三塘湖盆地西峡沟东区低电阻油层储集特征及成因分析

冯亚琴，杨 硕，刘文辉，刘俊田，郭金盾

（中国石油吐哈油田分公司勘探开发研究院，新疆哈密 839009）

西峡沟区块位于三塘湖盆地条湖凹陷与马朗凹陷结合部（图1），是呈北东–南西向展布的大型鼻隆构造，总体为北东–南西向倾伏；海西晚期发育三个近东西向展布的构造带，经印支、燕山和喜山等多期构造运动叠加影响，现今呈现为三个构造单元[1]，自南向北依次为西翼断陷、中央隆起和东翼斜坡，侏罗系西山窑组为该区主力含油层系。前人研究表明，该油藏属于低孔、特低渗、低压的“三低”砂岩油藏。

2017年老井复查显示，马209井在前人认为的低阻水层中试油获日产油1.33 m3，与前人认识相悖，故认为该区储层电阻率偏低也可能是油层，所以如何正确识别低电阻油层是储层评价中亟待解决的重要问题之一；同时该认识对整个西峡沟区块储层识别、流体性质判别及储层测井综合评价具有一定的意义。

图1 西峡沟区块位置

1 储层特征

1.1 储层岩石学特征

西峡沟区块东区西山窑组储层岩性主要为岩屑砂岩和长石岩屑砂岩（图2），偶见砂砾岩。55块样品的岩石薄片分析表明，岩石成分以细砂、中砂岩为主，泥质含量较少。砂岩中长石含量5.5%～25.6%，平均18.6%；石英含量6.5%～33.8%，平均21.2%；岩屑含量41.9%～88.0%，平均60.2%。岩屑种类多，主要包括燧石、岩浆岩、变质岩、沉积岩及云母（1.1%～1.3%）；填隙物主要为方解石、高岭石和黏土，含少量黄铁矿和菱铁矿；风化蚀变程度中等，颗粒多为次棱角状，磨圆分选程度中等，为颗粒支撑，点–线状接触，以方解石胶结为主，成分成熟度和结构成熟度较低。

1.2 储集空间类型

图2 西峡沟东区西山窑组储层岩性分类

西峡沟东区储集空间类型多样，孔隙类型以剩余粒间孔和溶蚀粒内孔为主，整体孔隙发育差，储集空间多被隐–微晶高岭石、方解石充填，孔隙连通性一般。中、细砂岩中孔隙较发育，压实和胶结成岩作用导致孔隙逐渐减少，溶蚀作用产生的溶蚀粒内孔有效地改善了储集空间[2]。

1.3 储层物性特征及孔隙结构特征

101块样品的岩石物性测试资料表明，该区储层孔隙度2.9%～21.9%，平均15.9%；渗透率0.071×10–3～21.600×10–3μm2，平均 3.120×10–3μm2，属于中孔特低渗储层。虽然该区孔隙发育差，但储层储集性能较好，孔隙度与渗透率不存在正相关关系[3]，其影响因素多样。

西山窑组 36个样品的压汞资料分析结果表明（图3），其孔隙结构表现为三种类型（表1）：粗喉粗歪度型：是主要的孔隙结构类型，占样品总数的67%，排驱压力0.14～0.90 MPa、平均0.42 MPa，饱和度中值压力平均6.87 MPa，最大进汞饱和度平均值75.0%，饱和度中值半径平均为0.16 μm，储集能力和渗流能力强；细喉偏细歪度型：占样品总数14%，为次要的孔隙结构类型，排驱压力1.45～6.00 MPa、平均3.26 MPa，饱和度中值压力平均为24.60 MPa，最大进汞饱和度平均值62.0%，饱和度中值半径平均为0.05μm，储集能力中等，渗流能力强；细喉细歪度型：占样品总数19%，排驱压力平均值为14.35 MPa，饱和度中值压力及中值半径参数因岩样致密而无法测出，最大进汞饱和度平均值27.7%，储集能力和渗流能力均极差。

图3 西峡沟东区西山窑组储层压汞及孔喉特征

表1 西峡沟东区西山窑组储层孔隙结构分类

1.4 储层成岩作用

储层的品质受沉积和成岩作用影响，不同成岩作用对储层影响程度不同[4–5]。西峡沟区块西山窑组埋藏深度较浅，成岩程度低，成岩作用主要为压实、胶结和溶蚀作用。压实、胶结作用破坏原生孔隙，而溶蚀作用能有效的改善储层空间，致储集空间增大；其中，压实作用以机械压实为主，化学压实较少；胶结作用中石英次生加大胶结和高岭石、方解石胶结最为普遍，也可见泥质胶结，此外菱铁矿和黄铁矿呈凝块状分布于孔隙中。

