东辛油田低电阻率油气层测井解释评价技术研究.

1、rII国石油大学工程硕士专业学位论文华东东辛油田低电阻率油气层测井解释评价技术研究工程领域：地质工程培养方向：油气田勘探开发地球物理技术硕士生：刘增指导教师：范宜仁（教授）东辛油田低电阻率油气层测井解释评价技术研究刘增（地质工程）指导教师：范宜仁（教授）摘要东辛油田由于受构造、沉积、成岩等多因素的影响，形成了以油层电阻率变化 大为主要特点的碎屑岩复杂油气层，其中包括与水层电阻率较接近的低电阻油层。 本文着重研究了东辛油田低电阻率油气层成因、定性、定量解释方法以及应用效果 分析。以岩心分析资料为基础，结合有限的核磁等新方法测井资料，搞清了东辛油田 低电阻油气层的成因和类型，主要有以下四种类型：一

2、：高矿化度地层水的影响； 二：孔隙结构的影响；三：阳离子交换量的影响：四：泥浆侵入的影响。本次研究中实行岩电实验与油层物理实验相结合，深入地研究电阻率高低变化 与微观孔隙结构的关系、测井解释参数与孔隙结构的关系、核磁测井中的T2分布与孔隙结构之间的关系，通过岩心毛管压力资料和对应的核磁室内测量资料，分析 建立了应用核磁测井资料确定储层微观孔隙结构参数的方法。另外针对不同类型的低阻油层建立了相应的定性、定量解释方法，定性解释方 法主要是通过建立交会图和解释图版进行定性判别，定量解释方法主要是建立了以 核磁测井为基础的可变m、n解释方法、利用以常规测井为基础的可动水法评价储 层性能，另外就是利用双

3、组孔隙模型n对含油饱和度进行校正等方法。研究成果在东辛油田得到了明显的地质应用效果。为油田的勘探开发进程做出 了积极的贡献。关键词：低电阻率油气层，核磁共振，孔隙结构，储层评价niResearchonLogInt erpreta tionandEvalationofLowReisi vityRevoirindongxinonfLiuZeg(GeologicEngineeringDiecdby Pros sorFanYi renAbtrThrevoirristivityindiffreegiovarieslargerbauseofheinceofthe 虹棚 ct雠 e，depot ionand

4、digendongxino illi旭Thes tingui shfeofclassicreservoirdongxinOilfthevarietyofmsist1 tyincudinglrs1 StlVltyres ervolr.ThecomplexeSertlr hadprowandbr .ThwreorqudlganOleld.oduccaudoclyedtsetmeVlatofhecommehematcoyreVelappi aloucedoraetnldqandgareSeeorlglltn incg xinHavelnvestlgateddeeplytherelatlonoesls

5、tlvltyandmlcroscopeandporeporestructure,therelatlonofeparameterofloglnterpretatlonstrucure,herelatlonofT2destructlonlnNMLandorestructurewlthcaplllarypressureofhehalfpermeatlonbarrlertechnology.Havebulltthemethodandllhologyelectronlcexperlmentofdetermlingmlcroscopi cporestructuredparametr wlththeNMLl

6、nformatlomHavebulltthedlfferentqualltatlvean dquantltatlvelnterpretatlontechnolog yofthelowreslstlvltyreservolrdhavemadtheimportantcontributioninexd.orationanddevelopmentinthisOilfielKeywords:lowresistivityreservoir,Nlearmagneticlog porequalitativeinterpretationbasedoncrsaccordingtothedifferentplott

7、ype.Tandinterpretationchart.Haveonbuiltthemethodofinterpretationofriablem,nbasedNML,evaluatedthereservoirprosperityofmovablewatr beating.Correlatethevalueoftheoilaturationwiththemodelofdualgroupstrt ure.TheresearchhavegottheevidentgeologalapplicationindongxinOilfield.Anreservoirevaluationstructure,独

8、创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国石油大学或其他教学机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论 文中作了明确的说明并表示谢意。签名：匐毯R期：2衄。三关于论文使用授权的说明本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保 留送交论文的复印件，允许论文被查阅或借阅；学校呵以公相论文的全部或部分内 容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）

9、学生签名：皇！疆日期：趔奎兰1导师签名：q第缈期：2旦！丑缉中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第一章前言1 1研究目的和意义前言东辛油田是一个勘探、开发了四十年的老油田，已进入勘探、开发的高成熟阶 段。近年来东辛油田在一些滚动开发、综合注采调整挖掘剩余油工作中，发现了许 多低电阻率油层。如：辛41块、辛76沙二13、营641、营17沙二13、 辛109断块沙二稳、广利油田沙四段纯化镇组、营11块沙三段、永921、盐18 2块沙三、沙四段等等。这些低电阻率油气层的发现，扩大了勘探、开发领 域，同时对利用测井资料评价这类油气层提出了更高的要求。由于低电阻率油气层的形成受多种复杂因素的影响，测井响

10、应特征不明显，测 井信息对这类油气层的分辨能力大为降低，经常造成油层误解释为油水同层或水 层，甚至被漏掉。当常规油气层与低电阻率油气层，相对高阻水层与相对低阻油层 并存时，这种误解的可能性就更大。因此有必要对低电阻率油层进行系统研究，以提高对测井信息的综合应用水平 和解释符合率，为发现更多的低电阻率油气层，提高油田的储量和产量做出贡献。1.2国内外现状及发展趋势低阻油气藏产生的原因很多通过近几十年的研究主要总结了以下几种类型:复杂岩性：较细的岩性容易造成地层中微孔隙发育，并且大量微孔隙与渗流 孔隙并存，储层内束缚水饱和度将明显增加，对油气层电阻率造成了很大的影响； 对于分选较好、胶结致密、不易

