南陽(yáng)凹陷白秋地區(qū)儲(chǔ)層“四性”關(guān)系及低阻成因研究

郭彥麗，曲天紅，顧玉君，欒慶芝，李 磊，智 剛

（1.中國(guó)石化河南石油工程有限公司測(cè)井公司，河南南陽(yáng)473132；2.中國(guó)石化河南油田分公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院）

南陽(yáng)凹陷白秋地區(qū)是河南油田近年來(lái)勘探開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域，該區(qū)具有地質(zhì)條件復(fù)雜、斷層發(fā)育、儲(chǔ)層流體性質(zhì)變化大、低阻油層、儲(chǔ)層“四性”關(guān)系復(fù)雜等特征，導(dǎo)致流體性質(zhì)識(shí)別困難。另外，常規(guī)測(cè)井技術(shù)對(duì)低阻儲(chǔ)層評(píng)價(jià)存在技術(shù)局限性。因此開(kāi)展南陽(yáng)凹陷白秋地區(qū)儲(chǔ)層特征分析及“四性”關(guān)系研究對(duì)下一步的勘探開(kāi)發(fā)非常必要。

1 儲(chǔ)層特征分析

1.1 巖石學(xué)特征

白秋地區(qū)核桃園組沉積主要受三角洲沉積模式所控制［1］，巖性較細(xì)。從巖石薄片鑒定資料來(lái)看，石英含量40%～65%，長(zhǎng)石含量28%～45%，巖屑含量8%～19%，為長(zhǎng)石中－細(xì)粒砂巖，分選中－好，次棱狀，儲(chǔ)集砂巖成分成熟度偏低。粒度頻率分布峰值為0.1 mm，部分井峰值僅為0.063 mm，巖性主要為中－細(xì)砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖。

1.2 物性特征

據(jù)本區(qū)已鉆井主要目的層段儲(chǔ)層物性資料統(tǒng)計(jì)：孔隙度主要分布在7.57%～26.8%，絕大部分儲(chǔ)層孔隙度在15%～25%，滲透率主要分布在（10～7 000）×10－3μm2，峰值500×10－3μm2。

1.3 地層水特征

地層水礦化度在6 000～15 000 mg／L，主要集中在10 000～12 000 mg／L。

2 儲(chǔ)層“四性”關(guān)系研究

儲(chǔ)層巖性、物性、電性、含油性之間既存在內(nèi)在聯(lián)系又相互制約，其中巖性起主導(dǎo)作用。巖石顆粒的粗細(xì)、分選的好壞、粒序縱向上的變化特征以及泥質(zhì)含量、膠結(jié)類(lèi)型等直接控制著儲(chǔ)層物性的變化。而儲(chǔ)層的電性則是巖性、物性、含油性的綜合反映。

2.1 巖性與物性關(guān)系

白秋地區(qū)的巖性與物性相關(guān)性較好，巖心數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知：中－細(xì)砂巖、細(xì)砂巖孔隙度在12%以上，滲透率大于10×10－3μm2，孔隙度與滲透率呈正相關(guān)變化，粉砂巖在90%以上的巖心孔隙度小于12%，滲透率小于10×10－3μm2。

2.2 巖性與含油性關(guān)系

白秋地區(qū)粉砂巖及以上級(jí)別巖性中均有油氣顯示，巖性與含油性具有較好的相關(guān)性（圖1）。根據(jù)該區(qū)塊試油資料，白秋地區(qū)巖性下限為粉砂巖。

2.3 物性與含油性關(guān)系

白秋地區(qū)孔隙度小于12%、滲透率小于10×10－3μm2的儲(chǔ)層為干層（圖2），錄井顯示級(jí)別能夠在一定程度上反映流體性質(zhì)。

2.4 電性與含油性關(guān)系

白秋地區(qū)含油性與電性變化較復(fù)雜，不同的含油性在電性上變化范圍較大，由于儲(chǔ)層束縛水含量較高，地層礦化度在不同斷塊的油水層的差異及油藏構(gòu)造幅度較低形成了區(qū)域高阻水層、低阻油層的電性特征，給油水層的評(píng)價(jià)帶來(lái)了極大的困難。

