南阳凹陷白秋地区储层“四性”关系及低阻成因研究

郭彦丽，曲天红，顾玉君，栾庆芝，李 磊，智 刚

（1.中国石化河南石油工程有限公司测井公司，河南南阳473132；2.中国石化河南油田分公司石油勘探开发研究院）

南阳凹陷白秋地区是河南油田近年来勘探开发的重点区域，该区具有地质条件复杂、断层发育、储层流体性质变化大、低阻油层、储层“四性”关系复杂等特征，导致流体性质识别困难。另外，常规测井技术对低阻储层评价存在技术局限性。因此开展南阳凹陷白秋地区储层特征分析及“四性”关系研究对下一步的勘探开发非常必要。

1 储层特征分析

1.1 岩石学特征

白秋地区核桃园组沉积主要受三角洲沉积模式所控制［1］，岩性较细。从岩石薄片鉴定资料来看，石英含量40%～65%，长石含量28%～45%，岩屑含量8%～19%，为长石中－细粒砂岩，分选中－好，次棱状，储集砂岩成分成熟度偏低。粒度频率分布峰值为0.1 mm，部分井峰值仅为0.063 mm，岩性主要为中－细砂岩、细砂岩、粉砂岩。

1.2 物性特征

据本区已钻井主要目的层段储层物性资料统计：孔隙度主要分布在7.57%～26.8%，绝大部分储层孔隙度在15%～25%，渗透率主要分布在（10～7 000）×10－3μm2，峰值500×10－3μm2。

1.3 地层水特征

地层水矿化度在6 000～15 000 mg／L，主要集中在10 000～12 000 mg／L。

2 储层“四性”关系研究

储层岩性、物性、电性、含油性之间既存在内在联系又相互制约，其中岩性起主导作用。岩石颗粒的粗细、分选的好坏、粒序纵向上的变化特征以及泥质含量、胶结类型等直接控制着储层物性的变化。而储层的电性则是岩性、物性、含油性的综合反映。

2.1 岩性与物性关系

白秋地区的岩性与物性相关性较好，岩心数据统计可知：中－细砂岩、细砂岩孔隙度在12%以上，渗透率大于10×10－3μm2，孔隙度与渗透率呈正相关变化，粉砂岩在90%以上的岩心孔隙度小于12%，渗透率小于10×10－3μm2。

2.2 岩性与含油性关系

白秋地区粉砂岩及以上级别岩性中均有油气显示，岩性与含油性具有较好的相关性（图1）。根据该区块试油资料，白秋地区岩性下限为粉砂岩。

2.3 物性与含油性关系

白秋地区孔隙度小于12%、渗透率小于10×10－3μm2的储层为干层（图2），录井显示级别能够在一定程度上反映流体性质。

2.4 电性与含油性关系

白秋地区含油性与电性变化较复杂，不同的含油性在电性上变化范围较大，由于储层束缚水含量较高，地层矿化度在不同断块的油水层的差异及油藏构造幅度较低形成了区域高阻水层、低阻油层的电性特征，给油水层的评价带来了极大的困难。

3 低阻成因研究

3.1 束缚水含量高

在白秋地区所发现的低阻油层中，高束缚水饱和度是该区低阻油层广泛发育的最主要成因之一。这些束缚水与渗流孔隙中的自由水并存，形成了相对发达的导电网络，导致储层电阻率降低，形成低阻油层。

图1 白秋地区岩性与含油性频率交会图

图2 白秋地区物性与含油性交会图

3.1.1 岩石颗粒细，颗粒表面粗糙易形成高束缚水

从岩石颗粒实验分析资料可知，粒度中值分布范围在0.01～0.25 mm之间，特征峰值为0.1 mm，部分井峰值仅为0.063 mm（岩性主要为细砂－粉砂岩），粒径细小则使比表面积增大，引起束缚水含量升高，导致含水饱和度上升，对电性造成很大影响；同时颗粒细、原生孔隙小，使孔隙中的水难于在其中流动，也就不利于碳酸盐岩的溶解，这些未被完全溶解的碳酸盐胶结物，致使表面本来比较光滑的石英长石等矿物的表面变得粗糙不平，结果使其比表面增大、微孔隙增多，同时它还能吸附更多的粘土矿物，使孔隙进一步微孔隙化。结果导致岩石的束缚水含量增加，含油饱和度下降，电阻率降低。

