黄河口凹陷南部斜坡带低阻油层成因分析

陈容涛，牛成民，张新涛，陈 磊，吴俊刚

(中海石油(中国)天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

国内外的学者对低阻的成因和特点进行了大量的研究，目前对低阻储层的确定仍没有个统一的界定标准，一般认为电阻增大率(油层电阻率与相同条件下水层电阻率比值)≤2[1-2]。由于低阻油层的成因较为复杂，识别手段有限，因此在勘探开发中容易忽视，近年来，随着勘探程度的增加，低阻油层作为增储上产的目标之一越来越受到人们的关注[3-5]。

黄河口凹陷位于渤海湾盆地济阳坳陷的东北部，北侧为渤南凸起，南侧为垦东-青坨子凸起和莱北低凸起，东侧为庙西凹陷，西邻沾化和埕北凹陷，郯庐断裂西支穿过凹陷中部，古近纪～现今构造面貌表现为西深东浅、北陡南缓、凹中有隆、断裂发育，总体上为北断南超的箕状凹陷。研究区位于黄河口凹陷南部缓坡带(图1)，近年来，在研究区范围内馆陶组相继获得了一系列的油层发现，并且大量油层呈现低阻特征，其中A油田A-3井获得131 m3/d的高产油流，目前还没有正式投入生产。由于对低阻油层的成因机理认识还不清晰，为后期的低阻储层识别及评价工作带来了许多困难，因此利用研究区3个油田的岩心、薄片资料开展了该区低阻成因方面的研究，以期为后期低阻油层的勘探开发提供指导。

1 低阻油层微观成因分析

低阻成因相当复杂，为确定研究区馆陶组低阻油层的成因，本文以目前国内外低阻油层形成机理着手[6-7]，从粒度、泥质及黏土矿物、孔隙结构及导电矿物含量等几个方面进行综合分析。

1.1 粒度分析

低阻油层常见在以细、粉砂及黏土占优势的砂岩地层及互层中，一般是低能环境的产物。根据粒度资料，研究区A、B、C三个油田的低阻储层段岩石颗粒中细-粉砂颗粒及黏土颗粒含量比常规储层要高，中砂-砾颗粒含量明显比常规储层要低(图2)；低阻储层的粒度中值明显小于常规储层，低阻储层粒度中值平均值分别为0.062 mm、0.08 mm、0.077 mm，而常规储层粒度中值平均值为0.187 mm，0.16 mm，0.14 mm。通过分析，认为该区储层以细骨架颗粒为主，使得微孔隙发育，使得束缚水含量增加，同时颗粒较细，其表面积增大，易吸附大量的束缚水，从而导致油层电阻率的降低。

1.2 泥质含量分析

泥质填充于孔隙中，使得孔隙喉道变小，促使微孔隙发育；泥质含量越高，比表面积大越大，越容易吸附大量的束缚水；此外，泥质易产生附加导电性。上述3方面的影响均可导致油层电阻率降低。通过对比研究区内低阻油层与常规油层之间的关系，发现低阻储层的泥质含量明显高于常规储层(图3)，因此泥质含量是本区低阻储层形成的一个重要因素。

1.3 黏土矿物含量分析

图2 粒度分析对比

图3 泥质含量分析

黏土矿物颗粒表面吸附的正离子在外电场的作用下沿其表面移动，从而增加了地层的导电能力，致使储层的电阻率降低。根据A、B、C三个油田取心样品的扫描电镜与X衍射资料，研究区各油田馆陶组油层中黏土矿物以伊蒙混层为主，平均含量大于60%，其次为高岭石、伊利石和绿泥石。通过对比分析，认为低阻储层与常规储层黏土矿物含量无较大差异(图4)，因此黏土矿物含量对该区低阻油层的形成影响较小。

图4 黏土矿物含量分析

1.4 孔隙结构特征分析

岩石中孔隙的孔喉大小、连通性及分选的好坏对于储层中束缚水含量有着重要的影响，进而影响储层的电阻大小。根据孔喉大小参数，研究区低阻储层的孔喉半径分布范围及平均值明显低于常规储层，最大汞饱和度也低于常规油层，表明低阻储层的孔隙明显较小；根据连通性分析数据，研究区低阻储层的结构系数分布范围及平均值与常规储层相近，表明低阻储层与常规储层的孔隙连通性相近；根据孔隙分选性统计资料，研究区低阻储层的均质系数大于常规储层，表明低阻储层的孔隙分选较差，孔隙结构较为复杂(表1)。综合上述分析，认为储层中孔隙小和孔隙结构复杂是本区低阻油层形成的重要影响因素。

1.5 导电矿物分析

岩石中含有导电性良好的金属矿物，如黄铁矿、菱铁矿等，可以使储层的电阻率降低，通过对本区薄片鉴定资料的统计分析，本区油层中没有发现导电矿物，因此导电矿物不是本区低阻油层的影响因素。

表1 低阻储层与常规储层孔隙结构差异

综合上述分析，认为本区低阻油层形成，主要是由于储层岩性细、泥质含量高，使得储层孔隙小、结构复杂，导致储层中存在高束缚水含量，进而降低了油层的电阻率所致。

2 低阻油层的宏观地质成因分析

2.1 地层水矿化度分析

高矿化度地层水分布在岩石孔隙中形成发达的导电网络，可以形成低电阻率油层。通过对比区域内地层水矿化度的分布情况，本区地层水矿化度在5 000～9 000 mg/L，基本上不存在地层水矿化度非常高(大于10 000 mg/L)的低阻油层，因此地层水矿化度不是本区低阻油层的影响因素。

2.2 沉积背景

目前已发现的低阻油气层最突出的特征是岩性细，以细砂岩、粉砂岩为主，泥质成分含量普遍较高，并伴随有效黏土矿物成分增多，其沉积环境一般为弱水动力的低能环境[8]。低能沉积环境下沉积的砂体一般岩性较细，微孔隙发育，导致毛管阻力很大，从而使孔隙中饱含束缚水，形成发达的导电网络，电阻率显示低值。研究区馆陶组划分为馆下层序(SG1)与馆上层序(SG2)两个三级层序，其中每个层序可以分为低可容纳空间体系域(LAST)与高可容纳空间体系域(HAST)两个体系域，从各体系域的沉积体系分布来看(图5)，3个油田基本上处于辫状河与曲流河漫滩亚相上，其沉积水动力整体偏弱，储层粒度偏细，泥质含量高，使得束缚水饱和度高，形成低阻油层。

2.3 成藏动力

根据烃类驱替公式[9]，含油高度越小时，烃类驱替力越小，储层含油饱和度越低，束缚水饱和度越高，电阻越小。研究区离油源较远，且馆陶组储层埋深较浅，油气运移到此自身的烃源岩压力消耗殆尽，成藏动力以浮力为主。例如A油田，馆陶组油藏高度小，储层中以油水过渡段为主，少量构造顶部有零星纯油层分布，因此本区油层中烃类驱替力较低，难以将储层中的束缚水驱替出去，使得储层中含有较高的束缚水饱和度，致使本区油层电阻率较小。

图5 黄河口凹陷南部缓坡带馆陶组沉积相平面展布

3 结论

(1)黄河口凹陷南部缓坡带馆陶组低阻油层形成是由于储层岩性细，泥质含量高，导致储层孔隙小、结构复杂，进而形成高束缚水饱和度所致。

(2)从宏观地质成因分析，认为本区低阻油层的形成主要受沉积背景与成藏动力的控制。

(3)低阻油层往往是多种因素综合作用的结果，需要将各种微观因素与宏观地质因素结合起来才能更好的对低阻油层进行分析。

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