鄂尔多斯盆地北部FF区低阻油气层评价方法.pdf

2 0 1 0年 9月 第 2 5卷第 5期 西安石油大学学报 自然科学 版 J o u r n a l o f X i a n S h i y o u U n i v e r s i t y N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n S e p．2 01 0 V o l _ 2 5 No ． 5 文章编号 1 6 7 3 - 0 6 4 X 2 0 1 0 0 5 - 0 0 0 1 -05 鄂尔 多斯盆地北部 F F区低 阻油气层评价 方法 杨 玉祥 中国石油大学 石油工程学 院 ， 北京 1 0 2 2 4 9 摘要 为 了解决鄂尔多斯盆地北部 F F区低 阻油气层测井评价 问题 ， 对研 究区进行 了地质分析 、 低 阻油气层测井曲线特征分析． 在岩心分析 的基础上进行 了工区低 阻油层成因机理研 究； 最后针对研 究 区低 阻储 层识 别 的难点提 出技 术 对策 ， 建 立 了该 区低 阻油层判 识标 准 ， 提 出 了多种低 阻 油层 测 井 识别的辅助方法． 研究表明， 本 区低 阻油层的主要成 因是 目的层孔 隙结构复杂及储层微孔率高、 地 层水矿化度 高、 黏土膜改善 了合 油地层 的导电路径等． 采用岩心物理 实验和试油刻度与测井解释相 结合的方法， 可以有效提高低 阻油层的判识精度． 关键词 鄂 尔多斯盆地 ； 低 阻油层； 成 因机理 ； 判识方法 中图分类号 T E l 2 2 ． 2 文献标识码 A 低阻油气层指在同一油水系统 内油气层与邻近 纯水层 的电阻率之 比小 于 2 ， 即油气层 的电阻增大 率小于 2的油气层 。 ． 判断一个储层是否为油气 层的重要依据之一是测井 电阻率 ， 因此 ， 不论油层 电 阻率绝对值较低还是较高， 只要其电阻增大率较低 ， 都会给油层的识别带来极大 的困难． 低阻油层与常 规油层特征不同， 目前常规的测井技术还不能有效 地揭示这类油气层 ． 低 阻油层 由于受 岩性 、 物 性 、 含油性 、 水性 、 侵人性 、 润湿性等诸 多内 、 外因素 的影响， 其电阻增大系数明显低于高阻油层 ， 有时甚 至等于水层 ， 因此测井解 释时也容易与水层混淆 ， 造 成勘探过程中漏掉油层或错判为水层 和干层 ． 低阻油层测井识别与评价一直是测井分析家和油气 田地质工作者的关注焦点． 做好低阻油层识别评价 的关键是抓住低阻油层的微 观成 因机理 ， 针对性地 开展 四性关系研究 ， 将常规测井方法与测井新技术 、 测井评价新思路相结合 ， 综合分析 ， 精细评价． F F区主要分布在 J Y地区东部 ， 主要为 中低孑 L 、 低渗型储层 ， 含油饱和度偏低 ， 使测井响应 中来 自油 气的影响因子小 ， 大大降低 了电性资料对油气 的揭 示能力 ， 用通常经验建立的延长组 、 延安组油水层测 井解释标准与试油结果存 在明显差异 ， 直接导致 了 低阻油层不同程度地漏失． 因此， 本文将对 F F区低 阻油层成因机理 、 判识方法关键技术进行研究． 1 研 究区概 况 1 ． 1 地 质概 况 工区位于鄂尔 多斯盆地西缘逆 冲断陷带北部 图 1 ， 主要含油层为长 2油层． 