尼日爾Agadem油田E1油組低阻油層成因分析

江艷平，竇松江，張東星，李偉男，殷金平，樂濤濤

（中國石油大港油田勘探開發(fā)研究院，天津 300280）

尼日爾Agadem油田E1油組低阻油層成因分析

江艷平，竇松江，張東星，李偉男，殷金平，樂濤濤

（中國石油大港油田勘探開發(fā)研究院，天津 300280）

尼日爾Agadem油田E1油組普遍發(fā)育一套典型的低阻可疑層，在開發(fā)過程中，由于對其成因、含油性及產(chǎn)能認識不清，一直未引起足夠重視。為了尋求一期油田的穩(wěn)產(chǎn)接替潛力，針對該套低阻可疑層，采用宏觀因素控微觀分析的宏觀、微觀相結合的低阻油層分析方法，通過圈閉幅度和沉積環(huán)境等宏觀地質(zhì)成因分析，明確了目的層所處的三角洲前緣末端弱水動力沉積環(huán)境為低阻層的主控成因；綜合利用巖心、測井及分析化驗資料，對儲層厚度、巖性、黏土礦物、孔隙結構、束縛水飽和度等巖石物理成因分析，明確了研究區(qū)發(fā)育3種成因類型的低阻油層，砂泥薄互層和束縛水飽和度偏高為低阻油層主要成因。通過試油和生產(chǎn)，證實了低阻可疑層為產(chǎn)能較好的油層，充分證明了對低阻油層成因分析的合理性，為低阻油層的分類識別和評價提供了依據(jù)。

低阻油層；成因分析；地質(zhì)成因；砂泥薄互層；束縛水飽和度

0 引言

尼日爾Agadem油田位于非洲Termit盆地，一期開發(fā)區(qū)塊總體上為受北西—南東向主斷層控制、局部受巖性控制的斷階油氣藏，主要目的層為古近系始新統(tǒng)Sokor1段，共包含5個油組。一期已開發(fā)的G區(qū)塊主要針對E2，E3油組，常規(guī)油層投產(chǎn)。在E1油組存在一套典型低阻可疑層，由于其成因因素、流體類型、產(chǎn)能大小和儲量規(guī)模等認識不清，尚未引起足夠的重視。隨著一期未來含水率上升、產(chǎn)量遞減，為尋求一期的穩(wěn)產(chǎn)、上產(chǎn)接替潛力，需從低阻油層成因分析角度，對該套低阻可疑層開展研究工作。

低阻油層的成因極為復雜，通常是多種地質(zhì)因素綜合作用的結果。目前，在低阻油層成因分析方面，主要從宏觀和微觀2個方面開展研究。宏觀，即從研究區(qū)大的沉積背景、構造圈閉等方面進行分析；微觀，即從巖石物理角度，如儲層巖性、厚度、黏土礦物、束縛水飽和度等方面進行分析。

目前，大部分學者一般直接從微觀方面進行分析，忽略了宏觀方面的指導性。本文注重宏觀因素和微觀因素的相關性，先宏觀再微觀進行低阻油層成因分析。優(yōu)先從宏觀方面入手進行低阻油層成因分析，可為低阻油層微觀成因的分析提供方向和依據(jù)，且可對引起油層低阻的各因素進行排除分析，從而保證低阻油層成因分析的合理性和準確性。

1 低阻可疑層特征

油氣層電阻率值接近或小于相同地質(zhì)條件下的水層電阻率，與圍巖電阻率差別小，甚至低于圍巖電阻率，為絕對低阻油氣層。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，為相對低阻油氣層［1］。

從已開發(fā)G區(qū)塊G-3井測井曲線上 （見圖1），可以看出，目的層低阻可疑層電阻率值在8～21Ω·m，與水層電阻率相近，和常規(guī)油層相比比值在1∶10～1∶2，具有典型的低阻油層特征。

