细粒沉积岩典型低阻油层成因及甜点分布

doi:10.11743/ogg20230412

石油与天然气地质 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (4): 946-961.doi: 10.11743/ogg20230412

细粒沉积岩典型低阻油层成因及甜点分布

印森林¹(), 陈旭², 杨毅³, 章彤⁴, 程皇辉⁴, 姜涛⁴, 熊亭⁵, 刘娟霞³, 何理鹏⁵, 杨小江⁵

^1.长江大学录井技术与工程研究院，湖北荆州 430023
^2.长江大学地球科学学院，湖北武汉 430100
^3.中法渤海地质服务有限公司，天津 300452
^4.中国石油新疆油田分公司，新疆克拉玛依 834000
^5.中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东深圳 518067

收稿日期:2023-02-02 修回日期:2023-05-20 出版日期:2023-08-01 发布日期:2023-08-09
第一作者简介:印森林（1983—），男，副教授、博士生导师，油气田开发地质。E-mail：yinxiang_love@qq.com。
基金项目:
长江大学地质资源与地质工程一流学科开放基金项目(2019KFJJ0818022);油气藏地质与工程国家重点实验室开放基金项目(PLN2022_19)

Origin and sweet spots of typical low-resistivity oil reservoirs of fine-grained sedimentary rocks

Senlin YIN¹(), Xu CHEN², Yi YANG³, Tong ZHANG⁴, Huanghui CHENG⁴, Tao JIANG⁴, Ting XIONG⁵, Juanxia LIU³, Lipeng HE⁵, Xiaojiang YANG⁵

^1.Institute of Mud Logging Technology and Engineering，Yangtze University，Jingzhou，Hubei 430023，China
^2.School of Geosciences，Yangtze University，Wuhan，Hubei 430100，China
^3.China-France Bohai Geoservices Co. Ltd. ，CNOOC，Tianjin 300452，China
^4.Xinjiang Oilfield Company，PetroChina，Karamay，Xinjiang 834000，China
^5.Shenzhen Branch of CNOOC，Shenzhen，Guangdong 518067，China

Received:2023-02-02 Revised:2023-05-20 Online:2023-08-01 Published:2023-08-09

摘要/Abstract

摘要：

细粒沉积岩已成为非常规油气勘探的重要目标，普遍发育了低电阻率油气层。利用测井、录井、地震和薄片电镜测试等资料，结合相控储层参数分布技术，揭示了细粒沉积岩典型低阻油层成因机制，并提出了3类基于低阻成因的甜点分布规律。研究表明：①低阻油层成因主要包括大比表面积、高含量伊/蒙混层矿物、发达的微孔隙网络及其内部束缚水、高矿化度水以及高含量导电矿物等5个方面。②识别出了3类细粒沉积岩低阻类型，包括高泥质含量致密型低阻油层（致密低阻型）、高含量导电矿物型低阻油层（导电矿物低阻型）和疏松砂岩强连通水网型低阻油层（强连通水网导电低阻型），并在此基础上进行了成因分析。③明确了低阻隐蔽油层的甜点分布特征。致密型低阻油层甜点主要发育在电阻率相对较高的储层中，导电矿物型低阻油层甜点主要发育在白云质粉砂岩基质溶蚀段与白云质泥/页岩裂缝发育段，而强连通水网导电型低阻油层甜点主要发育在具有双模态孔隙结构的极细粒岩性中。研究结果对于指导下一步细粒沉积岩储层油气勘探意义重大。

关键词: 油气甜点, 导电矿物, 页岩, 致密储层, 细粒沉积岩, 低阻油层, 非常规油气勘探

Abstract:

Fine-grained sedimentary rocks， in which low-resistivity oil and gas reservoirs are well developed， have become a significant target in unconventional hydrocarbon exploration. The study serves to reveal the genetic mechanism of typical low-resistivity oil reservoirs of fine-grained sedimentary rocks in applying the data from logging， seismic and thin-section electron microscopy （EM）， as well as well facies-controlled reservoir parameter distribution， while proposing three sweet-spot distribution patterns under low resistivity. The research results are shown as follows. First， the origin of low-resistivity reservoirs mainly includes the large specific surface area， high content of mixed layer illites/smectites， well-developed micropore network and high bound water content， high-salinity water and high content of conductive minerals. Second， we propose three typical types of fine-grained sedimentary rocks with low resistivity， including tight low-resistivity oil reservoir with high mud content （i.e.， tight reservoir of low resistivity）， low-resistivity oil reservoir with high content of conductive minerals （i.e.， conducive mineral-dominant reservoir of low resistivity） and water network low-resistivity oil reservoir with well-connected loose sandstones （i.e.， well-connected water network conductive reservoir of low resistivity）. Meanwhile， their genetic mechanisms are analyzed built on this. Third， the sweet-spot distribution patterns in subtle low-resistivity reservoirs are clarified. The tight reservoir of low resistivity has the sweet spots mainly developed in those of relatively higher resistivity； the conductive mineral-dominant type has the sweet spots mainly grown in the dissolved section of the dolomitic siltstone matrix and the section with well-developed dolomitic mud/shale fractures； meanwhile， the well-connected water network conductive reservoir of low resistivity has the sweet spots mainly developed in the ultra-fine-grained rocks with dual-mode pore structure. The results are of great significance to guiding the exploration of fine-grained sedimentary oil/gas reservoirs.