11、产生易移动的颗粒的细砂岩储层来说，孔隙连通性 较好，易形成储层.1.中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第一章前言电阻率降低的情况；而在 岩石颗粒分选较差细砂岩储层中，大量的粉末状物质随地层流体移动堵塞孔隙吼 道，孔隙连通程度差，连通的孔隙变成了孤立的孔隙，使储层表现为高电阻率的现 象；粘土矿物成分的含量对储层的电阻率也有很大的影响，粘土矿物中的伊利 石、蒙脱石和伊蒙混层在地层中常呈3种分布状态：一是局部或完全包围岩石颗粒 的薄膜式；二是形成粘土桥连接岩石颗粒的搭桥式；三是充填或完全充填粒间孔隙 的充填式。当粘土矿物以伊利石、蒙脱石和伊蒙混层为主时，就会造成孔隙直径的 普遍变小和微孔隙发育。同

12、时因为它们有很强的吸水性，增强了阳离子问的交换能 力，进而导致电阻率降低。 当砂岩和泥岩交错沉积，层厚度等于或小于测井仪器 纵向分辨率时，电法测井值受邻近围岩影响较大，当双侧向、双感应测井时，层厚 2 m以下，其储层电阻率均可能显示为低值。复杂水性；由于地层水矿化度较低，储层导电能力减弱使水层电阻率增高， 地层水矿化度变化较大较快，当地层水矿化度相对较高时，储层导电能力增强， 使储层电阻率差异变小；在淡地层水环境下，海水泥浆侵入油气层会使油气层的 电阻率大幅度降低，对电阻率的影响主要表现在以下两个方面：一是测井过程中电 流径向流入地层，而井筒中高电导率泥浆引起电流在井轴方向上的分流，二是高比

13、重盐水泥浆深侵形成低阻侵入环带，导致测井仪器探测失真，使电阻率测量值偏离 地层真实电阻率。.另外，低幅度构造对储层电阻率也有一定的影响：油藏中油层距自由水平砸越 高，则毛管压力越大，相应的含油饱和度越高。圈闭内的储层要产无水油，必须具备一定的闭合高度，使含油饱和度达到产无水油界限以上；如果圈闭幅度达不到产 无水油的最小闭合.2.中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第一章前言高度，则该圈闭只能油水同产或只产水，偏高的含水饱和度，是形成油气储层电阻率低的原因之一。油气水层测井识别问题一直是低阻油气藏研究的难点和重点，目前对于识别问 题的研究多为针对研究区域的储层特点，有目的性的应用能够反映研究区域

14、储层特 征的参数与试油结果相结合作出判别图版、划分储层类型等方法识别油气水层【1施冬等（1 9 9 8 ）7 81根据五里湾地区长6油层组的测井响应特征， 结合地质和测试资料，采用灰色综合评判方法和模糊综合判别方法对油气层进行判 别，效果较好：孙建孟等（1 9 9 8 ） 1 6 1根据试油试水资料把油层、水层、油 水同层划分为三大类测井相，然后应用测井相分析的方法进行划相研究，从而对油 气水层进行定性识别。李晓辉等（2 0 0 0 ）通过对实验室岩心分析资料的研究认为高电阻率水层的 成因是岩性变化、残余油的存在及局部地区地层水矿化度的变化引起的。采用聚类 判别分析技术以反映储层特征的众多信息

15、，以他拉哈地区为研究工区确定油水层分 布，进而达到对其它储层流体性质进行识别的目的；徐守余（2 0 0 0 ）采用定性 与定量相结合的研究思路，利用研究区域所有井的测井资料及试油、射孔资料对储 集层进行定性判别；同时引入F isher判别法分薄层和厚层识别油、水层；邵 维志等（2 0 0 1 ）应用统计学和计算数学等数学工具，把常规油气层、低阻油气 层、油水同层、水层看成是独立的地质事件，分别研究它们与测井特征集之间的对 应关系，然后利用这种关系实现对未知地质事件的预测划分，从而把油气层的定性 识别问题转化为测井特征集的研究问题，该方法对于识别多种因素综合影响下的油 气层效果较好；冯琼等（2

16、0 0 1 ）通过对高电阻水层进行微观地质特征研究和岩 电实验研究，对塔中4油田CII油组高阻水层形.3.中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第一章前言成的机理及影响因素进行 分析，对于由于地层水矿化度低，岩石物性交差使水层电阻率增高造成的所谓高阻水层”制定相应的物性标准，建立油、干解释图版；对于由于储层颗粒分选差导 致岩石孔隙结构复杂，使该类水层电阻率增高造成的高阻水层，按不同岩性建立 油、水层解释模型，并制定相应的解释标准。匡立春等（2 0 0 2 ）从可动水分析法、图版法、龟阻率增大法与录井显示法 方面，探讨了低电阻率油层的识别技术，并应用于胡状集油田，取得了良好的经济 效益。赵佐安等（

17、2 0 0 2 ）网立足于测井资料，充分挖掘测井资料对低阻油气层 识别的能力，对该地区吐谷1、吐谷2井砂岩储层的油气水性质采用电阻率特征判 别法、三孔隙度重叠法、阵列声波能量法、纵横波时差法、声阻抗与声波时差重叠 法、交会图法以及神经网络识别技术的合理组合进行了有效识别，提高了该地区油 气层解释准确性。张丽艳等（2 0 0 2 ）采用测井相分析法消除了用测井单参数和 两参数交会解释含油性存在的多解性，提高了解释结果的成功率。刘维林等（2 0 0 3 ） 1 n】对葡西地区储层地质特征及储层四性”关系进行分析，将单砂体按着岩性特征划分为干层、粉砂、细粉砂、含钙致密砂及泥质粉砂 岩层，在此基础上，

