三塘湖盆地西峽溝東區(qū)低電阻油層儲集特征及成因分析

馮亞琴，楊 碩，劉文輝，劉俊田，郭金盾

（中國石油吐哈油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆哈密 839009）

西峽溝區(qū)塊位于三塘湖盆地條湖凹陷與馬朗凹陷結(jié)合部（圖1），是呈北東–南西向展布的大型鼻隆構(gòu)造，總體為北東–南西向傾伏；海西晚期發(fā)育三個近東西向展布的構(gòu)造帶，經(jīng)印支、燕山和喜山等多期構(gòu)造運動疊加影響，現(xiàn)今呈現(xiàn)為三個構(gòu)造單元[1]，自南向北依次為西翼斷陷、中央隆起和東翼斜坡，侏羅系西山窯組為該區(qū)主力含油層系。前人研究表明，該油藏屬于低孔、特低滲、低壓的“三低”砂巖油藏。

2017年老井復(fù)查顯示，馬209井在前人認為的低阻水層中試油獲日產(chǎn)油1.33 m3，與前人認識相悖，故認為該區(qū)儲層電阻率偏低也可能是油層，所以如何正確識別低電阻油層是儲層評價中亟待解決的重要問題之一；同時該認識對整個西峽溝區(qū)塊儲層識別、流體性質(zhì)判別及儲層測井綜合評價具有一定的意義。

圖1 西峽溝區(qū)塊位置

1 儲層特征

1.1 儲層巖石學(xué)特征

西峽溝區(qū)塊東區(qū)西山窯組儲層巖性主要為巖屑砂巖和長石巖屑砂巖（圖2），偶見砂礫巖。55塊樣品的巖石薄片分析表明，巖石成分以細砂、中砂巖為主，泥質(zhì)含量較少。砂巖中長石含量5.5%～25.6%，平均18.6%；石英含量6.5%～33.8%，平均21.2%；巖屑含量41.9%～88.0%，平均60.2%。巖屑種類多，主要包括燧石、巖漿巖、變質(zhì)巖、沉積巖及云母（1.1%～1.3%）；填隙物主要為方解石、高嶺石和黏土，含少量黃鐵礦和菱鐵礦；風(fēng)化蝕變程度中等，顆粒多為次棱角狀，磨圓分選程度中等，為顆粒支撐，點–線狀接觸，以方解石膠結(jié)為主，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較低。

1.2 儲集空間類型

圖2 西峽溝東區(qū)西山窯組儲層巖性分類

西峽溝東區(qū)儲集空間類型多樣，孔隙類型以剩余粒間孔和溶蝕粒內(nèi)孔為主，整體孔隙發(fā)育差，儲集空間多被隱–微晶高嶺石、方解石充填，孔隙連通性一般。中、細砂巖中孔隙較發(fā)育，壓實和膠結(jié)成巖作用導(dǎo)致孔隙逐漸減少，溶蝕作用產(chǎn)生的溶蝕粒內(nèi)孔有效地改善了儲集空間[2]。

1.3 儲層物性特征及孔隙結(jié)構(gòu)特征

101塊樣品的巖石物性測試資料表明，該區(qū)儲層孔隙度2.9%～21.9%，平均15.9%；滲透率0.071×10–3～21.600×10–3μm2，平均 3.120×10–3μm2，屬于中孔特低滲儲層。雖然該區(qū)孔隙發(fā)育差，但儲層儲集性能較好，孔隙度與滲透率不存在正相關(guān)關(guān)系[3]，其影響因素多樣。

