[科普中国]-低阻油气层测井评价

定义理解

低电阻率油气层的含义可从3个方面来理解：

① 油气层的电阻率低于或接近邻近水层的电阻率；

② 油气层的电阻率低于邻近泥岩层的电阻率；

③ 油气层的电阻率虽然高于邻近水层和邻近泥岩层的电阻率，但油气层的电阻率比通常所说油气层电阻率范围(3～100Ω.m)要低，属于低阻油气层。

对于第3种低电阻率油气层，在不同的油田，认识标准也不相同。例如，我国几个油田的低电阻率油气层(文留、商河西、利津和马岭油田)的电阻率就分别为0.7～2.5Ω.m、2～3.3Ω.m、3.6～6Ω.m、2.6～6.0Ω.m。因此，通常所说的油气层电阻率范围可在低阻油气层电阻率范围的基础上来认识。值得注意的是，第1种低电阻率油气层解释难度最大，其原因是在电性上难以区分油气层与水层，因此，该种低阻油气层是国内外解释专家探讨的重点。1

低电阻率油气层类型及成因1、内因

内因是指油气层本身岩性、结构、物性及地层水等因素的变化导致油气层电阻率减小。该类低阻油气层属于内因形成的低阻油气层。

1**）油气层中含有高矿化度地层水**

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，当油气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，油气层电阻率必然减小，并随高矿化度水数量的增大，而逐渐减小。例如：新疆塔北、文留、商河西、利津等油田，高或极高地层水矿化度是油气层电阻率减小的主要因素之一。

2**）油气层中含有较多的束缚水**

储层岩石细粒成分增多和粘土矿物的填充与富集，导致地层中微孔隙发育，微孔隙和渗流孔隙并存，微孔隙储集束缚水使储层束缚水含量增高。

3**）油气层微孔隙发育**

当油气储层中存在两组孔隙系统情况下(一组是孔隙半径小于0.1μm的微孔隙系统，另一组是粒间渗流孔隙系统)，由于油气层微孔隙十分发育，并且微孔隙系统中存在相当数量的微孔隙水，使油气层的电阻率值减小。通常微孔隙十分发育的油气层在储层孔隙结构上压汞分析喉道半径分布图呈双峰分布，即喉道半径峰值分别为0.1μm左右和2.0～10.0μm。

4**）岩性细和泥质含量高**

岩性细和泥质含量高的油气层受沉积旋回与沉积环境的控制，表现为岩石细粒成分(粉砂)增多或粘土矿物充填与富集，导致地层中微孔隙发育、微孔隙和渗流孔隙并存。这类微孔隙发育的地层束缚水含量明显增加，在高矿化度地层水作用下造成电阻率极低。

5**）**骨架导电

一般油气储层的骨架是不导电物质(石英等)，但当油气储层的骨架含有导电物质时，油气层电阻率降低。在新疆塔里木油田，经重矿物分析发现，在油气储层骨架中富含黄铁矿，部分井黄铁矿含量可占重矿物含量的95%，还有的井黄铁矿局部富集，呈浸染状、层块乃至团块状分布，大幅度降低了地层的电阻率。

6**）**粘土附加导电性

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。这样，粘土颗粒表面的负电荷既可吸附极性分子中的阳离子，又可通过这些阳离子与极性水分子结合，在粘土颗粒表面形成一层薄水膜，这一过程称为粘土水化作用。

一般情况下，粘土颗粒表面的负电荷吸附的阳离子是不能移动的，但这种吸附并不很紧密，在电场的作用下，吸附的阳离子可以与岩石中溶液的其他水合离子交换位置，引起导电现象，这种现象称为粘土矿物的阳离子交换(在泥质砂岩中，最常见的可交换阳离子是Na、K、Mg、Ca等离子)。由粘土矿物的阳离子交换产生的导电性称为粘土矿物的附加导电性。

2、外因

外因指外来因素导致油气层电阻率减小。该类低阻油气层属于外因形成的低阻油气层。

1**）、钻井液的侵入**

当油气层为轻质油气层时，该类油气层具有比重小、粘度低、流动性好等特点。在钻井过程中，井眼周围地层的轻质油气层很容易被泥浆滤液驱赶走。这些泥浆的侵入，使轻质油气层的电阻率减小，降低了轻质油气层与水层的深探测电阻率差异。

2**）、油气层、水层对比条件发生变化**

当油气层与水层中地层水不一样，而且差异很大时，降低了油气层与水层的电性差异。在冀东油田、渤海岐口油田、华北留路油田已发现这类油气层。通常遇到的水洗油藏、淡水破坏油藏均属此类。

