南陽凹陷白秋地區儲層“四性”關系及低阻成因研究

郭彥麗，曲天紅，顧玉君，欒慶芝，李 磊，智 剛

（1.中國石化河南石油工程有限公司測井公司，河南南陽473132；2.中國石化河南油田分公司石油勘探開發研究院）

南陽凹陷白秋地區是河南油田近年來勘探開發的重點區域，該區具有地質條件復雜、斷層發育、儲層流體性質變化大、低阻油層、儲層“四性”關系復雜等特征，導致流體性質識別困難。另外，常規測井技術對低阻儲層評價存在技術局限性。因此開展南陽凹陷白秋地區儲層特征分析及“四性”關系研究對下一步的勘探開發非常必要。

1 儲層特征分析

1.1 巖石學特征

白秋地區核桃園組沉積主要受三角洲沉積模式所控制［1］，巖性較細。從巖石薄片鑒定資料來看，石英含量40%～65%，長石含量28%～45%，巖屑含量8%～19%，為長石中－細粒砂巖，分選中－好，次棱狀，儲集砂巖成分成熟度偏低。粒度頻率分布峰值為0.1 mm，部分井峰值僅為0.063 mm，巖性主要為中－細砂巖、細砂巖、粉砂巖。

1.2 物性特征

據本區已鉆井主要目的層段儲層物性資料統計：孔隙度主要分布在7.57%～26.8%，絕大部分儲層孔隙度在15%～25%，滲透率主要分布在（10～7 000）×10－3μm2，峰值500×10－3μm2。

1.3 地層水特征

地層水礦化度在6 000～15 000 mg／L，主要集中在10 000～12 000 mg／L。

2 儲層“四性”關系研究

儲層巖性、物性、電性、含油性之間既存在內在聯系又相互制約，其中巖性起主導作用。巖石顆粒的粗細、分選的好壞、粒序縱向上的變化特征以及泥質含量、膠結類型等直接控制著儲層物性的變化。而儲層的電性則是巖性、物性、含油性的綜合反映。

2.1 巖性與物性關系

白秋地區的巖性與物性相關性較好，巖心數據統計可知：中－細砂巖、細砂巖孔隙度在12%以上，滲透率大于10×10－3μm2，孔隙度與滲透率呈正相關變化，粉砂巖在90%以上的巖心孔隙度小于12%，滲透率小于10×10－3μm2。

2.2 巖性與含油性關系

白秋地區粉砂巖及以上級別巖性中均有油氣顯示，巖性與含油性具有較好的相關性（圖1）。根據該區塊試油資料，白秋地區巖性下限為粉砂巖。

2.3 物性與含油性關系

白秋地區孔隙度小于12%、滲透率小于10×10－3μm2的儲層為干層（圖2），錄井顯示級別能夠在一定程度上反映流體性質。

2.4 電性與含油性關系

白秋地區含油性與電性變化較復雜，不同的含油性在電性上變化范圍較大，由于儲層束縛水含量較高，地層礦化度在不同斷塊的油水層的差異及油藏構造幅度較低形成了區域高阻水層、低阻油層的電性特征，給油水層的評價帶來了極大的困難。

3 低阻成因研究

3.1 束縛水含量高

在白秋地區所發現的低阻油層中，高束縛水飽和度是該區低阻油層廣泛發育的最主要成因之一。這些束縛水與滲流孔隙中的自由水并存，形成了相對發達的導電網絡，導致儲層電阻率降低，形成低阻油層。

圖1 白秋地區巖性與含油性頻率交會圖

圖2 白秋地區物性與含油性交會圖

3.1.1 巖石顆粒細，顆粒表面粗糙易形成高束縛水

從巖石顆粒實驗分析資料可知，粒度中值分布范圍在0.01～0.25 mm之間，特征峰值為0.1 mm，部分井峰值僅為0.063 mm（巖性主要為細砂－粉砂巖），粒徑細小則使比表面積增大，引起束縛水含量升高，導致含水飽和度上升，對電性造成很大影響；同時顆粒細、原生孔隙小，使孔隙中的水難于在其中流動，也就不利于碳酸鹽巖的溶解，這些未被完全溶解的碳酸鹽膠結物，致使表面本來比較光滑的石英長石等礦物的表面變得粗糙不平，結果使其比表面增大、微孔隙增多，同時它還能吸附更多的粘土礦物，使孔隙進一步微孔隙化。結果導致巖石的束縛水含量增加，含油飽和度下降，電阻率降低。

