低电阻率油气藏成因、识别与解释方法.pdf

2 0 0 6年 第 4期 叫 井 与 射 孔 低电阻率油气藏成因、 识别与解释方法 刘 虎 辽河测井公司数解中心 摘要 低电阻率油气层的电阻率低于或接近邻近水层的电阻率， 使得在电性上难以区分油气层与 水层， 给测井评价带来很大难度。低电阻率油气层的成因非常复杂． 成因类型多， 而且不同油气田的低电 阻率油气层成因存在差异， 因此， 系统了解低电阻率油气层的成因， 对利用测井等资料评价低阻油气层是 很有 意义 的。在此基础上 ， 指出了常规 电法测井识 别低 电阻率油气层 的局限性 ， 举例说 明 了应 用新 技术 和数学方法来识别低阻油气层 的可行性。 关键词 低电阻率油气层地质因素微观机理核磁共振测井神经网络 1 前言 随着勘探开发的不断深入 ， 相对简单和整装 的油气藏越来越少 ， 非常规储集层 如低电阻率油 气、 泥岩裂缝油气藏 、 以及与火成岩、 变质岩、 砾岩 有关的油气藏 的研究 与评价 越来 越受到重视。 低电阻率油气层在我国东 、 西部油田普遍存在， 随 着我国东、 西部一些油田油气勘探的深入 ， 低电阻 率油气层越来越受到人们的重视 。低电阻率油气 层作为一种油藏模式 ， 在长期的生产实践 中逐渐 得到认识并取得了很 多成果 ， 虽然产层的含油饱 和度低于 5 O 一般在 4 O ％左右 。 电阻率极低， 但不仅可产纯油， 并且产能都颇高。 电测井是发现与评价油气层 的最 主要的方 法， 其主要原理是油气层内较大孔隙 中含有较多 油气 。 孔径较小的孔隙中含水 。 可称为共存水。因 油气是非导电物质 ， 因此 ， 油气层的电阻率大于水 层 ， 较好油气层的电阻率一般是相邻水层的 3 ～5 倍以上。低电阻率油层是相对于其周围地层电阻 率而言 ， 是指油气层 电阻率与围岩 和相邻水层 电 阻率的比值小于 2的油气层 ， 它有最大值， 但没有 最小值。由于低电阻率油气层的形成受多种复杂 因素的影响， 测井响应特征不明显， 测井信息对这 类油气层的分辨能力 大为降低 ， 经常造成油层被 误解释为油水同层或水层 ， 甚至被漏掉 。当常规 油气层与低电阻率油气层 ， 相 对高阻水层 与相对 低阻油层并存时 ， 这种误解 的可能性就更大。所 以要在知道低电阻率油气层成 因基础上 ， 准确识 别和评价此类隐蔽储层 。 2 低电阻率油气层的宏观地质影响 因素分析 低电阻率油气层形成的微观机理已经取得了 丰富的研究成果 ， 国内的曾文冲、 欧阳健 、 孙建孟， 国外 的 Wo r t h i n g t o n P a u 1 ． F都 进 行 过 系 统 研 究[ 卜 。在此基础上 ， 本文结合 油 田低 电阻率油 气层实际情况， 详细分析 了低 电阻率油气层 的成 因及其影响因素分析 。 2 ． 1 地质构造作用对低 电阻率油气藏的影响 构造作用控制着盆地的形成 、 发展与演化 ， 控 制着盆地沉积体系的空间展布和生储盖组合， 控 制着盆地中油气 圈闭的形成 ， 由此也控制了其 中 油气的生成、 运移与聚集。 成因机制不同的盆地低 电阻率油层成因机理 及类型差别很大。挤压地质背景条件下形成的低 电阻率油层与构造应力的展 布方式 、 沉积因素及 成岩作用关系密切 ； 拉张地质背景条件下形成的 收稿 日期 2 0 0 6 0 8 0 6 作者简介 刘虎。 1 9 7 8 年生， 2 0 0 2 年毕业于江汉石油学院， 现在辽河测井公司数解中心从事资料处理解释工作 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 测 井 与 射孔 2 0 0 6盘 低电阻率油层中高束缚水成因的所占比重很大， 此类油层受沉积相展布规律的控制明显[ 8 ] 。 