3 低阻成因研究

3.1 束縛水含量高

在白秋地區(qū)所發(fā)現(xiàn)的低阻油層中，高束縛水飽和度是該區(qū)低阻油層廣泛發(fā)育的最主要成因之一。這些束縛水與滲流孔隙中的自由水并存，形成了相對(duì)發(fā)達(dá)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致儲(chǔ)層電阻率降低，形成低阻油層。

圖1 白秋地區(qū)巖性與含油性頻率交會(huì)圖

圖2 白秋地區(qū)物性與含油性交會(huì)圖

3.1.1 巖石顆粒細(xì)，顆粒表面粗糙易形成高束縛水

從巖石顆粒實(shí)驗(yàn)分析資料可知，粒度中值分布范圍在0.01～0.25 mm之間，特征峰值為0.1 mm，部分井峰值僅為0.063 mm（巖性主要為細(xì)砂－粉砂巖），粒徑細(xì)小則使比表面積增大，引起束縛水含量升高，導(dǎo)致含水飽和度上升，對(duì)電性造成很大影響；同時(shí)顆粒細(xì)、原生孔隙小，使孔隙中的水難于在其中流動(dòng)，也就不利于碳酸鹽巖的溶解，這些未被完全溶解的碳酸鹽膠結(jié)物，致使表面本來(lái)比較光滑的石英長(zhǎng)石等礦物的表面變得粗糙不平，結(jié)果使其比表面增大、微孔隙增多，同時(shí)它還能吸附更多的粘土礦物，使孔隙進(jìn)一步微孔隙化。結(jié)果導(dǎo)致巖石的束縛水含量增加，含油飽和度下降，電阻率降低。

3.1.2 孔喉半徑較小，分布不集中

由本區(qū)毛管壓力曲線(xiàn)分析可知，毛管壓力較大，孔喉半徑較小，且孔喉半徑分布不集中，致使毛管壓力增大，束縛水飽和度偏高，影響電性測(cè)井響應(yīng)。

巖性細(xì)、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜是造成白秋地區(qū)儲(chǔ)層高束縛水的主要原因。表1為相滲實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果，可以看出8塊巖心的束縛水含量均在52%以上。

3.2 斷塊多，地層水礦化度變化復(fù)雜

白秋地區(qū)的地層水總礦化度在6 000～15 000 mg／L，集中在10 000～12 000 mg／L。從圖3中可以看出，隨著深度的增加，地層水礦化度變化復(fù)雜（有增大也有降低）。油層、油水同層的礦化度甚至比水層高，易造成低阻油層，高阻水層。

表1 相滲實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果

圖3 白秋地區(qū)地層水礦化度與深度交會(huì)圖

3.3 斷塊多且小，構(gòu)造幅度低

白秋地區(qū)以分流河道沉積為主，斷層交錯(cuò)發(fā)育［2］，形成一系列具有一定規(guī)模的斷塊構(gòu)造圈閉群，巖性圈閉、斷層圈閉并存，形成復(fù)雜的油水關(guān)系。單個(gè)油砂體呈窄條帶狀分布，油層含油高度10～30 m，含油寬度較窄。油層厚度一般1～5 m。油層分布受斷層控制及砂體物性影響顯著，每個(gè)砂層在斷鼻高點(diǎn)均能形成油層，剖面上順斷層呈“屋脊?fàn)睢狈植迹?］，平面上沿構(gòu)造高部位呈“疊瓦狀”展布；同一斷塊高部位常因砂體物性變差而形成多個(gè)斷層－巖性油藏。因此，白秋地區(qū)油藏構(gòu)造幅度小，油柱高度低，油水過(guò)渡帶寬，是造成本區(qū)油氣儲(chǔ)層電阻率低的原因之一。