18、分析了该地区不同类型储层电性与含油性关系，结合试油资料 建立了储层分类解释图板，符合率达8 4.9% ;高楚桥等（2 0 0 3 ） 0 3 1 6J由实验及渗流理论得出：岩石中有可动水但不一定产水，地层是否产水与可动 水的相对含量、岩石润湿性等因素有关，认为通过可动水判别油水层也不易确定统 一标准。储层中的油与水一般同时存在，但哪种流体优先产出，与它们的相对渗透 率有关。因此提出将孔隙度与油水相对渗透率相结合来识别油水层的方法，通过2 0口井试油结果证实，测井解释符合.4.中国石油大学（华东）T程硕士学位论文第一章前言率达8 9.7% ;刘英才 等（2 0 0 3 ）p21以试油资料为基础，

19、对自然电位、深侧向电阻率和微球电阻 率进行归一化后作交会图版，有效地识别了阿达油田低阻油气层。王任一等（2 0 0 4 ）认为在油层和水层的孔隙度和电阻率之间，微差形态波 形的复杂程度隐含着储集层含油气性的信息，通过求取其波形的网格分形维可提取 出含油气性的信息，进而对油水层进行判别；郭睿等（2 0 0 4 ）在测井系列不全 的情况下，通过生产实践并结合大量的试油资料和油藏综合分析，总结出采用16 in（Rxo ）和64in（Rt ）电阻率比值（Rxo/Rt），并结合低阻油 层和标准水层对比定量确定含油饱和度的方法来判断疑难储层，取得很好效果。李浩等（2 0 0 5 ）从沉积相、储集层岩性结构

20、及储集层微观组构这3个尺度 对在拉张的地质背景下的高束缚水成因的低电阻率油层进行研究，得出在弱水动力 变化带寻找该类低电阻率油层的方法；李薇等（2 0 0 5 ）通过对低电阻率油层形 成机理的研究，提出了一种利用深探测电阻率和自然电位曲线自动识别低电阻率油 层的RRSR法，其应用取得了满意的效果；沈爱新等（2005） 07 19 利用核磁实验新方法研究了油层岩心的NMR横向弛豫特性，证实可以根据T2谱 形和1r2平均值来判别岩石含油或含水。田中元等（2 0 0 5 ）（ 2 0】对卩1 CKETT法进行改进，在原方法的基础上，通过毛细管压力曲线将自由水界面之上的高度集成到P ICKETr图中，

21、并用于识别低阻油层，取得了满意的效果； 张小莉等（2 0 0 5 ）从地质、测井及多参数判别等方面，对王集油田核桃园组核 三段的高、低电阻率断块油层、高电阻率水层进行了综合分析与研究。应用地质条 件约束下的多参数多种分析方法对流体性质进行了识别；邓少贵等（2 0 0 5 ）根 据电测井原理，依据非线性最小二乘原则，进行双侧向测井资料的反演.5.中嗣石油大学（华东）工程硕士学位论文第一章前言校正，提供原状地层电阻 率、冲洗带地层电阻率以及泥浆滤液侵入半径等3个参数，改善了电测井资料在油 气层识别中的有效性；郎丰吉等（2 0 0 5 ）禾1用储层阵列感应曲线对不同孔渗条 件表现出不同的径向侵入特点

22、，从储层物性与侵入特性关系出发，给出常规测井求 取拟阵列曲线方法，建立拟阵列识别疑难储层解释方法，在卫星油田的实际应用符 合率达到8 8.1 9 0，6 :冯亚丽等（2 0 0 5 ）（ 2”在地质情况复杂的海拉尔盆地乌尔逊地区，针对油藏地质中油水层判别问题，提出了一套利用测井资料综 合判别油水层的ISODATA方法，采取了先对同类样本进行分类，将同类样本 集划分为若干个性质十分接近的子类，再在子类的基础上建立标准模式的方法对油 水层进行判别，取得了较好的效果。在测井解释模型研究方面：一方面以经典的模型为基础，如阿尔奇公式W-S 模型，双水模型和S-B模型为基础，对其中的参数进行改进，另一方面

23、直接根据 研究区域的储层特征，进行微观研究，建立适合所研究地区储层情况的解释模型：W.W.Givens（1988） 1221推出GCRM M岩石骨架导电模 型，他把毛细管束缚水视为骨架导电的一部分，作为独立的导电电路；Hanai Bmuggeman（1 995 ）推出有效介质导电模型（I IB模型）； A.deKuijper等人（1 9 9 6 ）根据电阻率解释的对称各向异性理论， 推出SATORI导电模型，描述含油泥质砂岩的导电性。在国内，莫修文（1 9 9 8 ）嘲针对我国塔里木盆地中新生界低阻泥质砂岩储 层，推出了一个三种孔隙水导电模型，较全面地说明了泥质砂岩的导电机制。但对 孔隙组分确