在断层比较发育 的油气层 ， 如河 4块因为断 层 比较发育， 深层的高矿化度地层水沿断层运移 到浅 部， 使 油 层 的 地 层 水 矿 化 度 7 5 1 3 7～ 9 8 6 8 4 mg ／ L 比邻 近 浅 层的原 生 地层 水矿 化 度 3 5 0 0 0 rag ／ L 高出许多 ， 从而使油气 、 水层的对 比 条件发生了变化 ， 形 成了低阻油层 。在裂缝性油 气层中， 裂缝中的油气被泥浆滤液驱赶代替， 使测 井资料所显示的电阻率明显下降， 导致解释上误 判为水层 。如 曲堤油 田曲 l O井的油层 ， 电阻率仅 为 2 ～4 Q- i n ， 电阻率增大系数仅为 1 ～2 ， 但实际 试油结果证实为高侵造成的低阻油层[ g ] 。 2 ． 2 沉积相带对低阻油气藏的影响 低电阻率油层 的储集层岩性结构只有在沉积 相的某些特定部位才会形成 。而在这些特定部位 最关键的沉积因素是沉积水动力条件处于变迁或 变化之中。纵向上 ， 水 动力条件 的变迁表现 为由 单层或多个层组成的韵律层 ， 水动力的迁移可能 使沉积微相发生根本变化 ， 导致不 同位置上 的韵 律层岩性组分的构成方式发生变化 ， 如在正、 反韵 律层的某些部位中， 相对粗的岩性与相对细的岩 性达到一定 比例时， 会产生双组孔隙系统 ， 具备形 成低电阻率油层的微观地质条件。横 向上， 沉积 水动力条件的变化表现为各种组分的岩性 如细 砂岩、 粉砂岩 、 泥岩及钙质层等 在不同沉积相部 位按组分构成的比例分带分布 ， 其 中， 弱水动力变 化带最易形成束缚水成 因的低电阻率油层。其原 因可以综合为以下几方面 首先 ， 弱水动力变化带 沉积的岩性以粉砂岩 、 细砂岩为主 ， 不仅粒度中值 小， 而且水动力的微弱变化会 使细砂 岩与粉砂岩 以薄互层形式间互 ， 产 生低电阻率油层所特有的 储集层岩性结构和微观双组孔隙系统 ； 其次， 弱水 动力变化带也有可能使大量呈悬浮状 的粘土矿物 沉积下来， 储集层 中沉积的大量的水云母吸附了 大量的束缚水， 并使储集层的粘土矿物具备了产 生附加导电性的基本地质条件。在弱水动力的低 能沉积环境下 ， 如三角洲平原的天然堤 、 三角洲前 缘、 滨浅湖、 滩坝或者滑塌浊积体等 ， 其相带特征 如表 1 1 1 o ] 。 表 1 低 电阻率相带特征统计表 沉积体系 沉积相带 相特征 低阻特征 辫状河流 自上而下岩性 由粗变 细 ， 呈 明显 的河 流相 正旋 回沉 积层 低幅度构造 河流沉积 序 ， 微背斜 体系 岩性细砂 、粉沙或钙质砂 ， 在纵 向上 与泥质 构成不 等厚 的 泥质附加导 电 ， 孔 喉双 峰分 布 ． 高 曲流河相 互层 ， 泥质含量高 束 缚水饱和度 沉积 以泥岩和粉砂 岩为 主， 常发 育水平层 理和 季节 性 的 微裂缝 ． 岩石 亲水 ， 薄层 砂 泥岩互 滨湖 亚相 韵律层理和块状屡理 层 湖泊沉积 浅湖亚相 以粘土岩和粉砂岩为主， 灰色 泥岩 与粉砂岩互层 微裂缝 ， 岩石 亲水 ， 薄层 砂泥 岩互 体系 层 中薄层灰色 、 灰绿色粉砂岩 、 泥 质粉砂岩 、 粉砂质泥 岩 ， 发 滩坝 亚相 高束缚水， 泥 质附加 导电 育板状层理 、 波状层理 三角洲沉积 三角洲前缘 沉积能量低， 水体平稳形成粉沙和泥质粉沙岩， 粘土含量 体系 亚相 高 微 孔隙发育 ， 高束缚水 ， 高矿化度 浊流沉积 岩性细 ． 以粉砂 细砂岩 为主 ， 发育段呈 砂泥 岩薄互 层 ． 见 微孔隙发育 ， 高矿 化度 ， 含 导 电矿 体系 滑塌浊积扇 有准 同生变形构造 ，并有递 变层理 物 在油田生产中， 在正韵律层 的上部或反韵律 层的下部常发现低电阻率油层。这一规律较易理 解和掌握 ， 但是 ， 通过沉积相的平面分布识别和预 测低电阻率油层却不容易， 只有将测井信息与地 质规律紧密结合 ， 才有助于研究者做出正确判断。 2 ． 