4 測(cè)井評(píng)價(jià)方法

4.1 利用常規(guī)測(cè)井技術(shù)評(píng)價(jià)油水層

利用試油資料、測(cè)井資料，充分考慮儲(chǔ)層電性、物性與含油性的關(guān)系，分別建立了油、水、干層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［4］（表2、圖4）。

4.2 飽和度測(cè)井技術(shù)（RMT技術(shù)）評(píng)價(jià)低阻油層

RMT測(cè)井測(cè)量的硅鈣比曲線(xiàn)主要反映了儲(chǔ)層的巖性，碳氧比主要反映了儲(chǔ)層的含油性和部分巖性。因此，在砂巖地層中，利用碳氧比和鈣硅比曲線(xiàn)重疊，以消除巖性的影響，突出含油性的影響，若兩者差異小，指示為砂巖水層；碳氧比與鈣硅比重疊，兩者差異大，指示為油層。差異越大，砂巖含油飽和度越高。因此利用RMT測(cè)井的碳氧比值可直觀、快速判斷油水層［5］。

表2 白秋地區(qū)儲(chǔ)層流體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

圖4 白秋地區(qū)電性、物性與含油性交會(huì)圖

RMT測(cè)井結(jié)果只反映流體性質(zhì)，基本上與地層水礦化度無(wú)關(guān)。因此在地層水礦化度未知或多種礦化度環(huán)境的探區(qū)可有效識(shí)別油水層，包括低阻油層。尤其是泥漿侵入較深的低電阻油層。

南×××井為白秋地區(qū)2010年的第一口探井，在井段2 014～2 024.4 m，常規(guī)測(cè)井曲線(xiàn)顯示電性較差，解釋為干層和水層，如圖5所示。該井在固井后測(cè)量RMT，RMT資料顯示該層段碳氧比值較高，與硅鈣比值疊合面積大，指示具有較好的含油性，解釋為干、油、油水同層。該層段2010年3月20日試油，日產(chǎn)油12.08 t，水12.57 t，為油水同層，證明RMT測(cè)井資料反映的準(zhǔn)確性。

圖5 南×××井測(cè)井評(píng)價(jià)成果圖

5 應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

（1）利用研究評(píng)價(jià)方法對(duì)白秋地區(qū)的7口新井進(jìn)行了評(píng)價(jià)，試油層共28層，其中符合25層，不符合3層，符合率為89.2%，提高了測(cè)井解釋符合率，應(yīng)用效果明顯。

（2）發(fā)現(xiàn)新油層，增加了新儲(chǔ)量。通過(guò)應(yīng)用綜合評(píng)價(jià)方法，提高了對(duì)本區(qū)儲(chǔ)層的認(rèn)識(shí)和儲(chǔ)層流體性質(zhì)的識(shí)別能力，尤其是對(duì)于低阻油層的識(shí)別。在白秋地區(qū)新鉆4口探井中共解釋低阻油層13層47.7 m，差油層5層10.3 m，其3口井8層直接投產(chǎn)，均獲5 t以上的工業(yè)油流，取得了良好的效果。

［1］ 陳文學(xué).南陽(yáng)凹陷張店油田二次勘探及認(rèn)識(shí)［J］.石油勘探與開(kāi)發(fā)，2002，29（6）：64－66.

［2］ 程旭波等.南陽(yáng)凹陷張店油田疊瓦狀油藏形成條件探討［J］.斷塊油氣田，2004，11（1）：18－19.

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［4］ 程學(xué)峰，李琛，昝新，等.北馬莊－黑龍廟地區(qū)低孔低滲儲(chǔ)層特征及勘探潛力［J］.河南石油，2003，17（1）：17－20.

［5］ 王巍，朱丕躍，羅家群，等.南陽(yáng)凹陷復(fù)雜斷塊的解釋方法及應(yīng)用［J］.河南石油，2002，16（1）：17－19.