西峰油田长8油藏高阻水层影响因素探讨

刘　建，韩婧婧，王　博，韩　詹（1.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西西安　710021；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安　710021；.中国石油川庆钻探公司工程技术研究院，陕西西安　710021；.中国石油长庆油田分公司第十二采油厂，陕西西安　710021）



西峰油田长8油藏高阻水层影响因素探讨

刘建1，2，韩婧婧3，王博1，2，韩詹4
（1.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西西安710021；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安710021；3.中国石油川庆钻探公司工程技术研究院，陕西西安710021；4.中国石油长庆油田分公司第十二采油厂，陕西西安710021）

摘要：鄂尔多斯盆地西峰油田长8油藏储量资源丰富，建产潜力大，是该区增储上产的主要层位之一，近年来由于高阻水层现象的出现，难以有效识别油水层，一定程度上增大了产建风险，为了准确识别长8储层流体性质，搞清高阻水层成因，紧密结合西峰庄36区长8油藏实际情况，通过大量实例，综合应用岩性、物性等分析化验资料、常规测井及核磁共振等测试资料，确定了碳酸盐含量高、绿泥石含量高、结构泥质的存在、物性及孔隙结构差为导致水层电阻率与油层电阻率差异小的主要原因，从而扩展了油水层识别方法，对推动该区增储上产具有重要的现实意义。

关键词：高阻水层；碳酸盐含量；绿泥石含量；矿化度

西峰长8油藏以三角洲前缘亚相沉积为主，主要发育水下分流河道、水下天然堤、分流间湾微相。油层中部深度2 000 m，平均油层厚度9.0 m，岩心分析孔隙度10.5 %，渗透率0.25 mD，油藏类型为岩性油藏。本区长8油藏油水关系复杂，存在高阻水层的情况，水层电阻率与油层相同，相邻的两口井同是长8储层，电阻率、声波时差基本相同，试油结果却不同，油、水层识别困难，严重影响了石油勘探和开发，使测井解释常常出现失误。本次综合应用了岩性、物性等分析化验资料、常规测井及核磁共振等测试资料，分析了地层电阻率影响因素及高阻水层形成原因，从而形成一套符合西峰长8油藏地质规律的高电阻水层的判别方法。

1　岩性对地层电阻率的影响

1.1泥质的存在形式对地层电阻率的影响

泥质的导电性不是依靠在孔隙溶液中运动的离子传送电流，而是在外电场的作用下，被黏土颗粒的表面电荷吸附的正离子在电场作用下依次交换它们的位置。泥质在砂岩中的存在形式分为结构泥质和分散泥质两种。结构泥质主要为塑性岩屑及黏土杂基，与岩石骨架一起承载上覆岩层压力，随其含量增大自然伽马增大，岩石压实程度加大，声波时差降低，密度增大，地层电阻率增大。分散泥质呈颗粒被膜或黏土微晶充填在孔隙空间，主要为成岩黏土矿物，因分散泥质的存在会使岩石的孔隙形状变得复杂，孔道弯曲程度变大，孔隙连通性变差，明显降低储层渗透率并增加束缚水饱和度，其含量增大地层电阻率降低[1]。

1.2碳酸盐岩含量对地层电阻率的影响

碳酸盐本身是高阻岩性，含量的增大必将导致电阻率的升高；其次碳酸盐以胶结物的形式出现，改变了储层的孔隙结构，充填了部分孔隙，整体岩性更致密，进一步影响岩石的导电性，使电阻率增大[2]。从ZH9井、ZH12井、ZH16、ZH131、ZH132等15口井252个岩心分析数据点的碳酸盐岩含量与地层电阻率关系不难看出碳酸盐岩含量对储层电阻率的影响变化：对于油层和油水层：碳酸盐岩含量对电阻率影响不大，含油性将碳酸盐岩含量的影响掩盖；对于水层：碳酸盐岩含量增加，水层电阻率增大（见图1）。

图1　碳酸盐岩含量与电阻率关系交汇图（a.油层；b.同层；c.水层）Fig.1 Cross plot of carbonate content and resistivity

1.3黏土矿物成分对地层电阻率的影响

西峰庄36区长8储层黏土矿物主要有绿泥石（长82储层含量最高为70.5 %）、伊利石、伊/蒙混层、高岭石等（见表1）。电镜扫描图像和铸体薄片显示绿泥石以薄膜形式分布于粒表（见图2、图3）。绿泥石膜的存在阻止了长英质次生加大，使孔隙得以保存，但绿泥石膜的存在对地层电阻率产生影响。

