低阻油层判别技术在吉林油区的应用

低阻油层判别技术在吉林油区的应用

作者：陈建文

单位：研究院油藏所

吉林油区（松辽盆地南部中央坳陷区）低阻油层分布较广，除大老爷府油田高台子油层为整装大型低阻油气田外，在中央坳陷区的不同油田、油层均见到不同程度的低阻油气层。高台子低阻油层主要分布于红岗油田、大情字井油田等地；萨尔图低阻油层主要分布英台油田、四方坨子地区；黑帝庙低阻油层主要分布在大安油田；葡萄花低阻油层主要分布在南山湾地区。

1 低阻油层含义

吉林油区砂泥岩剖面上所谓的低阻油气层，其共同的特征是深探测电阻率值与邻近水层电阻率相差不大（有时甚至低于水层），与上下泥岩的电阻率差别小，电阻增大率（油层电阻率与相似物性条件下的水层电阻率之比）≤3，是概念上的相对低阻油层，这类油气层常规电阻率测井曲线上不易识别。

2 低阻油层的成因

吉林油区低阻油气层多位于三角洲（或扇三角洲）前缘的河口坝、远砂坝、席状砂等沉积微相中，其储层特点是形成低阻油层的主要原因：

① 岩性颗粒细、泥质含量高，微孔隙发育，岩石普遍亲水性较强，束缚水含量高达30-50%，使得油气层电阻率与周围的水层十分接近，降低了测井信息对油气水层的分辨率

[3]

；

② 砂泥薄互层的存在；③ 粘土矿物的影响；④ 由于泥浆滤液侵入裂缝，使电测曲线油气层的电阻率明显下降；⑤ 个别油田储层局部范围内地层水矿化度异常高。

3．低阻油水层识别方法研究

就吉林油区低阻油水层,本文介绍了有孔隙度-电阻率识别法、束缚水饱和度-含水饱和度交绘图分析法、“无侵线法”三种油水层识别新技术。 3.1孔隙度-电阻率改进电性图版识别法

阿尔奇公式只有在电性主要反映地层孔隙流体的情况下有较好的应用效果。多数低阻储层是由许多砂岩和泥岩纹层组成的，在一个地区，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。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，用“纯砂岩”地层的电阻率代替深探测电阻率测井值作电性图版来识别孔隙流体性质，该方法称为“改进的电性图识别法”。

主要原理：由侧向测井的测量原理，主电极A0发出的主电流I0水平径向地流入地层中。设一泥质砂岩单位厚度上有M个砂层、N个泥岩纹层，砂岩、泥岩纹层的电阻率分别为Rt、

sh；第j个砂岩纹层截面积为SjRsh；第i个砂岩纹层截面积为Sit（i?1,2,...,M）

NM

（i?1,2,...,N），且

?S??Stii?1j?1shj即储层截面为单位面积；泥质砂岩的电阻率为Rt'，?1，

在不考虑泥浆侵入的情况下，深侧向测量的电阻率RLLD为Rt'。Rt'可看成是单位长度的上述砂岩、泥岩纹层并联而成的等效电阻。即：

11Nt1Msh?Si?Sj (1) ??'Rshj?1RtRti?1由给定的条件可得泥质含量Vsh=

?Sj?1Mshj，则上式可写为：

(1?Vsh)Rt'Rsh(1?Vsh)RLLDRsh (2) Rt??'Rsh?VshRLLDRsh?VshRt实例分析：

四方坨子地区青三段地层的高台子油层低阻储层岩性基本一致，均为粉砂岩，且孔隙结构、流体分布大体相近，地层水矿化度变化不大。因此，除地层水饱和度外，泥质含量是影响地层电阻率的主要因素。在建立改进的电性图版时，泥质含量由自然伽马测井计算：

2C??GR?1Vsh? （C=3.7） (3) C2?1

声波时差（μs/m)

