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[摘要]随着油气勘探开发工作的不断深入，各种复杂油气层已经成为目前甚至将来的主要勘探目标。低电阻率油气层由于其储量和产量的不断增加，已经成为近年来一个特殊的勘探领域。下面简要介绍低阻油气层的定义及成因类型。
1低阻油气藏的定义及其成因类型
1.1 低阻油气层的特征及定义
广义的低电阻率油层，分为绝对低电阻率油层和相对低电阻率油层两种。绝对低电阻率油层的特点是深探测电阻率绝对值低，常在4Ω·m以下，但电阻率指数一般大于3，油层的电阻率明显大于周围的水层电阻率。相对低电阻率油层是指油气层的电阻率與临近水层的电阻率十分接近，有时甚至出现相互交叉的现象。可以给低阻油气层下一个一般性的定义：即与具有类似物性、岩性和水性的水层电阻率相比，电阻率增大率小于3的油气层定义为低阻油气层。
1.2 低阻油气层的成因
根据形成油气层低电阻率的不同成因，可以把胜利油区的低阻油气层划分为如下六种主要类型。
（1）高束缚水型
这是一类储层微毛细管发育、束缚水含量高造成的低阻油气层。在储层岩石孔隙和孔隙结构研究中，把半径小于0.0001毫米的孔隙称为微孔隙。微孔隙中，由于孔隙表面固体分子的作用（引力）半径可以影响到孔隙中部，因此其中的水由于分子引力的作用被滞留而无法流动。粒度细的粉砂岩、砂岩颗粒表面以及粒间的粘土矿物颗粒之间均可以形成这种微毛细管孔隙，胶结致密的各种砂岩微毛细管孔隙也比较发育。岩石孔隙空间中，若微毛细管孔隙比例较大，则微毛细管孔隙中不能流动的水—束缚水含量高（即束缚水饱和度高）。因此，具有微毛细管孔隙发育的储层作为油气层，其含油饱和度一般较低，从而导致油气层的电阻率偏低，甚至形成低阻油气层。这种类型低阻油气层的束缚水饱和度可以高达50%甚至更高。
（2）泥质附加导电型
蒙脱石、伊蒙混层和伊利石等粘土矿物由于其本身的不饱和电性特点，粘土颗粒表面会吸附岩石孔隙空间地层水溶液中的金属阳离子以保持其电性平衡。这些被吸附的阳离子在外加电场的作用下，会因沿粘土颗粒表面交换位置而产生除孔隙自由水离子导电以外的附加导电作用。当平衡阳离子的数量—即岩石的阳离子交换容量较大时，平衡阳离子的附加导电作用非常显著，可以造成油气层电阻率的明显降低，甚至形成低阻油气层。当地层水矿化度较高时，粘土附加导电的影响可以忽略不计，但当地层水矿化度比较低时，粘土附加导电性是导致储层低电阻率的主要因素。
（3）高地层水矿化度型
该类油层的特点是电阻率绝对值相当低，往往在1～2 Ω.m。但电阻率指数较大，一般大于2，与邻近的典型水层相比电阻率较突出。因此，在测井资料分析过程中，识别油气层的难度并不大，只是由于电阻率甚低，需要进行过细的分析。
（4）低含油高度型
油水过渡带宽、油水分异作用导致的低电阻率油气层的突出地质特征是储层以原生粒间渗流孔隙为主，储层以中砂岩、含砾砂岩为主，成岩作用弱，粘土含量中等偏高，岩石浸水能力强，油藏构造幅度较低，成藏动力以浮力为主，其中沉积相带、埋深和构造幅度是控制该类低电阻率油层形成的主要地质因素，其中前二者决定了储层特征，构造幅度则是决定因素。
（5）钻井液侵入型
在一些地区，由于使用高矿化度泥浆钻井且长时间浸泡，导致泥浆滤液侵入到地层深部，使电阻率测井测量得到的油气层视电阻率值远远低于油气层的真电阻率值。同时，高矿化度泥浆对低矿化度水层的长时间浸泡，在离子扩散作用下，水层的矿化度升高，造成水层的电阻率下降。在这种情况下，导致油气层、水层电阻率均有不同程度降低，最终形成与水层电阻率差别不大的低阻油气层。