西山窯組 36個樣品的壓汞資料分析結(jié)果表明（圖3），其孔隙結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為三種類型（表1）：粗喉粗歪度型：是主要的孔隙結(jié)構(gòu)類型，占樣品總數(shù)的67%，排驅(qū)壓力0.14～0.90 MPa、平均0.42 MPa，飽和度中值壓力平均6.87 MPa，最大進汞飽和度平均值75.0%，飽和度中值半徑平均為0.16 μm，儲集能力和滲流能力強；細喉偏細歪度型：占樣品總數(shù)14%，為次要的孔隙結(jié)構(gòu)類型，排驅(qū)壓力1.45～6.00 MPa、平均3.26 MPa，飽和度中值壓力平均為24.60 MPa，最大進汞飽和度平均值62.0%，飽和度中值半徑平均為0.05μm，儲集能力中等，滲流能力強；細喉細歪度型：占樣品總數(shù)19%，排驅(qū)壓力平均值為14.35 MPa，飽和度中值壓力及中值半徑參數(shù)因巖樣致密而無法測出，最大進汞飽和度平均值27.7%，儲集能力和滲流能力均極差。

圖3 西峽溝東區(qū)西山窯組儲層壓汞及孔喉特征

表1 西峽溝東區(qū)西山窯組儲層孔隙結(jié)構(gòu)分類

1.4 儲層成巖作用

儲層的品質(zhì)受沉積和成巖作用影響，不同成巖作用對儲層影響程度不同[4–5]。西峽溝區(qū)塊西山窯組埋藏深度較淺，成巖程度低，成巖作用主要為壓實、膠結(jié)和溶蝕作用。壓實、膠結(jié)作用破壞原生孔隙，而溶蝕作用能有效的改善儲層空間，致儲集空間增大；其中，壓實作用以機械壓實為主，化學(xué)壓實較少；膠結(jié)作用中石英次生加大膠結(jié)和高嶺石、方解石膠結(jié)最為普遍，也可見泥質(zhì)膠結(jié)，此外菱鐵礦和黃鐵礦呈凝塊狀分布于孔隙中。

2 低電阻油層成因

儲層電阻率是測井資料判斷含油性必不可少的主要參數(shù)，其高低主要取決于巖石骨架的組成和結(jié)構(gòu)、孔隙中流體的性質(zhì)及分布。如果巖石骨架中導(dǎo)電礦物含量異常高于區(qū)域的常規(guī)油層，或者多孔介質(zhì)中作為導(dǎo)電相的水的成分及含量異常高于所在區(qū)域的常規(guī)油層，那么同屬油層的儲層電阻率便會大大低于常規(guī)油層。多年來，這類油層由于電阻率低，常常被誤解釋為油水同層、水層等[6]，傳統(tǒng)的技術(shù)方法很難識別，大量油氣資源被忽略。隨著油氣勘探開發(fā)不斷深入，油氣藏的開發(fā)已由常規(guī)向非常規(guī)進展，低電阻油層已日漸成為勘探開發(fā)領(lǐng)域的重點[7]。

低電阻油層分為兩大類：其一為后致低電阻率油層，這類油層本來具有高電阻率特征，但由于后期鉆井過程中泥漿侵入、層厚、上下圍巖及測井系列的影響，所測電阻率偏低；其二為原始低電阻率油層，這類油層與上述油層有本質(zhì)區(qū)別，受地質(zhì)條件的影響，本身電阻率很低[8]。多年的勘探實踐證實，西峽溝區(qū)塊低電阻油層屬于第二類，其電阻率為40～100 Ω·m，低于該電阻范圍的儲層屬于非油層。但馬 209井、馬 2井及馬 208井油層電阻值僅為20～40 Ω·m，這與西峽溝區(qū)塊西區(qū)油流井的電阻值差異甚大，同時與前期所形成的的觀點不一致，原因為導(dǎo)電礦物的存在和儲層高礦化度的影響。

2.1 導(dǎo)電礦物的存在

通常油氣儲層骨架以石英、長石等為主，不具備導(dǎo)電性，但當(dāng)骨架導(dǎo)電礦物到達一定含量，且局部富集，并呈層狀、團塊狀分布時，在地層中形成強導(dǎo)電回路，可導(dǎo)致電阻率急劇下降。西峽溝區(qū)塊東區(qū)西山窯組的巖性薄片顯示：相當(dāng)一部分孔隙內(nèi)存在凝塊狀菱鐵礦和黃鐵礦，從而導(dǎo)致地層導(dǎo)電性增強，測井過程中電阻率低于正常油層范圍（表 2）。該區(qū)沉積相分析結(jié)果表明，西峽溝區(qū)塊沉積砂體源于三角洲水下分流河道砂[9–10]，西山窯組沉積時期，河道不斷變遷，發(fā)育四套砂層沉積。東區(qū)常發(fā)育分流河道砂，下伏泥巖的準層序侵蝕界面，常常處于弱氧化、還原環(huán)境；且下伏泥巖中富含的有機質(zhì)，在微生物作用下，有機質(zhì)中的硫元素被還原，與活性鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成黃鐵礦。西區(qū)則主要發(fā)育砂巖沉積，缺乏黃鐵礦形成的條件，因此只發(fā)育常規(guī)的長石巖屑砂巖。

