低电阻率油层成因识别与开发潜力分析

低电阻率油层成因识别与开发潜力分析

低阻滞油层是指含有大于50%水分和小于2%的油层。电阻率值较低地层,常被误解释为水层,但油气产能高。究其原因,是存在于油气层中的水大部分为束缚水,所以高束缚水饱和度和低含油饱和度是形成低阻油层的关键。随着勘探程度逐渐加深、开发井网不断完善,低阻油层将占有越来越重要的位置。对于老油田及周边地区来说,低阻油层的挖潜是延缓油田产量递减的一种有效措施。1低粘度油层形成低阻油层按照其成因主要可以分为两大类:一类是由沉积时就决定的低阻储层所导致,另一类是钻探过程中泥浆侵入作用产生。1.1储层中泥质含量沉积时形成的低阻油层按其形成的时期可分为成藏作用时期形成和成岩作用时期形成两种。在成藏过程中,当储层中的泥质含量较高时,粘土矿物质的高阳离子交换能力会导致地层附加导电性表现突出,成为引起电阻率下降的主导因素。在成岩过程中,由于岩石细粒成分(粉砂)增多或者粘土矿物的充填富集,导致地层中微孔隙十分发育,束缚水含量明显增加,再加上地层水矿化度的影响,形成低阻油层。1.2层的双侧向电阻率在渗透性地层,井筒内钻井液侵入地层也是一种常见的现象。淡水泥浆的侵入会提高水层和含油水层的双侧向电阻率,提高量与含水饱和度大小成正比;同时,降低油气层的双侧向电阻率,降低量与含油饱和度大小成正比,降低的速度要比水层电阻率增大的速度低的多。盐水泥浆的侵入能同时降低油气层和水层的电阻率,但对油气层降低幅度远大于水层,因而也可能形成低阻油层。2改进的电性面板图低阻油层从电性特征上表现为两种类型:一类是油层电阻率绝对值低,另一类是油层电阻率的绝对值较高,但它们共同特点是油层与水层的电阻率值差异小,电阻增大率小于2。第二类低阻油层的识别难度较大。目前识别低阻油层的有效手段依然是测井技术。一个油层是否为低阻油层,唯一的参照对象是同一油水系统内的水层电阻率,而不是邻近的泥岩层或干层,更不是以油层电阻率值的高低而划定。在南堡凹陷庙30断块使用改进的孔隙度—电阻率识别法,对低阻油层识别,效果较好。传统的电性图版,即地层孔隙度(通常用一种孔隙度测井值,如声波时差Δt)与地层真电阻率Rt(通常用深探测的电阻率测井值,如深侧向RLLD、深感应RILD)的交会图,它被广泛的用于定性识别油水层。但只有在电性主要反映地层孔隙流体的情况下,该方法才能得到较好的应用效果。一般适用于纯砂岩地层,且孔隙较大、渗透率较高、孔隙结构相近的情况,如图1是老爷庙油田庙30断块低阻油层的传统电性图版。对岩性基本相同、孔隙结构相似、地层水矿化度变化不大的地层,除地层水饱和度因素外,泥质含量是影响地层电阻率的主要因素。该方法对泥质砂岩的电阻率进行“泥质校正”之后成为“纯砂岩”地层的电阻率。深侧向电阻率泥质校正公式如下:式中:Rt———泥质校正后的电阻率,Ω·m;Vsh———泥质含量,%;RLLD———深侧向电阻率,Ω·m;Rsh———泥岩平均电阻率测井值,Ω·m。经泥质校正后,油层和油水同层的电阻率增大明显,而水层的电阻率只有小幅度增大。由此,在改进的电性图版上,油层、油水同层和水层区别比较明显。图2是老爷庙油田庙30断块校正后的电性图版。这类以电阻率测井为主的识别手段还有很多,例如:中、深感应之差与深感应比值-深感应测井交会图法,中感应-伽马射线交会图法等,这里不再冗述。3低阻油藏储层精细特征对于高勘探程度的老油区及其周边地区来说,低阻油藏的挖潜是延缓油田产量递减的一种有效措施。老爷庙油田是冀东油田南堡凹陷陆地范围内的四个主要二级构造带之一。有利勘探面积约80km2。老爷庙油田的沉积物具有近源碎屑沉积特点,岩性偏粗,且缺少稳定分布的盖层,所以含油气性差,不能规模成藏。只有在纯泥岩夹层发育的地区,在能够提供较好的封盖条件下局部成藏。现已发现的具有明显低阻特征的油藏主要分布在东营组地层中,其储层主要为扇三角洲前缘相的水下分支河道和前缘席状砂沉积。储层碎屑颗粒成分以石英为主,平均含量为43.5%;长石为31.2%;岩屑18%,以酸性喷出岩居多。碎屑颗粒呈次棱角-次圆状。颗粒胶结类型以孔隙式为主,胶结物成分以泥质为主。粘土矿物成分以高岭石为主,含量为39.78%;其次为蒙脱石,含量为10.58%;伊利石含量10.35%;绿泥石含量8.5%。同时,储层流体具有高束缚水饱度和高矿化度地层水特征,东营组地层水矿化度平均值为7038mg/L。综上所述,老爷庙油田具备粘土矿物充填富集,微孔隙发育的特点,束缚水饱和度较高等低阻油藏的特点。很多后来被证实的油层电阻率值很低,有一些油层甚至比同井次解释为水层的电阻率更低,很多低阻油层没有得到动用。因此,老爷庙油田特别是东营组油藏挖潜空间较大。自1975年钻探第一口探井南4井,到现在近40年的时间,老爷庙油田的勘探开发工作不断推进,油田已经进入到中后期,目前平均单井日产油1.6t,综合含水达到93%。在这种条件下,对低阻油层的开发显得意义重大。庙30断块内的两口主要采油井:M30井和M30-16井在东营组地层中已投产的几个层电阻率值都很低,具有比较典型的低阻油层特征。M30-16井的62、63号层(图3),以及M30井的141、142号层(图4),这几个层经反复论证解释为低阻油层,投产后,每日自喷生产8~10t纯油。M30-16井是一口滚动开发的新井,电阻率特征明显的油层少,且邻井同层系已经高含水。于是决定对于62、63号两个低阻油层进行射孔作业,喜获工业油流,4mm油嘴自喷生产,日产8~10t纯油,最高日产超过12t。M30井是老井,累计产油近8000t,但从2010年开始日产油不足1t,且能量不足,于2012年8月关井。受M30-16井东营组低阻油层的启发,于2013年5月对M30井大修完补孔141、142号两个低阻油层,再获高产油流,2mm油嘴自喷生产,日产8~10t纯油,最高日产超过11t。从投产的实际情况可以证实研究人员的判断。从这两口井的测井曲线上可以看出,除了电阻率值比较低之外,目标层位顶部有比较纯的、稳定的泥岩封盖,在一个以构造-岩性双重控制的储层中,这个特点有利于油气的聚集和保存。低阻油藏的开发成本较低,庙30断块并没有针对低阻油藏进行专门的前期勘探投入,主要是靠老井复查和滚动扩边。自2008年以来,靠补孔措施增加的产量已经成为措施构成的主要部分,在补孔措施中,以往的一些被忽略的低电阻率油层是主要措施对象。4油气层的识别(1)低阻油层的成因机理复杂,识别低阻油层应该综合考虑粘土矿物质含量、束缚水饱和度、地层