石新樸 史全黨 侯向陽

摘 ?要：為解決常規(guī)測井方法難以有效識別低阻氣層的難題，以準(zhǔn)噶爾盆地西北緣K83井區(qū)二疊系上烏爾禾組烏二段氣藏為例，利用巖心分析化驗數(shù)據(jù)、錄測數(shù)據(jù)、試油數(shù)據(jù)等資料，分析了低阻氣層成因及識別方法。通過研究，認(rèn)為目的層發(fā)育三角洲前緣亞相，與下部常規(guī)油層相比，儲層巖石粒度較細(xì)，泥質(zhì)含量高，儲集空間類型與孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，粘土礦物含量高，是形成該地區(qū)低阻氣層的主要原因。利用氣層在聲波、密度和中子三條曲線上的響應(yīng)特征，提出利用該地區(qū)的三孔隙度差值與比值法進行氣層識別，對全區(qū)所有井進行了二次解釋，并提出了試氣井段。試氣井段產(chǎn)氣數(shù)據(jù)表明，該方法對低阻氣層的識別結(jié)果較可靠，在生產(chǎn)中具較好適用性。

關(guān)鍵詞：K83井區(qū);上烏爾禾組;低阻油氣層;三孔隙度差值;三孔隙度比值

低阻油氣層是指電阻率小于或接近圍巖電阻率，或者電阻率與水層電阻率差別不大甚至出現(xiàn)交叉變化，又或者電阻增大率（油氣層電阻率與相同條件下的水層電阻率比值）小于2的儲層。由于不同地區(qū)地質(zhì)條件差異較大，判斷標(biāo)準(zhǔn)也有所不同[1-2]。由于低阻氣層的典型特征，使得應(yīng)用常規(guī)電性曲線劃分氣層和水層較為困難，部分地區(qū)甚至不可能劃分出氣層與水層。目前在我國東西部油區(qū)都有這類氣層，前人對此也做了大量的研究工作，從巖石類型、物性特征、構(gòu)造幅度、粘土礦物特征、地層水礦化度、砂泥薄互層、泥漿密度等多個方面對低阻油氣層的成因進行了系統(tǒng)分析[3-6]。在低阻油氣層的識別上[2、7-8]，目前采用較多方法主要是三孔隙度重疊法、視水層中子孔隙度法、縱橫波時差比法等，該類方法主要據(jù)氣層對孔隙度系列測井曲線的響應(yīng)進行判別，此外還有空間彈性模量差比值法、聲阻抗法、以及利用核磁共振測井?dāng)?shù)據(jù)進行識別[9]。本文以K83井區(qū)二疊系上烏爾禾組二段為例，分析了該區(qū)低阻氣層的影響因素，提出了適合該區(qū)的三孔隙度差值與比值法對氣層進行識別。

1 ?低阻氣層特征

準(zhǔn)噶爾盆地西北緣K83井區(qū)二疊系上烏爾禾組氣藏北西距克拉瑪依市區(qū)約20 km，區(qū)域構(gòu)造位置處于克-烏逆掩斷裂帶下盤的斜坡區(qū)（圖1）。上烏爾禾組二段屬辮狀河三角洲沉積相，儲層巖性以砂礫巖、不等粒砂巖為主，孔隙度4.0%～14.1%，平均9.98%;滲透率在0.01×10-3～3.28 ×10-3 μm2，平均0.578×10-3 μm2 ，屬巖性復(fù)雜、低孔、特低滲儲層。

因烏二段油層主要分布在該段下部，氣層主要分布在中上部，從下至上，巖石粒度、物性、泥質(zhì)含量等逐漸變差，導(dǎo)致該段氣層電阻率明顯小于油層。受物性影響，該區(qū)氣層均需壓裂后才能獲得產(chǎn)能。試油段數(shù)據(jù)表明，烏二段氣層平均電阻率9.0 Ω·m，油層平均電阻率14.2 Ω·m，水層平均電阻率8.3 Ω·m，干層平均電阻率8.5 Ω·m，氣層與水層電阻率差別不大，電阻增大率平均1.1，符合低阻氣層的特征（表1）。

2 ?低阻氣層成因

低阻氣層的成因復(fù)雜，類型多樣，可形成于沉積、油氣成藏、成巖和裸眼鉆探等不同的過程中。前人大量研究表明[3-6]，低阻氣層的形成與儲層沉積類型、巖石顆粒大小和骨架特征、泥質(zhì)含量多少、粘土礦物成分及分布、孔隙結(jié)構(gòu)、潤濕性及地層水礦化度等因素密切相關(guān)。結(jié)合研究區(qū)實際地質(zhì)條件及巖石物理特征，認(rèn)為該區(qū)低阻氣層的成因主要有以下幾個方面的影響。