3 成岩作用对低阻油气藏的影响 微孔隙是形成低阻的重要原因， 压实、 胶结和 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 刘虎 低 电阻率油气藏成因、 识别与解释方法 溶蚀三种成岩作用对孔隙的改造起重要作用 ， 都 有可能使孔隙微孔化 ， 束缚水含量增加。储层在 压实作用下 ， 随着埋藏深度的增加 ， 孔隙度和渗透 率都是不断下降的。这样就会导致微孔隙的逐渐 发育及束缚水的增加， 为形成低阻创造有利条件。 各种胶结作用 ， 尤其是碳酸岩胶结及石英次生加 大和 自生粘土矿物胶结 ， 对不 同成 因类型砂岩体 的孔隙会产生不同影响。 3 低电阻率油气层和微观机理之间 的关系 3 ． 1 高束缚水饱和度 高束缚水饱和度被认为是形成低阻油层的首 要原因。形成该类油层的前提条件是储层微孔隙 发育且成藏动力能使渗流孔隙含油但不足以驱替 微孔隙系统中矿化度较高的束缚水。砂岩的孔喉 结构受多种地质因素 的影响， 但主要因素是沉积 作用和埋藏成岩作用 ， 二者在影响砂岩孔隙结构 形成过程中的作用是互为消长关系。一方面是由 岩性细、 微孔隙发育导致的。从表 l中可以看 出， 在弱水动力的低能沉积环境下沉积的砂体一般岩 性细， 微孔隙发育 ， 导致毛管阻力很大， 从而使孔 隙中饱含束缚水， 形成发达导电网络， 电阻率显示 低值 。另一方面， 颗粒分选不 均匀或成岩次生作 用形成了大量较小孔隙或与较大孔隙组成双孔隙 系统 。当该砂岩含油时， 微小孔隙越多 ， 平均含水 饱和度也越高， 电阻率就越低 。此外， 碳酸盐胶结 作用 、 粘土胶结作用、 溶蚀作用及砂泥岩的交互形 式的不同都有可能使孔隙微孔化， 使孔隙结构复 杂 ， 油分子 由于毛管阻力无法进入微孔隙从而造 成束缚水含量升高 ， 电阻率降低。上述情 况成藏 动力决定着储层 流体的性质 ， 反映到电阻率 曲线 上也即决定着储层的电阻率属性。当成藏动力小 于储层粒间孔毛管阻力时会形成低阻水层 ； 当成 藏动力大于粒间孔毛管力且小于微孔隙毛管阻力 时形成低阻油层； 当成藏动力大于微孔隙毛管阻 力时形成正常油层。 3 ． 2 地层水矿化度高 一 般情况下， 如果地层的含水饱和度相同， 可 溶解 的电解质的浓度越大 ， 地层水矿化度越高 ， 电 阻率就越低。此外， 地层水的异常变化与油气的 储运之间也有着某种 内在的联系 矿化度升高 ， 有 助于饱和天然气水中的气体析出 由于水中溶解 盐类的浓度增 加， 水 中聚集 的烃类就会减少， 因 此 ， 高矿化度地层水也是引起储层低 电阻率的一 个因素。 3 ． 3 钻井液的侵入形成低阻环带 在含地层水和可动油的储层 中， 特别是在 含 有轻质油气层的地层中， 由于轻质油气具有密度 小 、 粘度低、 流动性好等特点 ， 因此 ， 钻井过程中， 井眼周围地层的轻质油气层容易被泥浆滤液驱赶 走 ， 由于泥浆的侵入， 使凝析气层 、 轻质油层 、 水层 的深探测电阻率分辨率很低。此外， 井眼周围会 产生流体性质不 同的两个 区域 ， 近井区域为侵入 的泥浆滤液和未被驱替 的残余油和束缚水地层 ； 离井壁稍远的区域孔隙中油被驱替 ， 取而代之的 是地层束缚水及井筒泥浆滤液渗入水。后者由于 残余地层水界面的存在 ， 含盐度较高， 这样就形成 了一个异常咸水 区， 显示这两个流体浓度不同的 区域电阻率彼此不同， 也区别于地层电阻率 ， 从而 形成低电阻率环带 。在测井解释中， 低阻环带不 易发现， 主要原 因是被驱替 的烃和地层水的平均 电阻率与泥浆滤液电阻率太接近。但在高矿化度 地层水地层中是可以测量到这一环带的， 这就为 高矿化度地层水地层形成的低 电阻率油气层识别 提供了可靠的手段。 3 ． 4 泥质粘土矿物附加导电 大量岩电实验证明 ， 泥质含量 的增大会引起 油层导电横截面积增大， 电阻率降低 ； 引起水层导 电横截面积减小 ， 电阻率增加。