徐炳高，李陽(yáng)兵，季鳳玲，王志文

（中石化西南石油工程有限公司測(cè)井分公司，四川 成都 610100）

0 引 言

馬井－什邡地區(qū)構(gòu)造位置位于新場(chǎng)背斜構(gòu)造與馬井背斜構(gòu)造之間的向斜中，過去重點(diǎn)針對(duì)川西新場(chǎng)、馬井等背斜構(gòu)造開展了大量的勘探工作，取得了豐富的勘探成果，而對(duì)于向斜低構(gòu)造位置沒有足夠重視，長(zhǎng)期以來為勘探空白區(qū)。隨著勘探工作深入，提出了四川盆地“滿盆含砂、滿坳含氣”觀點(diǎn)，勘探工作逐漸向向斜低部位的馬井－什邡地區(qū)開展，發(fā)現(xiàn)了眾多高產(chǎn)井，取得了勘探重大突破。然而，構(gòu)造低部位含氣響應(yīng)特征與構(gòu)造高部位有顯著差異，主要是儲(chǔ)層電阻率低，發(fā)育低電阻率氣層，因此，對(duì)于馬井－什邡地區(qū)測(cè)井評(píng)價(jià)的關(guān)鍵是建立低電阻率氣層的測(cè)井識(shí)別方法技術(shù)。

一般認(rèn)為，儲(chǔ)層電阻率與圍巖（泥巖）電阻率接近或不大于鄰近水層電阻率的2倍就視為低電阻率油氣層。馬井－什邡地區(qū)蓬萊鎮(zhèn)組泥巖電阻率一般小于10Ω·m，水層電阻率在4～9Ω·m之間，因此將電阻率小于15Ω·m的蓬萊鎮(zhèn)組含氣儲(chǔ)層定義為低電阻率氣層，尤其指電阻率在8～12Ω·m的儲(chǔ)層。

1 低電阻率氣層成因分析

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)成果［1－4］，結(jié)合該區(qū)具體特點(diǎn)，對(duì)馬井－什邡地區(qū)低電阻率氣層的成因進(jìn)行了分類總結(jié)（見表1），馬井－什邡地區(qū)低電阻率儲(chǔ)層成因主要有以下8個(gè)方面影響。

表1 低電阻率儲(chǔ)層成因分類

1.1 巖石粒度

馬井－什邡地區(qū)蓬萊鎮(zhèn)組砂巖以細(xì)粒結(jié)構(gòu)為主，并廣泛發(fā)育粉砂巖。黏土礦物及粉砂巖含量與粒度關(guān)系密切。通過壓汞等實(shí)驗(yàn)證實(shí)，孔隙度與孔喉半徑具較好的相關(guān)性；砂巖孔喉半徑普遍小于0.5μm，對(duì)應(yīng)細(xì)－微孔喉儲(chǔ)層。通常，隨著巖石粒度變細(xì)，黏土含量增加，孔喉變小，物性變差；毛細(xì)管排驅(qū)壓力增大，氣不易進(jìn)入微孔隙中，從而導(dǎo)致含氣儲(chǔ)層電阻率降低。

1.2 束縛水含量高

通過巖心密閉取心分析研究，該區(qū)塊含水飽和度為30%～70%，平均為44.68%，為典型的高含水飽和度儲(chǔ)層。壓汞分析砂巖孔喉半徑普遍小于0.5μm，為細(xì)－微孔喉儲(chǔ)層。通過毛細(xì)管壓力實(shí)驗(yàn)分析，束縛水飽和度隨泥質(zhì)含量的增大而增大，并隨地層的孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度而增加。因此，該區(qū)普遍發(fā)育的細(xì)粉砂巖儲(chǔ)層中束縛水飽和度高。

1.3 砂泥巖薄互層

蓬萊鎮(zhèn)組存在較多砂泥巖薄互層，在自然伽馬曲線上表現(xiàn)為低幅度指狀或者齒狀，反映出砂巖中頻繁夾有泥巖薄層或泥質(zhì)條帶，從而造成局部低電阻率。典型特征如MJ102井JP22儲(chǔ)層（見圖1），對(duì)1 370～1 382 m井段進(jìn)行加砂壓裂測(cè)試獲得了1.732 4×104m3／d產(chǎn)能。

1.4 黏土類型對(duì)電阻率的影響

根據(jù)前人研究結(jié)果，泥質(zhì)地層中蒙脫石、伊利石、綠泥石、高嶺石等活性黏土礦物成分具有巖石附加導(dǎo)電作用，其附加導(dǎo)電性隨陽(yáng)離子交換能力的大小而有所不同，它們之間的陽(yáng)離子交換能力大小關(guān)系為蒙脫石＞伊利石＞綠泥石＞高嶺石。