24、定的精度有待进一步研究；孙建孟等（1 9 9 8 ） “进一步完善了双孔 隙水模型及其参数的确定方法。这使得该模型具备了推广应用的条件；周荣安等（ 1 9 9 8 ）洲根.6.中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第一章前言据电流通过含水纯岩石的 等效模型，考虑了储层孔隙的曲折度和孔喉比的影响，用渗透率值近似代替孔道曲 折度，对阿尔奇公式进行修正；胡英杰等（2 0 0 0 ）根据Stairs建立的自 然电位测井物理模型及其理论响应图版，用自然电位测井曲线计算泥质砂岩阳离子 交换容量Qv,将其应用于w-s方程中，重新计算了塔里木盆地油层韵含油饱和 度。得到的数值较大幅度提高；左银卿等（2 0 0

25、0 ）提出利用常规测井资料与核 磁共振测并所提供的束缚水饱和度，重新求取地层束缚水饱和度模型；任广慧等（ 2 0 0 3 ）利用钻井取心分析化验结果和粒度中值，计算地层束缚水饱和度，采 用油藏理论综合分析储层流体动态，利用束缚水饱和度与地层含水饱和度评价油气 层，建立了一整套计算方程和解释图版；沈爱新等（2 0 0 5 ）通过实验讨论了油 层低电阻率与阳离子交换量、矿化度及温度的关系。分析了温度、压力对阿尔奇公 式中各参数的影响效果，得出高温高压条件下饱和度指数n、孔隙度指数m的变化 规律。1.3研究内容1、东辛油田低电阻率油层的分布、类型及特点2、开展东辛油田低电阻率油层成因研究，总结东辛油

26、田不同类型的低电阻率 油层3、形成一套利用岩心和核磁共振测并资料建立与常规测并资料关系，进而判 断低电阻油层的方法；为东辛油田低电阻率油层的成因及解释方法研究奠定良好的 基础;4、开展适用于东辛油田低电阻率油层定性、定量解释的解释方法研究。5、加深对低阻油气层的理论认识，拓宽核磁测井的应用。实行.7.中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第一章前言岩电实验与油层物理实验 相结合。应用半渗透隔板法的毛管压力与电阻率联测的岩电实验技术，深入地研究 电阻率高低变化与微观孔隙结构的关系、测井解释参数与孔隙结构的关系、核磁测 井中的T2分布与孔隙结构之间的关系，进一步加深对低阻油气层的理论认识，拓 宽核磁

27、测井的应用范围，为应用核磁测井中的T2分布研究储层的微观孔隙结构提 供依据。6、测井新技术的综合应用，促进测井地质学的发展。在测井地质学的理论指 导下，充分应用核磁测井等测井新技术和多井解释评价系统对低阻油层的成因、沉 积特点和分布规律开展研究。7、低阻油层钻井油气层保护及开采方法和技术.S.中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第二章低电阻率油气层特点第2章低电阻率油气层特点2.1地电阻率油层的定义近几年来，随着国内各油田勘探开发的深入，低电阻率油气藏已成为增储上产 的重要目标。国内低电阻率油气层多出现在砂岩储层，我国东部地区尤以渤海湾地 区出现的细岩性的砂岩地层中的低电阻率油气层具有代表性。

28、在国内各油田，如： 大庆、辽河、大港、冀东、江苏、青海和塔里木等，在胜利油区各采油厂，如：现 河、滨南、桩西、河口、临盘等，都不同程度地提到了低电阻率油气层的问题。由 此可见，低电阻率油气层己引起了各方的广泛重视。到目前为止，人们对低电阻率油气层的认识和描述可概括为以下三个方面:2.1 .1从油层电阻率绝对值考虑国内大多数油田的油气层电阻率范围在4lOOO.m之间，小于这一电阻 率下限”的油气层即可称之为低电阻率油气层（见图2 1 ）。但不同地区、不同 层位，其标准也不一样。如东辛油田辛10 9断块，油层电阻率一般大于4D.m,而出油层最低电阻率仅有1 .4/.m ;再如塔里木盆地，油层电阻率

29、的范 围一般在22 0Q.m，低电阻率油层可小于2Q.m，甚至只有0 .4D.mo.9.中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第二章低电阻率油气层特点图21辛109测井困（2 9 4 0 - 2 9 90米）2.1.2与邻近水层比较这类低电阻率油层通常不以电阻率绝对值的大小来定义，而以电阻率指数小于3进行定义。这就意味着，其电阻率与邻近水层十分接近，甚至出现相互交叉的现象（见图2 -2） o如商河、利津油田的低电阻率油层，电阻率分别为23.3 t2.m、3.66Q.m，而与其邻近的水层电阻率则分别为1 .82.6Qm、33o5Q.m（曾文冲。1991）n1;永安镇油田永921断块沙河街组，油层电

30、阻率约为2 09 0Q.m，毗邻的水层电阻率则在3060o.m变化，其结果必然增加识别油层的难中国石油大与.10.度，导致误把低电阻率油层解释为水层，甚至漏解释的现象也时有发生。图22利8 5 3测井图（1240? 129 0米）2.1.3与相邻围岩层比较与上下泥岩电阻率比较，油层电阻率与周围泥岩电阻率相同、甚至明显低于 它。此时往往没有考虑油层电阻率绝对值大小或与邻近水层进行比较，如果在钻遇 的目的层段没有水层时，解释难度就更大中国石油大+度，导致（见图2 - 3 ） 0图2 - 3睾1 0 0测井图（2950 30 00米）2 . 2低电阻率油气储集层特点2.2.1矿物成分低电阻率油气储集

