学者们针对陆相沉积体系下的低阻成因有较多的认识[1,2], 如粒度、泥质及粘土矿物、孔隙结构、润湿性—束缚水、导电矿物和薄互层分析等。然而对于文昌13-1/2油田独特的滨海碎屑岩沉积体系下的低阻油层的成因缺乏足够认识。因此, 本文对文昌13-1/2油田独特的沉积体系下开展的低阻成因分析有很重要的意义。
粘土矿物是颗粒极细 (直径<0.01mm) 的含水层状结晶的硅酸盐矿物和少数含水的非晶质硅酸盐矿物的总称[3]。碎屑岩中常见的粘土矿物有四种类型:高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石、伊一蒙混层等。
通常情况下, 粘土颗粒表面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, 在外电场的作用下, 这些被吸附的阳离子可以与岩石溶液中的其他水合离子交换位置, 产生导电现象, 此现象被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+、Mg2+、Ca2+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[7]。具有阳离子交换特性的粘土具有良好的附加导电性, 可以大大改善储层的导电能力, 形成低阻。一般情况下, 蒙脱石的附加导电性最强, 伊利石次之, 高岭石和绿泥石最弱。
以文昌1油田为例, 在低阻油层段4M油组, 深度为1250.36-1255.95m, W1井伊蒙混合物的平均含量为51.73%, 高岭石的平均含量19.09%, 绿泥石的平均含量13.45%。在正常层段, W1井, 伊蒙混合物、高岭石、绿泥石的含量分别为, 45.09%、35%、5.91%。W2井低阻油层段深度为1248.30-1255.95m, 伊蒙混合物的平均含量为51.44%, 高岭石的平均含量18.67%, 绿泥石的平均含量14.33%.在常规油层段, 各含量分别为, 43%、38.9%、9.2%。可以看出, 在文昌1油田, 低阻油层和常规层段的粘土矿物的相对含量差别不大, 可以得出粘土矿物附加导电性不是导致本区低阻的主要原因。
在含油层系中, 导电矿物铁方解石、黄铁矿在低阻油层的含量相对较高, 但是其绝对含量相对较少的。黄铁矿物对地层导电性的增强也只是存在与局部。对W3油田24个岩石样品进行分析, 在局部低阻油层段有些黄铁矿的含量已经达到95%, 该段低阻的黄铁矿的平均含量为44.7%, 而常规油层段的含量为4.8%, 黄铁矿的电阻率一般为10-1—10-6Ω.m高导电能力的黄铁矿, 会引起电阻率的降低。存在这样的情况, 储层的导电矿物的含量较高, 但由于分布较分散, 不能形成导电网络, 而没有使得该储层的电阻率降低。这种分布形态的研究过于典型, 也缺乏有效的定量研究, 故只能认为:导电矿物含量较高可能是该地区低阻油层形成的原因, 具体定论还得更深入的研究。
从沉积岩石学的观点看, 细、粉砂岩和泥岩, 岩石骨架颗粒比较细, 粒度中值低, 岩石的比表面积比较大, 容易发育微毛细管孔隙, 从而导致束缚水的含量较高, 容易形成低阻。
通过分析WC13-1油田的三口取心井 (W1、W2、W4) 低阻油层和常规油层的岩性资料, 可以看出, WC13-1油田的珠江组的岩性整体较细, 低阻油层以含泥粉砂岩为主 (占58%) , 而常规油层以粗砂岩 (29%) , 细砂岩 (23%) 、粉细砂岩 (12%) 为主。可以看出常规油层的岩性比低阻油层稍粗。
另外分别对WC13-1油田的低阻油层和常规油层的三口井共计112个样品的泥质含量和粒度中值进行统计。所示的WC13-1油田低阻油层泥质含量平均值为16.88%, 明显比常规油层的泥质含量10.62%要高。另外在粒度中值的对比研究中也反应了类似的规律:低阻油层粒度中值主力分布区间是小于0.074mm, 而常规油层的主要分布区间是0.074mm-0.354mm的。反映了本地区低阻层段岩性多泥粉砂岩, 粒度较小, 微孔隙较发育, 而使得束缚水饱和度较高, 最终形成低阻油层。
由于文昌地区岩石粒度较细, 主要为泥质粉砂岩, 这些特性造成微孔隙结构的发育, 从而导致储层含有较高的不动水, 大大改善了储层的导电能力, 使储层形成较低的电阻率。微孔隙结构的发育造成的束缚水偏高是该地区低阻的主要原因。粘土矿物附加导电作用和导电矿物对该地区的低阻影响较小。
摘要：低阻油层的研究对油田保持稳产和寻找潜在产能有着重要的意义。本文从粘土矿物附加导电作用、导电矿物含量和微孔隙结构对文昌地区低阻油层成因进行分析, 认为微孔隙结构的发育造成的束缚水饱和度偏高是该地区低阻的主要原因。
关键词：文昌油田,低阻成因,饱和度评价,含水饱和度模型
[1] 曾文冲.对低电阻率油层的认识[J].石油学报, 1981, 2 (2) :37-44.
[2] 赵宁, 邓宏文.珠江口盆地惠州凹陷A区块珠江组下段和珠海组滨岸-潮汐沉积储层特征及物性评价[J].现代地质, 2009, 23 (5) :836-841.
[3] 欧阳健, 王贵文, 毛志强, 等.测井地质分析与油气层定量评价[M].北京:石油工业出版社, 1999:18-23
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