2 低电阻油层成因

储层电阻率是测井资料判断含油性必不可少的主要参数，其高低主要取决于岩石骨架的组成和结构、孔隙中流体的性质及分布。如果岩石骨架中导电矿物含量异常高于区域的常规油层，或者多孔介质中作为导电相的水的成分及含量异常高于所在区域的常规油层，那么同属油层的储层电阻率便会大大低于常规油层。多年来，这类油层由于电阻率低，常常被误解释为油水同层、水层等[6]，传统的技术方法很难识别，大量油气资源被忽略。随着油气勘探开发不断深入，油气藏的开发已由常规向非常规进展，低电阻油层已日渐成为勘探开发领域的重点[7]。

低电阻油层分为两大类：其一为后致低电阻率油层，这类油层本来具有高电阻率特征，但由于后期钻井过程中泥浆侵入、层厚、上下围岩及测井系列的影响，所测电阻率偏低；其二为原始低电阻率油层，这类油层与上述油层有本质区别，受地质条件的影响，本身电阻率很低[8]。多年的勘探实践证实，西峡沟区块低电阻油层属于第二类，其电阻率为40～100 Ω·m，低于该电阻范围的储层属于非油层。但马 209井、马 2井及马 208井油层电阻值仅为20～40 Ω·m，这与西峡沟区块西区油流井的电阻值差异甚大，同时与前期所形成的的观点不一致，原因为导电矿物的存在和储层高矿化度的影响。

2.1 导电矿物的存在

通常油气储层骨架以石英、长石等为主，不具备导电性，但当骨架导电矿物到达一定含量，且局部富集，并呈层状、团块状分布时，在地层中形成强导电回路，可导致电阻率急剧下降。西峡沟区块东区西山窑组的岩性薄片显示：相当一部分孔隙内存在凝块状菱铁矿和黄铁矿，从而导致地层导电性增强，测井过程中电阻率低于正常油层范围（表 2）。该区沉积相分析结果表明，西峡沟区块沉积砂体源于三角洲水下分流河道砂[9–10]，西山窑组沉积时期，河道不断变迁，发育四套砂层沉积。东区常发育分流河道砂，下伏泥岩的准层序侵蚀界面，常常处于弱氧化、还原环境；且下伏泥岩中富含的有机质，在微生物作用下，有机质中的硫元素被还原，与活性铁发生化学反应形成黄铁矿。西区则主要发育砂岩沉积，缺乏黄铁矿形成的条件，因此只发育常规的长石岩屑砂岩。

表2 西峡沟西山窑组东西区油层电阻率对比

2.2 储层水的矿化度高

西峡沟东区低电阻储层的地层水矿化度偏高，在高矿化度区，电解质的浓度大，高含盐量的地层水附存在孔隙中，形成较强导电网络，导致电阻率降低。东区的地层水矿化度普遍高于5 000 mg/L；而西区的地层水矿化度仅为3 000 mg/L（表3）。地层水矿化度主要受含盐量影响，东区马209井含盐量80～240 mg/kg，明显高于西区马 201井 30～130 mg/kg的含盐量。

表3 西峡沟东区西山窑组地层水矿化度统计

3 实例分析

西峡沟区块东区共 5口井钻遇西山窑组地层（马208、马208–1、马209、马2、马212井），储层平均孔隙度 15.9%，平均渗透率为 3.12×10–3μm2，为中孔特低渗储层；但电阻率曲线却呈现低电阻特征。马209井电阻率值22～43 Ω·m，前期试油为含油水层；马208井电阻率值也仅为24～42 Ω·m。根据如此低的电阻率值，结合常规油水层判别标准，认为该区普遍为水层，不存在勘探开发价值。但2017年发现裸眼完钻的马2井岩心原油多处外渗，含油性明显，马208井和马209井在气测、油气显示及岩心观察方面均具备良好含油气性。马208井油迹级油气显示，气测全烃异常，岩心出筒油气味较浓，原油污手；马209井荧光–油斑级油气显示，气测全烃最大 1.9%，岩心出筒油气味较浓，原油渗出，复试证实马209井为低电阻油层（图4）。通过水层到油层的新认识，突破了东区为水区的瓶颈，重新厘定20 Ω·m为油水层判别标准，认识到西峡沟区块为整装断鼻型油藏，不仅更新了近十年的地质认识，同时也为开发提供了新的建产区块。

图4 马209井测井综合分析

4 结论

（1）西峡沟区块东区西山窑组储层岩性主要为岩屑砂岩和长石岩屑砂岩，具有较低的成分成熟度和结构成熟度，储集空间以剩余粒间孔和溶蚀粒内孔为主，属于中孔特低渗储层，孔隙结构主要为储集和渗流能力强的粗喉粗歪度型，储层埋藏较浅，成岩作用主要以压实和胶结作用为主，常见石英次生加大、方解石胶结和隐–微晶高岭石胶结。

（2）该区油层低电阻成因由两个方面，其一为储层孔隙中凝块状菱铁矿和黄铁矿的大量分布，导致地层导电性增强，从而表现为电阻率偏低的特点；其二为东区储层中含盐量高导致地层水矿化度较高，其附存在孔隙中形成较强导电网络，从而影响其电阻率值的变化。通过实例解剖，进一步证实了结论的有效性，对该区下一步勘探开发具有一定的指导意义。