低阻油氣層測井評價

低阻油氣層測井評價是指油氣層本身岩性、結構、物性及地層水等因素的變化或外來因素導致油氣層電阻率減小的儲層進行解釋評價。

基本介紹

• 中文名：低阻油氣層測井評價
• 外文名：Well logging evaluation of low resistivity reservoirs
• 學科：測井
• 依據：測井數據
• 目的：對低阻油氣層分析
• 方法：EAE法、顆粒電導率法

定義理解

低電阻率油氣層的含義可從3個方面來理解：

① 油氣層的電阻率低於或接近鄰近水層的電阻率；

② 油氣層的電阻率低於鄰近泥岩層的電阻率；

③ 油氣層的電阻率雖然高於鄰近水層和鄰近泥岩層的電阻率，但油氣層的電阻率比通常所說油氣層電阻率範圍(3～100Ω.m)要低，屬於低阻油氣層。

對於第3種低電阻率油氣層，在不同的油田，認識標準也不相同。例如，我國幾個油田的低電阻率油氣層(文留、商河西、利津和馬嶺油田)的電阻率就分別為0.7～2.5Ω.m、2～3.3Ω.m、3.6～6Ω.m、2.6～6.0Ω.m。因此，通常所說的油氣層電阻率範圍可在低阻油氣層電阻率範圍的基礎上來認識。值得注意的是，第1種低電阻率油氣層解釋難度最大，其原因是在電性上難以區分油氣層與水層，因此，該種低阻油氣層是國內外解釋專家探討的重點。

低電阻率油氣層類型及成因

1、內因

內因是指油氣層本身岩性、結構、物性及地層水等因素的變化導致油氣層電阻率減小。該類低阻油氣層屬於內因形成的低阻油氣層。

1）油氣層中含有高礦化度地層水

泥質砂岩儲層由粒間孔隙、微孔隙、泥質和砂岩骨架(石英)等組成，而地層水主要儲存在粒間孔隙中，當油氣層粒間孔隙中存在一定數量的高礦化度(低電阻率)地層水時，油氣層電阻率必然減小，並隨高礦化度水數量的增大，而逐漸減小。例如：新疆塔北、文留、商河西、利津等油田，高或極高地層水礦化度是油氣層電阻率減小的主要因素之一。

2）油氣層中含有較多的束縛水

儲層岩石細粒成分增多和粘土礦物的填充與富集，導致地層中微孔隙發育，微孔隙和滲流孔隙並存，微孔隙儲集束縛水使儲層束縛水含量增高。

3）油氣層微孔隙發育

當油氣儲層中存在兩組孔隙系統情況下(一組是孔隙半徑小於0.1μm的微孔隙系統，另一組是粒間滲流孔隙系統)，由於油氣層微孔隙十分發育，並且微孔隙系統中存在相當數量的微孔隙水，使油氣層的電阻率值減小。通常微孔隙十分發育的油氣層在儲層孔隙結構上壓汞分析喉道半徑分布圖呈雙峰分布，即喉道半徑峰值分別為0.1μm左右和2.0～10.0μm。

4）岩性細和泥質含量高

岩性細和泥質含量高的油氣層受沉積旋迴與沉積環境的控制，表現為岩石細粒成分(粉砂)增多或粘土礦物充填與富集，導致地層中微孔隙發育、微孔隙和滲流孔隙並存。這類微孔隙發育的地層束縛水含量明顯增加，在高礦化度地層水作用下造成電阻率極低。

5）骨架導電

一般油氣儲層的骨架是不導電物質(石英等)，但當油氣儲層的骨架含有導電物質時，油氣層電阻率降低。在新疆塔里木油田，經重礦物分析發現，在油氣儲層骨架中富含黃鐵礦，部分井黃鐵礦含量可占重礦物含量的95%，還有的井黃鐵礦局部富集，呈浸染狀、層塊乃至團塊狀分布，大幅度降低了地層的電阻率。

6）粘土附加導電性

通常粘土顆粒表面均帶負電荷，而岩石中的水分子是一種電荷不完全平衡的極性分子，對外可顯正、負兩個極性，使粘土顆粒表面的負電荷可直接吸附極性分子中的陽離子(如Na)，這些被吸附的極性水分子稱吸附水。被吸附的陽離子又可與極性水分子結合，成為水合離子，這些與陽離子結合的極性水分子稱為結合水。這樣，粘土顆粒表面的負電荷既可吸附極性分子中的陽離子，又可通過這些陽離子與極性水分子結合，在粘土顆粒表面形成一層薄水膜，這一過程稱為粘土水化作用。

一般情況下，粘土顆粒表面的負電荷吸附的陽離子是不能移動的，但這種吸附並不很緊密，在電場的作用下，吸附的陽離子可以與岩石中溶液的其他水合離子交換位置，引起導電現象，這種現象稱為粘土礦物的陽離子交換(在泥質砂岩中，最常見的可交換陽離子是Na、K、Mg、Ca等離子)。由粘土礦物的陽離子交換產生的導電性稱為粘土礦物的附加導電性。

2、外因

外因指外來因素導致油氣層電阻率減小。該類低阻油氣層屬於外因形成的低阻油氣層。

1）、鑽井液的侵入

當油氣層為輕質油氣層時，該類油氣層具有比重小、粘度低、流動性好等特點。在鑽井過程中，井眼周圍地層的輕質油氣層很容易被泥漿濾液驅趕走。這些泥漿的侵入，使輕質油氣層的電阻率減小，降低了輕質油氣層與水層的深探測電阻率差異。

