从影响电阻率的四个因素分析低阻油层的成因

低阻油层成因分析及测井识别方法肖亮，毛志强，刘卫，陈兆明，张伟中国石油大学（北京）资源与信息学院，北京（102249）E-mail：nmrlogging@摘要：由于低阻油层的测井响应特征与水层接近，导致对这种油层的识别有很大的困难，往往被误认成水层。

本文详细的叙述了低阻油层的概念、形成原因、测井响应特征及其识别方法，力求能够对利用测井资料识别低阻油层有所帮助。

关键词：低阻油层，识别，测井1. 前言低阻油层是指电阻率小于或接近于周围围岩电阻率，与水层电阻率相当，含油饱和度一般小于50%的油层。

由于该种油层的测井响应特征与水层差别不大，往往会被误认为是水层。

特别是在同层段中高阻油层与低阻油层并存时，更容易被“遗忘”。

2. 低租油层的测井响应特征低阻油层的电阻率低于周围围岩，与水层接近。

深、浅感应测井为负差异，声波时差为高值，密度测井值低，微电极正差异，自然电位幅度大，与纯水层幅度相当。

3. 低阻油层的形成原因分析根据导致油层电阻率减小因素的不同,结合国内外油田低阻油层的实际情况,将低阻油层的成因归结为如下几种：（1）低含油饱和度引起的低阻油层[1]由于储层的岩石骨架的细粒组分与粉砂较多，粘土矿物充填富集，导致储层微孔隙显剧增加，微孔隙与渗流孔隙并存，以微孔隙发育为主，导致束缚水含量明显增加，电阻率较低。

（2）地层水矿化度引起的低阻油层泥质砂岩储层由粒间孔隙、微孔隙、泥质和砂岩骨架(石英) 等组成,而地层水主要储存在粒间孔隙中,当油层粒间孔隙中存在一定数量的高矿化度(低电阻率) 地层水时,油层电阻率必然减小,并随高矿化度水数量的增大,而逐渐减小。

（3）粘土的附加导电性引起的低阻油层[2]通常粘土颗粒表面均带负电荷,而岩石中的水分子是一种电荷不完全平衡的极性分子,对外可显正、负两个极性,使粘土颗粒表面的负电荷可直接吸附极性分子中的阳离子(如Na+)，这些被吸附的极性水分子称为吸附水。

被吸附的阳离子又可与极性水分子结合,成为水合离子,这些与阳离子结合的极性水分子称为结合水。

低电阻油气层成因一低电阻油气层概述低电阻油气层分为：相对和绝对低电阻油气层。

相对低电阻油气层：油层电阻率数值并不太低，但油水层电性差异较小。

绝对低电阻油气层：油气层电阻率绝对值很低，甚至低于围岩电阻率。

一般小于2欧姆米。

而且油水层电性差异也很小。

它们的共同特征：油层电阻增大率小于2。

二低电阻油气层成因分析看了多个专家对低电阻油气层成因的分析，我认为造成低电阻油气层的原因是多方面的，即有宏观的，也有微观的；即有内在的原因，也有外在的。

从宏观上看，有两个方面：1.地质背景2.油气成藏地质背景：一般会出现在低能的沉积环境。

从沉积相带来看，会出现在低能的、砂泥岩间互的沉积微相，例如三角洲前缘的水下分流河道的支流间湾，湖相里的半深湖相。

在测井相来看，会出现在正旋回的末端或反旋回的始端。

油气成藏：低电阻油气层一般出现在低幅度的、压差小、孔隙结构差、冲注高度低、油水分异差的油气藏中。

从微观上看，低能的沉积环境下岩性颗粒细或较细的中细砂岩或粉砂岩或泥质粉砂岩，且分选差、磨圆度低、结构成熟度低，使岩性细、孔隙结构差。

在成藏方面看，易出现在断层遮挡的小型断块油气藏中。

低电阻油气藏分析，其内在原因有下面七个：1.高不动水饱和度2.粘土的附加导电性3.砂泥岩间互的储层4.油水分异作用5.地层水矿化度差异6.微孔隙或裂缝发育的油气层7.岩石组成部分中含有高导的金属矿物。

高不动水饱和度：对于储层，其流体包括：毛管束缚水、粘土吸附水、自由水、束缚油气、可动油气。

我们此处所说的不动水就是指毛管束缚水和粘土吸附水。

束缚水：滞留于储层的微细吼道内，其可流动性与外界压力差有关，当压力差能够克服毛管滞留力时，它就能够变成自由水。

在一定范围内，压差越大，可流动水量越多。

孔隙结构好，束缚水含量低。

粘土吸附水：被颗粒以化学力吸附而保存于储层孔隙内，这种水不能为外力作用而流动。

与泥质含量和粘土类型密切有关。

在储层中，当颗粒较细（主要为砂岩），比表面积变大，吸附能力加强，而原始地层一般亲水，可吸附大量的地层水而使束缚水水饱和度高。

低阻油层形成机理在读电测曲线时，我们常常根据电阻率的高低来判断油水层，甚至产生了一些定量化的模式，但是现实往往是很残酷的，就在我们一味地追求高电阻率是油层的时候，许多低阻油层与我们擦肩而过了，随着剩余油越来越少，怎样寻找那些被我们忽视的油层可能比用昂贵的成本开发次经济油藏更现实一些。

