等因素有关，参考上述成因机理，并通过地质研究和实验室分析发现，榆咀子地区低阻油层的主控因素如下。

2.1 高矿化度地层水

榆咀子地区长6地层水总矿化度31468～37412mg/L，平均34440mg/L。由于因高矿化度导致地层水中所含带电离子变多，地层导电性增加从而拉低地层电阻率。地层水矿化度与地层电阻率近似呈反比关系[5]。

2.2 高束缚水饱和度

榆咀子地区属于三角洲前缘沉积，岩性特征以细砂和粉砂岩为主，储层微孔隙发育，有利于束缚水的聚集；另外，储层演化过程中的压实作用和胶结作用也会阻塞粒间孔隙并形成微孔隙，使得束缚水增加，共同导致低阻油层的出现。

2.3 其他因素

导电矿物的存在会直接降低地层的电阻率；粘土矿物则会降低孔隙度和渗透率，造成束缚水饱和度升高，进而降低油层的电阻率；另外当油藏圈闭构造幅度较小时，油气运移过程中动力不足，造成油水分异不充分，油层初始含油饱和度较低，也会造成低阻特征。

但从榆咀子地区的实际情况来看，未发现导电性矿物且粘土矿物含量较低，油水分异亦不是主控因素，因此，综合来看，低孔低渗条件下的高矿化度地层水和高束缚水饱和度是榆咀子地区的低阻油层主控因素。

3 低阻油层的测井识别

确定出榆咀子地区低阻油层主要影响因素后，本文采取以下方法对低阻油层进行测井识别，首先与常规油层对比，确定高矿化度地层水和高束缚水饱和度对电阻率的影响幅度（即低阻油层电阻率补偿值），然后以测井曲线作为媒介，建立电阻率补偿值的测井解释模型，最后用计算结果对低阻油层进行校正，从而可以用常规油层的解释标准判断其含油性。

3.1 补偿电阻率值的求取

榆咀子工区在过去十多年的生产过程中，依靠现场技术人员的经验，许多低阻油层获得工业油流。前人研究表明[6]，区域上含水率与含水饱和度之间存在线性关系[公式（1）]，这使得通过产水率计算油层含水饱和度成为可能。继而通过阿尔奇公式即可计算出低阻油层的校正电阻率值，再与其测井电阻率值进行比较，其差值即为低阻油层的电阻率补偿值。本文选取了实际投产的29个典型低阻油层作为原始数据，探讨补偿电阻率的求取方法。

式中：fw——含水率；

Sw——含水饱和度；

a，b——方程系数。

3.2 补偿电阻率计算模型

3.2.1 地层水矿化度测井响应

对于常规测井来说，地层水矿化度的响应曲线有自然电位和电阻率两条[7]。考虑到区块的低阻特征，本文主要探讨矿化度与自然电位的关系。其测井响应机理如下：地层水矿化度与泥浆矿化度之间的差异引起溶液中正负离子的扩散作用，二者矿化度差别越大，离子的扩散作用越强，自然电动势越大，二者呈对数正相关。在相同的泥浆和地质条件下，自然电位的偏移幅度来大体决定了地层水矿化度的大小（工区内二者的关系见图1）。

图1 榆咀子地区地层水矿化度与SP偏移幅度之间关系

3.2.2 束缚水饱和度的计算

储层中束缚水含量与孔隙度的大小和粒度中值密切相关[8]。孔隙度越低，则孔喉越小，毛细管力越大，造成储层束缚水含量的升高；而粒度中值则决定了岩石骨架颗粒的分布特征和岩石孔隙结构特征，岩性越细则岩石总表面积越大，束缚水含量也就越高。反映在常规测井上，孔隙度与AC正相关，而粒度中值与泥质含量即GR负相关。也即是说，束缚水饱和度与AC负相关而与GR正相关。通过数据拟合发现，束缚水饱和度与AC和GR单因子的相关性较差，与两因子协同回归的相关性较好[见图2，公式（2）]。

图2 榆咀子地区束缚水饱和度与GR和AC之间关系

3.2.3 补偿电阻率与地层水和束缚水的关系

在求取以上参数的基础上，考虑到工区油层低阻的原因主要与高矿化度地层水和高束缚水饱和度，因此采用多元回归分析的方法，利用地层水矿化度和束缚水饱和度对补偿电阻率进行回归，获得补偿电阻率的计算公式[公式（3）]。

3.2.4 应用情况

前人通过试油试采资料，得出榆咀子地区长6油水同层的判别标准为RT≥16，根据这一标准，5305-4井长61-2段，SP偏移值为30.21，GR值为92.30，AC为245.8，射孔段电阻率仅为6.44，一次解释为水层（见图3）。通过公式计算发现，该储层段的补偿电阻率为10.5，校正后的电阻率为16.94，已经达到工区油水同层的划分标准。射孔后日产油1.99t，含水63.3%。通过这一方法在整个区块进行普查，改层补孔19口，见油17口，成功率为89%，验证了这一解释标准的实用性。