圖1 低阻可疑層與常規(guī)油層、水層電性特征

本區(qū)相對低阻層和絕對低阻層均發(fā)育，厚度0.6～3.5 m，測井曲線形態(tài)多呈低幅指狀，自然伽馬值（GR）在30～65 API，聲波時差在260～320 μs/m；巖性多為粉—細砂巖，孔隙度為12%～23%，滲透率為43×10-3～486×10-3μm2，為中孔、中低滲儲層。之所以對該套低阻層提出可疑油層的觀點，因從氣測錄井資料上發(fā)現(xiàn)（見圖2），其總烴含量（TG）較常規(guī)油層偏低，卻明顯高于水層，熒光顯示級別和常規(guī)油層一致，均明顯好于水層。

圖2 低阻可疑層與常規(guī)油層、水層氣測錄井顯示對比

氣測錄井顯示E1油組低阻可疑層活躍，孔滲條件較好。若具有明確可靠的低阻成因條件，該套低阻可疑層應具有較好的儲油潛力。

2 地質(zhì)背景成因

通過前人低阻油層成因機理和成果分析調(diào)研得出，低阻油層在宏觀地質(zhì)背景成因上，主要包括低構造幅度和弱水動力沉積環(huán)境兩方面［2］。

通過圈閉構造幅度分析得出，研究區(qū)構造幅度較大（均大于100 m），油柱高度高，油水分異作用強，為非構造幅度因素造成低電阻［3］。在沉積環(huán)境方面，研究區(qū)在區(qū)域沉積背景上位于三角洲沉積相帶，目的層巖心及測井相綜合分析（見圖3）可以得出：常規(guī)油層為厚層（一般大于3 m），巖性粗純（以細砂巖為主），測井曲線呈箱狀，為水下分流河道沉積。低阻層段分屬2種微相：一種是薄層（一般小于3 m），細巖性（以粉—細砂巖為主），測井曲線呈反旋回，具有波狀、透鏡狀復合層理的遠砂壩沉積；另一種是薄層（一般小于3 m），細巖性（以粉—細砂巖為主），測井曲線呈光滑指狀，具有平行層理的席狀砂微相。低阻層主要分布在三角洲前緣末端水動力較弱的席狀砂和遠砂壩相帶區(qū)。從地質(zhì)沉積背景成因角度來說，末端弱水動力沉積背景控制了巖性粒度的沉積分異作用［4-5］，決定了低阻層在微觀巖石物理方面表現(xiàn)的細巖性、層薄和復雜孔隙結構等微觀因素，易形成低阻油層。

圖3 A-2井E1油組單井相圖

綜上分析，研究區(qū)所處的三角洲前緣末端弱水動力沉積環(huán)境是低阻層發(fā)育的宏觀地質(zhì)背景成因因素。在特定的邊緣弱水動力沉積環(huán)境下，微觀巖石物理特征可導致油層表現(xiàn)為低電阻特征。

3 巖石物理成因

低阻層在微觀巖石物理成因上分為內(nèi)因和外因。內(nèi)因主要包括礦物附加導電性、砂泥薄互層和高束縛水飽和度［2］，外因包括鹽水泥漿侵入和地層水礦化度差異等［6-7］。

綜合利用地質(zhì)、測井、取心分析資料，對可疑低阻層厚度、巖性、黏土礦物、孔隙結構、束縛水飽和度等方面進行分析。可以排除層段低阻的3種成因：1）導電性礦物。取心段巖石礦物分析數(shù)據(jù)表明，低阻層段導電性型礦物（伊利石、蒙脫石和菱鐵礦）質(zhì)量分數(shù)幾乎為0。2）鉆井液。鹽水鉆井液鉆井，但及時測井，地層未受侵入影響。3）地層水礦化度。E1油組為塊狀油藏，具有統(tǒng)一油水界面，各儲層地層水礦化度相同。因而，在宏觀邊緣弱水動力沉積背景因素的指導下分析確定，本區(qū)目的層低阻層主要成因為砂泥薄互層、束縛水飽和度偏高。

