镇北油田长3低阻油层成因分析及识别方法研究

镇北油田长3低阻油层成因分析及识别方法研究
朱保定;梁双锋;周金昱;张庆州
【摘要】以正确识别镇北油田长3低阻油层为目的,从五个方面分析了低阻油层的成因机理:地层水矿化度高、储层岩性特征、钻井液侵入、泥质含量、含油饱和度.另外提出了适合本油田低阻油层识别方法,即地质录井识别、测井资料识别及地质综合分析方法识别,并且在现场应用中取得了较好的效果.
【期刊名称】《内蒙古石油化工》
【年(卷),期】2011(000)011
【总页数】4页(P122-125)
【关键词】镇北油田;低阻;成因机理;识别方法
【作者】朱保定;梁双锋;周金昱;张庆州
【作者单位】长庆油田分公司超低渗透油藏研究中心;西安方元能源工程有限责任公司;长庆油田分公司勘探开发研究院;长庆油田分公司超低渗透油藏研究中心【正文语种】中文
【中图分类】TE349
镇北油田地处鄂尔多斯盆地陕北斜坡西南部,物源主要来自西南方向。

长3地层底构造基本形态为一个西倾单斜,坡度平缓,地层倾角约0.5°～0. 8°,局部有微弱鼻状构造;长3目的层为多期河道砂体复杂叠合而成,平面展布表现为河道窄、砂体薄、油层变化大、电阻率低特点,但由于长3储层与长7深湖-半深湖相生油岩相伴生,具备良好的储油条件,为镇北油田主力含油层系。

镇北油田长3低阻油层特征为:①油层电阻率小于或接近围岩的电阻率,与水层特征相似,油层、油水层、水层均呈现高侵特征;②油层电阻率绝对值低于常规油层;③含油饱和度常低于50%,电阻率增大指数≤2;④声波时差值高,密度值低,自然电位负异常幅度大,与纯水层特征接近;⑤自然伽马曲线以钟型、箱型、复合型为主。

3.1 地层水矿化度高[1]
镇北油田长3泥质砂岩储层主要由粒间孔隙、长石溶孔、粒间溶孔、晶间孔、微
孔隙、泥质和砂岩骨架(石英、长石)等组成,而地层水主要存储于粒间孔隙中,较高
的地层水矿化度增加了储层的传导电流能力,使得油层电阻率相对降低(图1)。

统计了镇北油田长3储层地层水水型为CaCl2,矿化度高达107. 73g/l(表1),换算成地
层水电阻率仅为0.057Ω·m,该区储层电阻率达7Ω·m以上,就可出纯油。

3.2 储层的岩性特征
3.2.1 储层孔隙结构
沉积环境变化导致储层在纵向出现岩性粗细的变化,强水动力时沉积的储层岩性纯、颗粒分选好、结构简单,泥质含量低、储层渗透率高,当水动力条件变弱时,岩性由粗变细,泥质含量相对增高,孔隙结构发生变化,束缚水增加,渗透率降低,导致储层电阻
率降低[2]。

3.2.2 储层填隙物中特殊矿物
镇北油田长3储层伊利石粘土矿物含量高(表2),由于其本身的不饱和电性(带负电)吸附岩石孔隙内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(又称平衡阳离子)在外加电场的作用下,会在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,当平衡阳离子的数量—即岩石的阳离子交换量较
大时,其附加导电作用非常明显,造成油层电阻率降低,形成低阻油层[3]。

长3储层水云母含量高(表2),水云母常沿层面富集,其具吸水性包裹在砂岩颗粒表
面的水云母,导致岩石颗粒具亲水性,水云母质点吸附水(束缚水的一种)与小孔隙的
间隙水(另种束缚水)相连通,构成电解质离子导电系统的通道,使油层电阻率大为降低[2]。

再次粘土矿物中的绿泥石多呈针叶状集合体沿碎屑颗粒环状分布,形成薄膜式胶结,长3储层润湿性表明,长3储层多为亲水性质(图2),故在绿泥石薄膜上常形成一层水膜,使其储层吸水能力强于其它油层。

同时,由于长3储层中铁白云石、铁方解石等导电矿物含量较高,也一定程度上增强了储层导电能力,致使储层电阻率降低。

3.3 钻井液侵入[3]
在油水共存的储层中,由于长3储层具有弱亲水性(表2),且油层中原油粘度、密度小,流动性好,容易被钻井液所驱替,造成储层侵入带范围增大,目前镇北油田所用钻井液电阻率小于地层原油电阻率,造成油层电阻率变小,形成低阻油层。

3.4 高泥质含量[1]
长3储层沉积环境复杂多变,常发生周期性变化,储层性质由单一变得复杂,沉积出现砂泥岩交互现象,随着水动力变弱,细小的泥质容易沉积下来,造成储层泥质含量增加,由于泥质吸附水含量增加,阳离子交换能力增强,储层电阻率降低(图3)。

