引言

目前中国陆相油气勘探多数已经进入高成熟勘探阶段，相对简单和整装的油气藏越来越少，勘探对象也由原来的构造油气藏转向隐蔽油气藏^[1-3]。低阻油气藏作为隐蔽油气藏的一种，自Tixier等在对美国墨西哥湾砂岩油气层识别过程中首次提出低阻油气层的概念后，人们对低阻油气层的研究已有近50年的历程^[4]。低阻油气层在委内瑞拉的Lagunillas层、印度阿萨姆帮的BokabiI层及美国德克萨斯的Yegua层等中均有发现，墨西哥湾油田的低阻油层日产甚至超过100 t，展现了低阻油气藏可观的储量和产量^[5]；中国石油自1997年对国内40个区块进行老井复查，在新疆、胜利、冀东、华北、江苏等多个油田也发现了低阻油气藏，也取得了数千万吨低电阻油层储量^[6]。实践证明，低阻油气藏的识别是老油气区挖潜的一种非常有效的方法，也越来越受到关注；国内很多学者也建立了多种低阻油气层的有效识别方法^[7-10]，而低阻成因准确分析是低阻油层有效识别的基础，因此，低阻成因分析就显得尤为重要。

鄂尔多斯盆地中西部地区是鄂尔多斯盆地延长组低渗透油层的重点勘探开发区块。近年来，在该区延长组上部地层长2勘探过程中也发现了一些高产油流井，但油层电阻率普遍较低^[11-13]。针对鄂尔多斯盆地中西部地区长2油层低阻现象，前人也进行了一些研究，但一般都只针对影响电阻率的部分因素进行分析，并未进行全面的综合研究，一般都认为储层黏土含量高、砂岩颗粒粒度较细以及束缚水含量高是导致研究区油层低阻的主要原因^[14-16]；考虑到影响地层电阻率的因素很多，且研究区长2下伏油层长4+5、长6乃至长8碎屑颗粒粒度更细，却未出现低阻现象；因此，从影响电阻率的各个方面系统分析低阻油层的成因，对研究区低阻油层的识别具有非常重要的意义。

1 研究区概况及低阻油层电性特征

研究区位于鄂尔多斯盆地中西部，北起古峰庄，南至姬塬，东达杨井，西抵大水坑，行政区域上横跨陕西省定边县、宁夏回族自治区盐池县及甘肃省环县。作为鄂尔多斯盆地重要产油区之一，近年来在该区延长组长4+5、长6及长8低渗透油层组中不同程度地获得了工业油流^[17]；同时在该区延长组长2层中也发现了一些高产油流井，但油层普遍低阻，难以识别。

从研究区延长组长2大量油层和水层电阻率统计结果来看：研究区油层电阻率主体分布在2∼15 Ω·m，且一般井油层（油水层）电阻率均在10 Ω·m以下；产水井层电阻率较产油层略低，总体变化范围在1∼10 Ω·m，且绝大部分在8 Ω·m以下（图 1），总体上，油层电阻率与纯水层电阻率相当。从研究区25口井的26个油层电阻率增大率统计分析来看，除G143井和G109井油层大于2.0之外，研究区长2低阻油层电阻率增大率一般在1.0∼2.0（图 2），符合典型低阻油层的基本特征。

2 低阻成因分析

导致油层电阻率较低的因素很多，如岩石的粒度、黏土矿物类型、导电矿物、孔隙结构、砂泥薄互层、束缚水含量、低幅度构造、地层水矿化度、钻井液侵入等^[18-20]。本文主要从导电矿物含量、黏土矿物含量及种类、地层水矿化度、颗粒粒度、孔隙结构及束缚水含量6个方面，分析影响研究区长2油层电阻率偏低的主要因素，明确研究区油层低阻成因。

2.1 导电矿物的影响

一般认为：若岩石颗粒表面被导电矿物包裹，或油层中富含黄铁矿，将导致油层电阻率降低^[21]。Schlumberger公司的Clavier针对黄铁矿对电阻率影响实验分析发现，当导电能力强的黄铁矿含量达到0.5 %时，在导电矿物作用下地层电阻率的下降幅度将达到15 %，而当黄铁矿含量为0.2 %时，地层电阻率的下降幅度还达不到10 %。