3.1 砂泥薄互層

由測井解釋圖上可以明顯看出（見圖1），低阻層段屬于砂泥間互沉積，從低阻可疑層與常規(guī)油層的厚度統(tǒng)計分析上得出，其平均厚度為1.43m，較常規(guī)油層3.52m的平均厚度偏薄，且厚度小于2.00m的、具有薄層圍巖效應的低阻可疑層數(shù)量占比例較大（75.3%）。儲層巖心特征方面，低阻薄層砂內(nèi)部發(fā)育有較多泥質(zhì)條帶，厚度在0.5～2.0cm。測井資料分析得知，該低阻層的層厚度薄和內(nèi)部泥質(zhì)條帶的發(fā)育所具有的圍巖效應，是導致研究區(qū)可疑層低阻的主要原因。

3.2 束縛水飽和度偏高

巖石高束縛水是巖石自身細巖性和毛細孔喉結構復雜綜合作用的結果［8］。本區(qū)目的層低阻可疑層在巖性和孔喉結構方面均具有明顯的成因條件。

3.2.1 細巖性致束縛水飽和度偏高

巖心觀察分析得知，低阻可疑層段巖性為粉砂質(zhì)細砂巖。由鑄體薄片分析得知（見圖4），粒徑在0.05～0.10mm，為極細砂巖，較常規(guī)油層細砂巖粒度明顯偏細。由粒度資料分析得出，其巖性為粉砂質(zhì)細砂巖，粉砂和細砂體積分數(shù)為84.6%。由測井電性響應特征分析得出，低阻可疑層的GR值（65 API左右）明顯高于常規(guī)油層GR值（25 API左右）。巖石物理分析表明，巖石巖性偏細，顆粒比表面積增大，巖石親水，則導致巖石束縛水偏高［9］。因此，本區(qū)低阻可疑層細巖性是束縛水飽和度偏高的重要因素。

圖4 低阻可疑層鑄體薄片

3.2.2 毛細孔喉致束縛水飽和度偏高

由低阻可疑層巖石鑄體薄片分析得出，其連通性差，為毛細管孔喉級別（見圖4）。由其壓汞毛細管壓力測試曲線分析得出，孔喉結構亦為毛細管孔喉級別，排驅壓力為0.25MPa，壓力值較常規(guī)油層明顯偏高。從巖石孔喉內(nèi)部流動原理上分析得出［10］，毛細管孔喉級別內(nèi)流體需達到一定的排替壓力方可自由流動［11］，喉道排驅壓力大，成藏時流體驅替難度大，易形成高束縛水。因此，本區(qū)低阻可疑層巖石毛細孔喉、大排驅壓力是束縛水偏高的另一重要因素。

4 不同成因類型低阻層劃分

在明確低阻層成因的基礎上，根據(jù)成因所致的低阻可疑層電性響應特征，分析明確研究區(qū)存在3種成因類型的低阻可疑層：1）層厚度?。ㄐ∮? m，具有薄層效應）、相對粗巖性（GR小于45 API，非束縛水偏高）的單一薄層成因低阻可疑層；2）層厚度相對厚（大于2 m，無薄層效應）、相對細巖性（GR為45～80 API，束縛水偏高）的單一束縛水偏高成因低阻可疑層；3）層厚度?。ㄐ∮? m，具有薄層效應）、相對細巖性（GR為45～80 API，束縛水偏高）的雙重成因低阻可疑層。

通過對研究區(qū)所有井低阻可疑層成因類型劃分統(tǒng)計結果分析得出：研究區(qū)以束縛水偏高成因和雙重成因低阻層為主，兩者總層數(shù)占總低阻層數(shù)的86.3%；相對粗巖性的、單一薄層成因的低阻層數(shù)僅占13.7%。可見，研究區(qū)受宏觀三角洲前緣末端弱水動力相帶沉積背景控制作用較大，細巖性、毛細孔喉結構儲層發(fā)育，在一定程度上體現(xiàn)了低阻層宏觀和微觀成因的相關性，也反映了本次低阻層成因研究的合理性。

