周銀玲，閆昭圣

(西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安710069)

鄂爾多斯盆地伊陜斜坡中北部的蘇里格氣田，其含氣層系為下石盒子組盒8段、山西組山1段及山2段，盒8為其主力含氣層系。儲(chǔ)層顏色主要為灰白色中一粗粒石英砂巖與中粗粒巖屑石英砂巖，儲(chǔ)層物性變化很大，孔隙度在1.40%～19.96%，滲透率在(0.001 6～561)×10-3um2，區(qū)內(nèi)氣井無(wú)阻流量介于(0.18～120.16)×104m3/d之間，屬于巖性圈閉定容彈性驅(qū)動(dòng)的氣藏［1-4］。眾所周知，氣層中的水是氣田開發(fā)中的“大敵”，在開發(fā)前，如果能有效地識(shí)別儲(chǔ)集層含水情況，則對(duì)氣田開發(fā)非常有利［5］。基于氣水層與測(cè)井曲線(自然電位、自然伽馬、聲波時(shí)差、電阻率等)之間的關(guān)系，及在曲線上的特點(diǎn)與反映，通過(guò)測(cè)井方法(重疊圖技術(shù)和交會(huì)圖技術(shù))有效的識(shí)別出氣水層，指導(dǎo)勘探開發(fā)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

蘇里格氣田東南部地處內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市烏審旗、陜西省榆林市榆陽(yáng)區(qū)和靖邊縣境內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造隸屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡中北部，研究區(qū)石盒子組盒8段，發(fā)育大規(guī)模由北向南延伸的河流——三角洲沉積砂體，為天然氣藏的形成提供了廣闊的儲(chǔ)積空間。其中盒8段辮狀河三角洲平原沉積砂體的厚度一般為20～50 m，以粗粒沉積為主，砂層縱向多期疊置，橫向連片分布，寬度為10～30 km，延伸數(shù)百公里以上。

蘇里格地區(qū)大規(guī)模天然氣勘探始于2000年，當(dāng)年部署的蘇6井在上古生界中二疊統(tǒng)石盒子組盒8段鉆遇厚層含礫中粗粒石英砂巖氣層。試氣獲得了無(wú)阻流量達(dá)120.167×104m3/d的高產(chǎn)工業(yè)氣流［6］。按照“區(qū)域甩開探相帶，整體解剖主砂體，集中評(píng)價(jià)高滲區(qū)”的大型巖性氣藏勘探部署思路，高效、快速探明了蘇里格大氣田，并使之成為了當(dāng)時(shí)中國(guó)陸上探明天然氣儲(chǔ)量最大的整裝氣田［7］，累計(jì)探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量達(dá) 5 336.52 ×108m3。

2 儲(chǔ)層基本特征

蘇東南地區(qū)盒8段巖石類型主要為巖屑石英砂巖和巖屑砂巖。巖石組分總體上表現(xiàn)為高巖屑、多石英、少量長(zhǎng)石。其中盒8上、盒8下主要為巖屑砂巖和巖屑石英砂巖。盒8下較之盒8上，砂巖成分成熟度較高。不同類型沉積相中巖石顆粒粗細(xì)和礦物組成的差異及沉積構(gòu)造特征，對(duì)應(yīng)的測(cè)井響應(yīng)特征也不同。據(jù)研究區(qū)所有孔隙結(jié)構(gòu)壓汞參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析得出:蘇里格氣田東南部盒8段儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)總體具有“大孔隙、小喉道、微裂縫不發(fā)育、孔喉連通性差”的特點(diǎn)。因此，蘇里格氣田東南部為典型的低孔、低滲儲(chǔ)層，微觀非均質(zhì)性強(qiáng)烈。

儲(chǔ)層巖性、物性、含氣性之間既存在內(nèi)在聯(lián)系又相互制約。巖石顆粒粗細(xì)、分選好壞、粒度縱向變化特征以及泥質(zhì)含量、膠結(jié)類型等都直接影響著儲(chǔ)層物性的變化。儲(chǔ)層測(cè)井曲線(如自然電位、自然伽馬、感應(yīng)電阻率、聲波時(shí)差等)是巖性(巖石類型、泥質(zhì)含量等)、物性(孔隙度、滲透率等)、含氣性(含氣飽和度、束縛水飽和度等)四性關(guān)系的綜合反映。

