馮春珍，邵德艷，胡曉麗，李瑛亮，王延峰

（1．中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司長(zhǎng)慶事業(yè)部，陜西 西安710201；2．北京金油藏石油科技有限公司，北京100101）

0 引 言

蘇里格氣田W地區(qū)盒8段氣藏為地質(zhì)條件十分復(fù)雜的巖性氣藏，是近年長(zhǎng)慶油田勘探開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)，儲(chǔ)層具有特低滲透率、強(qiáng)非均質(zhì)性及巖性變化大特征。W區(qū)盒8段砂巖大面積分布，單砂體厚度相差不大，但各砂體的試氣結(jié)果卻相差懸殊，有的儲(chǔ)層為氣層，有的為水層，有的為氣水層。氣層與水層測(cè)井響應(yīng)特征無(wú)規(guī)律可循，既存在高電阻率水層，也存在低電阻率氣層，僅依據(jù)測(cè)井資料進(jìn)行氣水識(shí)別難度大，主要表現(xiàn)在測(cè)井解釋的很多氣層，試氣后儲(chǔ)層出水，增加了勘探開(kāi)發(fā)成本。因此，采用測(cè)井與地質(zhì)特征結(jié)合的手段，搞清盒8段氣藏的有效儲(chǔ)層的宏觀與微觀地質(zhì)特征，建立有效儲(chǔ)層地質(zhì)與測(cè)井響應(yīng)特征之間關(guān)系，找出有效識(shí)別氣水層測(cè)井關(guān)鍵參數(shù)，優(yōu)化射孔井段，指導(dǎo)壓裂方案優(yōu)化，是 W地區(qū)盒8段氣藏高效開(kāi)發(fā)亟待解決的首要問(wèn)題。

1 W地區(qū)盒8段有效儲(chǔ)層宏觀地質(zhì)特征

W地區(qū)盒8段砂巖厚度大并大面積連片分布，由于巖性的變化造成儲(chǔ)層物性變化也很大，在厚層砂巖中能真正儲(chǔ)存天然氣物性好的有效儲(chǔ)層卻呈孤立狀的薄層分布，而物性差的無(wú)效儲(chǔ)層分布普遍，并具有高束縛水飽和度，壓裂后易產(chǎn)水，在勘探開(kāi)發(fā)中必須尋找物性好的有效儲(chǔ)層，研究有效儲(chǔ)層特征是氣水識(shí)別的關(guān)鍵。

1．1 有效儲(chǔ)層的巖性和沉積微相特征

有效儲(chǔ)層巖石類型為灰白色石英砂巖、含巖屑石英砂巖。石英含量較高，平均為76．5%，表現(xiàn)為成分成熟度高的特征。砂巖粒度有中粗砂巖、粗砂巖、含礫粗砂巖、細(xì)礫巖［1－2］，石英砂主要以中－粗粒結(jié)構(gòu)為主，粒徑區(qū)間分布在0．4～1．6mm，間或有2．0～6．0mm顆粒存在。顆粒分選以中偏差為主，磨圓度主要為次圓－次棱角狀。碎屑普遍具顆粒支撐，顆粒間多為線接觸。砂巖中填隙物結(jié)構(gòu)類型以膠結(jié)物、雜基填隙及雜基－膠結(jié)物混合填隙為主，膠結(jié)類型主要為孔隙－接觸式、孔隙式和接觸式膠結(jié)為特征，砂巖結(jié)構(gòu)成熟度呈現(xiàn)較低的特征。

W地區(qū)盒8上段為曲流河沉積，盒8下段為辮狀河沉積。盒8段有效儲(chǔ)層的中粗砂巖和含礫粗砂巖、細(xì)礫巖等粗砂巖相的分布受沉積微相的控制。根據(jù)取心井和試氣結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，粗砂巖相分布在心灘（邊灘）和河道充填的下部（河床底部滯留沉積）（見(jiàn)圖1）［3］。

圖1 有效砂體沉積微相類型

1．2 有效儲(chