低阻油层成因机理及测井评价方法综述

低阻油层成因机理及测井评价方法综述

李彬

（中国地质大学（武汉）资源学院石油与天然气工程，湖北，武汉430074）

摘要：随着油气田开发工作的不断深入，寻找油气田难度日益增加，低阻油层目前已成为我国石油勘探开发领域中最具潜力的研究对象之一。本文主要从低阻油层的特征、成因分析入手，开展了低阻油层测井识别方法定性和定量方面的研究，主要介绍了常规的低阻油气层识别方法，并且对低阻油层饱和度的定量计算模型进行了详细的介绍。对该类储层的研究以及勘探和开发具有重大的意义。

关键词低阻油层，成因机理，识别方法，饱和度定量评价模型

0 引言

随着油田勘探和开发的不断深入，泥质砂岩储层中勘探开发目标已经由原来简单的高幅度构造油气藏逐渐转向低孔低渗、低电阻率、复杂岩性和复杂储集空间等复杂油气藏，而低阻油气藏是其中最具潜力的主要研究对象之一。所谓的低阻油层可以认为是油气层的电阻率低于邻近水层或者泥岩层的电阻率，或者虽然高于两者，但是油气层的电阻率比通常所说的油气层的电阻率的范围要低，属于低阻油层[2]。由于低电阻率油层形成原因多种多样，测井响应关系也很复杂，故测井识别方法较常规油层来说，存在很大的区别。低电阻率储层在常规测井资料上表现为其电阻率值低，或与水层差别不大，造成应用测井曲线区分油水层困难。目前，国内外关于低阻油层的成因机理和评价技术方面取得了可喜的成果，将低阻油层成因机理和测井评价技术进行系统化、综合化的分析研究具有重要意义。

1.低阻油层的成因机理[1]

做好低阻油层评价工作的基础就是正确认识其形成机理。国内外关于低阻油层形成机理成果丰富，这里对其进行归纳和梳理，见表1。

除了表1中所列的常见低阻成因以外，原油性质(密度、粘度及流动性等)、油水系统、含有饱和度和测井仪器(电极距大小)等也会使油层电阻率降低，产生低阻油层。

另外，低阻油层的形成不仅有其微观的岩石物理机理，岩石物理成因揭示了低阻油气层的本质，地质条件的特殊性是低阻油气层岩石物理成因的基础。因此研究岩石物理成因与地质背景之间的关系，将会有助于低阻油气层的识别评价与预测。地质因素主要通过地质构造作用、沉积环境与沉积相带作用和成岩作用对低阻油层的形成产生影响，见表2。

由于低阻油层往往是多种因素共同作用所致，因此开展低阻油层评价时，应从上述一般机理出发，结合研究区实际开展低阻具体成因机理和测井评价技术的针对性研究。

表1 常见低阻油层成因及其作用机理类别作用类型作用机理

油层本身岩性、物性变化引起的低阻油气层（内因）

高不动水引起的低

阻油层

较高的不动水饱和度会组成良好导电网络，使油层的电阻率降低。储层不动水含量受到

岩石颗粒粒度、孔隙结构特征及粘土分布状况等多因素控制。

黏土附加导电引起

的低阻油气层

地层水较淡，泥质附加导电性上升为造成低阻的主要因素，其电阻率降低的幅度随着地

层水矿化度的减小而增加。其电阻率下降的数值取决于粘土含量、分布和阳离子交换能

力。

骨架导电引起的低

阻油气层

黄铁矿或磁铁矿等导电矿物的存在，会增加地层的导电性，岩石骨架富含磷铁矿等也会

引起低阻。导电矿物的分布形式影响岩石的导电性。

岩石强亲水（润湿

性）引起的低阻油气

层

当岩石骨架为强润湿性时，就会吸附水分子，束缚水含量就会增加，为形成发达的导电

网络提供了保障，使电阻率降低。低阻油层表现为亲水性，高阻油层表现为亲油性。

其它因素变化引起的低阻油气层（外

因）泥浆滤液深侵入与

测井探测范围有限

这一矛盾引起的低

阻油气层

钻井液侵入地层对电阻率的影响主要表现在以下两个方面：1.测井过程中电流径向流入

地层，而井筒内的高电导率泥浆引起的电流在井轴方向上的分流；2.高比重盐水泥浆低

阻深侵形成低阻侵入环带，导致测井仪器探测失真，其结果导致电阻率测量值低于地层

深电阻率，在极端情况下，还有可能造成油气层呈现水层特征，这种情况在低矿化度地

层水背景下更加严重。

砂泥岩间互层引起

的低阻油层

砂泥岩间互储层中呈条带状的泥岩和砂岩的厚度都较小，当它们的厚度都低于电阻率测

井仪器的纵向分辨率时，所测量的视电阻率值就不能反映地层的真实情况，往往测量的

电阻率大大低于储层的真实电阻率。

油水层矿化度不同

产生的低阻油气层

在储层岩性、物性相似的条件下，若油气层不动水矿化度大于水层矿化度时，油气层与

水层的电阻率差异就会减小，并且随着矿化度差异的增大，电阻率差异会越来越小，导

致出现低对比度的低阻油气层。

油水分异作用引起

的低阻油气层

油水分异作用实际上就是油水在复杂的多孔介质中进行低速渗流，这种分异的过程比较

复杂，受到多种力的作用。油水作用作用弱，油水分离不充分，产生的含水油层、油水

同层含油饱和度相对于油层都低，使得储层电阻率小，并可能因此而产生低阻油气层。

复合成因

复合成因的的低阻

油气藏以上几种典型的情况可能在某一具体油藏中同时遇到数种因素交织在一起，其中有油气层内因的作用，也有外因的作用，这样形成的低阻油气层被认为复合成因的低阻油气层。

表2 地质因素对低阻油层形成的影响（赵军龙等）序号类型作用机理

1 地质构造作用构造作用对盆地的形成、发展与演化，盆地沉积体系的空间展布和生、储、盖组合，盆地中油气圈闭的形成起着控制作用。其主要从构造活动、构造样式和构造幅度三个方面对低阻油气层产生影响

2 沉积环境与沉积相带作用从沉积学的角度考察已经发现的低阻油气藏，可发现它们最为突出的岩性特征是以细、粉砂岩为主，普遍含泥（使储层的微孔隙发育、油气层束缚水饱和度高）。这些条件为形成低阻油气层提供条件

3 成岩作用成岩作用对孔隙的保存、发育和破环起着决定性的作用，其中压实、胶结和溶蚀对孔隙的改造起重要的作用。而微孔隙是形成低阻油气层的重要原因之一，所以成岩作用对低阻油层的形成也有一定的影响