殷志華 楊加太 陸風才 李莉
江蘇石油勘探局地質測井處
沙7斷塊阜三段中低阻油藏測井響應特征及油水層識別方法
殷志華 楊加太 陸風才 李莉
江蘇石油勘探局地質測井處
本文分析了沙7斷塊中低阻油藏的形成原因,及怎樣從測井曲線的響應特征上去進行識別,并建立了該塊的測井解釋模型。
中低阻油藏;解釋模型;交會圖法;沙7斷塊
沙7斷塊位于沙埝油田斷塊群中部,構造位置處于高郵凹陷北部斜坡帶卸甲莊-沙埝-河口構造帶。該塊是一個復雜的中低阻油藏,其復雜性表現為:一、同一套油水系統中,正常電阻率油層與低電阻率油層同時存在,油層電阻率值與水層相差不大,油層的電阻率增大系數在1.5~7.0之間;二、中滲與低滲同時存在;三、同一個砂體在儲層發育、物性好的地方,是正常的電阻率油層,而在儲層發育差,物性差的地方,則是低電阻油層;四、測井系列以常規測井系列(聲感組合)為主。
沙7斷塊E1f3屬淺湖一三角洲前緣亞相沉積,主要微相類型為水下分流河道、河口砂壩及淺湖沉積。E1f3含油砂體巖性以細砂巖為主(0.063mm~0.2mm),平均粒度值分布在3.20~3.99由之間;泥質含量較高,砂巖的膠結物以泥質為主(2%~32%),平均含量12.5%。
沙7斷塊儲層層間、層內非均質性嚴重。E1f31孔隙度變化范圍20.1%~25.6%,平均23.0%;滲透率8.1~125μm2×10-3μm2,平均39.9μm2×10-3μm2;Ef213孔隙度19.0%~28.2%,平均24.9%;滲透率11.7μm2~560.3×10-3μm2,平均163×10-3μm2,為中孔、中—低滲儲層。
2.1、油層電性特征
粒度粗、物性好的油層自然電位負異常值大,微電極正幅度差明顯,自然伽馬呈中低值,聲波時差曲線較平直,讀數在 290μs/m以上,感應電阻率一般大于6Ωm。這類儲層電阻率增大系數一般大于或等于3,是正常電阻率油層,儲層物性以中孔中滲為主。
粒度細,滲透性較差的油層自然電位負異常值小,微電極幅度差不明顯,自然伽仍呈中高等值,聲波時差曲線一般較平直,讀數大于290μs/m ,感應電阻率普遍較低,一般大于3.0Ωm。這類層即為低阻油層,儲層物性以中低孔低滲為主。
2.2、水層電性特征
水層的電性特征多與低阻油層相近或者相等,極個別水層的電阻率則大于低阻油層。因為水層與低阻油層沒有明顯的電性差異,所以低阻油層的識別比較困難。
研究認為,該塊中低阻油藏形成的主要原因有以下三方面:
3.1、巖性細及高束縛水飽和度
沙7斷塊巖性細,以細砂巖和粉砂巖為主,其中細砂巖約占94.7%。巖性細,其比表面增大,結果使束縛水含量增加。
沙7斷塊束縛水飽和度較高,達到38%,儲層中含有較高的的束縛水會使電阻率下降。巖石顆粒細、粒度中值低加之黏土礦物的填充與富集,可導致地層中微孔隙發育、微孔隙和滲流孔隙并存形成雙孔隙結構,微孔隙可儲集束縛水。黏土礦物顆粒表面的負電荷還可以直接吸附極性分子中的陽離子(如Na+),被吸附的陽離子可通過黏土水化作用又與極性水分子結合,形成結合水,吸附于巖石顆粒表面,造成高束縛水飽和度,巖石強親水也可以形成此類束縛水。
3.2、黏土含量高
分散狀混合黏土與地層孔隙中的鹽水溶液進行離子交換,產生附加導電性,使儲層電阻率降低。沙7斷塊黏土礦物含量高,黏土含量大于10%以上的油井可占70%,平均含量為12.5%,成份以高嶺石為主,偶見綠泥石。
3.3、砂泥巖薄互層
對于小于2m的薄砂層來說,受圍巖的影響較大,其電阻率通常顯示比厚度大的油層低,在測井解釋中常常被作為干層或含油水層被漏掉。沙7斷塊砂體厚度小于2m的占整個斷塊的56%,而已被生產證實的低阻油層中,90%以上砂體的厚度小于2m。
4.1、曲線特征識別法
沙7斷塊水層與低電阻率油層相比,電阻率值接近或者相等,不容易辨識,但是其自然電位負異常的幅度明顯大很多,這是其曲線特征較明顯的差異。
4.2、交會圖法識別法

圖1 沙7斷塊E1f3Rt-AC交會圖
做出沙7斷塊E1f3的電阻率與聲波交會圖,發現電阻率與聲波存在明顯的相關性:

圖2 沙7斷塊E1f3GR與電阻率交會圖
干層聲波的上限值為290 s/m;油層聲波的下限值為290us/m,且電阻率下限值為3Ωm~4Ωm。
而電阻率與自然伽馬之間,則存在以下關系:當自然伽馬小于65API時,油層電阻率的下限值為4Ωm;而當自然伽馬大于65API,油層電阻率的下限值則變為3Ωm。出現這種現象的原因,與該層系含泥重有關,含泥越高,油層的電阻率越高,表現在曲線,則是以自然伽馬約65API為界。
沙7塊阜三段低阻油藏采用飽和度解釋模型[2]。
①黏土含量Vsh<8%時,選阿爾奇公式:

式中,Rw為地層水電阻率;Rt為地層真電阻率;φ為地層孔隙度;a和b為巖性系數;m為膠結指數;n為飽和度指數。
該模型適用于該斷塊正常電阻率的儲層。
②當黏土含量Vsh>8%時,選Waxman-Smits模型
Waxman-Smits模型用于描述泥質砂巖電導率,該模型認為泥質砂巖的導電是由自由電解液導電和黏土附加導電兩部分并聯組成。黏土附加導電是由黏土表面的陽離子交換而產生的。決定附加導電的參數有2個,一個是黏土陽離子交換的有效濃度QV;另一個參數是陽離子當量電導B。
對飽含水的泥質砂巖

對含油泥質砂巖(Sw<1)

式中,Co為泥質砂巖電導率;Cw為平衡鹽水電導率;F*為泥質砂巖的地層因素,;m*為泥質砂巖膠結指數;B為陽離子當量電導;n*為泥質砂巖飽和度指數。
該模型對含泥較重的低阻油層,具有很好的適應性。
6.1、Rt~AC、Rt~GR交會圖,對低阻油層具有較好的適應性。
6.2、W-S模型對含泥量大于8%的低阻油層也具有良好的適應性。
6.3、沙埝油田阜三段普遍發育低阻油層,對沙7斷塊低阻油藏測井響應特征的研究,可為沙埝油田其余斷塊的低阻油層提供借鑒。
[1]陳清華等.蘇北盆地低電阻率油氣層成因特征與識別方法研究(內部資料)
[2]G.M.Hamada. Log Evaluation of Low-Resistivity Sandstone Reserviors. SPE 70040
10.3969/j.issn.1001-8972.2012.16.008