摘  要  鶯歌海盆地東方1-1氣田發(fā)現(xiàn)了眾多低阻氣層，其三孔隙度曲線“鏡像”不明顯，地層電阻率接近臨近水層和泥巖的值，難以有效識別。為此，從儲層巖性、孔隙結構以及地層水性質等方面對低阻氣層的成因機理進行了研究，在明確了低阻氣層成因的基礎上，提出了利用四孔隙度差值法、四孔隙度比值法對低阻氣層進行定性識別方法；依據(jù)導電效率模型對低阻氣層含水飽和度進行了計算，結合孔隙度與氣柱高度計算得到的束縛水飽和度，可以據(jù)此有效地對低阻氣層的產(chǎn)液性質進行判斷。實際應用結果表明，該方法在東方1-1氣田低阻氣層解釋評價中取得了良好的效果，與測試結果相吻合。

關鍵詞  鶯歌海盆地  東方l-1氣田  低電阻率  成因  測井  評價方法  測試結果  符合率

鶯歌盆地東方l-1氣田產(chǎn)層為埋深較淺的第四系下部和鶯歌海組中上部的地層。儲層巖性主要是一套由淺海、陸坡、盆地等較穩(wěn)定環(huán)境下沉積的細-極細的泥質粉砂巖?，F(xiàn)有的生產(chǎn)資料證實該氣田大范圍的發(fā)育著低電阻率氣層，其電阻率值與鄰近的泥巖和水層(水層電阻率在0.9～1.3 m之間)相差甚小或幾乎無差別，而且無明顯的聲學、核學測井等異常特性，造成了氣層識別和含水飽和度計算的困難^[1-2]。東方區(qū)塊低電阻率氣層的地質儲量占總地質儲量的20％～30％，地層測試結果表明低電阻率氣層具有一定的產(chǎn)能。因此，開展低電阻率氣層測井解釋方法研究具有重要的現(xiàn)實意義和極大的實用價值。在此，筆者先對低阻氣層形成機理進行了分析，然后利用四孔隙度差值法和比值法對低阻氣層進行定性識別，基于巖石導電效率模型建立低阻氣層含水飽和度計算模型，旨在對該類氣層進行精確定量評價，提高測井解釋精度。

1低電阻率氣層形成機理

利用東方區(qū)低阻層段的巖心化驗分析資料，從儲層的巖性、儲層的孔隙結構、儲層的黏土礦物成分和含量等方面對低阻氣層的成因進行了深入的分析。

1．1低阻氣層巖性特征

根據(jù)薄片鑒定分析和粒度分析資料，東方區(qū)塊低電阻率氣層巖性主要為由細-極細粒的石英粉砂和泥質組成的泥質粉砂巖。圖1為低阻氣層巖心粒度分析的黏土與粉砂含量分布直方圖，可見低阻氣層巖石顆粒成分主要為黏土與粉砂，二者之和約為80％。圖2為低阻氣層巖心X射線衍射分析得到的黏土礦物分布直方圖，由圖可見，低阻氣層的黏土礦物主要為蒙脫石與伊利石，兩者的含量總和達到60％。細顆粒巖性對儲層電阻率的影響主要體現(xiàn)在以下兩方面：①儲層中細顆粒成分越多，巖石的比表面積就會越大，顆粒表附大量的束縛水，增強巖石導電性；②小巖粒含量越高，地層中小孔隙和小喉道就越發(fā)育，使巖層中殘余水(束縛水)含量急劇升高，這又增強了巖石導電性，使地層電阻率下降。由此可見，巖性細是形成東方區(qū)塊部分氣層低電阻率特性的基本地質環(huán)境^[3-5]。

1．2低阻氣層孔隙結構特征

對低阻氣層的巖心壓汞實驗結果分析可知，低阻儲層普遍地存在著雙重孔隙結構，其孔喉半徑值變化范圍也較小，一般在0.037～9.35μm之間，其中半徑小于0.585 9μm的孔喉占55％～60％；而高阻氣層的總孔隙度值普遍較大，其孔喉半徑值變化范圍也較大，從0.003 7～37.5μm，且半徑小于0．585 9μm的孔喉數(shù)量僅占40％左右，參考孔喉半徑與滲透率貢獻值關系曲線看出，半徑小于0．585 9μm的孔喉對滲透率值基本上是無貢獻的，即小于0．585 9μm的小孔喉對流體是不可滲濾的，那么儲存在這類孔喉中的水，可視為不可流動的束縛水。由此可認為，低阻氣層所含的束縛水體積占總孔隙體積的55％～60％或更多一些。

1．3地層水礦化度特征

圖3為東方氣田地層水礦化度特征圖。由圖3可見，東方氣田地層水礦化度較高，在15 000～25 000mg／L，最高為35 000 mg／L。在地層溫度下，高礦化度地層水是一種很好的導電體。

綜上所述，研究區(qū)部分儲層巖性細以及微細孔隙發(fā)育導致地層束縛水含量高，加以較高礦化度的原生地層水的充填，這是形成低電阻率氣層的根本原因。

2低阻氣層識別方法

中子、密度與聲波測井信息對含氣儲層的響應特征與飽和水地層的特征具有一定的差別，具體表現(xiàn)在天然氣層的密度、中子測井值要小于飽和水儲層的值，而天然氣層的縱波時差高于其完全含水時的縱波時差；儲層含氣后，電阻率升高，用電阻率計算出的含水孔隙度小于全含水時的孔隙度。因此，為提高研究區(qū)低阻氣層的識別能力，需綜合參考三孔隙度測井曲線