表2 西峽溝西山窯組東西區(qū)油層電阻率對比

2.2 儲層水的礦化度高

西峽溝東區(qū)低電阻儲層的地層水礦化度偏高，在高礦化度區(qū)，電解質(zhì)的濃度大，高含鹽量的地層水附存在孔隙中，形成較強導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致電阻率降低。東區(qū)的地層水礦化度普遍高于5 000 mg/L；而西區(qū)的地層水礦化度僅為3 000 mg/L（表3）。地層水礦化度主要受含鹽量影響，東區(qū)馬209井含鹽量80～240 mg/kg，明顯高于西區(qū)馬 201井 30～130 mg/kg的含鹽量。

表3 西峽溝東區(qū)西山窯組地層水礦化度統(tǒng)計

3 實例分析

西峽溝區(qū)塊東區(qū)共 5口井鉆遇西山窯組地層（馬208、馬208–1、馬209、馬2、馬212井），儲層平均孔隙度 15.9%，平均滲透率為 3.12×10–3μm2，為中孔特低滲儲層；但電阻率曲線卻呈現(xiàn)低電阻特征。馬209井電阻率值22～43 Ω·m，前期試油為含油水層；馬208井電阻率值也僅為24～42 Ω·m。根據(jù)如此低的電阻率值，結(jié)合常規(guī)油水層判別標準，認為該區(qū)普遍為水層，不存在勘探開發(fā)價值。但2017年發(fā)現(xiàn)裸眼完鉆的馬2井巖心原油多處外滲，含油性明顯，馬208井和馬209井在氣測、油氣顯示及巖心觀察方面均具備良好含油氣性。馬208井油跡級油氣顯示，氣測全烴異常，巖心出筒油氣味較濃，原油污手；馬209井熒光–油斑級油氣顯示，氣測全烴最大 1.9%，巖心出筒油氣味較濃，原油滲出，復(fù)試證實馬209井為低電阻油層（圖4）。通過水層到油層的新認識，突破了東區(qū)為水區(qū)的瓶頸，重新厘定20 Ω·m為油水層判別標準，認識到西峽溝區(qū)塊為整裝斷鼻型油藏，不僅更新了近十年的地質(zhì)認識，同時也為開發(fā)提供了新的建產(chǎn)區(qū)塊。

圖4 馬209井測井綜合分析

4 結(jié)論

（1）西峽溝區(qū)塊東區(qū)西山窯組儲層巖性主要為巖屑砂巖和長石巖屑砂巖，具有較低的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度，儲集空間以剩余粒間孔和溶蝕粒內(nèi)孔為主，屬于中孔特低滲儲層，孔隙結(jié)構(gòu)主要為儲集和滲流能力強的粗喉粗歪度型，儲層埋藏較淺，成巖作用主要以壓實和膠結(jié)作用為主，常見石英次生加大、方解石膠結(jié)和隱–微晶高嶺石膠結(jié)。

（2）該區(qū)油層低電阻成因由兩個方面，其一為儲層孔隙中凝塊狀菱鐵礦和黃鐵礦的大量分布，導(dǎo)致地層導(dǎo)電性增強，從而表現(xiàn)為電阻率偏低的特點；其二為東區(qū)儲層中含鹽量高導(dǎo)致地層水礦化度較高，其附存在孔隙中形成較強導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從而影響其電阻率值的變化。通過實例解剖，進一步證實了結(jié)論的有效性，對該區(qū)下一步勘探開發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。