靳秀菊 姜貽偉 劉志遠 畢建霞 萬曉偉

（中原油田分公司勘探開發(fā)科學研究院，河南 濮陽 457001）

礁灘相碳酸鹽巖氣藏氣層下限標準研究

靳秀菊 姜貽偉 劉志遠 畢建霞 萬曉偉

（中原油田分公司勘探開發(fā)科學研究院，河南 濮陽 457001）

普光氣田是中石化在川東北探區(qū)首個投入開發(fā)的大型礁灘相碳酸鹽巖氣田。由于氣田埋藏深、儲層儲集空間類型多樣、儲層物性在縱橫向上差異大，且具有多套氣水系統(tǒng)等特征，導致物性較差的Ⅲ類氣層和氣水過渡帶處氣、水層識別難度大。本文在儲層儲集空間類型判別基礎上，利用測井、試氣、分析化驗等資料，建立單位氣層厚度產能與滲透率、含水飽和度和孔隙度、電阻率與孔隙度等各種交會圖版，識別氣層、干層、水層，確定出了普光氣田氣層物性、電性等下限標準。研究成果直接指導了普光氣田氣水關系研究、井位部署及井型優(yōu)化、投產層段優(yōu)選、儲層改造措施確定等，取得較好效果，并為氣田動用儲量評價打下基礎。

礁灘相儲層；孔隙結構；氣層下限標準；普光氣田

1 概況

普光氣田位于四川省宣漢縣境內，屬于川東斷褶帶東北段雙石廟—普光NE向構造帶上的一個鼻狀構造，被普光3斷層分割為普光2和普光3兩個斷塊，含氣層位為三疊系飛仙關組、二疊系長興組，為一受構造-巖性控制的高含硫裂縫-孔隙型碳酸鹽巖氣藏［1］。受沉積相控制，飛仙關—長興組礁灘相儲層發(fā)育，但儲層厚度平面變化大，儲層類型展布復雜，儲集空間類型多樣，具多套氣水系統(tǒng)。

由于普光氣田碳酸鹽巖儲集層特殊的孔隙結構特征［2-3］，造成Ⅰ、Ⅱ類氣層和純水層的常規(guī)電性特征明顯，易于識別；而Ⅲ類氣層和氣水過渡帶附近氣、水層由于常規(guī)電性特征不明顯，識別難度較大［4-5］，從而加大了儲層下限標準研究的難度。

本次研究，充分利用了巖心分析化驗、測試等資料，首先在儲層儲集空間類型判別基礎上，通過建立測試層滲透率與單位氣層厚度初期產能交會圖版區(qū)別氣層、干層；然后，通過建立測試層孔隙度與電阻率交匯圖版區(qū)分氣層、水層；最終綜合確定出普光氣田礁灘相儲層的氣層下限標準。

2 氣層物性下限標準

不同孔隙結構的儲層，其滲流特征不同。因此，準確識別儲層的儲集空間類型從而確定儲層滲透率，是氣層下限標準研究的關鍵。

2.1 儲層儲集空間類型判別

普光氣田礁灘相儲層由于其極其復雜的成巖作用，造成多樣的儲集空間類型、復雜的孔喉組合特征。圖1為普光氣田飛仙關、長興組儲層孔滲關系圖版。由圖可以看出，不同儲集空間類型的儲層具有不同的孔隙度與滲透率關系，大致分為4種類型，分別對應4種不同的孔滲變化趨勢，見圖中A，B，C，D，分述如下。

2.1.1 A：粒間孔隙儲層孔滲關系

式中：K為滲透率，10-3μm2；φ為孔隙度，%。

2.1.2 B：粒內孔隙儲層孔滲關系

2.1.3 C：礁相孔隙結構儲層孔滲關系

2.1.4 D：裂縫儲層孔滲關系

裂縫型儲層孔滲關系復雜，滲透率與孔隙度的相關性較差。根據(jù)聲波的選擇性傳播特征，認為可以根據(jù)密度聲波幅度差，進行儲層儲集空間類型識別，即在測井曲線上，具有粒內孔隙儲層聲波與密度的相對幅度差較大，而粒間孔隙儲層幅度差較小。進一步根據(jù)普光氣田資料統(tǒng)計分析，密度與聲波幅度差大于1.42的儲層一般為粒內孔隙結構，小于1.42的儲層則主要為粒間孔隙結構（見圖2）。

