■ 余琪祥

讓低電阻率油氣層不再與勘探家“捉迷藏”

■ 余琪祥

油氣勘探開發(fā)過程中，有一類油氣層經(jīng)常與勘探人員“捉迷藏”。從電測井曲線上看，這類油氣層因為電阻率低而與水層相似，常被誤認為水層或含油水層，但測試時往往能獲得較高的油氣產(chǎn)能。因此，地質(zhì)專家將這類油氣層稱為低電阻率油氣層。例如，大港油田的張海501井、港深61井通過測試，發(fā)現(xiàn)測井解釋為水層的大段地層實際為油層，從而使油層厚度較測井解釋增加了1倍。

塔里木盆地塔北隆起大澇壩構(gòu)造沙49井蘇維依組（4858～4904米）測井解釋綜合成果圖

“捉迷藏”由來已久

位于塔北沙雅隆起桑達木構(gòu)造上的沙29井，錄井在三疊系砂巖中見到了5米厚的油浸、油跡和熒光顯示的砂巖，而完井后測井解釋人員根據(jù)測井資料反復解釋為水層（視電阻率很低），而未進行試油。但地質(zhì)專家一直對這個“水層”懷疑在心，測井解釋為水層，為什么錄井油氣顯示那么好呢？經(jīng)過反復研究，特別是與我國東部地區(qū)低電阻率油層特征對比后，地質(zhì)專家認為沙29井三疊系油氣顯示層為低電阻率油層。理由是油氣顯示井段電阻率雖然很低，但其下部水層電阻率更低，從而增加對三疊系含油氣性的信心，并決定對其進行油氣測試，結(jié)果獲得了日產(chǎn)油39.7立方米、天然氣9.06萬立方米的高產(chǎn)油氣流。又如，位于阿克庫勒凸起艾協(xié)克構(gòu)造上的沙23井，于石炭系發(fā)現(xiàn)了油氣顯示，但測井解釋為水層，地質(zhì)專家對此表示懷疑，經(jīng)過測井資料重新處理解釋后認為可能是低電阻率油層，后經(jīng)過測試驗證，試獲了日產(chǎn)油31立方米的工業(yè)油流。實現(xiàn)了塔北新構(gòu)造、新層位的油氣突破。

低電阻率油氣層在我國許多含油氣盆地不斷地被發(fā)現(xiàn)，東部地區(qū)的河南、勝利、渤海灣、吉林、遼河和大慶等油田均發(fā)現(xiàn)了許多低電阻率油氣層，如文留油田電阻率為0.7～2.5歐姆·米，在高礦化度地層水條件下，少數(shù)油氣層電阻率最低可以達到0.40～0.6歐姆·米，幾乎與水層無異。西北地區(qū)的吐哈油田臺北地區(qū)發(fā)現(xiàn)了電阻率為0.6～1.0歐姆·米的油層；塔里木盆地塔北地區(qū)石炭系、三疊系、侏羅系、白堊系和第三系部分油氣層的電阻率低至1歐姆·米，甚至更低。另外準噶爾盆地的陸梁油田和準東油田也發(fā)現(xiàn)了低電阻率油氣層。

隨著油氣勘探開發(fā)的不斷深入，特別是在后備石油資源不足的形勢下，勘查低電阻率油氣層是增加石油地質(zhì)儲量和提高油氣資源探明率的有效途徑。低電阻率油氣層具有較好的勘探效益。這主要表現(xiàn)在以下三個方面：一是發(fā)育的層位較新，主要位于中新生代碎屑巖儲層中；二是埋藏相對較淺，主要位于隆起區(qū)和斜坡地帶；三是一般能獲得較高的油氣產(chǎn)能。如位于塔里木盆地塔北隆起大澇壩構(gòu)造上的沙49井，在古近系蘇維依組4877.5～4886米井段測試獲得日產(chǎn)原油1 89立方米，天然氣30.74萬立方米的高產(chǎn)油氣流，其油氣層電阻率值為1.5歐姆·米，下伏水層電阻率值為0.6～1.2歐姆·米，油氣層具有典型的低電阻率特征。

另外，沙4 5井蘇維依組4974～4982米井段測試獲日產(chǎn)原油204.35立方米、天然氣6.65萬立方米的工業(yè)油氣流，其油氣層電阻率值為2.0歐姆·米。而準噶爾盆地陸梁隆起白堊系發(fā)育的低電阻率油氣層探明了上億噸的石油地質(zhì)儲量。