研究區(qū)盒8段沉積條件復(fù)雜、成巖作用強(qiáng)烈的特征決定了其具有低孔、低滲的特點(diǎn)，儲(chǔ)層物性受多種因素控制，是典型的巖性油氣藏。在低孔低滲儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中，“四性”關(guān)系研究顯得尤為重要，只有搞清“四性”關(guān)系之間的內(nèi)在聯(lián)系和變化規(guī)律，掌握氣層“四性”關(guān)系特點(diǎn)，才能比較準(zhǔn)確的識(shí)別氣層、水層。密度測(cè)井對(duì)含氣性反映較靈敏，含氣部位呈明顯的密度測(cè)井低值特征。一般氣層密度值小于2.4(g/cm3);致密層密度約2.6(g/cm3)以上;含氣后，聲波時(shí)差明顯增大，甚至出現(xiàn)“周波跳躍”現(xiàn)象(圖1)。

圖1 S1井盒8含氣性與測(cè)井響應(yīng)

3 氣層識(shí)別方法研究

3.1 重疊圖技術(shù)

重疊圖是單井氣層快速直觀顯示的一種較為有效的方法，本次研究中主要采取視自然電位—自然電位、聲波時(shí)差—深側(cè)向電阻率重疊圖技術(shù)結(jié)合聲波時(shí)差—自然電位重疊圖技術(shù)進(jìn)行氣、水層的快速識(shí)別。

3.1.1 視自然電位—自然電位重疊法

該方法又稱之為徑向電阻率法與自然電位曲線重疊法，原理是原狀地層與沖洗帶含水飽和度之間的差別，正好反映了儲(chǔ)層可動(dòng)烴的數(shù)量。

3.1.2 聲波時(shí)差(英制)—深感應(yīng)電阻率重疊法

聲波時(shí)差(英制)一深感應(yīng)電阻率重疊法最初是由Passey提出來(lái)，用于識(shí)別和評(píng)價(jià)烴源巖的生油能力。其原理是較好的生油巖一般在測(cè)井曲線上表現(xiàn)為較高的聲波時(shí)差和高電阻的特征，故其反向重疊后可表現(xiàn)為“鏡像”增大的特征，曲線“反向”處理是測(cè)井解釋中一種放大有效信息的數(shù)據(jù)處理方法。由于較好儲(chǔ)層一般也具有較高聲波時(shí)差，且在含氣后也具有電阻率增大特征，因此，可以借這種方法來(lái)識(shí)別氣層。

3.1.3 聲波時(shí)差—自然電位重疊法

利用自然電位曲線與聲波時(shí)差曲線重疊圖法能夠有效識(shí)別地層滲透性。將自然電位曲線與聲波時(shí)差曲線在泥巖部位進(jìn)行疊合，作為基線，確定基線后，根據(jù)兩條曲線之間的間距大小來(lái)判斷地層的滲透性。

從上圖2中可以看出，在取心資料分析反映為滲透性地層的部位，聲波時(shí)差和自然電位曲線重疊圖具有明顯的幅度差，并且，滲透性越好，幅度差就越大。含氣后，電阻率增大，則深側(cè)向和聲波時(shí)差曲線重疊圖具有明顯幅度差，并且在視自然電位和自然電位曲線重疊圖上，也具有明顯幅度差。通過(guò)上述處理，可以初步定性識(shí)別含氣層段。

在含水部位，測(cè)井曲線重疊圖特征為:聲波時(shí)差和自然電位重疊圖存在明顯幅度差，視自然電位和自然電位重疊圖無(wú)幅度差或幅度差較小、深側(cè)向和聲波時(shí)差重疊圖無(wú)幅度差。ρ/Δt2曲線一般為相對(duì)高值(圖3)。

圖2 S2井測(cè)井曲線重疊圖法識(shí)別盒8儲(chǔ)層

圖3 S6井測(cè)井曲線重疊圖法識(shí)別盒8水層

3.2 交會(huì)圖技術(shù)

同一含氣區(qū)其儲(chǔ)層特征往往具有相同的特征，因此，多井對(duì)比分析，也是氣層識(shí)別的一種有效方法。而交會(huì)圖技術(shù)是測(cè)井資料處理與解釋中一種常用的多井對(duì)比方法。本次研究工作中主要采用聲波時(shí)差與電阻率交會(huì)圖、自然伽馬與聲波時(shí)差交會(huì)圖以及三孔隙度交會(huì)圖技術(shù)，對(duì)儲(chǔ)層流體進(jìn)行識(shí)別。

圖4 研究區(qū)試氣井盒8聲波時(shí)差-電阻率交會(huì)圖

首先，將研究區(qū)23口井盒8試氣段的108個(gè)資料點(diǎn)進(jìn)行聲波時(shí)差與電阻率交會(huì)，從圖4中可以看出，大部分氣層和干層可以被有效區(qū)分出來(lái)，但是低產(chǎn)氣層不能被識(shí)別，也就是說(shuō)還有部分干層與低產(chǎn)氣層分布區(qū)相混合，部分氣層也與低產(chǎn)氣層分布區(qū)也相混合。

