鄂尔多斯盆地任山—杨圪崂区长2低电阻率油藏成因及识别方法研究

刘 玺，杨兴利，张珊珊，张道亮，薛金泉

(1. 延长油田股份有限公司 勘探开发技术研究中心，陕西 延安716000；2. 延长油田股份有限公司 志丹采油厂，陕西 延安717500)

0 引言

任山—杨圪崂区位于鄂尔多斯盆地中部志丹油田西部，紧邻油源中心，充足的油源供给、有利的运移通道[1-2]，使得该区长2油层具备富集成藏的条件。研究区受构造作用地层剥蚀、沉积作用、成岩作用等因素影响，储层地质特征、油藏油水特征复杂，油层呈低电阻率特征。研究认为该区域长2油层能否富集成藏受纵向远源运移、有利沉积相带及局部微弱构造控制因素、有效泥岩盖层等多重因素作用控制[3-5]。研究区长2油藏呈典型的非常规低电阻率特征，综合研究区长2低阻油藏地质研究、储层特征研究及油藏特征研究，结合岩石物理实验成果分析，认为任山—杨圪崂区长2油藏低阻成因受低幅度鼻状构造、沉积因素以及成岩作用3种控制因素约束[6-9]。

1 长2低阻油藏成藏地质特征

鄂尔多斯盆地任山—杨圪崂长2油层电阻率呈非常规低阻特征，其油层电阻率与水层相当，约为5～9 Ω·m，按照纯砂岩解释模型，定性为水层或含油水层。随着研究区及延长油田其他探区近年来长2低阻油藏的深入勘探和开发实践，在此类油藏大量获得高产工业油流，显示了巨大的增储上产潜力，但长2低电阻率油藏在电性特征方面的低对比性使得认识其低阻油藏成因及识别方法成为研究难点。

对研究区油藏地质特征进行分析：1)从源-储配置关系方面分析油气长7张家滩烃源岩运移至长2储集层，长7烃源岩生烃增压作用为油气运移的重要动力，同时烃源岩经过长7、长6、长4+5和长3储层再纵向远距离运移至长2成藏，导致长2油藏含油丰度降低[10]；2)鄂尔多斯盆地中-晚三叠系长2期地层抬升剥蚀，长2油层组顶部地层缺失，储盖组合及储层油气的封存能力是长2油气成藏不可或缺的重要因素；3)有利沉积相带形成良好的油气储集体，同时局部微幅度构造特征导致储层油水界面不明显[11]。

1.1 纵向远源运移

任山—杨圪崂区地理位置紧邻鄂尔多斯盆地生烃中心，如图1所示。长7油页岩有机碳含量为2%～14%，高有机质丰度为上覆地层三叠系延长组晚期长2油层组提供油源供给[12]。

通过研究资料和研究区岩心分析及地质研究，认为研究区油气纵向运移通道有3类：

一是基于岩心观察分析纵向及高角度微裂缝对长2油气成藏发挥一定作用，如图2所示。

二是基于研究区地层特征分析，长6—长2砂体纵向叠置及长2储层分流河道沉积体系构成的储渗砂体是油气纵向运移成藏的重要通道，如图3所示。

图3 长2地层砂体纵向叠置剖面图Fig.3 Longitudinal superimposed section of Chang2 formation sand body

三是晚三叠世末期印支运动盆造成延长组长1—长2地层遭受剥蚀，个别区域剥蚀殆尽，形成的地层不整合接触面使得长2下覆地层油气运移至长2残留地层储存，使得个别井区长21、长22残留地层储集砂体富集成藏，如图4所示。

图4 任山—杨圪崂地区YJ147-2井—4247-4井地层剥蚀不整合接触剖面图Fig.4 Strata unconformity contact of wells YJ147-2—4247-4 in Renshan-Yanggelao Area

1.2 油气富集成藏有利区域

通过测井相、岩心观察及粒度分析资料，结合大量研究资料，综合判断研究区长2属于三角洲平原亚相，分流河道较为发育，在河道汇流处砂体叠置厚度可达到20m以上，孔隙度大于15%，渗透率不低于10 μm2，物性较好，形成良好的储集层。河道侧翼微相以及分流尖湾微相形成侧向遮挡，阻止油气进一步扩散，如图5所示。

图5 沉积相变遮挡成藏模式图Fig.5 Sedimentary phase change shielding accumulation pattern diagram

