吐哈盆地低电阻率油气层测井评价

吐哈盆地低电阻率油气层测井评价
答辩人：韩成
吐哈油田勘探开发研究院
2002年11月20日
吐哈盆地低电阻率油气层测井评价
随着吐哈盆地勘探已进入中后期，那些油气层电性特征明显，丰度较高的大中型油气田的发现将越来越少，在测井解释领域将越来越多的面临的是低孔、低渗，低电阻油气层和致密砂岩储层。

特别是对低电阻率油气层的解释和评价仍然是测井解释的一道难题。

低电阻率油气层的油、气、水电性特征不明显，油气层与相邻水层的电阻率差别微乎其微，应用常规理论和解释方法很难区分油、气、水层，另一方面在储层中造成低电阻率的原因又多种多样，不同地区有不同的特点，即使在同一口井中，由于沉积环境、岩性、孔隙结构和饱和度的不同，造成低电阻率的原因也会千差万别，从而给解释工作和储层评价带来较大的困难。

一、低电阻率油气层成因
通过几年来对雁木西油田、神泉油田和胜北油气田等低电阻率油气层的研究，总结了吐哈盆地几种较为典型的低电阻率油气层的特征，通过对比分析和试油证实归纳为以下几种情况。

1、微孔隙发育的低电阻率油气层
形成微孔隙的原因是由于岩石细粒成分增多（粒度资料分析粒径在100μm左右），泥质含量高（粘土的主要成份为伊利石、蒙脱石或伊蒙混层，以搭桥式形成线线接触或点线接触，而非形成结构泥质），两种因素共同作用引起孔隙直径变小和微孔隙发育，造成束缚水含量明显增大，同时由于高矿化度地层水作用导致油气层低电阻率。

2、高—极高地层水矿化度的低电阻率油气层。

岩性纯、分选好，但地层水矿化度高（30×104mg/l），导致深探测电阻率低，含油饱和度低。

造成这种情况的原因可能是由于当时的沉积环境，即在干旱气候条件下的内陆湖；另外是喉道半径细，束缚水饱和度高，构成导电网络从而形成低电阻。

通常试油为纯油。

3、富含泥质的低电阻率油气层
淡水地层中粘土的附加导电性是造成电阻率下降的主要因素。

在地层水矿化度高的条件下这种附加导电性并不显著，但在淡水泥质砂岩地层中，这种附加导电性使得油气层的电阻率与水层相差无几。

4、油柱高度影响油气层电阻率的高低
这种情况经常出现在构造幅度低，油柱高度小，油水过渡带宽的油气藏。

由于油柱高度小，毛管压力弱，含油饱和度低，是造成油气层低电阻的主要原因，该类油气层在试油前期常常产纯油或含少量的水，而到中后期往往油水同出。

5、侵入影响
一般在淡水泥浆钻井过程中，由于泥浆滤液的侵入，油气层形成减阻侵入而水层形成增阻侵入，从而使二者的电性差别逐步缩小，以致于较难区分油、水层。

通常在高矿化度地层水地区，侵入对感应测井的影响大于对侧向测井的影响，同时由于浸泡时间的不同，深、中感应，深、浅侧向测井受到侵入影响时的变化规律也不尽相同，这将在下面实例中具体讨论这个问题。

6、裂缝发育引起的低电阻率油气层
由于裂缝发育，在钻井过程中造成泥浆滤液的侵入，使得油气层由于减阻侵入、而水层由于增阻侵入的影响，二者的电性差异越来越小，造成了油、气、水层判别的困难和定量解释的困难。

实际上造成油气层低电阻率的原因是多种因素共同作用的结果，只是在某种情况下，其中一种或几种因素起了主导作用。

否则即使在高矿化度地层水地区，如果孔隙结构好，孔、渗、饱各项指标都很高，那么在油气层中束缚水饱和度只占据很小一部分，原状地层的电阻由于油气的富含而出现较高值，在纯水层，离子交换作用显著，电阻必然很低，二者的差异足以判断油、气、水层。

同样，在岩性较细、微孔隙发育的储层中，如果沉积过程中水体环境弱，泥质含量高，增加了毛细管作用和粘土的附加导电性，一起导致了这类油气层的低电阻率显示。

所以说低电阻率油气层的形成实际上是由于高矿化度地层水、高束缚水饱和度、粘土的附加导电性等多种因素共同作用的综合结果。

二、低电阻率油气层实例分析
1、雁木西油田
1998年1月首先在雁6井白垩系1794.0-1798.0m井段试油获得13.54m3/d的工业油流，发现了雁木西油田，随后又对第三系1617.0-1625.0m井段试油获日产原油15.85m3的工业性油流。

如果仅从电性曲线上看(图1)，电阻率值仅有1.0-2.0Ω.m，根本不具有典型油层的特征。

如果从多方面因素考虑，就会了解造成这种低电阻率的原因了。

首先，根据该区雁1井水分析资料反映，矿化度
190000-200000mg/l ，水型为CaCl 2的原生地层水，如此高的地层水矿化度是导致该区油层低电阻的主要原因之一。