31、层主要是由石英，长石两种骨架矿物成分组成m” 0石英是低电阻率储集层岩石中分布最为广泛，含量最多的一种碎屑矿物，长石在低电阻率 油气储集层岩石中的含量仅次于石英。另一方面，低电阻率油气储集层岩石组分有 它自己的特点，要么细粉砂的含量相当高，要么粘土或泥质的含量十分大，次要矿 物成分在低电阻率油气储集层中除了上述的主要矿物之外，还常含有在其沉积过程 中生成的一些粘 均物、胶结物、云母、自生石英、海绿中国石油大学（华.12.中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第二章低电阻率油气层特点石、黄铁 矿、燧石等自生的或非自生的矿物和有机质以及一些重矿物。在低电阻率储层中， 粘土矿物的种类繁多，包括蒙脱石、

32、伊利石以及高岭石等，其结构复杂，分布形式 多变，含量不稳定，性能特殊，因此，对储集层和测井响应都有十分大的影响。1。在低电阻率储层中，粘土矿物的含量常常是不稳定的，在有的地层中，粘土矿 物以蒙脱石和伊利石为主，而在有的地层中则是以高岭石为主。粘土矿物在地层中 有三种分布形式：分散泥质、层状泥质和结构泥质，在低电阻率油气储集层中其分 布形式主要表现为分散泥质。粘土矿物对储集层岩石的导电性，自然放射性，声波 特性以及中子特性等物理性质均有极大的影响，其影响程度取决于粘土矿物在储集 层岩石中的成分、含量、结构、分布形式以及其埋藏深度等多种因素。在储集层中 含有粘土矿物时，一般情况下，都将是储集层的性

33、能变差，当然，不同的种类，不 同的分布形式以及不同的含量，粘土矿物的作用程度是不一样的。例如，层状或结 构状粘土矿物通常对储集层的性能影响较小，但是，分散状粘土矿物，它分散在储 集层岩石的孔隙空间中，对储集层的储集性能影响相当大，这也是造成储集层低电 阻率的主要原因之一。2.2.2低电阻率油气储集层特点低电阻率油气层实质是以束缚水为主要成分的高含水饱和度油气层，普遍具有 低含油饱和度的特点。所以，一般采用相对的概念进行定义。所谓低电阻率油气层 系指储集层含油饱和度较低，电阻率指数小于或等于2的油气层。因此，其电阻率 与水层比较接近，尤其在高矿化度地区，绝对值十分低，可接近或低于周围泥岩的 电阻

34、率。尽管如此，它们都具有一定的产能，有时甚至获得意外的高产。当然，这 与它们的轻油质和高油气比的特点直接有关。实际资.13.中田石油大学（华东）工程硕士学位论文第二章低电阻率油气层特点料表明, 低电阻率油气层容易出现于三种类型的地层：粘土矿物含量少，粒径十分小的粉砂 岩地层；含有以水云母（伊利石）和蒙脱石为主的粘土矿物并呈分散状分布的泥质 砂岩地层；砂泥岩薄互层。实际上，经常是这三种类型的组合因此，有时被称作 泥质砂岩油气层，其实低电阻率油气层并不一定都是泥质砂岩。概括地说。低电阻 率油气层有三个方面的特点D2删。（1）岩性组成地层骨架的岩石颗粒平均粒径普遍较小，低电阻率油气层往往是以粉砂和

35、泥质成分占优势的砂岩地层或互层。这意味着，岩石骨架的粒度分布是形成油气层 低电阻率的重要因素。当然也有一些例外，低电阻率油气层会出现在一些粒度比较 大的砂岩地层中，不过仍然与高粘土含量有关。事实上，砂岩地层的粒闻孔隙结构是由组成岩石骨架的颗粒粒度分布及其排列方式所规定，并由不同成分的粘士矿物 以不同的分布形式充填所改造。砂岩粒度小，将使粒间孔隙相应更为复杂，即所谓 孔隙弯曲度增大和孔隙直径变小【3嗣。其结果表现为微小毛细管孔隙增加，渗透率变小和束缚水含量增大，束缚水饱和度随着粒度中值变小而增大，而且有比较 密切的相关性。特别是粒度中值减小，束缚水饱和度的增大趋势更为明显，从而进 一步证明粒度中

36、值是影响束缚水含量和形成低电阻率油气层的重要因素。(2) 秸土含量砂岩含分散状粘土是形成低电阻率油气层的另一个重要因素。粘土矿物充填的 结果进一步改造由岩石骨架组成的粒间孔隙，导致孔隙空间的几何形态更加复杂 化。其影响程度与粘土性质和分布形态有密切关系。建立在扫描电镜和射线衍射基 础上的研究结果表明，低电阻率油气层的粘土成分是以水云母(/0利石)和蒙脱 石为主。由于.14.中国石油大学(华东)工程硕士学位论文第二章低电阻率油气层特点这些粘土 矿物晶格间隔比较大，分子间引力相对较弱，因而有比较强的吸水性。同时由于它 们在充填过程中，往往与岩石颗粒和孔隙组合成包裹状”或薄膜式”，粘土桥，甚至完全填

37、满粒间孔隙。并在晶体或晶体集合体之间以及与岩石孔壁形成十分发育的 微小孔隙，促使产层的束缚水含量明显增大。而具有高含油饱和度并表现为高电阻 率特点的油气层则与此不同，它们或者不含粘土，或者含量较小，其成分主要是高 蛉石。下面以濮阳地区沙二和沙三段的低电阻率油气层为例，迸一步阐明其特点。 扫描电镜揭示，它们的粘土含量普遍较高。粘土的主要成分为水云母和蒙脱石以及 二者的过渡态，一般不含高岭石。这些分散状粘土往往具有三种形态：一是局部包 围或呈薄膜式完全包围岩石颗粒：二是形成粘土桥连接岩石颗粒；三是充填或完全 填满粒间孔隙。其结果进一步改造粒间孔隙，造成孔隙变小和微小孔隙发育。其中 有水云母自身形成