2.1 ?沉積環(huán)境

在研究發(fā)現(xiàn)的低阻油氣藏中，沉積環(huán)境是三角洲沉積體系的，一般形成的低阻儲層主要位于三角洲前緣亞相。通過研究分析認(rèn)為[10-11]，上烏爾禾組整體處在水體持續(xù)上升的環(huán)境中，下部烏一段發(fā)育辮狀河三角洲平原亞相，沉積微相以辮狀河道為主，上部烏二段、烏三段以辮狀河三角洲前緣亞相與前三角洲交互相為主（圖2），沉積微相以水下分流河道為主。相比下部烏一段，低阻儲層發(fā)育部位巖石粒度偏細(xì)，物性變差，易于形成低阻儲層。

2.2 ?泥質(zhì)含量

儲層中含有泥質(zhì)，使束縛水和粘土吸附水含量增加，氣層的電阻降低。同時，泥質(zhì)對地層導(dǎo)電性的影響具二重性。在純水層，泥質(zhì)使導(dǎo)電路徑變復(fù)雜，引起電阻率升高;在純氣層，泥質(zhì)通過增加束縛水飽和度并影響地層水分布，引起電阻率顯著降低。

對研究區(qū)烏二段低阻氣層和下部烏一段常規(guī)油層泥質(zhì)含量進行統(tǒng)計對比發(fā)現(xiàn)，烏二段試油段電阻率明顯小于烏一段電阻率（圖3），同時烏二段試油井段75%以上數(shù)據(jù)中泥質(zhì)含量大于6%。據(jù)前期對該地區(qū)上烏爾禾組的研究，以泥質(zhì)含量≤2%、2%<泥質(zhì)含量<6%，泥質(zhì)含量≥6%為界限，將儲層劃分為貧泥、含泥和富泥3類，表明烏二段總體偏向于富泥儲層，泥質(zhì)含量偏高是形成該區(qū)低阻儲層的主要因素之一。

2.3 ?儲層物性

研究區(qū)烏二段儲集空間類型以剩余粒間孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔為主，此外還發(fā)育少量微裂縫、微孔等。鑄體薄片可以看到剩余粒間孔和粒內(nèi)溶孔（圖4-a.b），部分溶孔被碳酸鹽膠結(jié)物或自生粘土礦物充填。巖心分析孔隙度4.0%～14.1%，平均9.98%;滲透率0.01×10-3～3.28 ×10-3 μm2，平均0.578 ×10-3 μm2，屬低孔、特低滲儲層。

壓汞資料顯示，該區(qū)烏二段儲層毛管壓力曲線主要為細(xì)歪度，排驅(qū)壓力較大，孔隙分選性較差，最大孔喉半徑0.01～5.9 μm，平均2.68 μm;排驅(qū)壓力0.12～0.85 MPa，平均0.46 MPa;飽和中值壓力為0.27～18.12 MPa，平均6.89 MPa;飽和中值半徑0.13～2.76 μm，平均0.59 μm;非飽和孔隙體積18.00%～66.27%，平均48.25%，退汞效率13.14%～43.64%，平均22.93%。

分析認(rèn)為，該區(qū)儲層孔隙組合類型多樣，加上各種充填物減小孔隙和喉道半徑，使微小孔隙量增加，孔隙結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，造成束縛水含量明顯增加，導(dǎo)致巖石顆粒比表面積較大而吸附大量的束縛水，形成低阻氣層。

2.4 ?粘土礦物

研究區(qū)粘土礦物包括伊蒙混層、伊利石、高嶺石和綠泥石，其中伊蒙混層和高嶺石含量較高，平均含量分別為46.3%和24.5%;其次為綠泥石，平均含量為19.8%;含少量伊利石，平均含量為9.3%。從掃描電鏡中可以看出，伊蒙混層普遍呈薄膜包裹在巖石顆粒表面，形態(tài)為蜂窩狀或不規(guī)則片狀（圖5a），蠕蟲狀高嶺石主要充填于顆粒間（圖5b），伊蒙混層和高嶺石礦物晶格間距較大，這種特殊的結(jié)構(gòu)使其表現(xiàn)出較強的附加導(dǎo)電性，降低了儲層電阻率。