从沉积环境看，雁木西第三系储层为滨湖滩砂沉积的粉细砂岩和砂砾岩，白垩系储层既有滨湖滩砂沉积的薄层粉细砂岩，又有冲积平原河流相河道沉积的砂砾岩及河漫滩沉积的粉细砂岩。

岩性细，粒径一般在100μm 左右，微孔隙发育；泥质含量高，平均在5-17%，并且粘土多以丝发状和粘土桥的形成存在于孔隙中（图2），增加了微孔隙的百分含量，粘土成份多为伊蒙混层，吸湿性较强，这些因素都导致了储层中高束缚水饱和度，从而成为油层低电阻的又一个主要原因。

对于这种低电阻率油层的评价，不但应结合录井的油气显示和气测资料，还应建立储层物性，电性下限。

首先，根据试油统计，确定储层岩性下限为泥质粉砂岩和粉砂岩，其次，为求准孔隙度，排除泥质对储层物性的影响，还应做泥质校正（图3，图4），计算公式为： φ=0.1826·AC-33.513-V sh ·φssh V sh =0.0355e 15.116·CNL
式中：V sh 为泥质含量，φssh 为泥质声波视孔隙度。

根据计算确定泥
图1 雁6井Esh 储层岩心归位组
合图 1617.0～1625.0
抽汲 油：14.87t/d 气：146m 3/d
图2 雁6井Esh 储层镜下照片
质含量的上限为17%。

此外，对于孔喉半径<0.1μm 的孔隙确定为无效孔隙或“死孔隙”。

同时，确定电性标准为1.0-2.0Ω.m ，利用阿尔奇公式法（阿尔奇公式为：S w =[a ·b ·R w /(R t φm )]1/n ）和压汞毛管曲线法计算含油饱和度（图5），确定含油饱和度下限值，通过这些方法和技术手段对雁木西油田低电阻率油层进行有效的解释。

2、神泉油田
造成神泉油田低电阻率油层的原因一方面与雁木西油田有相似之处（图6）：即有较高的地层水矿化度（神泉油田第三系地层水矿化度在100000-125000mg/l ，白垩系141903-166742mg/l ，侏罗系180889-202155mg/l ）、岩性细、微孔隙度发育等因素外；另一方面，神泉油田侏罗系七克台—三间房组油藏油水关系复杂，储层薄、砂泥岩间互；油柱高度小，往往存在有孤立的水层或孤立的含油砂体（图7）。

厚度大，物性好的储层多为显示级别高的水层，而油气多保存在厚度小，物性差的储层中，为典型的破坏性油藏，这些都为解释工作
图5 雁 木 西 油 田 平 均 毛 管 压
力 曲 线 PC(MPa)
10
1
0.1
0.01 SHG(%) 90
70 50 30 10 SHG(%) 90 70 50 30 10
PC(MPa)
10
1
0.1
0.01
样品数: 3 C=sqrt(K:62.35/Fi:25)
样品数:2 3
C=sqrt(K:77.98/Fi:20)
4
0 30 10
20
40
30
10
20 100
100
Ⅰ
Ⅱ
油 柱
高 度
(m) 油 柱 高 度
(m)
带来了困难。

因此建立和健全各种解释图版和下限值标准是评价该类储层的必要工作。

3、胜北油气田
由于对低电阻率油气层认识的不全面，在1998年对胜北401井的解释中出现了失误，裸眼完井而无法试油。

经过对低电阻率油气层的重新认识，于2002年1月对胜北402井进行有效的测井解释并提出试油建议，在其白垩系1784.6-1792.8m 井段试油，5mm 油嘴获日产油26.18m 3、气5330m 3的高产油气流，发现了胜北402块白垩系油藏，为低迷的勘探形势注入了一丝活力。

通过对比分析，我们总结出导致胜北油气田低电阻率的原因主要有以下几点：
（1）储层岩性细，主要为粉细砂岩和细砂岩，微孔隙发育束缚水饱和度高（图8）；
（2）泥质含量较高，粘土成份多以伊利石和伊蒙混层为主，亲水性较强，增加了粘土的附加导电性；部分粘土以丝状和粘土桥形成存在于孔隙中（图9），增加了微孔隙的比例；
图6 神1井侏罗系数字处理成果图
2489.0～2493.0m
自喷（5mm 油嘴） 油：33.2m /d 气：4153m /d 油气层
2514.0～2525.0m 自喷（6.35mm 油嘴）
油：54.8m /d 气：15800m /d
油气层
2498.0～2507.0m
抽汲
油：0.003m /d 水：9.14m /d
含油水层 图7 神泉油田侏罗系油藏神270井---神105井油藏剖面图
（3）地层水矿化度相对较高，32000-39000mg/l ；
（4）油柱高度低，油水分异程度差，油水过滤带宽，含油饱和度相对较低（于10）；
（5）成藏时期较晚，时间短，油气调整尚未达到充分平衡，导致油层中含水饱和度较高。