38、的蜂窝状微孔隙，以及水云母和蒙脱石晶体集合体之间形成的微 孔隙；有长石风化形成针状水云母而大量发育的微小孔隙；也有粒间充填粘土而孔 隙变小形成的小孔隙。因而，普遍具有高束缚水含量特点，并导致油气层电阻率降 低。尤其是在高矿化度条件下，电阻率降低的趋势更为明显16 1。例如濮阳地区 的低电阻率油气层，其电阻率低。然而，处于同一层段的高电阻率油气层却有迥然 不同。它们除了粘土含量较少外，主要的粘土矿物为高岭石。(3) 孔隙结构低电阻率油气层的岩性和粘土性质规定了如下的孔隙结构特点：孔隙喉道半径 普遍较小，微孔隙十分发育，出现两个峰位，一是主要孔隙半径，另一个是微孔 隙，反映孔隙系统以微小孔隙为主和

39、具有高束缚水饱和度的特点。所以，低电阻率 油气层有着十分发.15.中田石油大学（华东）1程硕士学位论文第二章低电阻率油气层特点达的以小 孔隙和微孔隙为主的孔隙系统，并组成以束缚水为主要成分的导电网络，润湿性亲 水性是低电阻率油气层普遍具有的特性。根据所得岩心样品的润湿性测定，几个地 区的低电阻，油气层都是亲水的。与此相反，低束缚水饱和度的高电阻率油气层则 经常表现为亲油。在同一组油层中，岩石的润湿性与电阻率曲线的显示十分吻合。 高电阻率油层表现为亲油，低电阻率油层则表现为亲水，表明润湿性与含油性经常 有关。2.3低阻油层成因通过近几十年的研究分析，人们对低电阻率油气层的形成机理已经有了比较全

40、面地认识，并能够由此得出相应的结合性意见。低电阻油层的成因研究大多是通过开展岩石物理研究（包括岩电实验研究、粘 士阳离子附加导电实验、砂岩的孔隙结构实验研究等）、盐水钻井液侵入油气层的 双侧向测井数值分析、进行必要的及时测井与时间推移电测井，以及大量低电阻油 层测井研究，包括开发井中油层的及时测井与密闭取心井的测井研究等。根据低电阻油层形成的机理可分为三类：粘土附加导电形成的低电阻油层、高 束缚水含量形成的低电阻油层、在低幅度轻质油气藏背景下钻井液深侵入，特别是 盐水钻井液的侵入形成的低电阻油层。2.3. 1产层的高束缚水含量是形成低含油饱和度油气层的主导因素有高含水饱和度的低电阻率油气层之所

41、以不出水，归根结蒂是与产层的孔隙结 构及油气藏的形成特点直接有关。事实上，任何储存油、气、水的岩石孔隙都可看 成是由一系列毛细管所组成的。由于油（气）、水对岩石润湿性的差异与发生于孔 隙内的毛细现象，在.16 中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第二章低电阻率油气层特点油气层形 成过程中，规定了油（气）和水在孔隙空间内独特的分布形式与渗流特点。储油层 本来是一个充满水的多介质，当油（气）在各种内、外力作用下，发生了油（气） 驱水过程。但是，油（气）最终不能把产层孔隙内的水完全排出，总有一部分原生 水或者由于驱动压力无法克服毛细管力，而滞留于油层微小的毛细管孔隙内，或者 被亲水岩石颗粒表面所吸附

42、。这部分水的相对渗透率趋于O,不能流动，称谓 动水”油（气）、水这种分布形态是油气层固有的特点，即水主要分布于流体不易在 其中流动的微小的毛细管孔隙内，或被岩石颗粒表面所吸附。而油（气）则主要占 据较大的孔道或孔隙内流动阻力较小的部位，形成只有油（气）流动而水不能流动 的物理状态。 不动水”的主要成分为束缚水，随着储油层孔径变小和微孔隙增加而 增大。即使孔隙内的束缚水含量超过油气的含量，也不会改变其不流动的特性，依 然在高矿化度的地质剖面，形成十分发达的、以高含盐量束缚水为介质的导电网 络，造成油气层电阻率普遍变低。总之，形成低含油饱和度的油气层，必须具备如下相互联系的岩性.孔隙结构 条件:1

43、）产层岩石的细粒成分增多和（或）粘土矿物在孔隙内富集与充填，造成孔隙系统中微孔隙十分发育。2）产层形成双组孔隙系统一一微孔隙与渗流孔隙两种系统同时并存，二者的 比重以微孔隙系统占据优势。3）产层孔隙内的流体是由油气及束缚水所饱和，一般没有自由水，而且束缚 水饱和度大于油（气）饱和度。2.3_2泥质的附加导电性一般来说，在形成低电阻度油气层方面，泥质与粘土所产生的.17.中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第二章低电阻率油气层特点附加导电 性是一种次要因素，它们的影响程度是有条件和有限的。产层内部泥质及粘土成分的增加，进一步改造由岩石骨架所规定的粒间孔隙， 导致束缚水含量普遍增大，形成了发达的导

