柴达木盆地涩北气田低阻气层成因分析

柴达木盆地涩北气田低阻气层成因分析
【摘要】影响涩北气田开低阻气层形成的主要因素有地质因素和工程因素。

一般认为地质因素造成的低阻是真正意义上的低阻油气层，而人为因素造成的低阻并非真正意义上的低阻油气层。

高束缚水饱和度是形成低阻的主要地质因素，此类低阻气层所占比例较大，是今后气田开发挖潜增效的重点。

【关键词】涩北气田低阻气层地质因素工程因素
1 前言
随着涩北气田开发的深入，低阻气层、薄气层等复杂气层是科研攻关的方向之一。

对于低阻气层识别一直是该领域研究工作的难点。

本文主要探讨涩北气田低阻气层的成因，进而为认识低阻气层以及识别低阻气层别提供借鉴和参考的依据。

2 低阻气层的特征及认识
广义的低电阻率气层，分为绝对低电阻率气层和相对低电阻率气层两种。

绝对低电阻率气层的特点是探测电阻率绝对值低，常在1～2Ω·m左右，但电阻率指数一般大于4。

气层的电阻率明显大于周围的水层电阻率，识别此类气层并不太难。

相对低电阻率气层是指气层的电阻率与临近水层的电阻率十分接近，有时甚至出现相互交叉的现象。

根据国内主要气田低阻气层的电阻率特征，参照国内外同类研究成果，考虑到低阻气层的一般电性特点，可以给低阻气层下一个一般性的定义：即与具有类似物性、岩性和水性的水层电阻率相比，电阻率增大率小于3的气层定义为低阻气层[1]。

3 低阻油气层的成因及分类
涩北气田低阻气层成因复杂，主要影响因素包括高束缚水饱和度、导电矿物富集、粘土附加导电、高地层水矿化度、砂泥岩薄互层、低幅度构造、泥浆侵入型等等。

总体归纳起来主要有两大方面：地质成因和工程成因。

（见表1）
根据上面对低阻气层的成因分析，可将低阻气层划分为两大类：一是由于地质原因造成的低阻，是真正意义上的低阻气层；二是由于人为因素造成的低阻，非真正意义上的低阻气层，会随着人们认识水平的提高得以识别。

4 低阻油气层成因分析
4.1 地质因素形成的低阻油气层
4.1.1？具有高束缚水饱和度低阻气层
具有高束缚水饱和的气层是典型意义上的低阻气层，是低阻气层的主体，也是目前研究的重点。

在储层岩石孔隙和孔隙结构研究中，把半径小于0.0001mm 的孔隙称为微孔隙。

微孔隙中，由于孔隙表面固体分子的作用（引力），半径可以影响到孔隙中部，因此其中的水由于分子引力的作用被滞留而无法流动。

以台南气田为例，分析表明在这种孔隙结构下，储层孔隙系统中的束缚水含量为30%～60%。

因此，具有微毛细管孔隙发育的储层作为气层，其含气饱和度一般较低，从而导致气层的电阻率偏低，形成低阻气层。

电阻率指数（不局限于和水层之比，也可能是和围岩电阻率之比）小于3。

这就意味着储层电阻率值和水层或围岩相近甚至交叉，造成识别难度加大。

4.1.2？导电矿物富集引起的低阻油气层
黄铁矿导电性较好，其电阻率为10-1～10-6Ω·m。

但是，地层中的黄铁矿对不同频率的电场响应不同，对中等频率的感应测井（20kHz）的影响比低频的侧向测井要大得多。

黄铁矿含量增加，电测井校正系数增大。

黄铁矿对低频电流的侧向测井影响甚微，几乎可以忽略不计，而对中频的感应测井影响较大。

另外，地层水矿化度的影响也十分明显，地层水矿化度越高，对感应测井影响也越明显。

地层水电阻率为0.06Ω·m、黄铁矿含量为1%时，感应测井电阻率下降30%，含量为2%时，下降50%；而地层水电阻率为0.3Ω·m、黄铁矿含量为1%时，感应测井电阻率仅下降10%，含量为2%时，仅下降20%。

涩北气田储层胶结物主要为泥质，其次为方解石，少量菱铁矿、黄铁矿。

黄铁矿分布的储层感应电阻率曲线发生畸变。

以涩北气田为例，在涩试2井0-3-4小层597-601m，上部电阻率1.0Ω.m，下部出现0.3Ω·m低阻，似乎为气水同层特征，试气日产1.17万方，无水。

只能说明没产水，无法证明是否产气，因此做为夹层扣除。

4.1.3？粘土附加导电性形成的低阻油气层
据涩试2井、涩30井等井分析化验资料，储层粘土矿物含量较高为13%—62%，平均为43.7%。

其中以伊利石为主，平均占粘土总量的52.3%。

粘土矿物由于其本身的不饱和电性特点，粘土颗粒表面会吸附岩石孔隙空间地层水溶液中的金属阳离子以保持其电性平衡。

这些被吸附的阳离子在外加电场的作用下，会因沿粘土颗粒表面交换位置而产生除孔隙自由水离子导电以外的附加导电作用。

但是，粘土矿物的附加导电性在高矿化度地层水背景下，对储层电阻率的影响很小，不是低阻的主要原因[4]。

4.1.4？高地层水矿化度引起的低阻油气层
根据水分析资料涩北一号、二号气田25口井27个水样分析：水型均为CaCL2，地层水总矿化度平均130447mg/L。

高地层水矿化度条件下引起电阻率绝对值降低的原因主要在于储层中的地层水形成的高导电网络，使气层电阻率明显下降。

所以，在这种情况下，即使泥质附加导电性，其影响也很微弱[5]。

4.1.5？砂泥岩薄互层引起的低阻油气层
受测井仪器纵向分辨率限制，当储层厚度小于或接近测井仪器纵向分辨率
时，将导致储层电阻率测井曲线幅度降低，储层厚度越小，幅度降低越大。

涩北气田储层厚度较小，一般在2m～5m之间，小于2m的薄层较多，受围岩影响，薄层测井信号通常会产生不同程度的畸变或“淹没”。

4.2 工程因素形成的低阻气层
工程因素是指钻井液对储层电阻率的影响，钻井液特别是钻井液滤液对储层电阻率的影响主要有以下两个方面
4.2.1？钻井液电阻率对储层电阻率的影响
钻井液的电阻率主要取决于钻井液滤液的浓度。

当钻井液滤液浓度增大时，钻井液的电阻率值就会减小。

盐水钻井液若含盐浓度大，其电阻率值要小于淡水钻井液。

所以，当钻井液的电阻率值变小时，测井所得储层电阻率值偏低。

有关研究表明，当储层电阻率为钻井液电阻率的10倍时，测井电阻率极大接近地层真实电阻率值；当地层电阻率为钻井液电阻率的100倍时，测井电阻率值远小于地层真实电阻率值，仅为地层真实电阻率值的1/4[6]。