第二，考慮巖性的影響，增加可以反映巖性特征的Pe指數(shù)和自然伽馬兩個(gè)測(cè)井參數(shù)，來(lái)對(duì)干層與低產(chǎn)氣層混合區(qū)、氣層與低產(chǎn)氣層、氣水層混合區(qū)進(jìn)行識(shí)別，以期將混合區(qū)內(nèi)不同屬性的儲(chǔ)層加以區(qū)分(圖5、6、7、8)。圖5、6反映可以有效識(shí)別出干層，圖7、8反映低產(chǎn)氣層和氣層尚未被有效識(shí)別。

圖5 干層與低產(chǎn)氣層混合區(qū)Pe-△t交會(huì)圖

圖6 干層與低產(chǎn)氣層混合區(qū)GR-△t交會(huì)圖

圖7 氣層與低產(chǎn)氣層混合區(qū)Pe-△t交會(huì)圖

第三，考慮三孔隙度測(cè)井對(duì)含氣性的響應(yīng)，采用補(bǔ)償中子-聲波時(shí)差、補(bǔ)償中子-密度交會(huì)圖，圖9、10反映出雖然補(bǔ)償中子-聲波時(shí)差交會(huì)圖不能很好區(qū)分氣層和低產(chǎn)氣層、氣水層，但是補(bǔ)償中子-補(bǔ)償密度交會(huì)圖中只有一個(gè)氣層、一個(gè)氣水層沒有被識(shí)別出來(lái)，圖版綜合識(shí)別精度達(dá)98%。因此，通過(guò)運(yùn)用各種不同的測(cè)井參數(shù)進(jìn)行交會(huì)，就可以對(duì)未試氣井段的含氣性做出初步判斷。

圖8 氣層與低產(chǎn)氣層混合區(qū)GR-△t交會(huì)圖

圖9 氣層與低產(chǎn)氣層混合區(qū)補(bǔ)償中子-聲波時(shí)差交會(huì)圖

圖10 氣層與低產(chǎn)氣層混合區(qū)補(bǔ)償中子-補(bǔ)償密度交會(huì)圖

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)氣測(cè)曲線形態(tài)分析可有效識(shí)別儲(chǔ)集層的含氣水性，水層的測(cè)井響應(yīng)特征表現(xiàn)為:高中子孔隙度、高密度、低電阻率與高聲波的特點(diǎn);氣層的測(cè)井響應(yīng)特征主要表現(xiàn)為低中子孔隙度、高聲波時(shí)差、低密度、高電阻率。巖性越粗，物性越好，電性反映好(自然伽馬低值，自然電位負(fù)異常，井徑縮徑，聲波時(shí)差大，密度小，中子小)，含氣級(jí)別越高;反之，巖性越細(xì)，物性越差，電性反映變?yōu)椴顑?chǔ)層甚至非儲(chǔ)層(泥巖)的反映，含氣級(jí)別越低。在同等條件下，儲(chǔ)層厚度越大，氣產(chǎn)量越高。

根據(jù)試氣資料及測(cè)井對(duì)應(yīng)分析可知，利用自然電位—視自然電位、聲波時(shí)差—深側(cè)向電阻率重 疊圖技術(shù)，并結(jié)合聲波時(shí)差—自然電位重疊圖技術(shù)可以進(jìn)行氣、水層快速識(shí)別。含氣后，深側(cè)向和聲波時(shí)差曲線重疊圖具有明顯幅度差，并且在視自然電位和自然電位曲線重疊圖上也具有明顯幅度差。采用聲波時(shí)差與電阻率、自然伽馬與聲波時(shí)差及三孔隙度交會(huì)圖技術(shù)，對(duì)儲(chǔ)層流體進(jìn)行識(shí)別，圖版綜合識(shí)別精度達(dá)98%。

［1］王允誠(chéng)，宋煥榮，胡遠(yuǎn)來(lái)，等.鄂爾多斯盆地蘇里格氣田盒8氣藏地層水的成因研究［R］.成都:成都理工大學(xué)檔案館.2006.

［2］趙文智，汪澤成，朱怡翔，等.鄂爾多斯盆地蘇里格氣田低效氣藏的形成機(jī)理［J］.石油學(xué)報(bào).2005，26(5):5—9.

［3］楊華，張軍.鄂爾多斯盆地古生界含氣系統(tǒng)特征［J］.天然氣工業(yè).2000，20(6):7—11.

［4］孫來(lái)喜，張烈輝，王彩麗.靖邊氣田相對(duì)富水層的識(shí)別、分布及成因研究［J］.沉積與特提斯地質(zhì).2006，26(2):63—67.

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