油区具有岩性圈闭 图 1 研 究区所在位置 示意图 收稿 日期 2 0 1 0 - 0 3 1 7 基金项 目陕西 省工业攻 关计划基 金项 目 编号 2 0 0 9 K 1 01 5 作者简介杨玉祥 1 9 6 0 一 ， 男， 博士研究生， 主要从事低渗透油田开发管理和油田开发战略研究 一 2 一 西安石油大学学报 自然科学版 特征 ， 闭合面积小 ， 闭合度小 ， 储层发育 ， 油气分布广 泛． 长 2油藏中深 1 9 7 0 H I ， 砂体顶部构造呈东高西 低 的特征， 东部构造最高为 一3 2 0 m， 西部构造最低 达 一 3 4 0 I n ， 相对构造幅度为 2 0 m． 1 ． 2 长 2储层测井曲线特征 一 般而言， 常规含油层电阻率高于含水层 ， 在泥 浆滤液矿化度适合的条件下 ， 油层 常呈 现“ 泥浆低 侵” ， 含水层呈现“ 泥浆高侵” 特征 ， 常规含油层易于 识别 。 ． 本区长 2油层 的测 井 曲线特 征并非如 此， 呈现复杂含油层特征． 以 F F 3 - 5井 为例 ， 其长 2 储层深感应 电阻率 6 ． 3 8 Q m， 中感应电阻率 6 ． 3 7 n I n ， 八侧向电阻率 8 ． 9 1 Q m， 该层试油结果为 只出油不出水 ， 日产油 3 1 ． 5 t ， 油层并非传统 “ 油层 低侵” ， 反而是高侵． 油层组下部含水层深感应电阻 率 3 ． 1 2 Q m， R ／ R ， 2 ． 0 ， 该油层为典型的低阻油 气层 图 2 ． 图 2 F F 3 ． 5井长 2含油层测井 曲线特征 2 低 阻油层成 因机理分析 2 ． 1 研 究 区岩心 分析 长 2储层砂岩为灰褐色长石质石英细砂岩， 矿 物以石英 、 长石为主． 石英体积分数为 3 7 ． 2 ％ ， 长石 体积分数为 3 3 ． 7 ％， 岩屑为 1 5 ． 0 ％ ， 填 隙物总量平 均为 9 ． 7 ％． 填隙物主要有高岭石 、 硅质 、 绿 泥石 、 长 石质 、 铁方解石 、 铁 白云石 、 水云母等． 其中硅质和铁 质含量相对较高 ， 使本区长 2储层物性相对较差． 根 据岩心铸体薄片、 扫描电镜 图 3 分析统计 ， 本区长 2储层有效孔隙类型主要有原生粒问孑 L 、 次生溶孑 L 、 晶问孑 L 3大类． 残余原生粒问孔在延长组 油层 中有 2种形式存在 一种是 由于绿 泥石薄膜胶结后形成 的残余粒间孔 ， 最为发育 ； 一种是石英次生加大后的 残余粒间孔． 原生粒 问孑 L 是研究 区长 2储层主要孔 隙类型． 图 3 D J 3井岩心 照片 2 3 3块岩心资料 分析表明， 本区长 2砂岩最大 孔隙度为 1 8 ． 5 ％ ， 最小孔隙度为 3 ． 2 4 ％ ， 平均孔隙 度为 1 4 ． 4 ％； 最大渗透率为 3 5 ． 5 4 2 X 1 0 ～ m ， 最 小渗透率为0 ． 0 1 41 0 m ， 平均渗透率为4 ． 1 0 0 X 杨玉祥 鄂尔多斯盆地北部 F F区低阻油气层评价方法 一3 1 0～ um ． 2 ． 2 长 2低 阻油层 成 因机理 2 ． 2 ． 1 孔隙结构特点 长 2储层孔 隙度较高 ， 而 渗透率较 低 ， 为 0 ． 3 6 5， 不 到 延安 组储 层 的 1 ／ 6 0 ． 低 K ／ 值反映了储层微孑 L 隙发育和喉道偏细 的孔隙结构特点． 