鄂爾多斯盆地延安組低阻油藏流體類型測井評價研究

孫文軻 馮圣倫 方嘉迪

1. 中國石油集團測井有限公司遼河分公司 遼寧 盤錦 124010 2. 中國石油集團測井有限公司長慶分公司 陜西 西安 710201 3. 中國石油集團測井有限公司長慶分公司 陜西 西安 710201

低阻油藏是一類極易在油氣勘探中被遺漏的隱蔽油氣藏，但其高效開發對提高油藏儲量及挖掘油田剩余油潛力具有重要意義[1-3]。儲層巖石內部含有烴類和水分，烴類具有不導電性，而水組分具有強導電性。復雜孔隙結構及礦物組分中水組分的含量，對儲層巖石電阻率起到最為直接的影響[4-5]。儲層巖石中復雜的巖性變化、地層水礦化度，甚至人為施工鉆井液條件等也會對巖石電阻率測量產生不可避免的影響。低阻油藏的測井識別難度大。前人主要利用多電性參數，如電阻率、聲波時差、密度等參數對低阻油藏進行識別。該類方法的低阻油藏識別精度不高。一些新的解釋技術如雙側向電阻響應理論方法、核磁共振、壓力梯度法等被用于識別低阻油氣藏。但是，這些技術通常都有特定的應用限制，雙側向電阻響應理論方法適用于薄互層型砂泥巖地層；核磁共振、壓力梯度法一方面造價較高，其識別結果也需要與常規方法進行對比，從而確定是否為低阻油藏。利用常規測井參數進行低阻油藏識別依然是最高效、廉價且有效的方法。本文以鄂爾多斯盆地西南部隴東地區侏羅系延安組為例，利用大量巖電、測井、地層水礦化度、試油等資料，開展了低阻油藏流體類型精細測井評價。基于巖電、礦化度測試及測井資料，構建了一套基于地層水礦化度計算及復合參數（地層水礦化度+RT+φ）聯合應用的低阻油藏流體識別體系，該方法對提高延安組低阻油藏識別精度具有良好的參考價值。

1 區域地質背景

研究區位于鄂爾多斯盆地西南部的隴東地區H區塊。該地區侏羅系延安組屬于煤系地層，發育多套薄煤層，且砂泥巖互層發育，延安組是工區的主要勘探層位。該地區構造較為平緩，每千米的地層起伏通常小于15m，局部區域發育一些延伸長度小于5km的小型斷裂。根據巖心觀察及測井地層劃分，該地區延安組的地層厚度通常介于200～600m之間。延安組自上而下被劃分為延1～延10段。延安組各小層整體比較平緩，局部發育小型低幅度構造，隆起范圍一般分布在1km2～6 km2范圍內。

2 延安組低阻油藏測井響應

根據目的層延安組試油結果，試油層段被劃分為油層、油水層及水層。研究區延安組油層及油水層的電阻率下限為7 Ω·m。侏羅系油藏電阻率下限非常低。延安組油藏低阻的成因是復雜，主要與黏土組分、地層水礦化度及鉆井液相關。黏土礦物對電阻影響的主要原因為其影響陽離子交換量。隨著儲集砂巖中黏土組分含量的增加，稀土礦物含量也會出現相應增加，進而導致陽離子交換量的一定幅度增加及電阻率的一定幅度下降。含有稀土礦物的伊利石組分含量與儲層電阻率之間有較為密切的聯系。當伊利石組分含量高于 4% 時，則儲層電阻率一般低于10 Ω·m。通過大量研究區延安組砂巖樣本的掃描電鏡觀察，在孔隙中可以見到絲狀及毛發狀伊利石充填孔隙，因而，伊利石等黏土組分是造成延安組油藏出現低阻的一個重要因素。鉆井液侵入也會造成油藏表現為低阻特征。被鉆井液浸泡時間越長，鉆井液侵入程度越高，電阻率越低。

3 低阻油藏地層水礦化度特征及測井評價

3.1 地層水礦化度特征

根據研究區延安組測井及地層水地化測試資料，對比了延安組油藏地層水礦化度與電阻率之間的關系。結果顯示，儲層巖石電阻率隨著地層水礦化度（Cw）的增加而降低。隨著地層水礦化度從10000 mg/L增長到100000 mg/L過程中，儲層巖石電阻率從約25 Ω·m降低到了5 Ω·m，該降幅是非常顯著的。具有高地層水礦化度的區域通常伴隨著低電阻率特征。研究區延安組的平均地層水礦化度約為55000 mg/L。