圖1 MJ102井1 365～1 387 m井段測(cè)井曲線圖

對(duì)于川西氣田蓬萊鎮(zhèn)組，根據(jù)X射線衍射檢測(cè)的31塊巖樣分析結(jié)果顯示，黏土的主要成分為伊利石和綠蒙混層，且地層水礦化度低，有利于陽(yáng)離子交換。因此，該區(qū)黏土礦物的附加導(dǎo)電盡管可能導(dǎo)致儲(chǔ)層電阻率降低，但影響程度很低，并非導(dǎo)致儲(chǔ)層低電阻率的主要原因。

1.5 導(dǎo)電礦物的影響

根據(jù)薄片觀測(cè)結(jié)果，蓬萊鎮(zhèn)組砂巖中含少量的特殊礦物，一般氧化鐵小于0.5%，云母小于5%（基本為1%），導(dǎo)電礦物如黃鐵礦、黑云母盡管很少，但偶有出現(xiàn)，是該地區(qū)形成低電阻率儲(chǔ)層的次要原因之一。如MJ22井井深1 438.35～1 438.46 m段巖心描述見黃鐵礦晶體，顆粒大小為5 mm×25 mm。測(cè)井曲線顯示為低電阻率，測(cè)井解釋中充分考慮到導(dǎo)電礦物的影響，解釋為低電阻率氣層。

1.6 地層水礦化度對(duì)電阻率的影響

水樣分析顯示該地區(qū)地層水礦化度為16 482～48 660 mg／L，水型以CaCl2為主，含少量的Na2SO4、MgCl2，屬于中等礦化度地層水，其變化范圍不大，對(duì)儲(chǔ)層電阻率有一定影響，但影響程度較低。因此，地層水礦化度高低不是該地區(qū)蓬萊鎮(zhèn)組形成低電阻率氣層的原因。

1.7 裂縫的影響

裂縫的發(fā)育可能導(dǎo)致儲(chǔ)層電阻率降低，該區(qū)鉆井蓬萊鎮(zhèn)組偶有裂縫發(fā)育，如 MJ18井的1 942～1 500 m井段巖心取心，顯示在井深1 494.2 m附近低角度裂縫發(fā)育，裂縫面平整，偶有泥質(zhì)及有機(jī)質(zhì)充填，測(cè)井曲線反映在巖心裂縫發(fā)育處雙側(cè)向電阻率曲線呈指狀降低（見圖2），說明裂縫的發(fā)育導(dǎo)致了電阻率降低。大量資料顯示，該區(qū)蓬萊鎮(zhèn)組裂縫不發(fā)育，主要為孔隙性儲(chǔ)層，因而，由于裂縫造成的儲(chǔ)層低電阻率的情況比較少見。

1.8 低構(gòu)造位置的影響

馬井－什邡地區(qū)位于新場(chǎng)背斜構(gòu)造與馬井低幅度背斜構(gòu)造之間的向斜構(gòu)造部位，構(gòu)造位置較低，次生氣藏中部分儲(chǔ)層油氣充滿程度低，從而形成低電阻率氣層或氣水同層。

綜上所述，馬井－什邡地區(qū)蓬萊鎮(zhèn)組發(fā)育低電阻率氣層的主要影響因素是巖石粒度細(xì)、束縛水含量高、砂泥巖薄互層及低幅度構(gòu)造，次要影響因素是黏土礦物的附加導(dǎo)電性、部分儲(chǔ)層存在導(dǎo)電礦物和低角度裂縫。

2 低電阻率氣層識(shí)別

2.1 基于沉積微相識(shí)別

低電阻率氣層巖性一般為細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)砂巖等巖性，砂巖顆粒細(xì)，泥質(zhì)含量重，為弱水動(dòng)力條件下沉積而成，沉積微相屬于濱淺湖砂壩。自然伽馬及雙側(cè)向曲線可以對(duì)該微相類型進(jìn)行識(shí)別。自然伽馬值較純砂巖層偏高，通常大于65 API，電阻率值偏低；與上下泥巖圍巖漸變接觸。在沉積微相識(shí)別基礎(chǔ)上開展低電阻率儲(chǔ)層識(shí)別。

圖2 MJ18井1 485～1 510 m井段測(cè)井曲線圖

2.2 基于測(cè)井響應(yīng)的含氣響應(yīng)特征識(shí)別

低電阻率氣層的測(cè)井響應(yīng)特征見表2，它與常規(guī)電阻率儲(chǔ)層有一定差別，主要表現(xiàn)為自然伽馬相對(duì)較高，電阻率較低，其他測(cè)井響應(yīng)特征相近。

另外，最直觀判別低電阻率氣層的方法是利用中子孔隙度曲線的挖掘效應(yīng)［5］。低電阻率儲(chǔ)層識(shí)別的難點(diǎn)在于氣水差異識(shí)別，而對(duì)于氣水差異最敏感的曲線為側(cè)向電阻率曲線和中子孔隙度曲線，電阻率曲線對(duì)于低電阻率儲(chǔ)層的氣水差異判別效果很差，或者說基本沒有作用。而中子曲線受到天然氣挖掘效應(yīng)作用顯著，與造成儲(chǔ)層低電阻率的其他因素沒有關(guān)系，因而，利用中子與聲波時(shí)差曲線重疊的方式，可以非常直觀識(shí)別低電阻率氣層（見圖3）。