信息，同時也要考慮電阻率曲線特征信息。

由泥質砂巖體積模型可寫出地層流體為淡水時地層視密度孔隙度(φ_da)、視中子孔隙度(φ_na)、視聲波孔隙度(φ_sa)和含水孔隙度(φ_w)，即

式中ρ_b為密度測井值，g／cm³；ρ_ma為骨架密度，g／cm³；ρ_sh為純泥巖密度，g／cm³；V_sh為泥質含量，小數(shù)；H為中子測井值，小數(shù)；H_ma為骨架含烴指數(shù)，小數(shù)；H_sh為純泥巖含烴指數(shù)，小數(shù)；Δt_c為縱波時差測井值，μs／ft，1 ft=0.3048 m；Δt_ma為骨架縱波時差，μs／ft；Δt_sh為純泥巖縱波時差，μs／ft；C_p為壓實校正系數(shù)；φ為地層有效孔隙度。

四孔隙度差值(C₄)和四孔隙度比值(B₄)分別定義為：

由于φ_da、φ_sa、φ_na和φ_w都作了巖性和泥質校正，因而只反映了孔隙流體性質的影響，天然氣對四者的影響一并用C₄或B₄表示。顯然，若儲層為水層，C₄=0，B₄=0；若儲層為氣層，C₄>0，B₄>0。

3低阻氣層含水飽和度的確定

根據(jù)研究區(qū)低阻形成的機理可知，本區(qū)低阻氣層以細砂巖、粉細砂巖為主，顆粒細、排驅壓力大、束縛水飽和度較高；低阻氣層中的陽離子交換量很低，因而泥質的附加導電性可以忽略。因此，對于這類高束縛水飽和度引起的低阻油氣藏可用以下模型計算含水飽和度：

利用上式計算低阻氣層含水飽和度，關鍵是確定式中的以a＇_t值，高楚橋利用巖心巖電實驗結果剖析了導電效率(E)與含水孔隙度(φ_w)之間的關系^[6-7]，二者之間具有良好的線性關系，由此可以利用研究區(qū)地層溫壓條件下的巖電實驗結果求得式(7)中的a＇_t值，見圖4。由此可知a＇_t=2.454．

4低阻氣層束縛水飽和度的確定

巖石顆粒粒徑、孔隙度、滲透率以及氣柱高度的關系，并建立了束縛水飽和度與孔隙度、氣柱高度之間的關系式，利用該關系式可以有效地對鶯歌海盆地束縛水飽和度這個參數(shù)進行精確評價^[8]。即

式中φ為孔隙度值，小數(shù)；h為氣柱高度，m；a、b、c、d分別為方程系數(shù)，需要利用巖心毛細管壓力資料擬合。

根據(jù)研究區(qū)巖心離心機實驗結果，可以回歸得到式(8)中的系數(shù)值，具體為：a=l.04，b=-0．661 674．C=-0.671 9，d=1.596，相關系數(shù)0.91。

5應用實例及效果分析

利用所述的低阻氣層識別方法及解釋評價模型，對東方區(qū)塊的探井資料進行處理與解釋評價，解釋成果與測試結果具有較高的符合率，能大幅度提高低阻氣層識別的成功率，在東方區(qū)塊具有較好應用效果。

圖5、6分別為DF3井與DF7井低阻氣層識別與解釋評價成果圖。其中前3道為常規(guī)原始曲線，氣層段的電阻率極低，約1.7 Ω·m，與上下泥巖層電阻率極為接近，是典型的低阻氣層。該氣層只用電阻率曲線是無法判斷的，直接由密度、中子、聲波測井曲線判斷也比較困難。第5道為含氣指示，利用四孔隙度比值(藍色線)與差值(粉紅色線)曲線重疊的方法直觀反映氣層與水層。第6道為利用文中所述的方法計算得到的含水飽和度與束縛水飽和度曲線。

從圖5中可以發(fā)現(xiàn)在1 259～l266 m層段，四孔隙度差值與比值都不等于0，具有較好的氣指示，可初步判斷為氣層；參考第六道中的飽和度曲線，可以發(fā)現(xiàn)該氣層段，含水飽和度與束縛水飽和度幾乎重疊在一起，說明此層段中只有束縛水，沒有可動水，符合氣層特征。因此綜合這些信息可以定量判斷該層為低阻氣層。在1 260～1268 m井段進行DST測試，產(chǎn)氣10.6×10⁴ m³／d，無水，測試結論為氣層，與解釋結論一致。

圖6中在1 362～1386 m層段，四孔隙度差值與比值都不等于0，二者的重疊具有較好的氣指示，可初步判斷為氣層；參考第6道中的飽和度曲線，可以發(fā)現(xiàn)該氣層段，含水飽和度與束縛水飽和度幾乎重疊在一起，說明此層段中只有束縛水，沒有可動水。符合氣層特征，綜合這些信息可以定量判斷該層為低阻氣層。在1 358～1386 m井段進行DST測試，產(chǎn)氣6.4×10⁴ m³／d，無水，測試結論為氣層，驗證了解釋結論。

6  結論

1)東方區(qū)塊低電阻率氣層的是由于儲層巖性細以及微細孔隙發(fā)育導致地層束縛水含量高，加以較高礦化度的原生地層水的充填形成的。

2)對低電阻率氣層的識別要綜合利用三孔隙度曲線以及電阻率曲線的信息，筆者給出的四孔隙度差值法和四孔隙度比值法能較好地指示氣層的存在^[9]。

3)在研究區(qū)低阻氣層段，利用導電效率模型建立的含水飽和度方程計算飽和度，并結合考慮物性及氣柱高度計算得到的束縛水飽和度，可以有效地對低阻氣層進行定量評價^[10]。

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本文作者：何勝林  張海榮  陳嶸  高楚橋

作者單位：中海石油(中國)有限公司湛江分公司   油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室·長江大學