44、电网络。这是引起油气层电阻率普遍变 低的主要因素。至于泥质和粘土所产生的附加导电性，其影响当然也不能忽视，特 别对于低矿化度地层更应充分考虑，它有可能成为与高束缚水含量并列的同等重要 因素。在含油饱和度为中等或中等以上的泥质砂岩或砂岩中，它甚至会成为主要因 素。当然，这里主要取决于地层水矿化度是否足够的淡。这就表明在低电阻率油气层中，泥质与粘土所产生附加导电性的影响，往往是 有条件与有限的。它们不仅与自身的粘土性质有关，而且还受地层水矿化度、油气 饱和度以及孔隙度大小的控制。即只有在低矿化度条件下，它们的影响才不可忽 视，而且随着产层含油饱和度的增大及孔隙度的变小，其影响程度加剧。在高矿化 度

45、及低油气饱和度的条件下，这种影响显然很小，甚至可能会产生相反的结果。.1）在高矿化度的条件下，即使泥质砂岩中的阳离子交换能力较强，泥质与祜 土对地层电阻率的影响也往往十分有限。2）富含高岭石的泥质砂岩，由于阳离子交换能力很低，即使粘土含量达到3 0%,对往那种笼统地把低电阻率油气归结为 泥质砂岩”的传统概念，并不能全面 地描述低电阻率油气层的形成机理。2.3.3盐水钻井液侵入（包括淡水钻井液 深侵人）形成低电阻油层油藏的形成过程受油、水一孔隙系统所控制，油（气）首先进入与较大孔隙喉 道连接的大孔隙中。然后，随着短类驱替力（浮力）的增加，油（气）将逐步进入 更小的孔隙喉道，因此，油藏中距自由水平

46、面之上愈高，油气饱和度（电阻率）则 愈大，反之则小.在相同高度处。饱和.18.中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第二章低电阻率油气层特点度又受孔 隙结构影响，孔、渗差的油层含油饱和度较小。显然，油藏内不同位置处的饱和度（电阻率）受自由水平面之上的高度、孔隙结构以及油水密度差（流体性质）等因 素控制。例如盐水泥浆矿化度一般为3 0000-40000mg/L，而地层水矿化度小于1 0 0 0 0 mg/L, 般为4 0 0 0 mg/L左右，其差别为8 10 倍。如果用改种泥浆进行钻井，它侵人油气层将使测井视电阻率成倍下降。对于油 藏高度高且孔隙度大的油田，其中、上部含油饱和度可高达8 0%以上

47、，其油层电 阻率为水层的5.1 0倍。即使盐水钻井液侵入致使油层视电阻率成倍下降，虽影 响对饱和度的计算，但还不至于影响测井识别袖层。可是，对于低幅度、轻质油、 气藏，如果孔隙结构再较差，该油藏顶部的含油饱和度也不会高，其原状油层量电 阻率仅为水层的3倍左右，盐水钻井液侵入将使油层视电阻率下降到水层的2倍以 下，甚至与水层电阻率相近。由此可见，这一低电阻油层的形成是钻井液侵入 外因”，通过低含油饱和度等油层的 内因”综合而成的。辽河油田与大港油田的滩 海地区勘探实践与理论分析充分证实了这一结论。正由于钻井液侵入这一外因”的无明显规律性，造成电测井较难反映油气层原始饱和度，给测井识别油气层带来很

48、 大困难。目前，老井复查油层的巨大潜力主要也正由于这二者”的结合所致。.1中困石油大学（华东）工程硕士学位论文第三章东辛油田低阻油层类型、分布 规律及特点第3章东辛油田地租油层类型，分布规律及特点3.1低阻油层类型根据低电阻率油层的形成机理。可将东辛油田低电阻率油层划分为以下4种类 型:3.1 .1高一极高地层水矿化度条件下的低电阻率油气层这种类型的油气层一般不属于泥质砂岩，常常是含泥量较小的砂一粉砂岩地 层，其特点是电阻率绝对值相当低，往往在12n.m左右变化。但电阻率指数 较大，一般大于4,与邻近的典型水层相比电阻率较突出。表明这种类型的油气层 具有中等以上的含油饱和度数值（Wo5 0%）

49、。因此，在测井资料分析过程 中，识别油气层的难度并不很大，只是由于电阻率数值甚低，需要进行过细的分 析。引起这种类型的油气层电阻率绝对值低的原因，在于具有商一极高的地层水矿 化度。这就是说，由含盐量极高的地层水形成发达的导电网络，促使油气层电阻率 的明显降低。显然，在这种条件下，即使有泥质附加导电性，其影响也将减至最 小。下面列举1个典型实例说明。（见图3 1）辛4 1井下第三系低电阻率油气层该井油层深度为2740.0 2744.Om，岩性为油浸细砂岩，泥质含量很小。油层的电阻率约为2也.40.ra， 典型水层的电阻率约为0 .40.m。测井计算的声波孔隙度约21.1%，视含 油饱和度约在6

50、3 6 6 %之间变化。因此，在积累了一定的经验之后，这种类 型的油层还是比较容易被识别的。该油层经过射孔测试，5 mm油嘴，日产油16 t，地层水矿化度大于130000ppmo，20.中国石油大学（华东）1程硕士学位论文第三章东辛油田低阻油层类型、分布规律及特点图3 1辛41测井图（2700 280 0米）3.1.2具有双孑L隙系统砂岩的低阻油层该类油气层不一定是泥质砂岩，也不一定是以阳离子交换能力强的粘土矿物为 主的泥质砂岩。而往往是岩石细粒成分（粉砂）增多或粘土矿物充填富集以及石英 次生加大，导致微孔隙含量明显增加（见图3.2、3.3），形成微孔隙与渗流 孔隙两种孔隙同时并存，以及以微孔

51、隙系统为主的特殊孔隙结构特点。根据压汞资 料，主要有以下特点:中国石油大学（华东.21.中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第三章东辛油田低阻油层类型、分布 规律及特点图3-2孔隙含量分布图图3-3孔隙含量分布图 孔隙喉道半径普遍变小;孔隙喉道半径中值小;微孔隙十分发育;在孔隙半径分布图上出现双峰（见图3.4）:毛管压力曲线的排驱压力普遍较大:通常表现出低渗透率的特征。图3.4低电阻率油层孔隙半径分布直方图3. 1. 3砂泥岩薄互层对于不同电法测并，当目的层厚度等于或小于其纵向分辨率时，测井值受邻近 围岩影响较大，特别在邻近围岩为高阻层条件下，其影中国石油大学C华东）工彳中国石油大学i.22.