通过分析绿泥石膜厚度与电阻率的关系发现：绿泥石膜的薄厚对油层和水层的电阻率影响不一样。对于油层，绿泥石膜变厚渗透性变差，束缚水饱和度增大，电阻率降低。如ZH121井长81储层绿泥石厚度20 μm～30 μm，声波时差240 μs/m，密度2.34 g/cm3，地层电阻率28.2 Ω·m，小于本区油层平均电阻率，试油日产纯油5.4 t。

表1　西峰庄36区黏土X衍射分析数据表Tab.1 The clay X-ray diffraction data table of Zhuang36

图2　ZH91井、ZH110井、ZH115井、ZH211井铸体薄片图像Fig.2 Casting section of ZH91，ZH110，ZH115，ZH211

图3　ZH152井扫描电镜及铸体薄片图像Fig.3 SEM and casting section of ZH152

对于水层，当岩石颗粒表面披覆一层绿泥石膜时，由于绿泥石吸附有机质，相当于在岩石颗粒表面有一高阻薄膜，高阻薄膜会造成孔隙水导电路径的卡断或复杂化，使水层电阻率升高。由于绿泥石膜的存在使油层和水层的电阻率相近，都呈现中阻特征，造成油水层识别困难[2]。ZH112井长82储层岩心薄片分析显示绿泥石膜厚20 μm，声波时差238 μs/m，密度2.48 g/cm3，地层电阻率30.3 Ω·m，试油：油1.19 t/d，水19.4 m3/d。ZH121井与ZH112井物性、电性相当，但试油结果不同。由于绿泥石膜的存在使油水层识别困难。

2　物性对地层电阻率的影响

2.1孔隙度对地层电阻率的影响

孔隙度对地层电阻率的影响分为含水岩石和含油岩石两种情况。对于含水岩石，在地层水矿化度、岩性相同的情况下，孔隙度越大，含水饱和度越高，地层导电能力越强，地层电阻率越低。对于含油岩石，在地层水矿化度相同、岩性相同的情况下，随孔隙度的增大地层电阻率增大或不变。

2.2渗透率对地层电阻率的影响

渗透率对地层电阻率的影响同样分为含水岩石和含油岩石两种情况。对于含水岩石，在地层水矿化度相同、岩性相同的情况下，渗透率越大，导电离子移动速度快，地层电阻率低。对于含油岩石，在地层水矿化度相同、岩性相同的情况下，渗透率低束缚水饱和度高，储层电阻率降低；渗透率大束缚水饱和度低，储层电阻率高（见图4）。

图4　含油岩石地层电阻率与渗透率关系图Fig.4 Formation resistivity and permeability relationship diagram of oil layers

3　孔隙结构对地层电阻率的影响

孔隙结构包括孔径分布、孔道截面变化程度、孔道弯曲程度、孔隙连通情况等[3]，关系到离子运动的速度和参加运动离子的数量，从而影响岩石的电阻率。核磁共振实验、核磁共振测井资料反应了孔径分布。含油岩石，孔隙结构好、大孔径为主的储层电阻率高；孔隙结构差、小孔径为主的储层束缚水饱和度高，电阻率降低[4]。含水岩石孔隙结构好、大孔径为主的储层电阻率低；孔隙结构差、小孔径为主的储层电阻率增高。ZH32-14井1 836.37 m～1 840.77 m核磁共振实验T2谱分布显示孔隙结构为大小孔隙并存，日产纯油15.6 t（见图5），核磁共振测井T2谱显示1 831 m～1 841 m井段显示谱峰靠右，大孔径发育，电阻率为39 Ω·m～46 Ω·m；1 816.4 m～1 831 m井段核磁共振测井T2谱显示以小孔径为主，电阻率降低，电阻率为30 Ω·m。

