克拉玛依油田九区南低电阻率油层研究

克拉玛依油田九区南低电阻率油层研究董同武1 张廷山1 霍进2 黄世伟1 姜照勇1(11西南石油学院资源与环境学院 21新疆油田分公司重油开发公司)

摘 要 克拉玛依油田九区南低电阻率油层特征,采用分析化验、测井、测试和生产资料以及对九区南低电阻率油层的成因研究后认为,岩性偏细、泥质胶结、微孔、微裂缝的大量存在、粘土附加导电性、黄铁矿等骨架导电性、微幅度构造以及较高地层水矿化度都是引起低电阻率油层形成的影响因素。关键词 油田 电阻率 油层物性 准噶尔盆地

克拉玛依油田九区南位于克拉玛依市东北45km处,九区重油开发区南部和东部,面积50km2;区域上位于准噶尔盆地西北缘克)乌逆掩大断裂带上盘中生界超覆尖灭带上,是九区南齐古组油藏九5区向东南延伸的一部分(图1)。随着九区南齐古组J3q3稠油油藏滚动勘探开发步伐的加快和研究的不断深入,同时近期尝试性的打开电阻率相对较低的可疑层。经试油、试采结果表明,该区块低电阻层均产出不同量的油气(表1)。

图1 九区南工区位置图 表1统计了九区南8口取心井各层段生产情况,发现其中有5口井存在低阻油层段,表明该区发育低阻油层。低电阻率油层是一个相对概念,由于各油藏油气形成、运移、储存类型以及开发方式不同,各个低电阻率油田的电阻率值不同。如低电阻率油田,文留、商河西、利津、马岭油田的低电阻率油气层的电阻率分别为(017~215)8#m、(2~313)8#m、(316~6)8#m及(216~614)8#m,

而本区的电阻率是(13~28)8#m,其值远高于其它地方。随着九区南检230区块不断的滚动扩边,在原J3q3层油层下限标准(288#m)以下出

作者简介 董同武,男,1979年出生,西南石油学院硕士生;从事沉积相、储层研究。地址:(610215)目前四川石油管理局地球物理勘探公司。

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地质研究 天然气勘探与开发 2005年9月出版 现的油层,而且,这部分油层经试油、试采和一段时间的生产,具备着一定生产能力。因此,在九区南特定的地质条件下,将电阻值小于288#m的那部分具有一定生产能力的油层称为低电阻油层。低电阻油层井初期产量一般或略高,但是随着生产轮次增加,含水激增,单井产量相对于高阻层来说,要低一些,而且可以预测,这些井的累积产能和生产周期要差一些,但低阻油层段均具备一定的生产能力。据11口井统计,平均日产液814,t平均日产油415,t初期含水4410%,这可作为该区地接替区块,进一步扩大了九区南的找油领域。表1 九区南八口取芯井低阻油层段与非低阻油层段统计表井号深度(m)层位层段划分951201951100951147九浅40J391J271九浅1895159388175~411J3q3-1411~416128J3q3-2350125~36812J3q3-1低阻油层段34616~353J3q3-1低阻油层段353~358J3q3-1358~36016J3q3-1低阻油层段36016~367J3q3-2低阻油层段367~382J3q3-232218~34418J3q3-1低阻油层段34418~35614J3q3-135614~36818J3q3-231114~318J3q3-1低阻油层段318~32618J3q3-2低阻油层段32618~33014J3q3-2313~330J3q3-1330~348J3q3-2低阻油层段26016~288J3q3-1288~29816J3q3-2294~29815J3q3-131517~32717J3q3-21 沉积特征克拉玛依油田九区南属九区边缘二级储量控制范围,位于准噶尔盆地西北缘克)乌逆掩大断裂二级构造上盘中生界超覆尖灭带上。齐古组构造简单,底部构造形态为西北向东南倾的单斜构造(图2略),地层倾角4b~6b,在单斜的背景上,局部发育有微幅度的鼻状构造。J3q3-2层顶面构造与J3q3-1层顶面构造极为相似,表明J3q3层在沉积过程中较为稳定,地层继承性发育,构造对沉积的作用不明显。九区齐古组(J3q)稠油油藏砂体是在燕山运动大为减弱、构造运动与断裂基本定型的背景下,形成于盆地边缘斜坡上的一套辫状河三角洲相沉积,沉积厚度30m~60m,由东向西逐渐减薄。九区南辫状河流体系在纵向上具有稳定的多级次沉积旋回特征。整个齐古组为一个一级旋回,J3q3为一个完整的二级正旋回,内部可进一步细分为J3q3-1、J3q3-2两个三级正旋回,在每个三级正旋回的上部为稳定的泥岩沉积。J3q3-1层沉积期,坡降相对较小,距物源区较远,仅在检230井区发育有砂砾层和含砾不等粒砂岩,其它地区均以中细砂岩为主。综合分析认为,属于辫状河三角洲前缘相沉积,可进一步分为分流主河道、分流浅河道、分流浅滩、河口砂坝、分流间洼地等沉积微相类型,主水流方向为北东向,自西向东依次发育为5条分流河道。J3q3-2层沉积期,河流主要发育在古44至951201井区之间,河流冲刷充填作用明显,水动能强烈,以砂砾岩,砂砾泥混杂岩性为主,系辫状河三角洲平原相沉积,可进一步细分为辫状主河道、辫状浅河道、心滩滩头、心滩滩尾、边滩、天然堤和泛滥平原相等微相类型。J3q3-1和J3q3-2之间普遍发育泥岩/脖子0隔层,厚度不稳定,一般310m~1010m,平均610m。该泥岩段是上下两个油层的一个隔层,由于九区南后期沉积的J3q3-1层河流冲刷充填作用强烈,在局部地区将该泥岩隔层冲刷掉,造成上下层连通。