本区典型压汞曲线分析表明 ， 岩样 喉道累积渗透率贡献值达到 9 9 ％ ， 对应的喉道半径 为0 ． 4 m， 而这 些孔 喉对 孔 隙度 的贡献 值 只 有 5 0 ％， 说明储层不具备渗流能力或渗流能力很差的 微孔隙系统在总孔隙系统 中所 占比例较大． 微孔隙 系统中储存的束缚水是导致油层表现为低阻的主要 原 因． 2 ． 2 ． 2 地层水矿化度 本区 目的层地层水矿化度 平均为 1 0 3 ． 7 g ／ L， 换算后 的地 层水电阻率为 0 ． 0 4 Q IT I ． 阿尔奇公式为 式中 5 为含水饱和度 ， ％； 0 ， 6 ， m， n为岩电实验参 数 ； w为地层水 电阻率 ， 1 T I ； 为地层 电阻率 ， n IT I ； 为孔隙度 ， ％． 对式 1 变化可得到 2 根据岩电实验结果可 以确定式 2 中的 。 ， 6 ， m， n ． 若取平均孑 L 隙度 1 6 ％， 设油层残余油饱和度为 3 0 ％， 泥浆滤液电阻率为 0 ． 4 5 1T I ， 代人式 2 可 求得冲洗带电阻率为 8 ． 2 Q 1T I ； 若取地层原始含油 饱和度为5 0 ％ ， 地层水 电阻率为0 ． 0 4 Q 1T I ， 求得地 层深电阻率为 5 ． 1 IT I ， 这与实际测井的结果基本 一 致 ， 说明近井地带 由于泥浆滤液对油驱替和对地 层水矿化度的淡化， 使地层 电阻率径 向剖面出现 由 浅到深 的增阻侵入剖面特征． 2 ． 2 ． 3 黏土膜对含油地层 导电路径的改善本 区 长 2地层主要黏土矿物为阳离子交换能力弱的高岭 石和较弱的绿泥石 ， 加之地层水矿化度高 ， 所以因阳 离子交换而引起的泥质附加导电性很小． 在相 同孔 隙度条件下 ， 含泥质纯水层 的导 电路径将 比 1 0 0 ％ 含水时的纯砂岩导 电路径复杂， 这就是通常看到测 井电阻率随 自然伽马异常升高而增大的原因． 相反 ， 在含油岩石中， 呈孑 L 隙充填产状 的蚀变型高岭石提 供的晶间微孔可大大增加束缚水饱 和度 毛管束缚 水和黏土吸附水 ； 另一方面 ， 呈孔隙薄膜状的绿 泥 石又可以通过黏土薄膜滞水的增厚使导电路径变均 匀 ， 从而大大降低地层电阻率 ， 这是鄂尔多斯盆地 中 生界储层由于含泥质引起油层电阻率降低的 2个主 要 原 因． 3 低 阻油层测 井评价方 法 3 ． 1 低 阻油层判识难点与对策 低阻油层与常规油层 的特征不同 ， 目前常规的 测井技术还不能有效地揭示这类油气层． 其难点 主 要为 低阻油层 由于受岩性 、 物性 、 含油性 、 水性 、 侵人 性 、 润湿性等诸多内、 外 因素的影响 ， 其 电阻增 大系 数明显低于高阻油层 ， 有时甚至等于水层 ， 因此测井 曲线解释时也容易与水层混淆 ， 造成勘探过程中漏 掉油层或错判为水层 和干层 ， 尤其是 当高阻油层 与 低阻油层并存 时更是如此． 针对研究 区长 2低阻油层的识别难点 ， 结合其 储层地质特征 、 物性特征 、 构造特征 、 孔隙结构特征 、 四性关系及其低阻油层形成机理 ， 提 出本区低 阻油 层识别方法主要为 综合地质 、 岩心 、 试油等资料信 息 ， 选择能有效 识别低阻油层 的测井 响应 测井 曲 线 ， 将岩心物理实 验和试 油刻度与测井解释相结 合 ， 开展四性关系研究 ， 建立能有效识别低阻油层的 参数解释模型， 在地质资料和试油资料约束下 ， 建立 研究 区长 2低阻油层判识标准 ， 结合测井 曲线进行 定性识别 ， 借助有关解释参数进行定量识别． 