当地层水矿化度 高时， 粘土附加导电的影响可以忽略 ， 但 当地层水 矿化度 比较低时可能会成为导致储层低电阻率的 主要因素。粘土的含量、 分布方式、 类型和比表面 影响着它的附加导电能力 ， 粘土含量、 分布形式和 类型在宏观上是受沉积背景和沉积相带、 沉积后 变化等地质因素 的控制。含油气盆地形成的大地 构造背景决定了沉积过程中具有生成蒙皂石的丰 富的物源和合适 的气候条件。基性火山岩喷发物 被风化剥蚀搬运 ， 离火山口越近， 沉积相带中的粘 土含量越高， 在远离火山 口的沉积相 中水动力较 弱相带才具有相对较高的粘土含量。 3 ． 5 高自由水饱和度 油水分异作用差， 油水过渡带 宽导致 的该类 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 测 井与 射孔 2 0 0 6血 低电阻率油层 的突出地质特征是储层以原生粒间 渗流孔隙为主， 储层成岩作用弱， 粘土含量中等偏 高 ， 岩石浸水能力强， 油层构造幅度较低 ， 成藏动 力以浮力为主， 其 中沉积相带 、 埋深和构造幅度是 控制该类低阻油层形 成的主要 地质 因素， 其 中前 二者决定 了储层特征 ， 构造幅度则 是决定因素。 这种低电阻率油层多为河流相沉积， 储层 以中砂 岩 、 含砾砂岩为主， 具有偏高的泥质含量 ， 埋深 不大 ， 成岩作用 弱， 以原生粒间孔为主， 粘土矿物 以蒙皂石和高岭石为主， 粘土松散易膨胀 ， 储层有 很强 的浸水能力。因储层埋深浅， 油气运移到此 自身的烃原岩压力等消耗殆尽， 成藏动力 以浮力 为主 。 3 ． 6 富含微 量黄 铁矿 与磁铁矿 岩层 中含有金属矿物 ， 会导致 电阻率法测井 数值下降 。由于在岩石骨架上的黄铁矿具有极强 的导 电能力 ， 其本身的电子导电， 促使 电导率增高 而电阻率下降 ， 这也是油气层 电阻率 低的又一个 因素 。 4 低电阻率油气层识别和解释方法 4 ． 1 常规测井解释方法及其响应特征 1 电阻率特征判别法 气层的电阻率明显大于围岩 和水层 的电阻 率， 并与相同储层条件下的油层相近 ， 电阻率测井 在油气层呈高值 ， 而水层的 电阻率 比围岩的电阻 率低 ； 一般而言 ， 水层的电阻率曲线呈低凹状 ， 比 围岩 泥岩 的电阻率低； 油、 气层电阻率呈平直或 凸状 ， 比围岩电阻率高。这是在岩性较纯的井段 对油气 、 水层进行划分最直观的方法。 2 图版法识别流体性质 利 用 已试 油 的 资 料 ， 结 合 深 侧 向 电 阻 率 RL L D 、 深感应电阻率 R I L D 、 密度 D E N 、 声 波 AO N井 资料 ， 制作 了流体性质解释 图版 ， 包 括深侧向电阻率与密度交会图识别流体性质解释 图版和深感应 电阻率与声波交会图识别流体性质 解释图版， 其判 断流体性质 的一般标准 如下 油 层 RL L D 2 Q m， Rf L D 1 ． 5 Q m， S ≤ 6 0 ％， D E N 2 1 8 ff s ／ m； 水层 R L L D ≤ 2 Qm，R儿 D≤ 1 ． 5 Qm， S 6 0 ％， D E N 2 1 8 s ／ m； 干层 D E N 2 ． 5 5 e r r ， A C≤ 2 1 8 s ／ m。 3 三孔隙度 曲线重叠法 由于声波在气中的传播速度 比在水中的慢 ， 那么储层含气 时的时差值要 比含水 时的时差值 大 ， 密度值和含氢指数都要 比含水时响应的密度 值和含氢指数低 。地层 中若 有气存在 ， 将使声波 孔隙度 、 密度孔隙度值偏大 ， 而 中子孔隙度偏小。 因此储层为气层 ， 则补偿 中子孔隙度要小于补偿 密度和补偿声波孔隙度 ； 为水层或干层， 则补偿中 子孔隙度一般会大于或等于补偿密度、 声波孔隙 度值。运用这种方法可以把气层 同油 、 水层区分 开来 ， 但对油层和水层的区分不是太 明显。