3 ?三孔隙度差值與比值法識別氣層

目前在該井區(qū)試油結(jié)果中，存在氣層、油氣同層、含氣層、油層、油水同層、含油水層和干層，受高泥質(zhì)含量、低孔、特低滲儲層特征影響，常規(guī)電阻率與孔隙度交匯圖法無法有效區(qū)分氣層、油層與水層、干層的界限，定量識別氣層較困難[12-14]。為了更有效地識別該地區(qū)氣層特征，在測井曲線標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)上，充分利用氣層在測井曲線上的“挖掘效應(yīng)”，放大氣層在聲波、密度和中子曲線上的響應(yīng)特征，提出適合該地區(qū)識別氣層的三孔隙度差值與比值法。

其原理是分別計算三孔隙度的比值與差值，盡量放大氣層在三孔隙度測井曲線上的相應(yīng)信息，通過利用孔隙度比值重疊顯示和孔隙度差值對稱顯示，更加直觀的識別氣層。該方法已經(jīng)在青海油田、塔河南油田、永鑄街氣田等地得到良好應(yīng)用[15-17]。

三孔隙度差值是用聲波孔隙度加上密度孔隙度減去2倍的中子孔隙度得到一個孔隙度差：

P1= （ΦD+ΦS）-2ΦN···········（1）

三孔隙度比值就是用聲波孔隙度乘以密度孔隙度除以中子孔隙度的平方，得到一個孔隙度比： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? P2=（ΦD×ΦS）/ΦN2···········（2）

式中：P1——三孔隙度差值;

P2——三孔隙度比值;

ΦD——密度解釋孔隙度;

ΦS——聲波解釋孔隙度;

ΦN——中子解釋孔隙度。

從建立的圖版中可以看出（圖6），該方法能有效區(qū)分出氣層和其他儲層，氣層的下限為三孔隙度差值≥-15，三孔隙度比值≥0.4。

4 ?應(yīng)用效果

利用上述圖版，對全區(qū)所有井進行二次解釋，從中優(yōu)選了K58003井30563 067 m段進行試氣。錄井結(jié)果顯示，該段巖性為深灰色熒光砂礫巖，干照熒光3%，暗黃色、弱發(fā)光;氣測顯示該段全烴從288 7×10-6上升至6645 0×10-6，C1：0.222 2%～5.111 5%，組分出至nC5;測井曲線電阻率分布范圍4.4～10.5 Ω·m，平均電阻率7.6 Ω·m，平均聲波78.62 μs/ft，平均密度2.44 g/cm3，平均中子22.1 v/v，平均自然伽馬63.0 API（圖7）。從試氣段選取的兩段取值來看，均落在氣層圖版以內(nèi)（圖6），測井解釋為氣層，解釋孔隙度15.6%，含氣飽和度46.7%。該段最終試氣結(jié)果為日產(chǎn)氣8.0×104 m3，日產(chǎn)油16 t，試氣結(jié)論為氣層，與圖版解釋一致，應(yīng)用效果顯著。

5 ?結(jié)論

（1） K83井區(qū)上烏爾禾組烏二段儲層受沉積相類型、巖石粒度、泥質(zhì)含量和粘土礦物等影響，造成儲層物性差、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，束縛水含量增加，使氣層呈明顯的低阻特征。

（2） 建立的三孔隙度差值與比值法能有效識別氣層，提出的試氣井段可靠，應(yīng)用效果顯著，對后續(xù)老井復(fù)查工作提供了借鑒。

（3） 該方法具有局限性，僅能有效區(qū)分氣層與非氣層，對于油層、水層、干層等并不能有效識別，應(yīng)用中應(yīng)結(jié)合其他測井解釋方法綜合對比。

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Abstract：To solve the problem that conventional logging methods cant be used to effectively identify low resistivity reservoirs，taking second member of upper Wuerhe formation （P3w2） of K83 Block，the paper analyzed the cause and identification method of low resistivity gas zone.Through the study，the paper found that P3w2 developed delta front subfacies.Contrast to conventional reservoirs below，it had more fine rock grain size，higher mud content，pore types and structure are more complex，higher clay mineral content，all those factors made this area form the low resistivity gas zone.Based on analysis of low resistivity reservoir characteristics，this paper found the different value and ratio method of three porosity can identify the gas zone better in the study area.Using this method，this paper interpreted all wells again，and finally proposed the well section of gas test.This method is reliable in qualitative identification and quantitative evaluation of low resistivity gas zone，and has good applicability in production.

Key words：K83 Block;Upper Wuerhe formation;Low resistivity reservoirs;Different value of three porosity;Ratio of three porosity.