一般認為，低電阻率油氣層為含水飽和度接近或超過50%，油氣層電阻率值等于或略大于相同地質(zhì)條件下的水層電阻率，在高礦化度地層水地區(qū)甚至低于圍巖電阻率，但試油時能夠產(chǎn)純油氣的油氣層,或者是電阻增大率（油層電阻率與水層電阻率之比）小于2的油氣層。從電性特征上看,可以將低電阻率油氣層分為兩類：一類是電阻率絕對值比較低，一般小于5歐姆·米，油層與水層差別不大；另一類是電阻率絕對值并不低甚至較高，但是油層和水層電阻率差別比較小。兩類低電阻率油層的共同特點是油層與水層電阻率的對比度低，電阻增大率一般小于2，也有人將低電阻率油氣層限定為電阻增大率小于或等于1.4～1.6，而大于或等于0.5的油氣層。

低電阻率油氣層具有的4個基本特征

那么，如何使低電阻率油氣層不再與勘探人員捉迷藏呢？勘探實踐表明，地質(zhì)勘探人員通過綜合分析，逐漸掌握低電阻率油氣層的基本特征和形成的地質(zhì)背景，利用一些特殊的解釋方法，能夠?qū)⒁恍┑碗娮杪视蜌鈱幼R別出來。

從低電阻率油氣層形成機理分析，主要具有4個基本特征，即：高束縛水飽和度；高礦化度地層水；強導電的黏土組構(gòu)和強水濕的油藏潤濕性。這些要素相互組合，決定了產(chǎn)油層電阻率的高低。

高束縛水飽和度是低電阻率油氣層具有的一個普遍特征。眾所都知，哪怕是產(chǎn)純油氣的儲層，其含油飽和度也不是百分之百，而總是含有一定的含水飽和度。之所以形成低電阻率油氣層，是因為儲層含油飽和度低，也就是含水（主要是束縛水）飽和度高，有時超過70%，而含油飽和度則不足30%，加之水中含較多的易于導電的離子和儲層中含有特殊的導電的金屬礦物等，而導致油氣層的電阻率大大降低。如沙45井蘇維依組4974～4982米測試段，測井解釋含水飽和度為60%，而測試為高產(chǎn)油氣流。

高地層水礦化度是形成低電阻率油氣層的一個重要原因。當?shù)貙铀V化度較高時，地層水中導電的離子濃度就高，這樣增加了地層的導電性能，而使地層電阻率降低。塔里木盆地北部地區(qū)中新界地層水礦化度普遍介于每升100～400克之間，而油氣層電阻率一般只有1～3歐姆·米。如前述沙29井三疊系地層水礦化度為每升191～210克，地層電阻率0.5～0.8歐姆·米，油層電阻率0.9～1.2歐姆·米。地層水礦化度的大小是影響油氣層電阻率高低的直接因素。

強導電的黏土組構(gòu)和強水濕的油藏潤濕性（儲層親水性）對降低儲層電阻率具有重要的影響。

從黏土礦物的組份及其分布形態(tài)對導電機理的影響分析，可以大致劃分為層間、層內(nèi)兩種類型。層間類型（包括層理面、微細的泥巖條帶、層內(nèi)的小泥巖夾層及砂泥巖交互層）的特點主要反映在低阻屏蔽方面，即這類強導電的低阻層越多，低阻屏蔽影響越嚴重，由此會造成砂巖層段呈現(xiàn)低阻的假象。而層內(nèi)類型則反映在黏土礦物成分及其組構(gòu)方面，一般儲集層中的三種常見黏土礦物為高嶺石、伊利石和蒙脫石，由于結(jié)晶水的存在，其導電能力依次為蒙脫石、伊利石和高嶺石，當黏土含量一定時，含蒙脫石儲層的電阻率小于含高嶺石儲層的電阻率。從其礦物結(jié)構(gòu)而言，分散狀的黏土礦物，由于內(nèi)部晶間水的存在，也會增強其導電能力。而呈連片狀的黏土礦物對地層的降阻影響尤為顯著。需要指出的是，黏土礦物的降阻作用只是在相對較低的地層水礦化度時才顯得明顯（如準噶爾盆地陸梁油田白堊系低電阻率油層），對于較高的地層水礦化度地層，其降阻作用則會降低。