2 储集层特征九区南齐古组J3q3层沉积相变快,岩性复杂,因而造成砂层在平面上变化较快,储层非均质性强。主要含油岩性为中细砂岩、含砾砂岩、粗砂岩、粉砂岩。岩石颗粒细)中粒,分选中)好,中等磨圆,平均胶结物含量10%。泥质胶结为主,钙质胶结次之,胶结程度疏松)中等。胶结类型大多属孔隙)接触式。孔隙类型主要为原生粒间孔,其次为粒间溶孔、粒内孔、胶结物内溶孔等。孔径37Lm~600Lm,根据毛管压力曲线及其特征值将储集层分为4类,前3类多分布于中、细砂岩中,为较好储层,第4类多分布于泥岩和砂质泥岩中,为较差储集层。根据8口取心井孔隙度和渗透率岩心分析样品统计分析,油层孔隙度一般为18%~36%,平均27%(图3);渗透率10@10-3Lm2~10000@10-3Lm2,平均1780@10-3Lm2(图4),#31#

第28卷 第3期 天然气勘探与开发 地质研究属高孔、高渗透储集层。

图3 J3q3-1层孔隙度分布直方图图4 J3q3-1渗透率分布直方图采用数理统计办法,作齐古组油层测井电阻率正态概率分布图(图5),最终确定齐古组电阻率下限标准为138#m。在以前的开发过程中,一直以288#m油层下限标准,所以将低于288#m,但具备一定产能的油层视为低电阻油层。

图5 九区南部齐古组RT概率累积曲线图分布区间3 低电阻油层影响因素分析311 岩性的影响通过岩电分析,并做大量的岩电关系图发现,电性对岩性的反映比较敏感,岩性越粗,电阻率越高。如砂砾岩层电阻率明显高于中细砂岩,岩性越细,电阻率越低。因而造成中细砂岩、粉细砂岩和泥质砂岩的油层电阻率值普遍偏低。九区东部新扩边井J3q3-1层岩性偏细,单层厚度变化快,砂层发育相对较差,泥质含量有所增加,以细粉砂和中细砂岩为主,主要以低阻率油层为特征。岩性是影响低电阻率油层的主要因素。312 胶结物及胶结类型对地层电阻率的影响胶结物主要有泥质胶结和钙质胶结两种类型,从取心井岩电关系分析(表2)发现,钙质胶结层电阻率值明显高于泥质胶结层,而且随着胶结程度增强,电阻率值逐渐增大。在泥质胶结,胶结疏松