280260240油层220油水同层水层干层200

0102030405060708090深侧向电阻率（Ω.m）100图1 四方坨子地区低阻储层电性图版（未校正的）

260280

声波时差（μs/m)240220油层油水同层水层干层2000102030405060708090100110深侧向电阻率（Ω.m）图2 四方坨子地区低阻储层改进的电性图版

Rsh取泥岩平均电阻率测井值，由(2)式计算经泥质校正后的地层电阻率Rt，在图1的基础

上建立改进的电性图版（如图2）。经泥质校正后，油层和油水同层电阻率增大明显，而水层的电阻率只有小幅度的增大。因此，在改进的电性图版上，油层和油水同层区与水层区分得更开，有利油水层的识别。利用该方法对青三段解释为水层的可疑层进行校正300余个层后，对达到电性标准的42个层中的11个层试油，有8个层获得工业油流，提高了该区的油水层识别精度。

3.2束缚水饱和度-含水饱和度交会图分析法

识别原理：由油、气、水两相或三相流体在地层孔隙中的渗流理论，地层含水饱和度Sw和地层束缚水饱和度Swi可用来判别地层产油或产水。本方法效果好坏的关键是求准束缚水饱和度。束缚水饱和度求法有两种：一是常规法，二是核磁测井法。

1．当Sw=Swi，地层只产油，即为油层。实际应用中，Sw与Swi相近；对厚度大、含油饱和度高的油气层，往往会出现Sw

2．当Sw>Swi明显时，地层只产水，即为水层。

实例分析：大老爷府油田高台子油层为整装大型低阻油田，采用束缚水饱和度-含水饱和度交会图分析法确定油水层效果较好（图3）。

参数求取：

①束缚水饱和度（Swi）的求取：实验表明：由于粒度中值变小和粘土矿物充填的结果，导致储层渗透率和孔隙度变小，束缚水饱和度增大，所以砂岩的Swi经常可以表示为粒度中值(Md)和有效孔隙度（φ）二者的函数。根据老13-9井密闭取心井资料统计每个粒度中值的Swi=F(φ)的关系。

图3 大老爷府油田老6－1井高台子油层测井曲线

Md=0.01mm时，φ=31.3064-0.227346Swi

Md=0.02mm时，φ=1/(0.000772622 Swi+0.0174011) Md=0.03mm时，φ=1/(0.000440064Swi+0.025145)

利用反映岩性的自然伽玛（GR）曲线求取泥质含量，泥质含量大小与粒度中值具有良好相关性。

Vsh=4.17977+66.8967GR r=0.79 Md=3.92909+0.07196Vsh r=0.94

利用4口取心井319块样口分析资料，建立了本区孔隙度方程，φ=-57.2+0.282△t，r=0.91。通过上述关系式即可求出Swi。

90

Swi 80

70

60

50

40 30 20 10

0

100

老7井-18老6-1井-17老7井-19老6-1井-20 老7井-24

老6-1井-15~ ~ 老6-1井-16 老7井-20 ~ 老6-1井-10 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Sw (%)

图4 大老爷府油田青一段油层可动水分析法图版

②含水饱和度（sw）求取：根据阿尔奇公式，取m=n=2，a=b=1， Sw=150.9064/［Rt×(△t-194.5)］

利用上述求取的Swi、S w绘制图版（图4），对于

落在图45°线附近的点,由于基本满足是Sw=Swi，因而 Swm=0，说明生产过程中不会出水，随着 Sw增加，由油层—低产油层—干层，最后趋于泥点，落于45°线左下方的点始终满足S w>Swi，因而Swm>0，产水特征明显。应用该方法解决了大老爷府油田高台子油层的低阻油层评价问题并取得了良好的效果，符合率达到70%，同时该方法成功地发现泉四段I砂组的低阻油层。

3.3“无侵线法”油水层识别技术

“无侵线法”油水层识别技术的基本原理为通过分析在淡水泥浆侵入条件下电阻率径向上变化来判断油水层，油层减阻侵入、水层增阻侵入。“无侵线法”油水层识别技术的具体做法为：使用0.5m电位电

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