港西油田明化鎮組低阻油層特征

李 敏

（中國石油大港油田公司第五采油廠，天津300280）

低阻油層是一個產生于油田生產實踐的名詞，它形象地指出一種油層的特殊性——相對較低的電阻。常規油層的電阻率為高值、與相鄰的水層具有明顯區別，電阻率因此被認為是識別油層的關鍵參數。而低阻油層因為種種原因，與相鄰的水層電阻率差距不明顯。也正因如此，在油氣層評價過程中，容易漏過或者誤判該類油層。隨著近年來常規油氣資源開發利用的程度不斷提高，必須有效動用剩余油氣資源才可形成產能接替，而低阻油層是目前一個現實的可動用領域。因此，如何有效識別低阻油層是目前油田開發工作需要解決的緊迫問題。

1 地質背景

港西油田位于天津市濱海新區南部，為大港油田公司所管轄。構造位置處于黃驊坳陷歧口凹陷北大港構造帶西段，為港西凸起基礎上形成的披覆背斜。油田的主要油氣產層為新近系館陶組、明化鎮組。明化鎮組主要為曲流河相沉積，儲層類型主要為曲流河河道成因的砂巖。明化鎮組油藏總體埋深較淺，約1000m。該組油藏開采于20世紀60年代，至今50余年，總體具有含水率高、可采儲量采出程度高的特征，剩余油開發動用難度大。與常規油層相比，低阻油層開發利用較晚，還有很大潛力，但相應的研究較少，因此低阻油層的研究成為了該區開發地質攻關的重點內容。本文從港西油田明化鎮低阻油層的巖石學特征、孔滲特征、測井曲線特征入手，開展低阻油層特征及成因分析。

2 低阻油層特征

2.1 巖石學特征

明化鎮組儲層類型主要為細砂巖、粉砂巖，其次為粗砂巖、含礫不等粒砂巖，膠結物以泥質為主，總體為孔隙膠結，由于年代較新、且埋深較淺，壓實作用程度、膠結作用程度均較低，生產中易出砂。其中低阻油層巖性總體較細，以粉砂巖、泥質粉砂巖為主。平面上砂體多呈透鏡狀分布，分布范圍有限，厚度差異大，非均質性較強。據巖芯分析和巖屑錄井資料，該類油層油氣顯示以熒光—油跡為主。巖性和含油性具有一定相關性，砂巖厚度較大時、含油性較好，反之較差；泥質含量較少時、含油性較好，反之較差。

巖石礦物分析表明，低阻油層砂巖平均膠結物含量為31.6%，其中泥質膠結物占總膠結物含量比例的87.2%，鈣質含量占比約7.34%。泥質膠結物含量與埋深有關，自上而下泥質膠結物含量呈下降趨勢。泥質膠結物內部的粘土礦物分析表明，礦物類型有伊利石、高嶺石、綠泥石、伊蒙混層等，其中高嶺石呈分散狀充填在粒間孔隙中，伊利石呈“搭橋狀”在孔隙內中形成“伊利石橋”，伊蒙混層、蒙脫石、綠泥石則在顆粒表面呈薄膜吸附狀分布。統計分析表明，粘土礦物以伊蒙混層、高嶺石為主，伊蒙混層平均占比為73.8%，高嶺石平均占比為14.3%。伊蒙混層中，蒙脫石的混層平均占比為81.2%。較多粘土礦物的存在一方面堵塞了孔隙喉道、增加了比表面積、降低了滲透率；另一方面，亦容易形成束縛水，造成較高的束縛水飽和度。

2.2 物性特征

巖石孔滲測試資料表明，明化鎮組砂巖儲層孔隙度介于8.6%~43.7%之間，平均孔隙度為32.8%；孔喉平均半徑7.83μm；滲透率變化范圍較大，總體介于（10~8000）×10-3μm2之間，平均滲透率約500×10-3μm2，儲層物性總體以高孔、高滲為主。與之不同的是，低阻油層物性相對較差，孔隙度一般小于30%、滲透率一般小于500×10-3μm2。

分析表明，低阻油層砂巖孔隙類型以原始粒間孔為主、次生粒間孔較少發育；喉道類型主要為片狀—彎片狀喉道、管束狀喉道。巖石物性有兩個特點，一是隨埋深的增大、物性總體變差；二是隨泥質含量的增加、物性總體變差。從砂巖滲透率與泥質含量關系分析中可見，隨著泥質含量的增加，滲透率值由高到低下降，且下降趨勢較明顯、下降幅度較大（圖1）。可見，滲透率受泥質含量的影響較大。

圖1 港西油田明化鎮組砂巖滲透率與泥質含量關系圖

2.3 測井曲線特征

一般情況下，測井解釋研究人員把油層、水層電阻率之比（電阻率增大系數）大于2~2.5倍以上的油層稱為常規油層；電阻率增大系數低于此界限值的油層稱為低電阻率油層，簡稱低阻油層。港西油田的開發實踐和地質研究表明，明化鎮組砂巖一般埋深較淺、巖性較細、地層水礦化度低，油水之間分異不如其他地區明顯；因此將常規油層的標準定義為電阻率增大系數大于2倍的油層，相應地，低阻油層的標準定義為電阻率增大系數小于2倍的油層。