2）、油氣層、水層對比條件發生變化

當油氣層與水層中地層水不一樣，而且差異很大時，降低了油氣層與水層的電性差異。在冀東油田、渤海岐口油田、華北留路油田已發現這類油氣層。通常遇到的水洗油藏、淡水破壞油藏均屬此類。

3）、侵入深與測井探測範圍有限

由於地層中存在裂縫等原因，泥漿侵入地層較深，泥漿濾液驅走井眼周圍油氣，使油氣層電阻率降低(從測井結果上看是低阻)。

3、複合成因

以上所述幾種典型成因可能在某一具體油藏中同時遇到，這樣形成的低阻油氣層被認為是複合成因造成。

評價思路

不同油氣田的油氣層低電阻率成因存在差異，因此，不同油氣田需根據各自的特點，研究低電阻率油氣層測井評價方法。歸納以上利用測井等資料評價低電阻率油氣層的典型實例，其評價低電阻率油氣層的技術思路如下：

（1） 分析地區地質概況

（2） 分析岩心測試、試油等資料

（3） 分析總結低阻油氣層、水層的測井曲線回響特徵和物性特徵

（4） 分析總結該地區低阻油氣層的主要成因

（5） 研究利用測井等資料評價低電阻率油氣層的方法

（6） 利用試油等資料檢驗測井評價結果

（7 ） 對評價方法進行完善

評價方法概述

針對泥質砂岩油氣儲層，特別是低阻油氣儲層的情況，國外不少測井解釋專家提出一些導電模型，例如：Crane(1990)等提出擴展阿爾奇公式(EAE)；Olivar等待(1991)提出泥質砂岩的顆粒電導率法；Charles(1995，1996)提出有效介質模型(EMM)；Givens(1987，1989)提出岩石骨架導電模型(CRMM)。這些模型對我國利用測井資料評價低阻油氣儲層具有一定的適用價值，但我國油氣田的成因複雜，雖然在有些油田低阻油氣層的一個(或幾個)影響因素相同，但不同油田之間明顯存在一些不同的影響因素，因此，我國不同油田必須根據各自的特點，研究相應的測井評價低阻油氣層的方法。

低阻油氣層的高束縛水含量及低含油飽和度的特點，往往降低了測井信息對油氣、水層的解析度，因此，如何評價這類油氣層是油氣勘探面臨的主要課題。

對於一般由泥質引起的低電阻率油氣層通常可採用諸如雙水模型、W一S模型及歸一化來評價。從另一角度看低電阻率油氣層歸根結底在其中含有大量的束縛水。複雜的泥質分布和大量發育的微孔隙都可能造成油氣層中含有大量的束縛水。

1、可動水分析法

它是建立在泥質校正的基礎之上的，從油層物理的基本概念出發，以流體在微觀孔隙中的滲流理論為依據，通過揭示油氣層的最重要特性，達到正確評價油氣層的目的。根據這一理論，油、氣、水在儲層微觀孔隙中的流動，主要取決於產層油水相對滲透率的大小。如儲層空間存在油水，那么，當油的相對滲透率達到最大值，這時儲層不產水，是油層。若油的相對滲透見到0，則儲層只產水不產油，為水層，介於這兩者之間，是屬於油水同層的情況。

2、 多參數自動判別系統

該方法是基於數字處理技術，建立了各種與相應的測井回響方程相對應地質-物理模型。利用計算機處理龐大的數據，從而得到地層的礦物成分、泥質含量、孔隙度 、含水飽和度、油氣密度、滲透率、沖洗帶可動油氣等參數。並提出一項能反映地層侵入帶中有、水分布規律的侵入係數，同時把原油粘度作為一個條件參數。然後，從大量觀察數據出發，自動提取信息，對選用的樣本進行最優分析，採用相應的計算程式進行處理，最後在成果圖上連續清楚的顯示出各儲層的油氣評價結論。目前這一方法在我國東部油田進行了大量的驗證，取得了良好的效果。

3、利用核磁測井評價低阻油氣層

核磁測井是一項新技術，它在很多方面解決了許多常規測井方法不能解決或者解決不好的問題。核磁測井由於不受骨架成分、結構等的影響，它可以有效地測量束縛水和可動水，不受岩石電阻率高低的影響。實踐證明，利用核磁測井可以有效地評價低阻油氣層。成為低阻油氣層解釋中的一種不可或缺的方法。

4、BP神經網路法

該方法是利用BP神經網路模型，對其進行改進後進行低阻油氣層的解釋與評價。通過對測井曲線的自動和手工分層，並結合地質、測井、試油等資料，讀取測井數據。然後將從測井數據轉換成能反映油、水、乾層差異的特徵參數，並結合各井的射孔試油結果，建立神經網路模型的標準樣本模式集。為提高識別準確率，綜合使用多個指標變數來建立高度非線性的判別模型，然後將判別井特徵參數輸入相應的網路模型之中，然後輸出判別結論。

評價步驟

在研究利用測井等資料評價低電阻率油氣層的方法步驟中，可以結合油氣田特點，從以下幾個方面著手：

（1） 從導電模型入手: 選擇合適的導電模型修改現有的導電模型建立導電模型

（2） 從提高解釋參數的精度入手解釋模型中使用的參數，如Rw,Rmf等電阻率反演處理 ,準確提取地層的電阻率對測井曲線進行校正，如SP校正，提高Vsh計算精度

（3） 提取地區油、氣、水地層的測井、物性特徵等，利用模式識別方法，如模糊綜合評判方法、BP人工神經網路方法、灰關聯分析聚類法 判別函式法。