西峰油田長(zhǎng)8油藏高阻水層影響因素探討

劉　建，韓婧婧，王　博，韓　詹（1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，陜西西安　710021；2.低滲透油氣田勘探開(kāi)發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西西安　710021；.中國(guó)石油川慶鉆探公司工程技術(shù)研究院，陜西西安　710021；.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第十二采油廠，陜西西安　710021）

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西峰油田長(zhǎng)8油藏高阻水層影響因素探討

劉建1，2，韓婧婧3，王博1，2，韓詹4
（1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，陜西西安710021；2.低滲透油氣田勘探開(kāi)發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西西安710021；3.中國(guó)石油川慶鉆探公司工程技術(shù)研究院，陜西西安710021；4.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第十二采油廠，陜西西安710021）

摘要：鄂爾多斯盆地西峰油田長(zhǎng)8油藏儲(chǔ)量資源豐富，建產(chǎn)潛力大，是該區(qū)增儲(chǔ)上產(chǎn)的主要層位之一，近年來(lái)由于高阻水層現(xiàn)象的出現(xiàn)，難以有效識(shí)別油水層，一定程度上增大了產(chǎn)建風(fēng)險(xiǎn)，為了準(zhǔn)確識(shí)別長(zhǎng)8儲(chǔ)層流體性質(zhì)，搞清高阻水層成因，緊密結(jié)合西峰莊36區(qū)長(zhǎng)8油藏實(shí)際情況，通過(guò)大量實(shí)例，綜合應(yīng)用巖性、物性等分析化驗(yàn)資料、常規(guī)測(cè)井及核磁共振等測(cè)試資料，確定了碳酸鹽含量高、綠泥石含量高、結(jié)構(gòu)泥質(zhì)的存在、物性及孔隙結(jié)構(gòu)差為導(dǎo)致水層電阻率與油層電阻率差異小的主要原因，從而擴(kuò)展了油水層識(shí)別方法，對(duì)推動(dòng)該區(qū)增儲(chǔ)上產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：高阻水層；碳酸鹽含量；綠泥石含量；礦化度

西峰長(zhǎng)8油藏以三角洲前緣亞相沉積為主，主要發(fā)育水下分流河道、水下天然堤、分流間灣微相。油層中部深度2 000 m，平均油層厚度9.0 m，巖心分析孔隙度10.5 %，滲透率0.25 mD，油藏類(lèi)型為巖性油藏。本區(qū)長(zhǎng)8油藏油水關(guān)系復(fù)雜，存在高阻水層的情況，水層電阻率與油層相同，相鄰的兩口井同是長(zhǎng)8儲(chǔ)層，電阻率、聲波時(shí)差基本相同，試油結(jié)果卻不同，油、水層識(shí)別困難，嚴(yán)重影響了石油勘探和開(kāi)發(fā)，使測(cè)井解釋常常出現(xiàn)失誤。本次綜合應(yīng)用了巖性、物性等分析化驗(yàn)資料、常規(guī)測(cè)井及核磁共振等測(cè)試資料，分析了地層電阻率影響因素及高阻水層形成原因，從而形成一套符合西峰長(zhǎng)8油藏地質(zhì)規(guī)律的高電阻水層的判別方法。

1　巖性對(duì)地層電阻率的影響

1.1泥質(zhì)的存在形式對(duì)地層電阻率的影響

泥質(zhì)的導(dǎo)電性不是依靠在孔隙溶液中運(yùn)動(dòng)的離子傳送電流，而是在外電場(chǎng)的作用下，被黏土顆粒的表面電荷吸附的正離子在電場(chǎng)作用下依次交換它們的位置。泥質(zhì)在砂巖中的存在形式分為結(jié)構(gòu)泥質(zhì)和分散泥質(zhì)兩種。結(jié)構(gòu)泥質(zhì)主要為塑性巖屑及黏土雜基，與巖石骨架一起承載上覆巖層壓力，隨其含量增大自然伽馬增大，巖石壓實(shí)程度加大，聲波時(shí)差降低，密度增大，地層電阻率增大。分散泥質(zhì)呈顆粒被膜或黏土微晶充填在孔隙空間，主要為成巖黏土礦物，因分散泥質(zhì)的存在會(huì)使巖石的孔隙形狀變得復(fù)雜，孔道彎曲程度變大，孔隙連通性變差，明顯降低儲(chǔ)層滲透率并增加束縛水飽和度，其含量增大地層電阻率降低[1]。