研究区整体呈现东高西低西倾单斜构造特征，同时发育多条鼻状微构造带，对长2油气富集成藏及分布特征起着一定程度的控制作用[17]。研究区目前高产开发井位于分流河道砂体发育及物性较好的区域，同时其产量受到鼻状微构造的双重控制，二者共同构成油气富集成藏的有利区域[18]，如图6所示。

图6 任山—杨圪崂区长2主力储层沉积-构造叠合图Fig.6 Sedimental-tectonic superposition map of Chang2 reservoir in Renshan-Yanggelao Area

1.3 储盖组合控制油气富集

有利的储盖组合能够有效的保存油气，然而三叠系晚期长1—长2顶部地层剥蚀造成盖层缺失或变薄以至个别井区无法有效保存油气，油气逸散导致长2储层含油气丰度较低。因此对于储盖组合的分析是判断能否有效保存油气的关键，对研究油气有利区分布具有重要的意义。研究区4247-8井长21段泥岩盖层保存完整，厚度达30 m以上，且该井位于含油有利区，对该井实施储层改造求产，获得5.8 t/d的高产油流。任山—杨圪崂地区长2储盖组合特征如图7所示。

图7 任山—杨圪崂地区长2储盖组合特征Fig.7 The characteristics of Chang2 reservoir-cap in Renshan-Yanggelao Area

2 长2低阻油藏成因分析

2.1 远源成藏对电阻率的影响

依据现有研究区长2的油气勘探及试油试采资料分析，部分井分布在构造及砂体发育有利区，但是试油试采显示为含油水层或水层，长7张家滩油气运移经下覆长6—长3砂岩储集层并滞留，随着油气供给增多，才有潜力进一步沿优势通道运移至长2储层并聚集成藏。研究区长6、长4+5等油层地质研究及开发实践证实，下部油层普遍发育较好且开发潜力较长2油层更好。往往一口井钻遇长6油藏而长2储层却并无油气显示，供烃条件限制导致长2储层油气充注率低；泥岩盖层和侧向封堵较薄或缺失造成油气进一步逸散；储层封闭能力的降低，引起下部地层水向上部地层随油气运移，含水饱和度较高，同时引起地层水矿化度较高，是任山—杨圪崂地区长2油层呈低阻特征的一项重要地层因素。图8所示为长2储层及下覆油层组。

图8 长2储层及下覆油层组Fig.8 Chang2 reservoir and overlying oil formation

2.2 地层水矿化度对电阻率的影响

表1 任山—杨圪崂长2地层水矿化度参数Table 1 Salinity parameter of formation water in Chang2 of Renshan-Yanggelao Area

续表1

2.3 储层微观特征分析

分流河道宽度较窄与河道侧翼过渡造成黏土矿物充填长2储层孔隙造成束缚水含量增加，微弱鼻状隆起构造造成油水分异程度低也是研究区长2呈低电阻率特征的重要地层内部因素。从储层微观特征分析，长2低电阻率油层成岩作用以泥质胶结的细粉砂岩为主要岩性特征，伊利石、高岭石为主的黏土矿物呈分散状态分布于泥质砂岩地层，如图9所示，岩石表面易形成水膜，增强了岩石的亲水性和导电性。

图9 储层黏土矿物胶结扫描电镜Fig.9 Scanning electron microscopy of reservoir clay mineral cementation

图10 研究区长2储层孔隙结构参数与电阻率参数关系图Fig.10 Relationship between reservoir porosity andresistivity parameters of Chang2 in study area

3 低阻油层识别方法

3.1 邻井对比评价法

低电阻率油层的地层电阻率和水层电阻率相当，使得油水层的解释异常困难，可依托关键井和关键层的认识，通过小层横向对比追踪，确定储层横向空间展布，定性判断油气分布范围[21]。图11所示为地层对比辅助识别低阻油层实例。4247-4井长22深感应电阻率为7.6 Ω·m，和地层水电阻率相当，査层捡漏日产油1.15 t，综合含水30%并稳产，二次解释为含水油层；通过临井对比，低幅高构造点试采的4247-7井和4247-8井平均深感应电阻率为6.2 Ω·m，均获得工业油流，其中4247-7井获得5.21 t/d、含水42%，4247-8井获得4.99 t/d、含水40%的高产工业油流并稳产，二次解释为油水同层。

图11 研究区长2层 4247-4井与临井平面对比图Fig.11 Comparison of well 4247-4 and adjacent wells of Chang2 Member in the study area

3.2 自然电位差值法

基于泥质砂岩自然电位模型，通过计算自然电位差值法反映储层的含油性，这种方法在鄂尔多斯盆地的泥质砂岩成因低阻油层中较为常用，识别效果较好，定义SP′为泥质砂岩自然电位，与砂岩模型自然电位SP对比，ASP为自然电位差值。