5 應用效果

對目的層低阻可疑層的成因分析，進一步提高了其儲油的可能性，為低阻油層識別和評價提供了依據(jù)。該套低阻可疑層通過試油證實為油層，且具有較好的產(chǎn)能。目前A區(qū)塊針對該套低阻油層編制精細的投產(chǎn)方案已全面實施，射孔出油成功率100%，已建成年產(chǎn)40×104t的產(chǎn)能規(guī)模，成為Agadem油田一期穩(wěn)產(chǎn)接替區(qū)塊，進一步證實了本文低阻油層成因分析的合理性。

6 結束語

綜合利用巖心、測井、錄井及分析化驗資料，確定宏觀邊緣弱水動力沉積環(huán)境背景控制下，微觀砂泥薄互層和束縛水飽和度偏高為研究區(qū)低阻油層的主要成因。采用宏觀微觀結合分析，在宏觀地質(zhì)因素約束下，分析微觀因素，進一步提高了低阻油層成因分析的合理性。明確了研究區(qū)存在3種成因類型低阻油層，制定不同成因類型低阻油層劃分標準，為低阻油層的分類識別和評價奠定基礎。

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［4］楊忠亮，田景春，張翔．鄂爾多斯盆地大牛地氣田盒3段沉積微相研究［J］．斷塊油氣田，2012，19（2）：149-153．

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（編輯 楊會朋）

Genetic analysis of low resistivity oil layer in E1 oil group in Agadem Oilfield of Niger

JIANG Yanping,DOU Songjiang,ZHANG Dongxing,LI Weinan,YIN Jinping,LE Taotao
(Research Institute of Exploration and Development,Dagang Oilfield Company,PetroChina,Tianjin 300280,China)

There′s a set of typical suspicious oil layers with low resistivity developed in E1 oil group of Agadem Oilfield of Niger. Because the oil-bearing property and productive capacity of the suspicious layer with low resistivity are not clear,it has not attracted enoughattention in oilfield exploitation.In order to seek how to continue the stable production of stage I,this paper analyzes the genesis of the suspicious layer with low resistivity based on the method of macroscopic analysis controlling and combining with microscopic analysis.Macroscopic analysis,such as trap amplitude,sedimentary environment,shows that the low-energy hydrodynamic depositional condition at the end of delta front is the main geologic genesis of original low resistivity reservoir.Macroscopic rock petrophysics analysis,such as reservoir thickness,lithology,clay mineral,and irreducible water saturation with the core,well log,all kinds of test datum,and so on,shows that the main genesis of low resistivity reservoir is thin sand-mud interbedding and higher irreducible water saturation in the study area;the two micro-geological geneses lead to three-type low resistivity reservoirs in the study area.It′s proved that the low resistivity suspicious layer has a better productive capacity by formation test and production,and it also confirms that the research of genesis analysis of the low resistivity layer is reasonable，which provides evidence for the low resistivity reservoir classificationidentificationandreservoirevaluationinthe study area.

low resistivity oil layer;genetic analysis;geologic origin;thin sand-mud interbedding;irreducible water saturation

TE122.2+3

A

10.6056/dkyqt201705007

2017-02-01；改回日期：2017-07-12。

江艷平，女，1982年生，高級工程師，碩士，從事開發(fā)地質(zhì)研究工作。E-mail：jiangyping@petrochina.com.cn。

江艷平，竇松江，張東星，等.尼日爾Agadem油田E1油組低阻油層成因分析［J］.斷塊油氣田，2017，24（5）：628-631.

JIANG Yanping，DOU Songjiang，ZHANG Dongxing，et al.Genetic analysis of low resistivity oil layer in E1 oil group in Agadem Oilfield of Niger［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2017，24（5）：628-631.