1 利用孔隙度与声波时差 、 补偿密度 、 自然伽 马相对值的较好对应关系 ， 由数理统计方法得到孔 隙度 的计算公式 ； 2 选用 自然伽马相对值 、 声波时差、 补偿密度 等参数通过多元回归方法得到渗透率的计算公式 ； 3 利用 自然伽马相对值等得到泥质含量计算 公式． 4 通过岩电实验数据建立 了地层因素和 电阻 增大率的关系 ， 通过矿化度等参数确定 R ， 进而推 算出含水饱和度公式． 3 ． 2 低 阻油层判识标准 以试油资料为约束 ， 采用岩心物理实验和试 油 刻度与测井解释相结合的方法分析确定的几项计算 参数与岩心物理实验结果吻合很好 ， 主要参数误差 缩小到半个数量级． 长 2的油 、 水层识别划分标准见 表 I ． 统计表明， 以上标 准基本能够定性识别大多数 井的油水层 ， 但关于这些油水层含油多少 、 能否出油 都需按新方法处理． 一 4 一 西安石油大学学报 自然科学版 表 1 长 2低 阻油水层识别划分标准 3 ． 3 低 阻油层辅助判识方法 3 ． 3 ． 1 纵向电阻值对 比法用相邻砂体测井 曲线 进行综合对 比， 先找出明显的水层 ， 再将 目的层的物 性与水层进行对 比判识油水层． 具体做法为 当 目的 层电性响应显示其物性 同水层相 当或 比水层更好 时 ， 若 目的层 4 m 电阻 率 R 。 或 深感 应 电阻率 R I L D大于或等于水层 R 。的 2倍时 ， 可能为油层 或油水层 ； 或用深感应 电阻率与相邻水层对 比， 当电 阻率满足 R w 目 的 层 R w 水， 渗透率满足 K目 的 层 K 水， 泥质体积满足 H 目 的 层一 f { 7 K ， 孔隙度满足 目 的 层 水 ，若 目的层的深感应电阻率大于或等于对应水层 电阻率 2倍时， 为油层 ； 若大于或等于对应水层 电阻 率 1 ． 5倍时 ， 为油水层． 3 ． 3 ． 2电阻率曲线形态法根据电阻率 曲线特征 ， 若满足下列条件 ， 即为油 水 层 ①径 向电阻率曲 线显示原状地层 、 浸人带 、 冲洗带三者 电阻值相近， 深中感应 一八侧向 3条 曲线接近重合 ； ②深 中感应 曲线“ 无差异” ， 八侧 向电阻呈高值 ； ③深 中感应 曲 线呈微小 的“ 负差异 ” 即深感应 电阻值略低 于中感 应电阻值 ， 八侧向曲线显示 电阻呈高值． 同时需要 结合含水饱和度与束缚水饱和度大小进行 比较 ， 方 可确定可动油 、 水的比例关系等． 3 ． 3 ． 3 泥质含量差异对比法 由于受泥质含量等 影响 ， 一些地区会出现测井异 常． 如 同一段砂体， 当 地层水矿化度大于泥浆滤液矿化度时 ， 自然 电位曲 线呈现负异常， 自然伽马幅值有高低变化． 若高 自然 伽马段的声波时差高 、 密度低 、 电阻幅值低 ， 即为油 水 层． 若高 自然伽马段与低 自然伽马段电阻率之 差与低 自然伽马段对应电阻值之比小于 2 0 ％ ， 且双 侧向电阻率测井曲线重合 ， 则与低 自然伽 马段含油 特征 相 I司． 3 ． 3 ． 