3.2 地層水礦化度測井計算

僅利用常規測井參數識別研究區侏羅系低阻油藏的難度較大。地層水礦化度對低阻油層具有良好的識別能力。本文嘗試采用常規測井參數方法聯合地層水礦化度來識別油水層。自然電位曲線（SP）識別儲層地層水飽和度的原理為，鉆井過程中，泥漿與地層水的接觸會導致離子擴散及電位躍遷。進而導致巖石的成分、組織結構以及地層水和泥漿的物理化學性質產生變化。研究區部分儲層段的地層水礦化度實測及計算結果見圖1。SP曲線計算礦化度與實測礦化度差異較小，符合率較高。因而該方法可以應用于儲層段地層水礦化度的測井計算中。

圖1 基于自然電位方法的Cw計算值與預測值的對比

4 多重指標的地層流體類型測井識別

本研究中對取自研究區延安組的15組砂巖樣品進行了巖電測試。通過實驗測試確定了阿奇公式中的含水飽和度參數為：a = 1.5345、m =1.627、B = 1.1493、n = 1.9767。含水飽和度Sw與電阻率指數I之間呈負相關關系，獲得的擬合方程見公式（1）：

地層電阻率可以表達為：

式中：I為電阻率指數。RT及Rw分別為地層電阻率及地層水電阻率，Ω·m；φ為孔隙度，%；Sw為水飽和度，%；m、n分別為膠結指數及飽和指數；a、b分別為巖性指數及與巖性相關的常數。

根據試油結果及產能情況，劃定了研究區延安組油層與油水層、油水層與水層的含水飽和度的邊界，其分別是50%及75%。轉換前地層電阻率RT1見公式（3），進而由公式（2）及公式（3）可得RT2（公式4）。

根據公式（3）和（4），RT2可以被轉換為：

此時，將含水飽和度0%～ 50%換算為50%，將含水飽和度50% ～ 75%換算為75%。轉換前的含水飽和度被定義為Sw1，轉換后的含水飽和度被定義為Sw2，RT2可由公式（5）求算。進而，構建了不同地層水礦化度條件下的儲層RT與孔隙度（φ）之間的關系。當Sw2為50%時，首先確定孔隙度和RT2的雙對數關系，標記出各點對應的地層水礦化度值Cw；然后，定義該趨勢線的斜率為-h，每條趨勢線上的地層水礦化度值等于該點的礦化度值。首先確定最小的Cw值及其數據的趨勢線，并將其定義為“k=0”，其中k為Cw數據趨勢線與最小Cw值之間的距離。根據k與Cw的關系，可以得到任意Cw條件下的k值。由此建立含水飽和度為50%和75%條件下RT-φ圖版。

為了驗證上述流體識別方法的實用性，將所建立的平板識別結果與研究區延安組目的層的試油數據進行了對比。研究區延安組具有較高產能的砂巖儲層的地層水礦化度通常高于50000 mg/L，為此，選取地層水礦化度接近50000 mg/L的4個測試段（B1～B4）進行了驗證。圖2所示的圖版為Cw值為50000 mg/L下的結果，且B1試油段為油層、B2及B3試油段為油水層、B4試油段為水層，試油結論與該圖版所示的結果是相符的。以B2試油段為例，該井在2028.5～2032.2m井段RT為6.4 Ω·m、φ為15.6%、Cw為51200 mg/L。試油結果顯示，該井段日產油5.4 t，日產水2.5 m3，為油水層，很顯然，試油結論與該圖版所示的結果是一致的。

圖2 延安組目的層Cw為50000mg/L條件下的流體類型識別圖版

按照上述方法對30組試油段進行油水層識別，有25組的流體識別結果與試油結果一致，該方法的流體識別精度高于83%，具有良好的應用前景。本研究構建了一套基于地層水礦化度計算及復合參數（地層水礦化度+RT+φ）聯合應用的低阻油藏流體識別體系，該方法對提高延安組低阻油藏識別精度具有良好的參考價值。

5 結束語

1） 研究區延安組油藏電阻率下限可達7Ω·m，低阻與黏土組分、泥漿侵入及高地層水礦化度相關。當地層水礦化度高于50000mg/L，油藏電阻率通常小于10Ω·m。構建了延安組地層水礦化度的測井解釋方法，并確定了延安組油藏的巖電參數。

2） 基于巖電、礦化度測試及測井資料，構建了一套基于地層水礦化度計算及復合參數（地層水礦化度+RT+φ）聯合應用的低阻油藏流體識別體系。該方法對提高延安組低阻油藏識別精度具有良好的參考價值。