从研究区延长组690个长2岩石样品导电矿物分析图（图 3a，图 3b）上可以明显看出，长2岩石骨架中导电矿物含量总体低于5.0 %，而且导电能力强的黄铁矿和菱铁矿仅占1.5 %。如果将导电矿物含量以5.0 %来计算，导电能力强的黄铁矿和菱铁矿总含量也仅占0.075 %；远小于Clavier指出的有明显影响的导电矿物含量。而且，从岩石骨架电阻率与导电矿物含量交会图（图 3c）上也可以看出，导电矿物含量与地层电阻率没有明显的相关性，表明导电矿物含量并非研究区油层低阻的主要原因。

2.2 黏土矿物的影响

黏土矿物对电阻率的影响主要体现在黏土矿物阳离子的附加导电性，其中蒙脱石和伊/蒙混层阳离子交换能力要远远大于高岭石、绿泥石及伊利石3种黏土矿物。大量样品X衍射分析表明，研究区长2砂岩储层中黏土总量一般低于10.0 %，主要矿物为高岭石、绿泥石、伊利石及伊/蒙间层等，其中高岭石约占黏土总量的57.6 %；绿泥石约占黏土总量的26.0 %；伊利石约占黏土总量的12.1 %；伊/蒙间层含量低，约占黏土总量的4.3 %（图 4a，图 4b）。

从研究区储层电阻率与黏土矿物含量交会图（图 4c）也可以看出，虽然研究区长2地层电阻率与其黏土矿物含量有一定的相关性，但相关系数仅为0.111 3，说明研究区地层电阻率与黏土矿物含量有一定关联，但并不是油层低阻的主要影响因素。

2.3 地层水矿化度的影响

当储层中含有含盐量极高的地层水时，由于高矿化度条件下溶液中粒子的导电网络十分发达，地层水的电阻率将会大大降低。因此，地层水矿化度的高低是影响油气层电阻率高低的直接因素。根据研究区水分析资料统计（表 1），本区长2地层水矿化度较高。

结合前人对研究资料，研究区长2地层水矿化度明显比其下伏层位长4+5、长6及长8油层偏高，长2地层水平均矿化度为102.100 g/L（18口井平均），长3地层水平均矿化度为95.800 g/L，长4+5地层水平均矿化度为61.700 g/L，长6地层水平均矿化度为83.200 g/L，长8地层水平均矿化度更低，仅为33.300 g/L。从研究区储层电阻率与地层水矿化度交会图（图 5）也可以看出：研究区长2电阻率随地层水矿化度的增高而呈现出明显的降低趋势，两者具有较好的相关性，相关系数为0.564 9；也即说明研究区地层电阻率与地层水矿化度相关，是研究区长2油层低阻的主要控制因素之一。

2.4 碎屑颗粒粒度的影响

一般认为：岩石颗粒越细，岩石与水接触的面积越大，因而形成的薄膜束缚水越多；因此，组成砂岩的骨架颗粒粒度变小，将导致储层内比表面增大，从而使得束缚水饱和度增高，油层电阻率下降。

大量的样品分析表明，研究区长2砂岩储层平均粒径主频在0.1∼0.2 mm，粒度范围分布集中，其中长2粒径分布在0.1∼0.2 mm的砂岩所占比例为89.1 %，长3粒径分布在0.1∼0.2 mm的砂岩所占比例为74.2 %（图 6），反映了研究区以细砂成分占优势的岩石学特征。

从研究区长2砂岩电阻率与平均粒径关系来看（图 6），随着砂岩粒径的增大，电阻率也呈现增大的趋势，但相关系数也仅为0.138 5。

而且研究区下伏油层，如长4+5、长6乃至长8，砂岩储层颗粒粒径更为细小，从研究区不同层位砂岩粒径分布对比表（表 2）来看，长2砂岩储层细粒所占比例低于其下伏油层长4+5及长6，但仅在研究区长2油层发育低阻油层，表明：虽然研究区砂岩粒度与其电阻率的高低有一定的关系，但并不是研究区低阻的主要原因。

