让低电阻率油气层不再与勘探家“捉迷藏”

■ 余琪祥

让低电阻率油气层不再与勘探家“捉迷藏”

■ 余琪祥

油气勘探开发过程中，有一类油气层经常与勘探人员“捉迷藏”。从电测井曲线上看，这类油气层因为电阻率低而与水层相似，常被误认为水层或含油水层，但测试时往往能获得较高的油气产能。因此，地质专家将这类油气层称为低电阻率油气层。例如，大港油田的张海501井、港深61井通过测试，发现测井解释为水层的大段地层实际为油层，从而使油层厚度较测井解释增加了1倍。

塔里木盆地塔北隆起大涝坝构造沙49井苏维依组（4858～4904米）测井解释综合成果图

“捉迷藏”由来已久

位于塔北沙雅隆起桑达木构造上的沙29井，录井在三叠系砂岩中见到了5米厚的油浸、油迹和荧光显示的砂岩，而完井后测井解释人员根据测井资料反复解释为水层（视电阻率很低），而未进行试油。但地质专家一直对这个“水层”怀疑在心，测井解释为水层，为什么录井油气显示那么好呢？经过反复研究，特别是与我国东部地区低电阻率油层特征对比后，地质专家认为沙29井三叠系油气显示层为低电阻率油层。理由是油气显示井段电阻率虽然很低，但其下部水层电阻率更低，从而增加对三叠系含油气性的信心，并决定对其进行油气测试，结果获得了日产油39.7立方米、天然气9.06万立方米的高产油气流。又如，位于阿克库勒凸起艾协克构造上的沙23井，于石炭系发现了油气显示，但测井解释为水层，地质专家对此表示怀疑，经过测井资料重新处理解释后认为可能是低电阻率油层，后经过测试验证，试获了日产油31立方米的工业油流。实现了塔北新构造、新层位的油气突破。

低电阻率油气层在我国许多含油气盆地不断地被发现，东部地区的河南、胜利、渤海湾、吉林、辽河和大庆等油田均发现了许多低电阻率油气层，如文留油田电阻率为0.7～2.5欧姆·米，在高矿化度地层水条件下，少数油气层电阻率最低可以达到0.40～0.6欧姆·米，几乎与水层无异。西北地区的吐哈油田台北地区发现了电阻率为0.6～1.0欧姆·米的油层；塔里木盆地塔北地区石炭系、三叠系、侏罗系、白垩系和第三系部分油气层的电阻率低至1欧姆·米，甚至更低。另外准噶尔盆地的陆梁油田和准东油田也发现了低电阻率油气层。

随着油气勘探开发的不断深入，特别是在后备石油资源不足的形势下，勘查低电阻率油气层是增加石油地质储量和提高油气资源探明率的有效途径。低电阻率油气层具有较好的勘探效益。这主要表现在以下三个方面：一是发育的层位较新，主要位于中新生代碎屑岩储层中；二是埋藏相对较浅，主要位于隆起区和斜坡地带；三是一般能获得较高的油气产能。如位于塔里木盆地塔北隆起大涝坝构造上的沙49井，在古近系苏维依组4877.5～4886米井段测试获得日产原油1 89立方米，天然气30.74万立方米的高产油气流，其油气层电阻率值为1.5欧姆·米，下伏水层电阻率值为0.6～1.2欧姆·米，油气层具有典型的低电阻率特征。

另外，沙4 5井苏维依组4974～4982米井段测试获日产原油204.35立方米、天然气6.65万立方米的工业油气流，其油气层电阻率值为2.0欧姆·米。而准噶尔盆地陆梁隆起白垩系发育的低电阻率油气层探明了上亿吨的石油地质储量。

一般认为，低电阻率油气层为含水饱和度接近或超过50%，油气层电阻率值等于或略大于相同地质条件下的水层电阻率，在高矿化度地层水地区甚至低于围岩电阻率，但试油时能够产纯油气的油气层,或者是电阻增大率（油层电阻率与水层电阻率之比）小于2的油气层。从电性特征上看,可以将低电阻率油气层分为两类：一类是电阻率绝对值比较低，一般小于5欧姆·米，油层与水层差别不大；另一类是电阻率绝对值并不低甚至较高，但是油层和水层电阻率差别比较小。两类低电阻率油层的共同特点是油层与水层电阻率的对比度低，电阻增大率一般小于2，也有人将低电阻率油气层限定为电阻增大率小于或等于1.4～1.6，而大于或等于0.5的油气层。

低电阻率油气层具有的4个基本特征

那么，如何使低电阻率油气层不再与勘探人员捉迷藏呢？勘探实践表明，地质勘探人员通过综合分析，逐渐掌握低电阻率油气层的基本特征和形成的地质背景，利用一些特殊的解释方法，能够将一些低电阻率油气层识别出来。

从低电阻率油气层形成机理分析，主要具有4个基本特征，即：高束缚水饱和度；高矿化度地层水；强导电的黏土组构和强水湿的油藏润湿性。这些要素相互组合，决定了产油层电阻率的高低。

高束缚水饱和度是低电阻率油气层具有的一个普遍特征。众所都知，哪怕是产纯油气的储层，其含油饱和度也不是百分之百，而总是含有一定的含水饱和度。之所以形成低电阻率油气层，是因为储层含油饱和度低，也就是含水（主要是束缚水）饱和度高，有时超过70%，而含油饱和度则不足30%，加之水中含较多的易于导电的离子和储层中含有特殊的导电的金属矿物等，而导致油气层的电阻率大大降低。如沙45井苏维依组4974～4982米测试段，测井解释含水饱和度为60%，而测试为高产油气流。