图5　ZH32-14井核磁共振实验T2谱分布图Fig.5 Distribution of NMR experiments T2 spectrum on ZH32

4　矿化度及其他情况对电阻率的影响

据实验资料表明其他条件相同的情况下，储层地层水矿化度越高电阻率越低[5]（见图6），使得油层呈现中低阻[1]，与水层电阻率差别不大，给油水识别带来困难。X216-3井长81储层试油日产纯油12 t，声波时差231 μs/m，地层水矿化度22.27 g/L，地层电阻率34.7 Ω·m；X218-2井长81储层试油：纯水5.71 m3/d，地层水矿化度16.74 g/L，声波时差236 μs/m，地层电阻率39.8 Ω·m。因地层水矿化度不同，油水层电阻率差别不大，油水层识别困难。

此外，盐水钻井液、钻井液性能太差及浸泡时间过长的井，也可能形成高阻水层（如华北廊固地区）。在盐水钻井液（矿化度越高越好）和低矿化度地层水条件下，可用贴井壁的微聚焦测井评价冲洗带内残余油饱和度，达到识别油层的目的[6]。

图6　地层水矿化度差异对岩石电阻率影响示意图Fig.6 Effect of formation water salinity difference resistivity

5　结论

本次针对储层岩性、物性、孔隙结构、地层水矿化

度四大方面的七个因素对西峰庄36区长8油藏地层电阻率进行分析，认为：

（1）碳酸盐岩含量对地层电阻率的影响程度因地层流体性质不同而不同：含油岩石碳酸盐岩含量对电阻率影响不明显；含水岩石碳酸盐岩含量增大，电阻率增大。

（2）绿泥石膜厚度增加致使水层电阻率增大，油层电阻率降低。

（3）物性对电阻率的影响因地层流体性质不同而不同。含油岩层物性变好地层电阻率升高；含水岩层物性变好地层电阻率降低。

（4）孔隙结构的影响因地层流体性质不同而不同。含油岩层孔隙结构好地层电阻率升高；含水岩层孔隙结构差地层电阻率升高。

（5）在测井解释过程中,充分研究利用岩心分析、试油等第一手资料，对油气水做出正确合理的解释，并建立合理的油水层划分标准，避免油水层的错误划分。

参考文献：

［1］雍世和，张超谟.测井数据处理与综合解释［M］.北京：石油大学出版社，2004：262-266.

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［3］冯增昭.沉积岩石学［M］.北京：石油工业出版社，1981.

［4］中国石油天然气集团公司勘探局.渤海湾地区低电阻油气层测井技术与解释研究［M］.北京:石油工业出版社，2000.

［5］张庆国.大情字井油田高阻水层成因分析与识别方法［J］.科学技术与工程，2011，11（34）：8444-8446.

［6］欧阳健.油藏中饱和度-电阻率分布规律研究［J］.石油勘探与开发，2002，29（3）:44-47.

Investigation on factors of high resistivity water in Xifeng oilfield Chang 8 reservoir

LIU Jian1，2，HAN Jingjing3，WANG Bo1，2，HAN Zhan4
（1.Research Institute of Exploration and Development，PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710021，China；2.National Engineering Laboratory for Exploration and Development of Low-permeability Oil and Gas Fields，Xi'an Shanxi 710021，China；3.Chuanqing Engineering and Technology Institute，Xi'an Shanxi 710021，China；4.Oil Production Plant 12 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710021，China）

Abstract:With rich reserves and great potential of production capacity, Chang 8 reservoir of Xifeng oilfield in Ordos basin is one of the main area for increasing reserves and production.Due to the high resistance layer phenomenon appeared in recent years,it is difficult to identify oil and water layer effectively,to some extent, which increases the risk of capacity building.In order to accurately identify the Chang 8 reservoir fluid properties, clarify the causes of high resistivity water layer,lab data,conventional logging,NMR experiments and other test data are analyzed, in close connection with the actual situation of Chang 8 reservoir in Zhuang36,through a large number of instances,integrated application of lithology,physicalbook=112,ebook=117property.The results show that high content of carbonate and chlorite, the existence of structural shale,poor physical properties and pore structure of mud are the main causes of small difference of water layer resistivity and reservoir resistivity, and thus expand the oil and water layer identification methods, which has important practical significance on promoting reserves and production in this region.

Key words：high resistivity water；carbonate content；chlorite content；salinity

作者简介：刘建，男（1983-），硕士学位，工程师，主要从事油田开发工作，邮箱：liuj2011_cq@petrochina.com.cn。

*收稿日期：2015－11-13

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.03.029

中图分类号：TE122.3

文献标识码：A

文章编号：1673-5285（2016）03-0111-05