2.5 孔隙结构的影响

前人研究认为，当储层微孔隙发育时，微孔隙中的束缚水与孔喉中的高矿化度地层水可形成良好的导电网络，从而引起地层电阻率值极低，油层电阻变小^[22-24]，造成油水层解释困难。$\sqrt {K/\phi } $值可以作为综合反映储层连通性及微孔隙发育程度的参数^[25]，$\sqrt {K/\phi } $值越小，表明对应储层的孔隙喉道越细，孔隙度结构越复杂；反之，则说明储层连通性越好，微孔隙越不发育。当储层中细小的孔隙结构和丰富的裂隙及微孔隙存在时，容易造成储层束缚水饱和度上升，进而引起地层电阻率的显著下降。从研究区长2砂岩储层电阻率与$\sqrt {K/\phi } $交会图（图 7）也可以明显看出，地层电阻率与$\sqrt {K/\phi } $呈现明显的正相关，随$\sqrt {K/\phi } $值的减小，电阻率也呈现出减小的趋势，表明孔隙结构越复杂的储层，其束缚水饱和度越高，从其对应的油层电阻率也越低；而且两者相关系数为0.340 3，表明复杂的孔隙结构对研究区低阻影响作用要高于粒度及黏土矿物含量的影响。

2.6 束缚水饱和度的影响

束缚水是指在一定的生产压差下储层孔隙中不可流动的水，通常环绕于颗粒的表面，并充填于细小的孔隙内。因此即使“纯粹”的油气层，其也含有一定数量的束缚水。束缚水具有较好的导电能力，一般认为：束缚水饱和度越大、矿化度越高，则其导电能力越强；根据前人研究，当不动水饱和度在30 % ∼60 %时，对储层电阻率的影响增大，而当不动水饱和度 > 60 %时，对储层电阻率的影响变小。

大量的相渗资料统计分析也表明，研究区长2砂岩储层平均束缚水饱和度为40.1 %，其下伏层位长4+5、长6以及长8分别为31.4 %、31.8 %和36 %，相比而言，下伏层位束缚水饱和度均低于长2砂岩储层。

而且从研究区长2砂岩样品束缚水饱和度与电阻率分析（图 8）可以看出，随着束缚水饱和度的增大，地层电阻率明显降低，而且两者的相关系数高达0.889 2，为所有地质要素中最高；因此，综合分析认为，束缚水饱和度含量高是引起研究区油层低阻的最主要原因。

通过以上分析可知，对于研究区长2低阻油层而言，除导电矿物含量与其低阻没有明显的相关性外，黏土矿物、地层水矿化度、碎屑颗粒粒径、孔隙结构以及束缚水饱和度对研究区长2油层低阻都有一定的影响，但从各地质参数与电阻率相关性来看，束缚水饱和度与电阻率相关系数R²=0.889 2，地层水矿化度与电阻率相关系数R²=0.564 9，孔隙结构参数与电阻率相关系数R²=0.340 3，碎屑颗粒粒径与电阻率相关系数R²=0.138 5，黏土矿物含量与电阻率相关系数R²=0.111 3。以上表明，高束缚水饱和度、高地层水矿化度以及复杂孔隙结构是研究区长2油层低阻的主要成因，而且影响程度依次降低；碎屑颗粒粒径以及黏土矿物与油层低阻也有一定的相关性，但影响程度更低。

3 结论

（1）鄂尔多斯盆地研究区延长组长2油层电阻率一般低于10 Ω·m，水层电阻率一般低于8 Ω·m，油层电阻率与水层电阻率相当，总体表现为油层电阻率绝对值较低，且油层电阻增大率低。

（2）鄂尔多斯盆地研究区延长组长2段油层低阻主要与研究区地层水矿化度高、束缚水饱和度高、碎屑颗粒粒度偏细、孔隙结构复杂、黏土矿物含量多及其阳离子附加导电性有关，而与导电矿物含量无关；引起鄂尔多斯盆地研究区长2油层低阻的最主要成因为高束缚水饱和度，其次是高地层水矿化度和复杂孔隙结构，碎屑颗粒粒径以及黏土矿物对油层低阻影响相对较小。