Key words: hydrocarbon sweet spot, conductive mineral, shale, tight reservoir, fine-grained sedimentary rock, low-resistivity oil reservoir, unconventional oil/gas exploration

中图分类号:

TE122.3

印森林,陈旭,杨毅,等. 细粒沉积岩典型低阻油层成因及甜点分布[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(4): 946-961. doi: 10.11743/ogg20230412 Senlin YIN,Xu CHEN,Yi YANG,et al. Origin and sweet spots of typical low-resistivity oil reservoirs of fine-grained sedimentary rocks[J]. Oil & Gas Geology, 2023, 44(4): 946-961. doi: 10.11743/ogg20230412

图/表 13

表1

图1

表2

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

图9

表3

中国主要盆地细粒沉积岩储层低电阻率特征（据文献［1-3，8-9］修改）"

盆地	凹陷	地层	典型井	岩性类型	微相类型	电阻率/ （Ω·m）	甜点电阻率/ （Ω·m）	低阻类型
渤海湾盆地	东营凹陷	始新统沙三下亚段、沙四上亚段	牛页1井	灰质泥岩、灰质页岩	浅湖-半深湖	90 ~ 110	100	相对低阻
	沾化凹陷	始新统沙三下亚段	罗69井	灰质泥岩、泥灰岩、藻灰岩、重结晶灰岩	咸水湖泊	30 ~ 240	30或90	相对低阻
	束鹿凹陷	始新统沙三下亚段	ST1H井	灰质泥岩、粉砂岩	咸水湖泊	10 ~ 200	20 ~ 100	相对低阻
	沧东凹陷	始新统孔二段	官东14井	长英质页岩、混合质页岩、白云质页岩	半深湖-深湖	3 ~ 10	5 ~ 8	绝对低阻
松辽盆地	古龙凹陷	上白垩统青山口组	古页8HC井	泥页岩，夹含薄层砂岩	深湖	6 ~ 18	8 ~ 10	绝对低阻
鄂尔多斯盆地	—	上三叠统延长组7段	Ch89井	页岩、泥岩，夹粉-细砂岩、凝灰岩	半深湖-深湖	10 ~ 100	10 ~ 40	相对低阻
南襄盆地	泌阳凹陷	渐新统核桃园组三段	HF1井	页岩、泥质粉砂岩、灰质页岩、白云质页岩、泥质云岩	半深湖-深湖	50 ~5 000	50 ~ 500	相对低阻
滦平盆地	—	下白垩统西瓜园组	滦探1井	泥页岩、白云岩、碳酸盐岩混合细粒岩、长英质混合细粒岩	半深湖-深湖	50 ~ 1 000	150	相对低阻
江汉盆地	潜江凹陷	始新统潜江组三段	W99井	泥岩、膏质泥岩、盐岩，夹含粉砂岩	咸水湖泊	0.8 ~ 2 000	1.8 ~ 6	相对低阻
准噶尔盆地	玛湖凹陷	中二叠统风城组	风南1井	白云质泥岩、白云质粉砂岩、泥质白云岩、泥质粉砂岩	咸水湖泊	10 ~ 1 000	100 ~ 200	相对低阻
	吉木萨尔凹陷	中二叠统芦草沟组	J10024井	白云质泥岩、白云质粉砂岩、泥质白云岩、泥质粉砂岩	咸水湖泊	2 ~ 2 000	2 ~ 10	相对低阻
	沙账凸起	中二叠统平地泉组	HD2947井	白云质泥岩、白云质粉砂岩、泥质白云岩、泥质粉砂岩	咸水湖泊	1 ~ 1 000	1 ~ 8	相对低阻
	阜康凹陷	中三叠统黄山街组	台60井	泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩	浅湖-半深湖、浅湖沙坝	3 ~ 15	4 ~ 7	绝对低阻
珠江口盆地	阳江凹陷	新近系韩江组、珠江组	A1井	极细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩	三角洲外前缘	0.8 ~ 6	1 ~ 3	绝对低阻

表3

图10

参考文献 40

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大类	亚类	细类	小类	控制因素
地质成因	沉积成因	岩石组构	岩性粒度细	极细砂岩、粉砂级颗粒
			黏土矿物含量	蒙脱石、伊利石含量高
			骨架含导电矿物	黄铁矿、黄铜矿、火山岩碎屑
		孔隙结构	特高孔隙度	分选好的疏松砂岩
		孔隙结构	微孔隙结构	束缚水含量高
		岩层结构	岩性叠置组合	砂、泥薄互层
		原生水性质	地层水矿化度	高或低矿化度水
	构造成因	构造起伏	局部构造幅度	低幅度构造
	水动力成因	地层水	古油藏被地层水冲刷而破坏	淡水冲刷
	含油气性	流体性质	油气类型	轻质油气
工程因素	泥浆侵入	—	—	盐水泥浆侵入较深

油层类型	储层岩性	层位	电阻率值/（Ω·m）	孔隙度/%	含油饱和度/%	孔隙结构特征	沉积微相
致密低阻型	粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩	三叠系黄山街组	3.0 ~ 6.0	8 ~ 14	55 ~ 85	基质型单模态	浅湖滩坝
导电矿物低阻型	白云质粉砂岩、白云质泥岩	二叠系平地泉组	2.0 ~ 100.0	6 ~ 15	65 ~ 95	基质型、溶蚀型、裂缝型多模态	浅湖滩坝、半深湖-深湖
强连通水网低阻型	极细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩	新近系韩江组和珠江组	1.6 ~ 4.0	10 ~ 25	55 ~ 80	基质型双模态	三角洲外前缘远砂坝、席状砂

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细粒沉积岩典型低阻油层成因及甜点分布

Origin and sweet spots of typical low-resistivity oil reservoirs of fine-grained sedimentary rocks

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图/表 13

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