（6）砂泥岩薄互层型
对于不同电法测井，当目的层厚度不大于其纵向分辨率时，测井值受邻近围岩影响较大。对于2.5m底部梯度电阻率测井，层厚3m以下，双侧向、双感应测井，层厚2m以下，均可形成低电阻率油气层。
2研究工区低阻油层成因分析
研究分析表明，不同地区低阻油气层的储层特征差异较大，造成油层低阻的原因不一。针对具有低阻特征的滨659沙三段、滨648沙三-沙四段、滨649沙三-沙四段、滨5沙三-沙四段储层，主要通过以下几个方面对其低阻成因进行了研究。
（1）地层水矿化度对储层电阻率的影响
表1-1为四个区块的水分析资料。滨648和滨649块沙三段的地层水矿化度已经在200000mg/l左右，根据胜利油区经验推断和测井曲线特征分析，沙四段的地层水矿化度应该与沙三段接近或者更高。因此地层水矿化度高，是造成该区块油层电阻率偏低的主要原因之一。
表1-1 低阻区块地层水矿化度统计表
序号 区块 层位 水型 矿化度（mg/l） 备注
1 滨151 沙三下 CaCl2 131816～146461
2 滨648 沙三下 CaCl2 195001～217960
3 滨649 沙三下 CaCl2 195001～217960
4 滨659 沙三下 CaCl2 36614～77644
（2）束缚水饱和度高的影响
研究工区中的低阻储层岩心都以粉砂岩为主，岩性较细，粒度中值峰值在0.13mm左右，易导致表比面积增大，微孔隙含量增加。
岩心润湿性为亲水特征。润湿性是岩石矿物与油藏流体相互作用的综合特性，是一种界面现象。它表达了岩石亲油或者亲水的特性，因此它决定了油藏流体在岩石孔道内的微观分布特征，亲水性是低阻油层普遍具有的特征。
研究工区共有3口井13个岩样做过饱和度分析实验数据较可靠的3个岩样的束缚水饱和度分别为58.9%，47.1%和40.4%，反映了该区块高束缚水饱和度的特征。
该区块岩性主要为粉砂岩，岩性细、孔喉半径小且为亲水性润湿，导致了束缚水饱和度偏高。束缚水饱和度高的特点是造成该区油层低阻的主要原因之一。
（3）粘土附加导电对储层电阻率的影响
粘土矿物附加导电性产生作用的前提是在相对较低的地层水矿化度条件下。根据W-S电导率解释模型，若储层岩石存在粘土附加导电作用，当地层水矿化度较低时，Co与Cw应呈现非线性的变化关系。该地区地层水矿化度较高，粘土附加导电不是造成该地区低阻的主要原因。
（4）电子导电矿物富集对储层电阻率的影响
由研究工区的储层铸体薄片结果，发现储层基本不含黄铁矿，不可能构成油层低阻的成因。
（5）高矿化度钻井液低侵对储层电阻率的影响
研究工区储层的自然电位均为负异常，为淡水泥浆钻井的反映。泥浆电阻率0.48Ω·m～1.26Ω·m（18℃，相当矿化度5000mg/l～14200mg/l），折算油藏条件为0.13Ω·m～0.34Ω·m（125℃），比储层地层水电阻率0.01Ω·m～0.03Ω·m（矿化度60000～200000mg/l）大很多。因此，咸水泥浆低侵也不是油层低阻的成因。
3 小结
通过以上成因机理的分析及實验研究，认为：
（1）地层水矿化度高是导致油层电阻率绝对数值低的主要原因；
（2）岩性细、储层微毛细管发育导致的束缚水饱和度高是油层电阻率电阻增大倍数降低的主要成因。