測井曲線特征是儲層巖性、物性、含油性的綜合反映。而儲層測井綜合評價首先就是對巖性的識別，對于以細砂巖、粉砂巖為主的低阻油層儲層而言，自然電位通常表現為較為明顯的負異常，且隨著泥質含量的增加，自然電位負異常的幅度減小；但實踐表明明化鎮組也有很多儲層自然電位反映不明顯。自然伽馬通常情況下是指示泥質含量的曲線，但本區儲層受局部存在一定含量的放射性粘土礦物鈾（U），使其具有相應的自然伽馬高異常值。因此港西明化鎮組儲層巖性的識別，單一用自然電位、或自然伽馬均存在缺陷，須二者結合使用。同時，電阻率對于巖性變化也有較明顯的響應變化，一般而言，泥質成分為低電阻率，砂巖骨架為高電阻率，因此砂巖儲層隨泥質含量的增加，電阻率值變低，因此可結合電阻率值進行巖性的識別。

儲層綜合評價方面，主要是依據電阻率RT、聲波時差AC進行判斷（表1）。聲波時差可通俗理解為聲波在巖石中傳播時間的快慢，亦是聲波在巖石中傳播速度的倒數。在此原理下，聲波時差對于巖石疏松程度尤為敏感，因此成為巖石物性和巖石含氣性的關鍵評價指標，港西油田明化鎮組砂巖中的低阻油層聲波時差具有明顯的低值，為355~460。從測井地球物理角度來看，石油導電性差、電阻率高達109~1016，因此含油地層，電阻率會升高。前文提到，港西油田明化鎮組砂巖一般埋深較淺、地層水礦化度低，油層電阻率比其他地區要低一些，因此油層電阻率標準大于8Ω·m。

表1 港西油田明化鎮組儲層測井劃分標準

3 低阻成因探討

在參閱其他地區低阻油田研究基礎上，開展本區儲層低阻成因分析。地質學家通常將油層低阻的原因歸為巖石成分、孔隙特征、流體特征等“內因”和油層與鄰層分布關系、地層水礦化度、鉆井液性能因素等“外因”兩大類型。在大的區域沉積、成藏背景條件下，局部儲層水動力弱、油藏幅度較低、含油飽和度較低的部位也容易形成低阻油層。

港西油田明化鎮組油層低阻的“內因”有2種，一是巖性較細、泥質含量高，泥質成分即粘土礦物，較多的粘土礦物易形成較高束縛水，致使巖石導電性增強，進而導致油層低阻；具體表現為，測井曲線上表現為自然伽馬值較高，自然電位幅度相對于水層降低，電阻率介于常規油層與水層之間，電阻率增大系數小于2倍；這是本區產生低阻油層最主要原因之一。二是物性相對較差、孔隙結構復雜，物性較差意味著總體的含油性降低，從而導致油層低阻。

本區油層低阻的“外因”有3種，一是儲層較薄，對該層進行測井時，因為測井儀器垂向分辨率有限，測井數值受上下圍巖（泥巖或者水層）影響，導致油層電阻率測試值降低；考慮到曲流河沉積易形成較薄的儲層，儲層較薄的因素也是本區產生低阻油層最主要原因之一。二是在較低構造幅度區域，油藏高度低，容易形成油水同層，油層電阻率受水層影響，造成低阻；港西油田構造翼部有多套油氣水系統，沒有統一的油水界面，油水同層的局部發育是造成低阻的一個原因。三是鉆井的因素，部分井采用鹽水鉆井液，該鉆井液導電性較強，當其侵入油層時，導致油層電阻率測試值降低。

由此可見，低電阻油層的分布與巖石學、沉積環境等沉積要素有較大的關系。分析表明，港西油田明化鎮組為曲流河沉積，儲層以正旋回和復合旋回沉積為主，非均質性較強。明化鎮組低阻油層的分布與沉積旋回有關，在正旋回沉積的頂部、反旋回沉積的底部，由于砂巖單層厚度較薄、巖性變細、泥質含量相對增加、束縛水飽和度升高，容易形成低電阻油層。

4 結論

綜合低阻油層巖石學特征、孔滲特征、測井曲線特征研究，明確了港西油田明化鎮組低阻油層的基本特征，研究取得了以下結果：

（1）本區明化鎮組低阻油層巖性總體較細，以粉砂巖、泥質粉砂巖為主，泥質含量較高，粘土礦物以伊蒙混層、高嶺石為主。與常規油層相比，低阻油層物性相對較差，孔隙度一般小于30%、滲透率一般小于500×10-3μm2；隨埋深的增大、泥質含量的增加，物性總體變差。

（2）本區明化鎮組砂巖一般埋深較淺、巖性較細、地層水礦化度低，油水之間分異不如其他地區明顯；因此將低阻油層的標準定義為電阻率增大系數小于2倍的油層。

（3）本區明化鎮組油層低阻的成因主要有兩點，一是巖性較細、泥質含量高、束縛水飽和度較高，致使巖石導電性增強，進而導致油層低阻；二是受曲流河沉積影響，局部儲層較薄，測井數值受上下圍巖（泥巖或者水層）影響，導致油層電阻率測試值降低。