表2 低電阻率氣層與常規(guī)氣層對(duì)比識(shí)別表

圖3 MP15井典型低電阻率氣層段曲線圖

2.3 利用可動(dòng)水飽和度識(shí)別

低電阻率氣層主要與束縛水飽和度高關(guān)系密切，包括砂泥巖互層、粒度變細(xì)等因素都可以歸結(jié)為束縛水飽和度較高的因素，而儲(chǔ)層是否產(chǎn)水與可動(dòng)水飽和度有關(guān)，低電阻率氣層表現(xiàn)為高束縛水飽和度，束縛水飽和度與總飽和度接近，可動(dòng)水極低。

判別低電阻率氣層的關(guān)鍵是準(zhǔn)確計(jì)算出總含水飽和度（Sw）與束縛水飽和度（Swi），其中總飽和度計(jì)算根據(jù)不同含水飽和度條件下的實(shí)驗(yàn)樣品電阻率分析結(jié)果，計(jì)算出a、b、m、n飽和度參數(shù)值，利用阿爾奇公式計(jì)算得出總含水飽和度；而束縛水飽和度的計(jì)算依據(jù)壓汞分析的巖心束縛水飽和度與自然伽馬、電阻率等測(cè)井曲線信息建立回歸關(guān)系得出。

在總含水飽和度與束縛水飽和度計(jì)算基礎(chǔ)上計(jì)算出可動(dòng)水飽和度，進(jìn)而按照以下方法對(duì)儲(chǔ)層含氣性進(jìn)行判別。

氣層Sw≈Swi，Swd＝Sw－Swi≈0

氣水同層Swd＝Sw－Swi＝0～10%

水層Swd＝Sw－Swi＞10%

為顯示方便，通常利用Sw與Swi重疊的方式顯示含有可動(dòng)水的多少，當(dāng)重疊的面積較大時(shí)，顯示可動(dòng)水含量高（見圖4）。SF3井蓬萊鎮(zhèn)組JP22砂體為較典型的水層，具有低自然伽馬、低密度、相對(duì)低電阻率、高聲波、高中子、雙側(cè)向／微球電阻率負(fù)差異、自然電位負(fù)異常特征。從可動(dòng)水分析看，總飽和度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于束縛水飽和度，二者的重疊面積較大，反映出含可動(dòng)水明顯，經(jīng)測(cè)試，產(chǎn)氣0.101 2×104m3／d，產(chǎn)水3.0 m3／d。

圖4 SF3井蓬萊鎮(zhèn)組可動(dòng)水分析法處理成果圖（JP22）

當(dāng)Sw與Swi重疊面積較小，或者二者基本重合，表明儲(chǔ)層含可動(dòng)水很低或者不含可動(dòng)水。圖5為SF10井蓬萊鎮(zhèn)組JP61砂體，具有一定低電阻率特征，測(cè)井響應(yīng)特征為相對(duì)較高自然伽馬、低中子、較低密度、低電阻率、高聲波、雙側(cè)向／微球電阻率差異不明顯、自然電位呈一定負(fù)異常。從可動(dòng)水分析看，該儲(chǔ)層段基本不含可動(dòng)水，以束縛水為主，經(jīng)測(cè)試產(chǎn)氣0.854 8×104m3／d。

3 低電阻率儲(chǔ)層分布規(guī)律

圖5 什邡10井蓬萊鎮(zhèn)組可動(dòng)水分析法處理成果圖（JP61）

圖6 JP31砂組低電阻率氣層厚度等值線分布圖

圖7 JP31砂組沉積微相分布圖

4 結(jié) 論

（1）川西馬井－什邡地區(qū)蓬萊鎮(zhèn)組普遍發(fā)育低電阻率氣層，屬于低構(gòu)造背景條件下特殊的氣藏類型。

（2）造成馬井－什邡蓬萊鎮(zhèn)組儲(chǔ)層低電阻率的原因眾多，主要影響因素是巖石粒度細(xì)、束縛水含量高、砂泥巖薄互層及低幅度構(gòu)造，次要影響因素是黏土礦物的附加導(dǎo)電性、部分儲(chǔ)層存在導(dǎo)電礦物和低角度裂縫。

（3）對(duì)于低電阻率氣層的識(shí)別評(píng)價(jià)，在沉積微相分析基礎(chǔ)上，開展測(cè)井響應(yīng)特征研究，重點(diǎn)利用中子孔隙度挖掘效應(yīng)以及可動(dòng)水飽和度指標(biāo)對(duì)氣層進(jìn)行判別。

（4）低電阻率儲(chǔ)層分布受沉積微相控制，處于濱淺湖沙壩微相區(qū)。

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