低电阻率油气层测井解释，需要一个从认识-实践到再认识-再实践的反复过程，在勘探上可根据区域地质特征和地质条件，前瞻性地预测低电阻率油气层的存在与否，在开发及老区挖潜上应加大老井复查与低阻油层下限的试油工作。
1低阻油气藏的定义及其成因类型
1.1 低阻油气层的特征及定义
广义的低电阻率油层，分为绝对低电阻率油层和相对低电阻率油层两种。绝对低电阻率油层的特点是深探测电阻率绝对值低，常在4Ω·m以下，但电阻率指数一般大于3，油层的电阻率明显大于周围的水层电阻率。相对低电阻率油层是指油气层的电阻率與临近水层的电阻率十分接近，有时甚至出现相互交叉的现象。可以给低阻油气层下一个一般性的定义：即与具有类似物性、岩性和水性的水层电阻率相比，电阻率增大率小于3的油气层定义为低阻油气层。
1.2 低阻油气层的成因
根据形成油气层低电阻率的不同成因，可以把胜利油区的低阻油气层划分为如下六种主要类型。
（1）高束缚水型
这是一类储层微毛细管发育、束缚水含量高造成的低阻油气层。在储层岩石孔隙和孔隙结构研究中，把半径小于0.0001毫米的孔隙称为微孔隙。微孔隙中，由于孔隙表面固体分子的作用（引力）半径可以影响到孔隙中部，因此其中的水由于分子引力的作用被滞留而无法流动。粒度细的粉砂岩、砂岩颗粒表面以及粒间的粘土矿物颗粒之间均可以形成这种微毛细管孔隙，胶结致密的各种砂岩微毛细管孔隙也比较发育。岩石孔隙空间中，若微毛细管孔隙比例较大，则微毛细管孔隙中不能流动的水—束缚水含量高（即束缚水饱和度高）。因此，具有微毛细管孔隙发育的储层作为油气层，其含油饱和度一般较低，从而导致油气层的电阻率偏低，甚至形成低阻油气层。这种类型低阻油气层的束缚水饱和度可以高达50%甚至更高。
（2）泥质附加导电型
蒙脱石、伊蒙混层和伊利石等粘土矿物由于其本身的不饱和电性特点，粘土颗粒表面会吸附岩石孔隙空间地层水溶液中的金属阳离子以保持其电性平衡。这些被吸附的阳离子在外加电场的作用下，会因沿粘土颗粒表面交换位置而产生除孔隙自由水离子导电以外的附加导电作用。当平衡阳离子的数量—即岩石的阳离子交换容量较大时，平衡阳离子的附加导电作用非常显著，可以造成油气层电阻率的明显降低，甚至形成低阻油气层。当地层水矿化度较高时，粘土附加导电的影响可以忽略不计，但当地层水矿化度比较低时，粘土附加导电性是导致储层低电阻率的主要因素。
（3）高地层水矿化度型
该类油层的特点是电阻率绝对值相当低，往往在1～2 Ω.m。但电阻率指数较大，一般大于2，与邻近的典型水层相比电阻率较突出。因此，在测井资料分析过程中，识别油气层的难度并不大，只是由于电阻率甚低，需要进行过细的分析。
（4）低含油高度型
油水过渡带宽、油水分异作用导致的低电阻率油气层的突出地质特征是储层以原生粒间渗流孔隙为主，储层以中砂岩、含砾砂岩为主，成岩作用弱，粘土含量中等偏高，岩石浸水能力强，油藏构造幅度较低，成藏动力以浮力为主，其中沉积相带、埋深和构造幅度是控制该类低电阻率油层形成的主要地质因素，其中前二者决定了储层特征，构造幅度则是决定因素。
（5）钻井液侵入型
在一些地区，由于使用高矿化度泥浆钻井且长时间浸泡，导致泥浆滤液侵入到地层深部，使电阻率测井测量得到的油气层视电阻率值远远低于油气层的真电阻率值。同时，高矿化度泥浆对低矿化度水层的长时间浸泡，在离子扩散作用下，水层的矿化度升高，造成水层的电阻率下降。在这种情况下，导致油气层、水层电阻率均有不同程度降低，最终形成与水层电阻率差别不大的低阻油气层。
（6）砂泥岩薄互层型