其方 法关键是要对各种孔隙度曲线做岩性校正和泥质 校 正， 在选择解释井段时 ， 尽量选择岩性较纯、 泥 质含量少 、 厚度相对较厚 、 井眼比较规则的井段。 4 阵列声波能量法 在含气砂岩中， 纵波能量衰减 比横波能量衰 减强 ， 而在含油 、 含水砂 岩中， 纵波衰减低于或等 于曦衰减； 当砂岩含气时 ， 纵波能量衰减 比含油、 含水砂岩中的纵波衰减强 ， 而横波衰减同孔隙流 体性质无关 。该方 法也是能有 效的 区分气层和 油、 水层 ， 但对 油层和水层的划分作用不大。 5 纵横波时差法 当地层含气时 ， 声波横波时差与纵波时差 比 值变小 ， 泊松 比值小于体积压缩系数值 ； 当储层含 水时， 声波横波时差与纵波时差比值将变大， 泊松 比值大于体积压缩系数值 。此方法同 2 和 3 方 法一样 ， 对划分油 、 水层没有多大帮助。 6 声阻抗与声波时差曲线重叠法 声阻抗的大小主要 与地层 中流体性质、 泥质 含量有关 。当砂岩地层 中含气时， 密度减小， 时差 增赶， 声阻抗值减小 ； 当砂岩地层含水时 ， 密度增 大 ， 时差减小 ， 声阻抗值增大。将声阻抗曲线与时 差曲线以泥岩段为基准进行重叠 ， 可识别出油气 、 水层 。当储层含油气时， 呈正差异 即声阻抗曲线 偏 占， 时差 曲线 偏左 ； 当储层为水 时， 呈负差异 ； 如果储层为含油气水层 或含水油气层时， 其差异 的幅度变小 ， 就需要其 他方法来配合使用 了。在 应用此方法的时候 ， 应对声阻抗进行泥质影响校 正 ， 7 自然电位测井响应特征 由于 自然电位测井易受到井内流体矿化度 以 及地层阳离子交换浓度的影响 ， 因此可 以用来粗 略识别粘土矿物附加导电类型的原始低电阻率油 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4 期 刘虎 低 电阻率油气藏成 因、 识别与解释方法 层 。当采用淡水泥浆钻井时 ， 受 到阳离子交换的 影响 ， 砂岩层孔 隙中的阳离子数 目增多， 使 S P的 电位稍升高。一般来讲 ， 水层 S P异 常相对值最 大， 低阻油层 的 S P异常相对值最 小。当采用咸 水泥浆时 ， 情况正相反。此种 响应特征在 泥质含 量高的原始低 电阻率油层 中较为明显。 8 电缆地层测试响应特征 电缆地层测试器具有测取地层压力和抽取流 体样品的功能。根据压力测试资料可以得到地层 的压力梯度 。压力梯度与流体密度间具有如下关 系 』 D ，一 P2一 P1 ／ I ． 4 2 2 D2 一 D1 1 式 中， 为流体 密度 g ／ c m ， P 、 P 。 为测到 的地层 压力， D 、 Dz 为相应测量点的深度 m 。据此计 算 出流体的密度。由于油、 水间密度差异较大 ， 所 以可以识别地层 内的流体是油还是水 ， 并且可 以 估算出油气 比， 油水比等重要参数。 目前 ， 随着电缆地层测试器取样功能 的不断 改进 ， 确定地层 流体性质更加容易。这对 低阻油 层的识别具有重要的意义 。 9 介电测井响应特征 介 电测井又称电磁波传播测井 ， 主要应用地 层流体间介电性质的差异来识别油层。地层岩石 骨架的相对介 电常数为 4左右 ， 水的相对介 电常 数为 7 8 ～8 1 ， 油、 气 的相对介 电常数 为 1 2 ． 4 。 而分析造成油层电阻率降低的各种成因不难看出 其对流体介 电性质的影响很小。因此 ， 当储层孔 隙度较高时， 油层测得的介 电常数与非油层会有 较 明显的差别 ， 因此就可以识别出低阻油层。 1 0 其它测井响应特征及识别标志 在 自然伽马测井中， 泥岩 的测井值一般为高 值 ， 砂岩一般为低值。所以在岩性细、 泥质含量高 的原始低电阻率油层中， 自然伽 马值往往 比纯砂 岩储层要高 。