因此，取心井可以通過孔滲關系研究判別儲層孔隙結構類型。其他井可以通過儲層電性特征進行判別。

2.2 氣層物性下限確定

普光氣田試氣、投產測試資料豐富，利用這些資料建立氣層平均滲透率與單位氣層厚度初期產能的交會圖版（見圖3），二者呈相關性較好的對數(shù)關系。依據(jù)交會圖版趨勢，確定普光氣田儲層滲透率下限為0.02× 10-3μm2。再根據(jù)不同孔隙結構儲層的孔滲關系，計算儲層孔隙度為1.97%～2.05%。綜合考慮，普光氣田儲層有效孔隙度下限取2%，滲透率下限取0.02×10-3μm2。與原四川地區(qū)碳酸鹽巖儲層分類標準［6］（孔隙度下限2%，滲透率下限0.002×10-3μm2）相比，氣層孔隙度下限一致，滲透率下限有所提高，這是由于普光氣田以孔隙型儲層為主，僅局部發(fā)育裂縫。

3 氣層電性及含氣性下限標準

普光氣田純水層易于識別，測井特征明顯。主要表現(xiàn)在：1）較低的電阻率，與氣層電阻率相差幾十到幾百倍；2）深淺側向差異小，而在氣層差異較大。但是，在氣水過渡帶附近或鉆井液侵入較深時，根據(jù)電阻率曲線難以對氣、水層作出直觀判斷。本次研究，首先建立孔隙度和含水飽和度交會圖版判別單井含氣性，再利用電阻率與孔隙度關系建立2種交會圖版，識別氣、水層，研究氣層電性及含氣性下限標準。

3.1 含水飽和度與孔隙度交會法識別氣層

一般來說，當儲層含氣時，儲層物性越好束縛水含量越少，隨著儲層物性變差，束縛水飽和度增大，孔隙度與含水飽和度交會點呈現(xiàn)單邊雙曲線特征。而當儲層含水時，孔隙度與含水飽和度交會點呈散點狀態(tài)，如P8-2井（見圖4）。因此，可以利用測井解釋孔隙度與含水飽和度交會圖法判別流體性質。

該方法能很好地識別單井的含氣情況，初步判別哪些井層為含水層。在此基礎上，可通過進一步判斷氣水過渡帶附近或鉆井液深侵入等情況下儲層的發(fā)育情況，確定氣、水層界限。

3.2 Pickett電阻率與孔隙度交會法識別氣層

Pickett交會圖版法是通過對Ariche公式［7-8］進行雙對數(shù)變形。變形后的公式為

式中：Rt為地層電阻率，Ω·m；Rw為地層水電阻率，Ω· m；Sw為地層含水飽和度，%；a，b為與巖性有關的比例系數(shù)；m為孔隙度指數(shù)，與孔隙結構及膠結程度有關；n為飽和度指數(shù)，與巖性有關。

公式的意義在于，由于m基本為常數(shù)，對于巖性與地層水電阻率比較穩(wěn)定的地層，在Rt-φ雙對數(shù)交會圖中，趨勢線的斜率是固定的，而不同的截距僅與儲層的含氣飽和度有關，由此可以對儲層的流體性質進行判斷。

從圖5中可以看出普光氣田不同流體性質的儲層分區(qū)明顯，水層電阻率基本小于100 Ω·m，因此，普光氣田氣層的電阻率下限標準為100 Ω·m。

3.3 Hingle電阻率與孔隙度交會法識別氣層

利用Hingle電阻率與孔隙度交會識別氣層和水層的主要原理是對Ariche公式進行反函數(shù)變形，變形后的阿爾奇方程為

4 成果應用

4.1 指導氣田氣水關系研究

利用上述方法結合試氣結果對普光氣田所有完鉆井氣、水層進行了識別研究。結果表明，氣田氣水關系復雜，不同斷塊、不同層系、同一層系內部氣水系統(tǒng)均不統(tǒng)一。其中，普光2塊飛仙關組由于儲層連片分布、物性好，具有統(tǒng)一的氣水界面；長興組由于存在多個礁體，每一礁體儲層形成獨立的巖性封閉，氣藏分別具有獨立的氣水關系，因而氣水界面不統(tǒng)一（見圖7）；普光3塊飛仙關組主力儲層展布穩(wěn)定，也具有統(tǒng)一的氣水界面，但該界面比普光2塊高235 m，說明普光3斷層對天然氣具有較好的封堵作用。