对于不同电法测井，当目的层厚度不大于其纵向分辨率时，测井值受邻近围岩影响较大。对于2.5m底部梯度电阻率测井，层厚3m以下，双侧向、双感应测井，层厚2m以下，均可形成低电阻率油气层。
2研究工区低阻油层成因分析
研究分析表明，不同地区低阻油气层的储层特征差异较大，造成油层低阻的原因不一。针对具有低阻特征的滨659沙三段、滨648沙三-沙四段、滨649沙三-沙四段、滨5沙三-沙四段储层，主要通过以下几个方面对其低阻成因进行了研究。
（1）地层水矿化度对储层电阻率的影响
表1-1为四个区块的水分析资料。滨648和滨649块沙三段的地层水矿化度已经在200000mg/l左右，根据胜利油区经验推断和测井曲线特征分析，沙四段的地层水矿化度应该与沙三段接近或者更高。因此地层水矿化度高，是造成该区块油层电阻率偏低的主要原因之一。
表1-1 低阻区块地层水矿化度统计表
序号 区块 层位 水型 矿化度（mg/l） 备注
1 滨151 沙三下 CaCl2 131816～146461
2 滨648 沙三下 CaCl2 195001～217960
3 滨649 沙三下 CaCl2 195001～217960
4 滨659 沙三下 CaCl2 36614～77644
（2）束缚水饱和度高的影响
研究工区中的低阻储层岩心都以粉砂岩为主，岩性较细，粒度中值峰值在0.13mm左右，易导致表比面积增大，微孔隙含量增加。
岩心润湿性为亲水特征。润湿性是岩石矿物与油藏流体相互作用的综合特性，是一种界面现象。它表达了岩石亲油或者亲水的特性，因此它决定了油藏流体在岩石孔道内的微观分布特征，亲水性是低阻油层普遍具有的特征。
研究工区共有3口井13个岩样做过饱和度分析实验数据较可靠的3个岩样的束缚水饱和度分别为58.9%，47.1%和40.4%，反映了该区块高束缚水饱和度的特征。
该区块岩性主要为粉砂岩，岩性细、孔喉半径小且为亲水性润湿，导致了束缚水饱和度偏高。束缚水饱和度高的特点是造成该区油层低阻的主要原因之一。
（3）粘土附加导电对储层电阻率的影响
粘土矿物附加导电性产生作用的前提是在相对较低的地层水矿化度条件下。根据W-S电导率解释模型，若储层岩石存在粘土附加导电作用，当地层水矿化度较低时，Co与Cw应呈现非线性的变化关系。该地区地层水矿化度较高，粘土附加导电不是造成该地区低阻的主要原因。
（4）电子导电矿物富集对储层电阻率的影响
由研究工区的储层铸体薄片结果，发现储层基本不含黄铁矿，不可能构成油层低阻的成因。
（5）高矿化度钻井液低侵对储层电阻率的影响
研究工区储层的自然电位均为负异常，为淡水泥浆钻井的反映。泥浆电阻率0.48Ω·m～1.26Ω·m（18℃，相当矿化度5000mg/l～14200mg/l），折算油藏条件为0.13Ω·m～0.34Ω·m（125℃），比储层地层水电阻率0.01Ω·m～0.03Ω·m（矿化度60000～200000mg/l）大很多。因此，咸水泥浆低侵也不是油层低阻的成因。
3 小结
通过以上成因机理的分析及實验研究，认为：
（1）地层水矿化度高是导致油层电阻率绝对数值低的主要原因；
（2）岩性细、储层微毛细管发育导致的束缚水饱和度高是油层电阻率电阻增大倍数降低的主要成因。
低电阻率油气层测井解释，需要一个从认识-实践到再认识-再实践的反复过程，在勘探上可根据区域地质特征和地质条件，前瞻性地预测低电阻率油气层的存在与否，在开发及老区挖潜上应加大老井复查与低阻油层下限的试油工作。