但应注意到其幅度也受到泥质中粘 土类型 的影响 ， 如高岭石 、 绿泥石缺乏天然放射 性 ， 当其在泥质中富集时， 自然伽马测井响应值将 变小。在井径测井 曲线上 ， 由于原始低电阻率油 层含有较多的泥质 ， 泥质吸水膨胀可能表现为缩 径特征 ， 但对于页岩层等容易垮塌的地层， 表现为 扩径 。 4 ． 2 油气层地球化学解释 测井解释油气层是依据储层流体物理性质的 差异来识别油气水层。而地球化学方法主要是依 据储层残 留烃的化学性质来识 别油气水层 ， 它不 受储层岩石成分及储层流体性质等因素 的影响， 只与储层流体的化学性质有关 。油层具有油相运 移的特征 ， 与烃源岩的碳数分 布相似； 气层是气相 运移的结果 ， 碳数分布 比油层窄[ I 1 ] 。因此， 可 以 根据碳数分布来识别油、 气、 水层。油层的碳数分 布范围最宽 ， 碳数分布为 C ～C 。 。 ； 气层的碳数分 布一般在 C ～C 。 之间， 但高碳数 的正构烷烃 的 丰度明显偏低 ， 原因是在相同的温度压力条件下 ， 气体对高碳数和低碳数化合 物的溶解能力不同， 所以气层常常表现 出高碳数 正构烷烃丰度偏低 ； 水层的碳数分布最窄 ， 为 C ～C 。 。 4 ． 3 核磁共振测井的应用 利用核磁共振测井资料 ， 求得地层束缚水饱 和度来评价低电阻率油气层 ， 是国外普遍采用的 一 种新的十分有效的方法。近两年来 ， 核磁共振 测井技术在国内各油 田得 到了较快的推广应用 ， 成为解决油田各类复杂或特殊地质问题的重要手 段。核磁共振测井仪的原理是利用永久磁铁在井 眼周围的地层 中建立静磁场 ， 使地层产生磁化 ， 采 用 自旋 一回波技术 ， 测量地层中氢核在静磁场中 共振信号的横向弛豫时间 分布。理论与实验 研究 已经证 明L 1 ] ， 测量得到的 分布反映了 不同的地层孔隙大小分 布。岩石的比表面越大， 孔隙越小， 衰减就越快， 越短； 反之 ， 岩石的 比表 面越小 ， 孔隙越大， 包含更多容易产出的流 体 ， T 。 衰减就越慢 ， T 也就越长。由此可知 ， T 。 衰减较快的分量对应于地层 中细管束缚水 ， 而衰 减较慢的分量则对应于地层中 自由流体。 4 ． 4 薄层评价技术的应用 薄层的合理评价要求电阻率测量值具有深探 测特征和高垂向分辨率， 对常规电阻率测井方法 来说， 这两种条件在很大程度上不能同时满足。 薄层电阻率测井独特的仪器设计不但使其垂向分 辨率提高 ， 而且 使其径 向探 测深度达 到 0 ． 3 3 ～ 0 ． 5 3 m。计 算 机 模 拟 和 现 场 测 试 结 果 表 明， T B R T仪器能探测到层厚小于 1 ． 2 c m 的薄层， 能 提供 2 ． 5 c m 厚的薄层 电阻率 数据。这样就 使先 前认为无商业价值的薄层 ， 以及对于常规 的不同 电法测井响应偏低的储层有可能投入生产 。薄层 声波测井采用双发 4收， 纵向分辨率达 2 0 c m。由 此可见， 薄层声波的纵 向分辨率明显高于常规声 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 测 井 与 射孔 2 0 0 6生 波曲线 ， 与微 电极 曲线对应性好 。薄层测井 曲线 更清楚地反映了地层的真实情况。T B RT测井曲 线与常规双感应测井曲线比较 ， 薄层反映明显 ， 非 均质性响应好。如某井 2 2号层常规解释为油水 同层 ， 但是双侧向曲线及 T B R T 曲线显示该层呈 砂泥互层沉积特征 ， 自然伽玛、 自然电位曲线也有 反应 ， 常规电性显示不好是泥质夹层影响引起的。 在薄层测井 中， TB RT及双侧 向在砂岩处 电阻率 明显 增大， 因此用薄层评价技术解 释为油干层 。 2 3号层岩性、 电性一般， 较致密 ， 常规解释为含油 水层； 而用薄层 测井分辨率提 高， 所测 T B R T和 双侧 向响应值明显高于常规深感应 ， 所以用薄层 评价技术解释为油干层 。 