4.2 指導氣田開發(fā)井位部署優(yōu)化

根據(jù)氣水關系研究成果，編制普光氣田開發(fā)優(yōu)化方案時，對氣田開發(fā)井網(wǎng)部署和井型進行了優(yōu)化調整。處于構造高部位儲量豐度大、物性較好的普光2、6井區(qū)適當縮小井距為700～900 m，而對構造低部位儲層厚度薄、物性較差、距邊底水較近的區(qū)域適當加大井距為900～1 200 m。同時，構造高部位井以直井加小斜度井為主，構造低部位氣水邊界附近的井以水平井為主，并由低部位向高部位鉆進，盡可能多鉆遇氣層，遠離氣水界面。如處于氣水邊界附近由直井優(yōu)化為水平井的PI-1H井鉆遇氣層495.4 m，比原設計多鉆遇氣層300 m，為氣井高產、穩(wěn)產打下基礎。

4.3 指導氣田氣井投產方案

酸壓是提高碳酸鹽巖儲層導流能力的主要技術手段。針對普光氣田復雜的氣水關系，編制投產方案時，對構造高部位、距邊水較遠氣井采用酸壓改造措施，配產比例較高；對氣水邊界附近的氣井，為減緩邊底水推進速度，根據(jù)氣層連通情況，避射一定厚度的氣層，采用小型酸壓或酸化措施，并控制壓差生產。

5 結論

1）普光氣田礁、灘相碳酸鹽巖儲層由于埋藏深、孔隙結構多樣、氣水關系復雜，導致物性較差的Ⅲ類氣層和氣水過渡帶處氣、水層識別難度大。

2）建立了適合普光氣田的氣層下限標準：φ≥2%、K≥0.02×10-3μm2、Rt＞100 Ω·m、Sw＜50%，研究成果指導普光氣田產能建設，取得較好效果。

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Minimum standard of gas pay identification for reef flat carbonate rock reservoir

Jin Xiuju Jiang YiweiLiu Zhiyuan Bi Jianxia Wan Xiaowei
(Exploration and Development Research Institute of Zhongyuan Oilfield Company,SINOPEC,Puyang 457001,China)

Puguang Gas Field is a large reef flat carbonate rock gas field which is firstly put into production in the northeast of Sichuan by SINOPEC.Due to the characteristics of deeply buried reservoir,various types of reservoir spaces,large vertical and horizontal differences in reservoir properties and multiple sets of gas water systems,it is very difficult to distinguish the gas and water layers ofⅢtype gas pay with poor property and gas-water layers in the transition zone.On the basis of identification of reservoir space type,this paper established the various kinds of cross plots such as capacity of unit thickness in the gas pay and permeability,water saturation and porosity,resistivity and porosity to distinguish gas,dry layers and water layers,and identified the minimum standards of physical and electrical properties for gas pays by using the data of logging,gas testing and experiment,which provided direct guidance for studying the relationship between gas and water,well location deployment,well track optimization, producing interval optimization and determination of reservoir adjustment measure with a good effect,and also laid a foundation for evaluating the producing reserves.

reef flat reservoir,pore texture,minimum standards for gas pay identification,Puguang Gas Field.

國家科技重大專項“四川盆地普光大型高含硫氣田開發(fā)示范工程”（2008ZX05048）

TE371

A

2010-01-28；改回日期：2010-07-26。

靳秀菊，女，1967年生，1989年畢業(yè)于西北大學地質系，主要從事氣田開發(fā)地質研究工作。電話：（0393）4823653，E-mail：jinxiuju1@163.com。

（編輯 王淑玉）

1005-8907（2010）05-571-04

靳秀菊，姜貽偉，劉志遠，等.礁灘相碳酸鹽巖氣藏氣層下限標準研究［J］.斷塊油氣田，2010，17（5）：571-574.

Jin Xiuju，Jiang Yiwei，Liu Zhiyuan，et al.Minimum standard of gas pay identification for reef flat carbonate rock reservoir［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2010，17（5）：571-574.