1.2碳酸鹽巖含量對(duì)地層電阻率的影響

碳酸鹽本身是高阻巖性，含量的增大必將導(dǎo)致電阻率的升高；其次碳酸鹽以膠結(jié)物的形式出現(xiàn)，改變了儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)，充填了部分孔隙，整體巖性更致密，進(jìn)一步影響巖石的導(dǎo)電性，使電阻率增大[2]。從ZH9井、ZH12井、ZH16、ZH131、ZH132等15口井252個(gè)巖心分析數(shù)據(jù)點(diǎn)的碳酸鹽巖含量與地層電阻率關(guān)系不難看出碳酸鹽巖含量對(duì)儲(chǔ)層電阻率的影響變化：對(duì)于油層和油水層：碳酸鹽巖含量對(duì)電阻率影響不大，含油性將碳酸鹽巖含量的影響掩蓋；對(duì)于水層：碳酸鹽巖含量增加，水層電阻率增大（見(jiàn)圖1）。

圖1　碳酸鹽巖含量與電阻率關(guān)系交匯圖（a.油層；b.同層；c.水層）Fig.1 Cross plot of carbonate content and resistivity

1.3黏土礦物成分對(duì)地層電阻率的影響

西峰莊36區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層黏土礦物主要有綠泥石（長(zhǎng)82儲(chǔ)層含量最高為70.5 %）、伊利石、伊/蒙混層、高嶺石等（見(jiàn)表1）。電鏡掃描圖像和鑄體薄片顯示綠泥石以薄膜形式分布于粒表（見(jiàn)圖2、圖3）。綠泥石膜的存在阻止了長(zhǎng)英質(zhì)次生加大，使孔隙得以保存，但綠泥石膜的存在對(duì)地層電阻率產(chǎn)生影響。

通過(guò)分析綠泥石膜厚度與電阻率的關(guān)系發(fā)現(xiàn)：綠泥石膜的薄厚對(duì)油層和水層的電阻率影響不一樣。對(duì)于油層，綠泥石膜變厚滲透性變差，束縛水飽和度增大，電阻率降低。如ZH121井長(zhǎng)81儲(chǔ)層綠泥石厚度20 μm～30 μm，聲波時(shí)差240 μs/m，密度2.34 g/cm3，地層電阻率28.2 Ω·m，小于本區(qū)油層平均電阻率，試油日產(chǎn)純油5.4 t。

表1　西峰莊36區(qū)黏土X衍射分析數(shù)據(jù)表Tab.1 The clay X-ray diffraction data table of Zhuang36

圖2　ZH91井、ZH110井、ZH115井、ZH211井鑄體薄片圖像Fig.2 Casting section of ZH91，ZH110，ZH115，ZH211

圖3　ZH152井掃描電鏡及鑄體薄片圖像Fig.3 SEM and casting section of ZH152

對(duì)于水層，當(dāng)巖石顆粒表面披覆一層綠泥石膜時(shí)，由于綠泥石吸附有機(jī)質(zhì)，相當(dāng)于在巖石顆粒表面有一高阻薄膜，高阻薄膜會(huì)造成孔隙水導(dǎo)電路徑的卡斷或復(fù)雜化，使水層電阻率升高。由于綠泥石膜的存在使油層和水層的電阻率相近，都呈現(xiàn)中阻特征，造成油水層識(shí)別困難[2]。ZH112井長(zhǎng)82儲(chǔ)層巖心薄片分析顯示綠泥石膜厚20 μm，聲波時(shí)差238 μs/m，密度2.48 g/cm3，地層電阻率30.3 Ω·m，試油：油1.19 t/d，水19.4 m3/d。ZH121井與ZH112井物性、電性相當(dāng)，但試油結(jié)果不同。由于綠泥石膜的存在使油水層識(shí)別困難。

2　物性對(duì)地層電阻率的影響

2.1孔隙度對(duì)地層電阻率的影響

孔隙度對(duì)地層電阻率的影響分為含水巖石和含油巖石兩種情況。對(duì)于含水巖石，在地層水礦化度、巖性相同的情況下，孔隙度越大，含水飽和度越高，地層導(dǎo)電能力越強(qiáng)，地層電阻率越低。對(duì)于含油巖石，在地層水礦化度相同、巖性相同的情況下，隨孔隙度的增大地層電阻率增大或不變。

2.2滲透率對(duì)地層電阻率的影響

滲透率對(duì)地層電阻率的影響同樣分為含水巖石和含油巖石兩種情況。對(duì)于含水巖石，在地層水礦化度相同、巖性相同的情況下，滲透率越大，導(dǎo)電離子移動(dòng)速度快，地層電阻率低。對(duì)于含油巖石，在地層水礦化度相同、巖性相同的情況下，滲透率低束縛水飽和度高，儲(chǔ)層電阻率降低；滲透率大束縛水飽和度低，儲(chǔ)層電阻率高（見(jiàn)圖4）。

圖4　含油巖石地層電阻率與滲透率關(guān)系圖Fig.4 Formation resistivity and permeability relationship diagram of oil layers