“最近我这有口井，补开一个低阻层后产量由3吨升至20多吨,使我对低阻油层有了重新认识，这是一个很大的潜力点啊。

”这是一位果友说的。

那么什么因素导致了油层的低阻性质呢？综合国内外学者的研究，有以下因素可导致低电阻率油层的形成：1）高-极高地层水矿化度刘福利等《艾丹油田油层低阻机理及解释方法研究》一文对此类油藏做出了研究总结。

这类地层往往是泥质含量较小的砂岩～粉砂岩地层，其特点是由于高矿化度地层水导致地层电阻率相当低，有时比周围泥岩的电阻率还要低，但电阻率指数仍很大，一般大于4。

这类低电阻率层仍可采用 Archie公式计算含油饱含度，但对油层含油饱和度的下限要做细致分析。

2）围岩影响围岩的影响可引起低电阻率表现的油层，这种类型的低阻油层测井响应特征主要是受上下围岩的影响，当油层较薄，油层的厚度小于测井仪器的纵向分辨率时，电法测井响应值就会受周围围岩的影响从而表现出低电阻率。

3）高粘土含量谢然红等《低电阻率油气层测井解释方法》提出在泥质砂岩地层，泥质的附加导电性表现十分突出，成为引起电阻率下降的主导因素，其降低的幅度随着地层水矿化度的减小而增加。

当泥质含量足够多且构成产状连续分布时，可转化为微孔隙发育类的低电阻率油气层。

其电阻率下降的数值取决于粘土的含量和阳离子交换能力。

低电阻率油层中，粘土多以蒙脱石和伊利石或伊蒙混型粘土为主。

粘土分布常常呈薄膜状，充填状和桥塞的形式构成产状的连续分布，造成微孔隙发育。

4）高束缚水含量曾文冲在《低电阻率油气层的类型、成因及评价方法》中提出，高束缚水含量油气层主要是由于岩石细粒成分（粉砂）增多和（或）粘土矿物的充填富集，导致地层中微孔隙十分发育，微孔隙和渗流孔隙并存。

温米油田低阻油层成因分析及综合评价【摘要】低阻油层测井曲线特征与水层相似，解释难度大，文章以温米油田为依托，从低阻油层四性关系入手，综合地质与测井等多种资料，深入分析低阻油层成因，对下一步充分进行层内剩余油挖潜，提高采收率起到积极作用。

【关键词】低阻油层成因剩余油1 低阻油层四性关系岩心分析表明岩石以岩屑砂岩为主，颗粒分选中—差，单一粒级的砂岩不常见，砂岩常以粉、细、中、粗不等粒砂岩及粉砂岩为主；储层的胶结物以高岭石和绿泥石为主，胶结类型以孔隙式或孔隙—基底式为主，颗粒间以点、线接触为主，部分为镶嵌式接触，自生矿物中黄铁矿普遍存在，含量在0.5-93%不等；岩心分析孔隙度在11%～19%之间，渗透率在0.1～120×10-3μm2之间，平均孔隙度为15.5%，渗透率为19.3×10-3μm2，属于中-低孔、中-低渗储层；岩石毛管压力曲线图中孔喉呈双峰特征，微孔发育，孔隙结构复杂；原生地层水以cacl2水型为主，总矿化度在53000mg/l左右。

四性关系综合分析发现，储层孔渗性受岩性影响较大，而含油性主要受岩性物性控制。

根据温五块储层特征及岩心分析综合研究发现，造成低阻油层的原因不是单一的，而是共同作用的结果，主要体现在以下几个方面：2.1 高矿化度地层水水分析资料表明温五块原生地层水为cacl2水型，总矿化度在53000mg/l左右，水性较咸，提供交换的阳离子多，导电性能强。

某种程度上也可以解释淡水泥浆钻井中自然电位负异常幅度较大的现象。

2.2 高束缚水饱和度岩石毛管压力曲线分析束缚水饱和度在25%左右，wj5-1井油水相渗曲线分析检测束缚水饱和度在32.9-38.2%之间，束缚水饱和度高。

岩心分析表明岩石胶结物主要以高岭石和绿泥石为主，呈分散状分布于颗粒表面，或以胶结方式充填于粒间孔隙中，而颗粒表面存在分散状粘土，水被吸附在颗粒或粘土表面，形成不能流动的束缚水，导致束缚水饱和度高，孔隙结构复杂化，储渗性能降低。