4 横向对比法横 向对比法是基于油藏特征， 依托于对关键井 、 关键层 的认识 ， 通过储层横 向对 比， 研究电性与岩性 、 物性 、 含油性及水性 的匹配关 系， 以及录井油气显示 ， 综合定性识别油水层 的方 法． 横向对 比的步骤包括精细校斜 、 多井小层对 比、 分析解释层位在油藏 中的位置 砂顶海拔对 比 、 分 析资料点在交会 图中的位置 、 了解邻井电性特征和 试油情况分析等． 在此基础上 ， 根据低幅度油藏中饱 和度的分布规律识别油水层． 在开发井解释中， 由于试油资料 比较多 ， 对油藏 的认识也相对 比较清楚 ， 邻 井横 向对 比法在解释中 非常 重要 ． 3 ． 3 ． 5 核磁共振测 井差谱 法高束缚 水及 中高矿 化度 、 高孔 隙度是影 响该 区电阻率的 主要 因素． 因 此， 低阻油层解释的关键在 于确定地层 的束缚水含 量 ， 核磁共振测井可提供地层可动流体体积 、 束缚流 体体积 ， 同时 利 用 油 与 水 的驰 豫 特 征识 别 油水 层 ． 如对本区 WP 1井长 2地层 的核磁共振测井 分析结果为总孔 隙度 1 3 ． 5 ％ ， 有效孔隙度 1 3 ． 3 ％ ， 毛细 管束 缚 水 孔 隙 度 4 ． 7 ％ ， 可 动 流 体 孔 隙度 8 ． 6 ％ ， 含油饱和度 3 4 ％ ， 平 均渗透率 0 ． 6 91 0 。 m ． 电阻率 7 ． 1 2 n m， 为增 阻侵入． 从 区间孔隙 度分析来看 ， 4～1 0 2 4 ms 的横向驰豫时间 T 谱均 有分布， 且范围较宽， 说 明有一定的含油显示 ； 从波 形和差谱分析看 ， 谱 的位置明显后移 ， 分布较宽 ， 具 有单 一双峰混存特征 ， 说明大中孑 L 径所 占比例较高 ， 含油性中等； 核磁钡 0 量的 T D A分析表明有可动水和 油存在， 解释为油水层 ， 试油结果 日产油 2 ． 5 m ， 水 2 3 ． 9 m ， 与核磁共振’ 贝 6 井解释一致． 4 结束 语 低阻油层识别一直是测井地质研究的一个热点 问题 ， 本研究瞄准 F F区低阻问题焦点， 分析 了低阻 储层 的测井曲线特征及工区低 阻成因机理 ， 进行 了 测井识别方法研究． 研究表明 1 本 区储层常 规测井 曲线特 征呈现 为“ 泥浆 高侵 ” ， 油层 电阻率与邻近水层 电阻率之 比不大于 2， 为典 型的低阻油气层 ， 油水层识别难度大． 2 根据地质资料 、 岩心资料分析 ， 确定了本区 低阻油层 的主要成因是 目的层孔隙结构复杂及储层 微孔率高、 地层水矿化度高 、 黏土膜改善了含油地层 的导电路径． 杨玉祥 鄂尔多斯盆地北部 F F区低阻油气层评价方法 3 将岩心物理实验和试油刻度与测井解 释相 结合开展四性关系研究 ， 分析确定 的低阻油层常规 测井曲线划分标准可 以有效提高低 阻油层的判识 精度． 4 纵向电阻值对 比法 、 电阻率 曲线形态法 、 泥 质含量差异对比法 、 横 向对 比法 、 核磁共振测井差谱 法等辅助识别低阻油层取得 了良好的效果． 5 本研究建立 的低阻油层评价方法对邻 区具 有借鉴意义． 参 考 文 献 [ 1 ] 雍世和， 张超谟． 测井数据处理与综合解释[ M] ． 东 营 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