当为水层时，Sw=Sxo，ASP=SP-SP′=0，即SP=SP′；当为油层时，Sw

图12 研究区长2油层组油水识别图(以YJ146-1井为例)Fig.12 Oil & water identification of Chang2 in the study area(YJ146-1)

3.3 可动水分析法

图13所示为长2油层组岩心核磁共振T2谱的频率分布和累计分布。借鉴研究区和邻区油藏区长2低电阻率油层组2块砂岩岩心核磁共振试验资料，分析地层可动流体饱和度，2块样品都成不明显的双峰态，主峰的分布各有不同，但主峰位置较明显，位于T2截止时间(T2cutoff)的右侧，T2截止时间(T2cutoff)左侧的存在说明样品物性较好同时还发育细小孔喉，孔喉大小不均，可动流体饱和度为57%～66%。

图13 长2油层组岩心核磁共振T2谱的频率分布和累计分布Fig.13 The NMR T2 spectrum frequency and cumulative distribution of Chang2 reservoir

微孔隙对应的T2cutoff谱作为确定可动流体和束缚流体的重要评价参数[22]，对任山—杨圪崂区及其邻区长2油层组2块砂岩岩心样品进行核磁共振实验分析，获得储层束缚水参数指标(见表2)，束缚水含量较高Swi>40%，是造成储层低电阻率的重要特征。用可动水分析法评价低阻油层含油性：当Sw≈Swi，为油层，不存在可动水；当Sw>Swi，为油水同层，存在少量可动水；当Sw≫Swi，为水层，存在大量可动水。

表2 长2油层组岩心样品核磁共振实验结果数据表Table 2 The NMR experimental results data of Chang2 reservoir

3.4 交会图法

对于具体的研究区块，在特定的地质条件下形成储层低阻特征的因素，综合各种测井信息参数(多信息的有效融合或者赋予测井信息一地质意义)，包括RILD(RT)，ΔGR以及DT(Δφ)等，ΔGR反映岩性特征、泥质含量等，DT反映储层孔隙特征。综合分析RILD与DT，ΔGR和DT/GR，DT/ΔGR的关系，RILD与ΔGR呈负相关，与DT呈正相关，建立RILD(RT)与DT/ΔGR能够更好地划分偏油同层、偏水同层和(含油)水层。根据任山—杨圪崂试油试采数据及DT/ΔGR和深感应电阻率RILD交会图，认为DT/ΔGR大于16.2，深感应电阻率数值大于5.7 Ω·m时为偏油同层。图14所示为视地层电阻率RILD与储层特征参数交会图。

图14 视地层电阻率RILD与储层特征参数交会图Fig.14 crossplot of apparent formation resistivity RILD and reservoir characteristic parameters

4 结论

1)任山—杨圪崂地区紧邻鄂尔多斯盆地生烃中心，长7烃源岩供给结合下伏地层天然微裂缝的发育为长2成藏创造油源条件和运移通道，但受远源运移成藏动力限制、构造地质活动长1—长21顶部地层剥蚀油气逸散及鼻状隆起构造幅度低等影响，含油饱和度偏低、油水界面不明显形成低阻油气藏，平均地层电阻率7.82 Ω·m。

2)基于地质成因的低阻油层成因分析及综合判断技术，长2储层位于水下分流河道或天然堤微相砂体，横向上砂岩、黏土岩过渡分布，纵向上砂泥岩叠置，形成平面及纵向封堵的同时，油水系统更加复杂，储层高含水，地层水矿化度高达32 422.9～75 038.1 mg/L。以泥质胶结的细粉砂岩为主的成岩特征，使长2油层孔隙结构更加复杂，同时造成储层呈亲水特征，基于核磁共振T2cutoff谱可动和束缚流体参数评价，在Sw≈Swi或当Sw>Swi的情况下，储层分别为油层和油水同层。

3)基于地质因素、油藏因素及储层特征因素全面分析任山—杨圪崂地区长2低阻油藏主控因素的基础上，通过临井对比定性分析法、自然电位差值法、核磁共振T2cutoff法和RILD-(DT/ΔGR)交会图法等定量分析地层水、泥质含量等低电阻率主要干扰因素，研究区Sw>Swi，解释为油水同层，通过(DT/ΔGR)扩大影响因子，区分偏油同层与偏水同层及水层。以上4种方法在研究区长2低电阻率油层识别评价方面得到较好的应用。