表2 部分井段胶结类型与电阻率分析井号深度(m)岩性特征电阻率Rt(8#m)

95117434616~34619灰白色钙质胶结致密粉砂岩高值尖峰

95110036812~36810浅灰色泥质粉砂岩、泥质胶结低阻特征Rt=1595110036018~36218黑色泥质粉砂岩、泥质胶结、岩芯呈半固结状低阻特征Rt=2095120140716~40619浅灰色粉砂岩,钙质胶结,油斑电阻小尖峰,峰值Rt=100

九浅4035113~35018灰白色钙质粉砂岩,岩性致密高电阻尖峰Rt=60检271305~30412灰白色钙质粉砂岩,胶结致密电阻呈峰状

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地质研究 天然气勘探与开发 2005年9月出版 的地层中,孔隙度和渗透率相对较高,孔隙间的连通性好,含水饱和度高,容易产生低电阻油层。313 粘土附加导电性的影响粘土矿物以蠕虫状、散片状、书页状、不规则状高岭石为主,其次为不规则状、蜂窝状伊/蒙混层矿物,还有少量片状伊利石等自生矿物。伊利石、蒙脱石在该区含量很小,并不是低电阻率形成的主要因素,仅部分井(如951100井)粘土矿物以伊/蒙混层为主,且伊/蒙混层比高,微孔较发育,束缚水含量高,是低电阻率形成的主要因素。314 微孔、微裂缝的影响根据8口取心井的扫描电镜资料分析,可见长石表面或粒内淋漓溶蚀(图6),在胶结疏松的中细砂岩中发育微裂缝,长石碎屑普遍具有中度的泥化和轻微的绢化,泥质杂基呈星点状分布,致使束缚水含量增高,是该区低电阻率形成的一个重要因素。

图6 长石碎屑颗粒的溶蚀315 骨架导电性的影响从九浅40、九浅17等8口取心井岩心观察发现,本地区含油层段普遍含有黄铁矿(图7),呈集合体状态分布。在不整合面附近铁Ⅰ方解石呈斑点状分布(图8),这在很大程度上,增强了地层的导电性,导致油层的电阻率偏低。316 微幅度构造的影响在准噶尔盆地的演化过程中,西北缘构造活动主要为逆掩断裂,形成延伸250km的推覆构造体。推覆构造体大体可分为5个带:推覆体主部,前缘断裂带,下盘掩伏带(即推覆体主断裂下盘掩伏部分),超覆尖灭带(在推覆体主部之上被新地层超覆部分),前沿外围带(在推覆体之外)。九区南在上盘超覆尖灭带上,该带发育大量断层,且储集层为单斜构造,埋深浅,平均仅240m,油气沿

图7 粒间充填的黄铁矿晶体图8 不整合面附近铁Ⅰ方解石呈斑点状分布着克)乌断裂发生2次、3次运移,向上至推覆体上盘超覆尖灭带形成次生油藏时,地层压力小,地下水向下渗透,且非常活跃,轻质组分散失、水洗氧化以及剧烈的生物降解作用,最终生成稠油油藏,油气的驱替压力低,油气只能饱和于较大孔喉控制的孔隙空间,大量的小孔隙和微孔仍为地层水占据,油驱水置换程度低,含油饱和度偏低,地层水饱和度高。该区的生产动态特征也证明了这一点,九区南齐古组J3q3层稠油热采过程中,单井累计产液量高,工作天数短,累积产水量高。高地层水饱和度是该区低电阻率形成的最主要原因。317 地层水矿化度的影响对分析产地层水的井进行水样分析统计发现,九区南J3q3层相对于九区J3q2层地层水矿化度偏高,平均Cl-含量245213mg/L,矿化度一般大于5000mg/L,平均609814mg/L,而且平面上受原油沉积环境差异的影响,分区性明显。在低电阻油层发育的地方,矿化度普遍偏高,这在一定程度上,说明高矿化度分布区可能产生低电(下转第39页)