3.5 含油饱和度低[3]
部分长3储层构造幅度低,油水分异差,含油饱和度低,且储层含有高矿化度流体,导致含油不足以引起油层电阻率升高,形成低阻油层。

4.1 地质录井技术[4]
低阻油层常规测井识别难度较大,但现场录井和钻井取心能够直观显示储层含油级别,岩屑录井与储层解释评价密切相关的参数有钻时、荧光、含油级别、油花、气泡、槽面上涨、密度和粘度变化等,通常依据每隔1m所获取岩样的颜色、油味、荧光显示等综合评价储层特征,其余钻时、气泡、槽面显示、密度、粘度等参数辅助辨识储层特征;钻井取心可直观的描述储层含油特征。

4.2 测井技术
4.2.1 利用钻井液侵入特征识别低阻油藏
镇北油田泥浆电阻率大于0.8Ω·m,当储层为水层时,冲洗带电阻率大于过渡带电阻
率大于原状地层电阻率;当储层为油层时,由于长3储层具有亲水性,地层原油被躯体走,由于原油电阻率高,泥浆滤液电阻率高,侵入一般不会引起冲洗带、过渡带地层电阻率剧烈升高,与原状地层电阻率比较接近,在电阻率曲线上表现为深感应、中感应、八侧向电阻率差别较小,依次可以直观的判识油气层。

镇299-309为镇北油田2010年完钻井,18号层高侵特征明显,19号层深感应、中感应、八侧向电阻率无差异显示,依据侵入特征判识为油层(图4),经试油获27.6m3高产油流。

4.2.2 电阻率增大指数法定性识别低阻油层[5]
电阻率增大指数法是依据目的层电阻率和它上下物性、水性基本相同的水层的电阻率进行对比,通过电阻率的对比关系来评价目的层的含油性。

图5为镇北油田长3
声波时差与电阻率增大指数交会图,从图5中可以看出,电阻率增大指数大于2.35
为油层,处于1.58～2.35之间的为油水层,小于1.58的为水层。

4.2.3 交会法定性识别低阻油层
为了消除孔隙结构、流体性质影响及不同测井系列之间的系统误差,研究中采用电
阻率比值和声波时差两个参数交会建立镇北油田长3油层定性识别图版(图6),能很好地进行储层流体性质的识别。

从图6中可以看出,声波时差大于223μs/m,电阻率比值大于0.68为油层,处于
0.51～0.69之间为油水层,小于0.51为水层,声波时差小于223μs/m,基本为干层。

4.2.4 可动水分析法[1]
此方法以流体在微观孔隙中的渗流理论为依据,通过分析储层含水饱和度(SW)与束缚水饱和度(SW IRR)之间的关系来确定可动水饱和度,若可动水饱和度越小,则该层含油可能性越高。

4.2.5 核磁共振测井差谱法[6]
核磁共振测井差谱法可以有效识别低阻油层,它的解释原理:油和天然气的T2差异
很大,但T1很接近,盐水和油有相近的D和T2值,但它们的T1值不相同,由物理基
础知识可知,只有当有足够的极化时间(等待时间)时,油、气才能被完全极化(极化T1信号),而水被完全极化所需时间较短,因此可以选择两种不同的极化时间测井来进行油气与水的识别。

具体方法是对长短等待时间测井所反演的T2分布进行差分,把水的信号完全差分掉,在差分谱上只剩下油气信号。

4.3 地质综合分析
由于镇北油田长3低阻油层成因类型较多,影响因素复杂,每个地区都不是单一因素影响,所以在识别低阻油藏时必须坚持钻井、录井显示、测井资料、岩心分析、地
层对比相结合,依据试油、试采资料、海拔等信息综合判断储层含油性(图7),这样才能准确的认识低阻、识别低阻,提高低阻油层判识能力。

从图7中可以看出,镇299-303井依据储层电阻率判识,下部应解释为水层,但依据
地层对比、油层连通和海拔高度,此层应为油层,经试油获11. 4m3纯油。

5.1 镇北油田长3为典型的低阻油层,油层电阻率大于7.0Ω·m以上就可以解释油层。

5.2 镇北油田低阻油层的成因主要表现在:地层水矿化度高、复杂孔隙结构、填隙物中特殊矿物、低电阻率泥浆侵入、高泥质含量、含油饱和度低。

5.3 分析中提出三种低阻油层识别方法:即地质录井技术、测井技术、地质综合分析方法。

5.4 对于低阻油层的识别应综合考虑,测井解释时既要考虑其成因,还要结合钻井、
录井显示、岩心分析、地层对比情况,这样才能有效的识别低阻油层。

【相关文献】
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