3.1.2 孔喉半徑較小，分布不集中

由本區毛管壓力曲線分析可知，毛管壓力較大，孔喉半徑較小，且孔喉半徑分布不集中，致使毛管壓力增大，束縛水飽和度偏高，影響電性測井響應。

巖性細、孔隙結構復雜是造成白秋地區儲層高束縛水的主要原因。表1為相滲實驗分析結果，可以看出8塊巖心的束縛水含量均在52%以上。

3.2 斷塊多，地層水礦化度變化復雜

白秋地區的地層水總礦化度在6 000～15 000 mg／L，集中在10 000～12 000 mg／L。從圖3中可以看出，隨著深度的增加，地層水礦化度變化復雜（有增大也有降低）。油層、油水同層的礦化度甚至比水層高，易造成低阻油層，高阻水層。

表1 相滲實驗分析結果

圖3 白秋地區地層水礦化度與深度交會圖

3.3 斷塊多且小，構造幅度低

白秋地區以分流河道沉積為主，斷層交錯發育［2］，形成一系列具有一定規模的斷塊構造圈閉群，巖性圈閉、斷層圈閉并存，形成復雜的油水關系。單個油砂體呈窄條帶狀分布，油層含油高度10～30 m，含油寬度較窄。油層厚度一般1～5 m。油層分布受斷層控制及砂體物性影響顯著，每個砂層在斷鼻高點均能形成油層，剖面上順斷層呈“屋脊狀”分布［3］，平面上沿構造高部位呈“疊瓦狀”展布；同一斷塊高部位常因砂體物性變差而形成多個斷層－巖性油藏。因此，白秋地區油藏構造幅度小，油柱高度低，油水過渡帶寬，是造成本區油氣儲層電阻率低的原因之一。

4 測井評價方法

4.1 利用常規測井技術評價油水層

利用試油資料、測井資料，充分考慮儲層電性、物性與含油性的關系，分別建立了油、水、干層評價標準［4］（表2、圖4）。

4.2 飽和度測井技術（RMT技術）評價低阻油層

RMT測井測量的硅鈣比曲線主要反映了儲層的巖性，碳氧比主要反映了儲層的含油性和部分巖性。因此，在砂巖地層中，利用碳氧比和鈣硅比曲線重疊，以消除巖性的影響，突出含油性的影響，若兩者差異小，指示為砂巖水層；碳氧比與鈣硅比重疊，兩者差異大，指示為油層。差異越大，砂巖含油飽和度越高。因此利用RMT測井的碳氧比值可直觀、快速判斷油水層［5］。

表2 白秋地區儲層流體評價標準

圖4 白秋地區電性、物性與含油性交會圖

RMT測井結果只反映流體性質，基本上與地層水礦化度無關。因此在地層水礦化度未知或多種礦化度環境的探區可有效識別油水層，包括低阻油層。尤其是泥漿侵入較深的低電阻油層。

南×××井為白秋地區2010年的第一口探井，在井段2 014～2 024.4 m，常規測井曲線顯示電性較差，解釋為干層和水層，如圖5所示。該井在固井后測量RMT，RMT資料顯示該層段碳氧比值較高，與硅鈣比值疊合面積大，指示具有較好的含油性，解釋為干、油、油水同層。該層段2010年3月20日試油，日產油12.08 t，水12.57 t，為油水同層，證明RMT測井資料反映的準確性。

圖5 南×××井測井評價成果圖

5 應用效果評價

（1）利用研究評價方法對白秋地區的7口新井進行了評價，試油層共28層，其中符合25層，不符合3層，符合率為89.2%，提高了測井解釋符合率，應用效果明顯。

（2）發現新油層，增加了新儲量。通過應用綜合評價方法，提高了對本區儲層的認識和儲層流體性質的識別能力，尤其是對于低阻油層的識別。在白秋地區新鉆4口探井中共解釋低阻油層13層47.7 m，差油層5層10.3 m，其3口井8層直接投產，均獲5 t以上的工業油流，取得了良好的效果。

［1］ 陳文學.南陽凹陷張店油田二次勘探及認識［J］.石油勘探與開發，2002，29（6）：64－66.

［2］ 程旭波等.南陽凹陷張店油田疊瓦狀油藏形成條件探討［J］.斷塊油氣田，2004，11（1）：18－19.

［3］ 程學峰，于群達，吳躍通，等.層序地層學研究及隱蔽油氣藏預測——以南陽凹陷古近系為例［J］.新疆地質，2003，21（2）：206－209.

［4］ 程學峰，李琛，昝新，等.北馬莊－黑龍廟地區低孔低滲儲層特征及勘探潛力［J］.河南石油，2003，17（1）：17－20.

［5］ 王巍，朱丕躍，羅家群，等.南陽凹陷復雜斷塊的解釋方法及應用［J］.河南石油，2002，16（1）：17－19.