3.1.2 孔喉半径较小，分布不集中

由本区毛管压力曲线分析可知，毛管压力较大，孔喉半径较小，且孔喉半径分布不集中，致使毛管压力增大，束缚水饱和度偏高，影响电性测井响应。

岩性细、孔隙结构复杂是造成白秋地区储层高束缚水的主要原因。表1为相渗实验分析结果，可以看出8块岩心的束缚水含量均在52%以上。

3.2 断块多，地层水矿化度变化复杂

白秋地区的地层水总矿化度在6 000～15 000 mg／L，集中在10 000～12 000 mg／L。从图3中可以看出，随着深度的增加，地层水矿化度变化复杂（有增大也有降低）。油层、油水同层的矿化度甚至比水层高，易造成低阻油层，高阻水层。

表1 相渗实验分析结果

图3 白秋地区地层水矿化度与深度交会图

3.3 断块多且小，构造幅度低

白秋地区以分流河道沉积为主，断层交错发育［2］，形成一系列具有一定规模的断块构造圈闭群，岩性圈闭、断层圈闭并存，形成复杂的油水关系。单个油砂体呈窄条带状分布，油层含油高度10～30 m，含油宽度较窄。油层厚度一般1～5 m。油层分布受断层控制及砂体物性影响显著，每个砂层在断鼻高点均能形成油层，剖面上顺断层呈“屋脊状”分布［3］，平面上沿构造高部位呈“叠瓦状”展布；同一断块高部位常因砂体物性变差而形成多个断层－岩性油藏。因此，白秋地区油藏构造幅度小，油柱高度低，油水过渡带宽，是造成本区油气储层电阻率低的原因之一。

4 测井评价方法

4.1 利用常规测井技术评价油水层

利用试油资料、测井资料，充分考虑储层电性、物性与含油性的关系，分别建立了油、水、干层评价标准［4］（表2、图4）。

4.2 饱和度测井技术（RMT技术）评价低阻油层

RMT测井测量的硅钙比曲线主要反映了储层的岩性，碳氧比主要反映了储层的含油性和部分岩性。因此，在砂岩地层中，利用碳氧比和钙硅比曲线重叠，以消除岩性的影响，突出含油性的影响，若两者差异小，指示为砂岩水层；碳氧比与钙硅比重叠，两者差异大，指示为油层。差异越大，砂岩含油饱和度越高。因此利用RMT测井的碳氧比值可直观、快速判断油水层［5］。

表2 白秋地区储层流体评价标准

图4 白秋地区电性、物性与含油性交会图

RMT测井结果只反映流体性质，基本上与地层水矿化度无关。因此在地层水矿化度未知或多种矿化度环境的探区可有效识别油水层，包括低阻油层。尤其是泥浆侵入较深的低电阻油层。

南×××井为白秋地区2010年的第一口探井，在井段2 014～2 024.4 m，常规测井曲线显示电性较差，解释为干层和水层，如图5所示。该井在固井后测量RMT，RMT资料显示该层段碳氧比值较高，与硅钙比值叠合面积大，指示具有较好的含油性，解释为干、油、油水同层。该层段2010年3月20日试油，日产油12.08 t，水12.57 t，为油水同层，证明RMT测井资料反映的准确性。

图5 南×××井测井评价成果图

5 应用效果评价

（1）利用研究评价方法对白秋地区的7口新井进行了评价，试油层共28层，其中符合25层，不符合3层，符合率为89.2%，提高了测井解释符合率，应用效果明显。

（2）发现新油层，增加了新储量。通过应用综合评价方法，提高了对本区储层的认识和储层流体性质的识别能力，尤其是对于低阻油层的识别。在白秋地区新钻4口探井中共解释低阻油层13层47.7 m，差油层5层10.3 m，其3口井8层直接投产，均获5 t以上的工业油流，取得了良好的效果。

［1］ 陈文学.南阳凹陷张店油田二次勘探及认识［J］.石油勘探与开发，2002，29（6）：64－66.

［2］ 程旭波等.南阳凹陷张店油田叠瓦状油藏形成条件探讨［J］.断块油气田，2004，11（1）：18－19.

［3］ 程学峰，于群达，吴跃通，等.层序地层学研究及隐蔽油气藏预测——以南阳凹陷古近系为例［J］.新疆地质，2003，21（2）：206－209.

［4］ 程学峰，李琛，昝新，等.北马庄－黑龙庙地区低孔低渗储层特征及勘探潜力［J］.河南石油，2003，17（1）：17－20.

［5］ 王巍，朱丕跃，罗家群，等.南阳凹陷复杂断块的解释方法及应用［J］.河南石油，2002，16（1）：17－19.