高地层水矿化度是形成低电阻率油气层的一个重要原因。当地层水矿化度较高时，地层水中导电的离子浓度就高，这样增加了地层的导电性能，而使地层电阻率降低。塔里木盆地北部地区中新界地层水矿化度普遍介于每升100～400克之间，而油气层电阻率一般只有1～3欧姆·米。如前述沙29井三叠系地层水矿化度为每升191～210克，地层电阻率0.5～0.8欧姆·米，油层电阻率0.9～1.2欧姆·米。地层水矿化度的大小是影响油气层电阻率高低的直接因素。

强导电的黏土组构和强水湿的油藏润湿性（储层亲水性）对降低储层电阻率具有重要的影响。

从黏土矿物的组份及其分布形态对导电机理的影响分析，可以大致划分为层间、层内两种类型。层间类型（包括层理面、微细的泥岩条带、层内的小泥岩夹层及砂泥岩交互层）的特点主要反映在低阻屏蔽方面，即这类强导电的低阻层越多，低阻屏蔽影响越严重，由此会造成砂岩层段呈现低阻的假象。而层内类型则反映在黏土矿物成分及其组构方面，一般储集层中的三种常见黏土矿物为高岭石、伊利石和蒙脱石，由于结晶水的存在，其导电能力依次为蒙脱石、伊利石和高岭石，当黏土含量一定时，含蒙脱石储层的电阻率小于含高岭石储层的电阻率。从其矿物结构而言，分散状的黏土矿物，由于内部晶间水的存在，也会增强其导电能力。而呈连片状的黏土矿物对地层的降阻影响尤为显著。需要指出的是，黏土矿物的降阻作用只是在相对较低的地层水矿化度时才显得明显（如准噶尔盆地陆梁油田白垩系低电阻率油层），对于较高的地层水矿化度地层，其降阻作用则会降低。

油藏强水湿是形成低电阻率油层的重要条件之一。既然地层的导电能力主要取决于地层水，除地层水的矿化度和其体积含量外，地层水的分布形态对地层的导电能力也起着十分重要的控制作用。当地层水的矿化度和其体积含量一定时，强水湿地层的导电能力将远远大于强油湿地层的导电能力。这主要因为强水湿地层中的水呈连片状分布，在迂曲度一定的孔隙介质内，其导电路径可以达到最短。而强油湿地层中的水呈断续状分布，相同迂曲度地层，其导电路径最长。

低电阻率油气层形成的地质背景

通过对我国西部地区低电阻率油气层形成的地质背景分析，基本具有如下几个特点：

首先，盆地缓坡带低幅度构造岩性圈闭发育区和披覆背斜发育区，易形成低阻油气层。低幅度构造有效驱替压力小、油水分异作用差而导致储层含水饱和度高，电阻率低。如塔里木盆地北部中新生界低幅度构造油气藏和准噶尔盆地腹部白垩系低幅度构造油气藏。同时，在倾角比较小的盆地斜坡地带，晚期调整型油气藏也容易形成低电阻率油气层。

塔里木盆地塔河油田油藏剖面

其次，具有下伏主力油藏或古油藏的隆起区易形成低电阻率油气层。下伏主力油藏（或古油藏）提供了充足的油源,油藏中的轻组分通过断裂向上运移，在上覆碎屑岩储层中形成次生油气藏。起上的圈闭幅度一般较低，不会形成较大的排驱压力，油层可以保持较高的不动水饱和度。如塔河油田奥陶系稠油油藏为高电阻率油层，之上发育的石炭系、三叠系、白垩系和第三系主要为低电阻率油气层。

再次，海相蒸发环境和咸化湖相环境有利于形成低电阻率油气层。海相蒸发环境和咸化湖相环境含较多的膏盐矿物，容易形成高矿化度地层水，使地层电阻率降低。例如：我国塔里木盆地的石炭系、四川盆地的中下三叠统主要形成于海相蒸发环境，膏盐岩发育，地层水矿化度高，低电阻率油气层发育；我国中新生代地层大部分形成于咸化湖相环境，如江汉盆地的白垩系—第三系、渤海湾盆地第三系、西北地区的白垩系—第四系咸化湖相发育，为低电阻率油气层的形成创造良好的地质条件。

另外，弱水动力环境下砂、泥岩薄互层发育区易形成低电阻率油气层。如准噶尔盆地滴南凸起白垩系呼图壁河组砂泥岩薄互层中的低电阻率油气层。

重视低电阻率油气层研究与试油气工作，提高油气勘探效益

低电阻率油气层常常与正常（高阻）油气层相伴生，且发育较为普遍，具有较大的勘探潜力，一旦发现，会获得较好的勘探开发效益。因此，在加强常规油气藏勘探的同时，应重视低电阻率油气层的勘查、解释和测试工作。

首先应加强地质录井和油气显示层取心工作。通过储层孔渗性和微观特征研究，深化储层四性（岩性、物性、电性和含油气性）关系研究，以提高低电阻率油气层解释的准确率。一般来说，在一个新的探区应选一口探井进行系统试油，搞清不同层系地层含流体情况。

其次，应在成熟探区开展老井复查。针对低电阻率油气层隐蔽性较强的特点，开展老井复查是发现油气层的有效手段。例如对于录井油气显示较好，但测井电阻率较低，解释为含油水层、油水同层或可凝层且未进行测试的井段，开展试油气工作；对设计未录井段（一般是浅层和非目的层）或由于某些原因（如高压盐水层或混油泥浆）造成油气显示缺失或失真但孔渗性较好的储层，也应当进行试油以了解储层流体性质及其电性特征。逐步认识和掌握低电阻率油气层形成的地质规律，提高油气勘探效益。