4 ． 5 油水相对渗透率确定低电阻率油气层 为了准确计算含水饱和度 ， 在计算低 电阻率 油气层时 ， 应采用高温高压岩电实验结果， 建立含 水饱和度模型以及用孔隙度和泥质含量求取束缚 水饱和度的模型； 然后对岩样油水相对渗透率实 测结果进行多元非线性 回归 ， 建立油水相对渗透 率计算公式 ， 用油水相对渗透率确定低 电阻油气 层的产液性质[ 1 。 4 ． 6 数学方法识别低电阻率油气层 常规的测井方法不能有效地识别低电阻率油 气层 。近几年 ， 数学方法结合测井、 测试资料识别 低电阻率油气层 的研究取得了很 大的发展 ， 并显 示 了很好 的效果。 1 综合评判法在低 电阻率油气层 中的应用 灰色系统理论认为， 任何随机过程都是在一 定幅值范围和一定时域内变化的。对于油、 气 、 水 层来说 ， 它们的各类特征参数均不是确定值 ， 而是 在一定范围内变化， 即为会数。由它们的界限值 组成的信息系统 ， 其数据离散、 杂乱 ， 包含 了多种 影响因素 ， 对此很难做出定量描述。但 它们作 为 灰色信息系统来讲是一个整体 ， 是有序 的。 结合地质和测试资料 ， 采用灰色综合评 判方 法研究和识别低 电阻率油气层具有较快 的速度 ， 标准化、 自动化程度较高， 且适用于非线性、 非指 数或非对数分布 ， 计算工作量小。依此方法编制 相应的处理软件， 处理 了一些原来被解释为水层 而实际为低电阻率油层的井段 ， 取得 了明显的地 质效果L 1 引。 2 模糊综合评判法在低 电阻率油气层 中的 应 用 模糊综合判别原理 设有两个 有 限论域 U； ； 【 厂 ， ， ⋯， } ， 一 { V。 ， V 。 ， ⋯， V ； 其 中 U代表综合 评判 的因索 所组成的集合 ， V代表评语组成 的集合。设 A n ， n 。 ， a ， ⋯， a n 是 U上 的一个模糊 向量， B 6 ， ， 玩， ⋯， 是 V上的一个模糊向量 ， R是从 U到 V变换 的模糊关系 rl a r1 2 ⋯ r1 “ r 2 3 r 2 2 ⋯ r 2 H ■ ⋯● ⋯●⋯●● ⋯● rn 3 rn2 ⋯ r 2 那么从 A到 B 的模糊变换为 B ； A R 在 B向量 中根 据最大隶属原则就可以做 出 判别。 施冬、 郭甲世等人应用模糊综合判别法处理 五里湾地区的低阻储层与测试结果 比较表明， 用 模糊综合判别法判别低阻油层效果 比较好， 具有 较高的分辨率 。找到了十余 1 3 井 中原来被认为是 水层或油水层的层段 ， 实际上是油水层或纯油层 ， 为油田的增储增产找到了一条新 出路[ 1 。 3 人工神经网络在低电阻率油层中的应用 人工神经网络识别油水层 ， 就是把钻井取心 分析、 试油资料与相关测井信息的对应关系作为 已知样本 ， 通过已知样本的学习获得识别模式， 从 而对未知层段进行预测。研究一般采用人工神经 网络中的前馈网络模型 ， 见图 1 。网络分为 3层 输入层 、 隐含层 和输 出层。上一层的神经元只接 受下一层神经元 输出的信号 ， 同层神经元之间没 有反馈 。网络的学习过程就是不断调整神经元之 间的连接权 ， 直到输 出值与期望输 出值间的误差 达到足够小 ， 从而使输入层 与输出层之间建立联 系。网络预测是通过输入上述建立 的输入层与输 出层之间的关系， 从输入层输入一组数据 ， 即可在 输 出 层 得 到 相 关 值 。现 在 一 般 采 用 1 9 8 6年 Ru me l h a r t 等人提出的前向多层网络 B P算法 ， 以 单极 S形函数 y f x 一 1 ／ 1 e x 作为激励 函数 ， 开发油水层识别软件 ， 来识别低电阻率油气 层 。 