3**）、侵入深与测井探测范围有限**

由于地层中存在裂缝等原因，泥浆侵入地层较深，泥浆滤液驱走井眼周围油气，使油气层电阻率降低(从测井结果上看是低阻)。

3、复合成因

以上所述几种典型成因可能在某一具体油藏中同时遇到，这样形成的低阻油气层被认为是复合成因造成。1

评价思路不同油气田的油气层低电阻率成因存在差异，因此，不同油气田需根据各自的特点，研究低电阻率油气层测井评价方法。归纳以上利用测井等资料评价低电阻率油气层的典型实例，其评价低电阻率油气层的技术思路如下：

（1） 分析地区地质概况

（2） 分析岩心测试、试油等资料

（3） 分析总结低阻油气层、水层的测井曲线响应特征和物性特征

（4） 分析总结该地区低阻油气层的主要成因

（5） 研究利用测井等资料评价低电阻率油气层的方法

（6） 利用试油等资料检验测井评价结果

（7 ） 对评价方法进行完善

评价方法概述针对泥质砂岩油气储层，特别是低阻油气储层的情况，国外不少测井解释专家提出一些导电模型，例如：Crane(1990)等提出扩展阿尔奇公式(EAE)；Olivar等待(1991)提出泥质砂岩的颗粒电导率法；Charles(1995，1996)提出有效介质模型(EMM)；Givens(1987，1989)提出岩石骨架导电模型**(**CRMM)。这些模型对我国利用测井资料评价低阻油气储层具有一定的适用价值，但我国油气田的成因复杂，虽然在有些油田低阻油气层的一个(或几个)影响因素相同，但不同油田之间明显存在一些不同的影响因素，因此，我国不同油田必须根据各自的特点，研究相应的测井评价低阻油气层的方法。1

低阻油气层的高束缚水含量及低含油饱和度的特点，往往降低了测井信息对油气、水层的分辨率，因此，如何评价这类油气层是油气勘探面临的主要课题。

对于一般由泥质引起的低电阻率油气层通常可采用诸如双水模型、W一S模型及归一化来评价。从另一角度看低电阻率油气层归根结底在其中含有大量的束缚水。复杂的泥质分布和大量发育的微孔隙都可能造成油气层中含有大量的束缚水。2

1、可动水分析法

它是建立在泥质校正的基础之上的，从油层物理的基本概念出发，以流体在微观孔隙中的渗流理论为依据，通过揭示油气层的最重要特性，达到正确评价油气层的目的。根据这一理论，油、气、水在储层微观孔隙中的流动，主要取决于产层油水相对渗透率的大小。如储层空间存在油水，那么，当油的相对渗透率达到最大值，这时储层不产水，是油层。若油的相对渗透见到0，则储层只产水不产油，为水层，介于这两者之间，是属于油水同层的情况。

2、 多参数自动判别系统

该方法是基于数字处理技术，建立了各种与相应的测井响应方程相对应地质-物理模型。利用计算机处理庞大的数据，从而得到地层的矿物成分、泥质含量、孔隙度 、含水饱和度、油气密度、渗透率、冲洗带可动油气等参数。并提出一项能反映地层侵入带中有、水分布规律的侵入系数，同时把原油粘度作为一个条件参数。然后，从大量观察数据出发，自动提取信息，对选用的样本进行最优分析，采用相应的计算程序进行处理，最后在成果图上连续清楚的显示出各储层的油气评价结论。目前这一方法在我国东部油田进行了大量的验证，取得了良好的效果。

3、利用核磁测井评价低阻油气层

核磁测井是一项新技术，它在很多方面解决了许多常规测井方法不能解决或者解决不好的问题。核磁测井由于不受骨架成分、结构等的影响，它可以有效地测量束缚水和可动水，不受岩石电阻率高低的影响。实践证明，利用核磁测井可以有效地评价低阻油气层。成为低阻油气层解释中的一种不可或缺的方法。

4、BP神经网络法

该方法是利用BP神经网络模型，对其进行改进后进行低阻油气层的解释与评价。通过对测井曲线的自动和手工分层，并结合地质、测井、试油等资料，读取测井数据。然后将从测井数据转换成能反映油、水、干层差异的特征参数，并结合各井的射孔试油结果，建立神经网络模型的标准样本模式集。为提高识别准确率，综合使用多个指标变量来建立高度非线性的判别模型，然后将判别井特征参数输入相应的网络模型之中，然后输出判别结论。2

评价步骤在研究利用测井等资料评价低电阻率油气层的方法步骤中，可以结合油气田特点，从以下几个方面着手：

（1） 从导电模型入手: 选择合适的导电模型修改现有的导电模型建立导电模型

（2） 从提高解释参数的精度入手解释模型中使用的参数，如Rw,Rmf等电阻率反演处理 ,准确提取地层的电阻率对测井曲线进行校正，如SP校正，提高Vsh计算精度

（3） 提取地区油、气、水地层的测井、物性特征等，利用模式识别方法，如模糊综合评判方法、BP人工神经网络方法、灰关联分析聚类法 判别函数法。