针对胜北地区这类低电阻率油气层，我们也总结了一套定性和定量评价该类储层的方法：
（1）岩屑录井有油气显示，一般要在荧光7级以上，气测显示活跃，全烃值相对较高，组分齐全的砂层段；
（2）补偿中子曲线与声波时差曲线有明显的“挖掘效应”，呈现出轻质油或气层特征（图11）；
50
100
150
200
250
0.01
0.1
1
10
100
P50(MPa)
孔喉半径（μm ）
胜北401井胜北4井胜北302井胜北301胜北404
Ⅲ类
Ⅱ类
Ⅰa 类
Ⅰb 类
图8 胜北地区孔喉半径—饱和度中值压力关系图
图9 胜北302井电镜扫描照片
图11 胜北402井数字处理成果图
自喷（5mm 油嘴）
油：26.18m /d
气：5080m /d
图10
胜北油气田白垩系南北向油藏剖面示意图
（3）电阻率值虽然较低，但声波时差与深感应电阻率交会有明显的“径向对称”特征；
（4）有效储层段岩性为泥质粉砂岩，粉砂岩、细砂岩，泥质含量最高不超过13.6%（图12）；
（5）有效储层段计算孔隙度值不低于18.5%，渗透率不小于1.0×10-3μm2（图13）；
（6）通过试油、试采结果证实，油气层电阻率大于2.1Ω.m，计
图12 胜北油气田白垩系储层泥质含量与岩心分析孔隙度交会图
图13胜北油气田白垩系储层岩心分析孔隙度－渗透率交会
图
当钻井液侵入地层后，使井壁附近的地层水矿化度、含油饱和度发生径向变化，进而导致地层电阻率的变化。

由于浸泡时间的不同，深、浅侧向电阻率和深、中感应电阻率变化情况各不相同（图15）。

根据冲洗带电阻率R xo与原状地层电阻率的相对大小，将储层特征分为高侵（R xo>R t）、低侵（R xo<R t）和无侵三种情况。

一般情况下，水层高侵，油层低侵。

以陵2井为例，在2704.0-2713.0m井段，原状地层电阻率为200Ω.m，经过30天的浸泡，深侧向电阻率变为90Ω.m，浅侧向电阻率为40Ω.m，深侧向测井的电阻率下降到原电阻率的1/2以下（图16）。

在2714.0-2725.0m井段，原状地层电阻率为120Ω.m，经过30天的浸泡，深侧向电阻率变为70Ω.m，浅侧向电阻率为30Ω.m，深侧向测井的电阻率也下降到原电阻率的1/2左右。

而鄯科1井三叠系4700.0-4760.0m 井段浸泡时间达60多天，电阻率降至20-30m ，经过试油证实，日产油11.48m 3。

这都说明泥浆侵入对地层电阻的影响是严重的，唯一的办法就是减少测井间隔时间，选准测井系列，即针对不同地区电测井方法分别选用侧向测井或感应测井，有些地区也可二者兼测。

5、马中油田
如果单从电阻率值的大小来看，马中油田不能算作低电阻率油藏，但是如果从高达几千欧姆的碳酸盐岩地层背景条件下，由于裂缝图15 侧向测井与感应测井侵入影响变化关系图
So=60% So=60% ф>=18%，K>=60 ×10-3μm 2 图16 陵2井的2704-2713米井段的侵入分析结果
的改变而使油气层电阻率下降到几十、甚至十几欧姆的情况看（图
17），这不仅仅是数量级的差别，而是由于裂缝的存在已改变了孔隙结构和流体分布关系，从这种角度来看，马中油田可以作为一个由于裂缝发育而引起电阻率降低的实例。

对于这类油层的识别，除了应在高电阻率背景下寻找低电阻率异常带而外，就是应用地层倾角中电导率异常和成象测井的直观显示来寻找裂缝发育带。

近几年，又引入了在常规砂泥岩地层中能有效区分束缚流体体积和可动流体体积的核磁共振测井（图18），作为一种定量计算可动流体孔隙度的尝试。

图17 马7井组合测井与铸体薄片及岩心照片对比图 2210.0~2224.0 2232.0-2250.0 泵抽 油：15.4m /d 油层 沉凝灰岩铸体薄片及岩心照片
P l 2215.40m 沉凝灰岩 数条方解石脉，脉内有溶蚀，沿缝壁有自生沸石充填
P l 2215.15—2221.65m 沉凝灰岩 图18 马702井核磁共振测井（T 2=33ms ） 马702井核磁共振测井（T 2=100ms ）
2301.0~2338.0 抽汲 油：0.022m 3/d 干层
三.小结
针对低电阻率油气层，我们有信心把解释工作做好，事实上这两年在不断的摸索过程中，总结出了一套评价低电阻率油气层简单而有效的办法。

那就是结合实际，即掌握钻井取心、地质录井、分析化验等第一手资料；定性的分析油气层和水层在测井曲线上的细微变化，找出有利目标；根据岩心分析和试油结论建立健全各种物性、电性下限图版，从而由定性的分析上升到定量的解释出有效层，并提出解释结论和试油建议，为勘探生产和储量计算做出贡献。