1从影响岩石电阻率的四个因素分析低阻油层的可能成因。

：1）岩性：当油层岩石骨架中含有一定量的金属矿物时，由于金属矿物自由电子多，导电能力增强从而导致电阻率降低。

此外，当岩石中粘土含量高时，由于粘土束缚水饱和度较大以及阳离子交换能力强，使得粘土的附加导电性突出, 电阻率降低。

2）孔隙度：当油层岩石孔隙度较大，孔隙分布均匀且孔隙之间连通性较好时，导电能力增强。

此外，若地层发育微孔隙，束缚水含量明显增高也会加强导电能力。

3）含油饱和度：含油饱和度较低且岩石骨架的润湿性为亲水性的储集层的电阻率也会较低。

4）地层水电阻率：高矿化度地层水导致地层电阻率相当低，有时比周围泥岩的电阻率还低。

因此，若油层的地层水矿化度比水层高较多时，会出现低阻油层。

2 如何根据成像测井资料求取裂缝的倾角（已知井径）：对于一般的中低角度裂缝（裂缝的倾角小于60°），在成像测井资料上会有正弦波形状的曲线显示。

记曲线的最高点对应的深度为D1,最低点对应的深度为D2，井眼直径为d ，即裂缝倾角)/12arctan(d D D -=θ3根据侧向测井和感应测井的电流分布分析不同产状的裂缝对侧向测井和感应测井响应的影响。

：1）从电流流动上看，侧向测井仪器供给的直流电视沿储层径向流动，所经的径向地层是一种串联关系，感应测井仪器是利用发射线圈发射交流电，由此产生的交变磁场是在地层中感应出此生电流，感应电流是环绕井轴流动的，径向上相邻的地层对于电流是一种并联关系。

2）高角度裂缝：对于感应测井说，其测量电路是与很小部分的裂缝串联，从径向分布上看，由知，虽然裂缝流体电导率大，但几何因子小，整体上高角度裂缝对于感应测井影响较小；对于侧向测井说，裂缝实际提供了低阻通道，原来径向上相邻的地层由串联变为并联关系，电阻率降低幅度较大，因此对于侧向测井影响较大。

3)低角度裂缝：对于感应测井说，由知，在几何因子变化不大的情况下，裂缝流体的高电导率对于视电导率影响较大，即低角度裂缝对于感应测井影响较大；对于侧向测井说，裂缝流体的电导率高，从而电阻率低，由知，对于视电阻率影响较小，即对于侧向测井影响小4比较地层微电阻率扫描成像、声波反射成像测井的测量原理及资料的主要用途，分析它们的探测特性和适用条件。

低阻油层的研究意义非常重大，可以发现新的油气层，增加新的储量与产量；减少试油成本；发现新的非常规储层．
低阻油层的成因机理．
１：粘土附加导电性引起的低阻，粘土矿物含量越高，电阻越低．２：复杂孔喉结构引起的低阻，主要是存在微孔隙与渗流孔隙两种孔隙系统中，束缚水饱和度增加，从而导致低阻．
３：目标层段富含导电金属矿物．
4：砂泥岩薄互层引起的低电阻率，当出现砂泥岩薄互层时，尽管泥岩层不会改变砂岩层的渗透率和孔隙度，但它会极大抑制砂岩层的感应测井响应。

低阻油气藏特征及形成机理一、低阻油气层特征砂泥岩地层中，低阻油气层的岩性特征一般为粉砂级长石砂岩，岩石成熟度较低，岩石颗粒细，颗粒分选相对较均匀，磨圆度差，胶结物以泥质和碳酸岩为主，胶结类型为孔隙式和接触式；粘土矿物含量高，主要为伊利石和绿泥石。

电性特征是不同地区测井曲线特征有所差异，一般表现为电阻率（0.9~2.3Ω.m）与水层(纯水层0.2~1.5Ω.m)相近,含油饱和度＜50%,自然电位、自然咖玛小~中幅，密度、声波时差曲线显示物性相对油层较差，因此，在解释初期易解释为水层或者油水同层。

低阻油气层在开发初期表现与正常油层相似，初期产能一般较高，不含水或者低含水，但随着产出程度的提高，在相同条件下含水上升速度较正常油层要快的多。

且不同地区表现也不尽相同。

二、低阻油气层降阻原因分析1、矿物对电阻率的影响粘土矿物在充填过程中往往与岩石颗粒和孔隙组成“包裹状”、“薄膜式”或者粘土桥，甚至填满粒间孔隙，并且在晶体或者聚合体之间以及岩石孔壁形成十分发育的微小孔隙，促使产层的束缚水含量明显增大。

另外，粘土矿物具有负表面电荷，电测时，在电场力的作用下形成离子电网络，两者共同影响使得油层电阻率大大降低。

2、岩石颗粒对电阻率的影响组成低阻油层的岩石颗粒平均粒径普遍较小，粒度中值上限一般不超过150μm，储集层一般多为分砂岩或含泥质较重的砂岩地层或互层中，储集层中由于砂岩颗粒小及泥质含量高，使得地层粒间孔隙相应更为复杂，造成地层束缚水含量增加，致使电阻率下降。

3、工程施工对电阻率的影响在钻井施工过程中，为了安全快速钻进，采取的钻井液密度经常大于实际地层压力系数，以及采用的不同钻井液配方，使得高矿化度的钻井液滤液进入储集层中形成钻井液浸入带，从而使得油层的电阻率降低，导致油层漏解或者解释不准，给油田的生产带来影响并造成资源的浪费。