低电阻率油层具有以下 电性特征 随着岩性 变差 ， 自然 电位负异常减小 ， 微 电极正异常减小， 电阻率也相应减小 ， 其趋势基本一致 ， 是油气层束 缚水含量增加 的反映。水层对上述规律则不清楚 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 刘虎 低电阻率油气藏成固、 识别与解释方法 图 1 B P神经 网络的基本结构 隐禽居 或出现相反的趋势， 如随着储集层渗透性变好 ， 电 阻率降低。使油层的这种特征定量化是比较困难 的， 为此 ， 可应用人工神经 网络技术 ， 将 电性与含 油性之间的上述关系“ 隐” 于反复调节得到的连接 权之中， 从而成功地实现 了低阻油层的识别[ 1 。 4 水层分形识别法 储集层主要靠所含的流体离子导电， 岩石 内 流体是含油、 气、 水等的多相介质， 流体离子主要 是含有一定矿化度的水和原油中含盐组分及乳化 水等离子的组合 。对 于油气层 ， 油和气的电阻率 在几十到上百兆欧姆 ， 接近于绝缘体， 而油气又阻 碍水中所含矿物质的离子运动 ， 使导电能力减弱， 减小了电阻率曲线 的变化梯度。因此， 相对 于水 层 ， 油气层电阻率曲线比较平滑 ， 这一特征在实际 测井 曲线上反映为 对于油层 ， 主要反映孔隙度的 声波时差和深电阻率 深侧 向、 深感应 呈负相关 性 ， 二者曲线具有“ 反 向” 的细微特征； 而水层与油 层相反 ， 二者曲线呈正相关性 ， 具有“ 同向” 细微特 征 。孑 L 隙度和电阻率 曲线间这种细微特征隐含着 储集层含油性的信息 ， 用其 波形 网格分形维可以 很好地描述波形 信号 的复杂程 度[ 1 。通过研究 储集层孔隙度和电阻率曲线问这种微差形态波形 的网格分形维 ， 可从其 中提取出含油气性的信息， 对油水层进行识别。 5 结论 1 低电阻率油气层成 因机理非常复杂 ， 宏 观地质作用和各种微观因素都不同程度地促成了 低电阻率油气层 的形成。 2 低 电阻率油层作 为一种非常规储层 ， 其 含油性受多个因素影响。常规测井解释方法评价 低 电阻率油层有很大的困难。核磁共振测井等新 技术 的应用 ， 使识别低电阻率油气层 的准确度大 大提高 。 3 各种数学方法在解释低电阻率油气层中 也有成功的应用 ， 为解释这些非常规储集层 开辟 了新 的途径。 参考文 献 [ 1 ] 曾文冲．低电阻率油气层的类型成因及评价方法的分析 上 ．地球物理测井 ， 1 9 9 1 ， 1 5 1 t 6 ～1 2 [ 2 ] 曾文 冲 ．油气层储集层测井 评价技术 ．北京 石油 工业出 版社 ， 1 9 9 1 [ 3 ] 欧阳健 ．油 藏中饱和度 、 电阻率规律 研究～ 深入分 析低 电阻油层 ．石油勘探与开发， 2 0 0 2 。 2 9 ； 4 4 ～4 7 [ 4 ] 孙建孟等 ．低阻油气层评价方法 ．石油学报 ， 1 9 9 8 ， 3 8 3 ～ 8 8 [ 5 ] Wo r t h i n g t o n ． P a u l F ．Re c o g n i t i o n a n d De v e l o p me n t o f Lo w Re s i s t i v i t y Pa y Z o n e ． S PE3 8 0 3 5． 1 9 9 7 [ 6 ] Z e ma n e k J ．L o w R e s i s t i v i t y Hy d r o c a r b o n B e a r i n g S a n d Re s e r v o i r s ． SPE Fo r ma t i o n Ev a l u a t i o n，1 9 8 9， 4 6 5 1 5～ 5 2 1 [ 7 3 P a i n t S ． A p p r o a c 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