油藏強水濕是形成低電阻率油層的重要條件之一。既然地層的導電能力主要取決于地層水，除地層水的礦化度和其體積含量外，地層水的分布形態(tài)對地層的導電能力也起著十分重要的控制作用。當?shù)貙铀牡V化度和其體積含量一定時，強水濕地層的導電能力將遠遠大于強油濕地層的導電能力。這主要因為強水濕地層中的水呈連片狀分布，在迂曲度一定的孔隙介質(zhì)內(nèi)，其導電路徑可以達到最短。而強油濕地層中的水呈斷續(xù)狀分布，相同迂曲度地層，其導電路徑最長。

低電阻率油氣層形成的地質(zhì)背景

通過對我國西部地區(qū)低電阻率油氣層形成的地質(zhì)背景分析，基本具有如下幾個特點：

首先，盆地緩坡帶低幅度構(gòu)造巖性圈閉發(fā)育區(qū)和披覆背斜發(fā)育區(qū)，易形成低阻油氣層。低幅度構(gòu)造有效驅(qū)替壓力小、油水分異作用差而導致儲層含水飽和度高，電阻率低。如塔里木盆地北部中新生界低幅度構(gòu)造油氣藏和準噶爾盆地腹部白堊系低幅度構(gòu)造油氣藏。同時，在傾角比較小的盆地斜坡地帶，晚期調(diào)整型油氣藏也容易形成低電阻率油氣層。

塔里木盆地塔河油田油藏剖面

其次，具有下伏主力油藏或古油藏的隆起區(qū)易形成低電阻率油氣層。下伏主力油藏（或古油藏）提供了充足的油源,油藏中的輕組分通過斷裂向上運移，在上覆碎屑巖儲層中形成次生油氣藏。起上的圈閉幅度一般較低，不會形成較大的排驅(qū)壓力，油層可以保持較高的不動水飽和度。如塔河油田奧陶系稠油油藏為高電阻率油層，之上發(fā)育的石炭系、三疊系、白堊系和第三系主要為低電阻率油氣層。

再次，海相蒸發(fā)環(huán)境和咸化湖相環(huán)境有利于形成低電阻率油氣層。海相蒸發(fā)環(huán)境和咸化湖相環(huán)境含較多的膏鹽礦物，容易形成高礦化度地層水，使地層電阻率降低。例如：我國塔里木盆地的石炭系、四川盆地的中下三疊統(tǒng)主要形成于海相蒸發(fā)環(huán)境，膏鹽巖發(fā)育，地層水礦化度高，低電阻率油氣層發(fā)育；我國中新生代地層大部分形成于咸化湖相環(huán)境，如江漢盆地的白堊系—第三系、渤海灣盆地第三系、西北地區(qū)的白堊系—第四系咸化湖相發(fā)育，為低電阻率油氣層的形成創(chuàng)造良好的地質(zhì)條件。

另外，弱水動力環(huán)境下砂、泥巖薄互層發(fā)育區(qū)易形成低電阻率油氣層。如準噶爾盆地滴南凸起白堊系呼圖壁河組砂泥巖薄互層中的低電阻率油氣層。

重視低電阻率油氣層研究與試油氣工作，提高油氣勘探效益

低電阻率油氣層常常與正常（高阻）油氣層相伴生，且發(fā)育較為普遍，具有較大的勘探潛力，一旦發(fā)現(xiàn)，會獲得較好的勘探開發(fā)效益。因此，在加強常規(guī)油氣藏勘探的同時，應(yīng)重視低電阻率油氣層的勘查、解釋和測試工作。

首先應(yīng)加強地質(zhì)錄井和油氣顯示層取心工作。通過儲層孔滲性和微觀特征研究，深化儲層四性（巖性、物性、電性和含油氣性）關(guān)系研究，以提高低電阻率油氣層解釋的準確率。一般來說，在一個新的探區(qū)應(yīng)選一口探井進行系統(tǒng)試油，搞清不同層系地層含流體情況。

其次，應(yīng)在成熟探區(qū)開展老井復查。針對低電阻率油氣層隱蔽性較強的特點，開展老井復查是發(fā)現(xiàn)油氣層的有效手段。例如對于錄井油氣顯示較好，但測井電阻率較低，解釋為含油水層、油水同層或可凝層且未進行測試的井段，開展試油氣工作；對設(shè)計未錄井段（一般是淺層和非目的層）或由于某些原因（如高壓鹽水層或混油泥漿）造成油氣顯示缺失或失真但孔滲性較好的儲層，也應(yīng)當進行試油以了解儲層流體性質(zhì)及其電性特征。逐步認識和掌握低電阻率油氣層形成的地質(zhì)規(guī)律，提高油氣勘探效益。