52、中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第三章东辛油田低阻油层类型、分布规律及特点响就更大。对于2. 5米梯度电阻率测井，层厚3米以下；双侧向、双 感应测井，层厚2米以下，均可形成低电阻率油层（见图35）。图3 5薄层对测井仪器的响应特征3. 1. 4储层岩石含导电矿物当储集层含微量或少量黄铁矿等导电矿物，测量高频电场（20幻z）的感应测井电阻率将受影响而降低，甚至低于水层。对于低频电流工作的侧向测井，一 般影响不大（见图3 6）oyll20井X衍射实验黄铁矿含量10%。通 过实际岩心分析、观察与理论研究，认为黄铁矿的分布形式比其含量对感应测井的 影响更灵敏。层状、结核状比浸染状与分散状的影响大得

53、多。根据并联导电原理， 可导出下式：C = CoV o + Ct(1 ? Vo)其中，Co 为导电矿物的电导率，取值为1 05mS/m（ 般为1 04mS/m107mS/m)、，丨o为导电矿物的体积含量;Ct-一不含导电矿物的地层电导率;中耀.23.中田石油大学（华东）工程硕士学位论文第三章东辛油田低阻油层类型、分布 规律及特点C 含有导电矿物的地层电导率。由上式，可得到如表1所示的结果。圈3 6地层中黄铁矿含量对不同频率电测井的影响（据Clavier， 9 7 6 )、芝 C(mS/m)ct(ms 心100(102m)5 0 0 （ 2 0 ml表3 1岩石矿物含量与地层电导率关系表O .5

54、%1%2 %599.5 (1.668 2.m) 1099 (0.9112.m1495(o.62om) 209S(0.48f2.m12490 (0.4 2.m1 997.5(1.0032.m)另外，形成低电阻率油层的原因还有油藏构造幅度小（油藏高度低，油水过渡带宽）、岩石亲水（见图3 7），原油性质好等。总的来说，形成低电阻率的因素是比较复杂的。往往是多种因素综合作用的结 果。具体到某个油田可能是某一种或几种因素占主导地位。如辛109断块S2W 储层具有高一极高的地层水矿化度是使油层电阻率降低的主要原因之一。又如营11断块的低电阻率油层则可能是.由黄铁矿和菱铁矿等导电性矿物占主导地位引起的。说明

55、:低电阻率油层岩石有亲水特性。在岩石/油/水系统中，油和承是两种互不相溶的流体，它们对岩石表面润湿性的不同选择。将影响到岩石的导电性.由于低电阻奉油层岩石是亲承的，在岩石颗粒盼表面形成一层薄的水膜。能为离子导电提供连续通道,图37岩石亲油与亲水时储层喉道特征示意图3.2东辛油田低电阻率油层分布规律通过开发实践和地质分析，低电阻率油层在东辛油田有着广泛的分布，如：营6 4 1沙三、营11沙三、辛10 9沙二稳、永9 2 1盐18 2沙三、沙四、辛 4 1沙二13、辛76沙二13、营33沙二、营17沙二13等均有不同的开发井在解释层位较差的层，试射后出油，这些油藏占东辛断块油藏的8%。数量虽少 但

56、极有开发谦潜力。纵向上低阻层位分布以沙河街组为主，且主要集中在砂砾岩体 的沙三段一沙四段，沙二段的下段沙二13稳矿，部分沙三岩性油藏的沙三段。3.3东辛油田低电阻率油层特点胜利油区低电阻率油层有以下特点:1岩性细；组成地层骨架的岩石颗粒平均犁径小，度量这一特性的粒度中值上 限一般不超过15 0微米，大部分小于10 0微米。因低电阻率油层往往是以粉砂 和泥质成分占优势的砂岩地层或互层。这意味着岩石骨架的粒度分布是形成低电阻 率油气层的重要因素.25.2束缚水含量高:3地层水矿化度高;4岩石亲水;亲水性是低电阻率油层的普遍特点根据岩心样品的润湿性测定，东辛地区的低阻油层都是亲水的。5储集层物性（沙

57、二段物性较好，沙三沙四段较差）：6产能（沙二段产能较好，沙三沙四段较差）；7原油性质好;胜利油区7种低电阻率油层中（具有双孔隙系统结构的砂岩低阻率油层、泥质附加导电性引起的低阻率油层、高地层水矿化度地层、砂泥岩薄互层、泥浆侵入形 成的低阻率油层、储层岩石含导电性矿物），东辛油田就占了4种。其中高地层水 矿化度地层和储层岩石含导电性矿物以及沙二段低电阻率油层具有较高产能是东辛 油田特色。.26.中国石油大学（华东）工程硕士学位论文第四章低电阻率油层测井解释技术第4章低电阻率油层测井解释技术4.1低电阻率油层的定性判别通过对多个地区测井、地质、澳9试等资料的深入研究，分析其岩性、物性、含油性与电性之间的关系，探索出以下定性识别低电阻率油气层的方法：1、