3　孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)地層電阻率的影響

孔隙結(jié)構(gòu)包括孔徑分布、孔道截面變化程度、孔道彎曲程度、孔隙連通情況等[3]，關(guān)系到離子運(yùn)動(dòng)的速度和參加運(yùn)動(dòng)離子的數(shù)量，從而影響巖石的電阻率。核磁共振實(shí)驗(yàn)、核磁共振測(cè)井資料反應(yīng)了孔徑分布。含油巖石，孔隙結(jié)構(gòu)好、大孔徑為主的儲(chǔ)層電阻率高；孔隙結(jié)構(gòu)差、小孔徑為主的儲(chǔ)層束縛水飽和度高，電阻率降低[4]。含水巖石孔隙結(jié)構(gòu)好、大孔徑為主的儲(chǔ)層電阻率低；孔隙結(jié)構(gòu)差、小孔徑為主的儲(chǔ)層電阻率增高。ZH32-14井1 836.37 m～1 840.77 m核磁共振實(shí)驗(yàn)T2譜分布顯示孔隙結(jié)構(gòu)為大小孔隙并存，日產(chǎn)純油15.6 t（見(jiàn)圖5），核磁共振測(cè)井T2譜顯示1 831 m～1 841 m井段顯示譜峰靠右，大孔徑發(fā)育，電阻率為39 Ω·m～46 Ω·m；1 816.4 m～1 831 m井段核磁共振測(cè)井T2譜顯示以小孔徑為主，電阻率降低，電阻率為30 Ω·m。

圖5　ZH32-14井核磁共振實(shí)驗(yàn)T2譜分布圖Fig.5 Distribution of NMR experiments T2 spectrum on ZH32

4　礦化度及其他情況對(duì)電阻率的影響

據(jù)實(shí)驗(yàn)資料表明其他條件相同的情況下，儲(chǔ)層地層水礦化度越高電阻率越低[5]（見(jiàn)圖6），使得油層呈現(xiàn)中低阻[1]，與水層電阻率差別不大，給油水識(shí)別帶來(lái)困難。X216-3井長(zhǎng)81儲(chǔ)層試油日產(chǎn)純油12 t，聲波時(shí)差231 μs/m，地層水礦化度22.27 g/L，地層電阻率34.7 Ω·m；X218-2井長(zhǎng)81儲(chǔ)層試油：純水5.71 m3/d，地層水礦化度16.74 g/L，聲波時(shí)差236 μs/m，地層電阻率39.8 Ω·m。因地層水礦化度不同，油水層電阻率差別不大，油水層識(shí)別困難。

此外，鹽水鉆井液、鉆井液性能太差及浸泡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的井，也可能形成高阻水層（如華北廊固地區(qū)）。在鹽水鉆井液（礦化度越高越好）和低礦化度地層水條件下，可用貼井壁的微聚焦測(cè)井評(píng)價(jià)沖洗帶內(nèi)殘余油飽和度，達(dá)到識(shí)別油層的目的[6]。

圖6　地層水礦化度差異對(duì)巖石電阻率影響示意圖Fig.6 Effect of formation water salinity difference resistivity

5　結(jié)論

本次針對(duì)儲(chǔ)層巖性、物性、孔隙結(jié)構(gòu)、地層水礦化

度四大方面的七個(gè)因素對(duì)西峰莊36區(qū)長(zhǎng)8油藏地層電阻率進(jìn)行分析，認(rèn)為：

（1）碳酸鹽巖含量對(duì)地層電阻率的影響程度因地層流體性質(zhì)不同而不同：含油巖石碳酸鹽巖含量對(duì)電阻率影響不明顯；含水巖石碳酸鹽巖含量增大，電阻率增大。

（2）綠泥石膜厚度增加致使水層電阻率增大，油層電阻率降低。

（3）物性對(duì)電阻率的影響因地層流體性質(zhì)不同而不同。含油巖層物性變好地層電阻率升高；含水巖層物性變好地層電阻率降低。

（4）孔隙結(jié)構(gòu)的影響因地層流體性質(zhì)不同而不同。含油巖層孔隙結(jié)構(gòu)好地層電阻率升高；含水巖層孔隙結(jié)構(gòu)差地層電阻率升高。

（5）在測(cè)井解釋過(guò)程中,充分研究利用巖心分析、試油等第一手資料，對(duì)油氣水做出正確合理的解釋?zhuān)⒔⒑侠淼挠退畬觿澐謽?biāo)準(zhǔn)，避免油水層的錯(cuò)誤劃分。

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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

作者簡(jiǎn)介：劉建，男（1983-），碩士學(xué)位，工程師，主要從事油田開(kāi)發(fā)工作，郵箱：liuj2011_cq@petrochina.com.cn。

*收稿日期：2015－11-13

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.03.029

中圖分類(lèi)號(hào)：TE122.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-5285（2016）03-0111-05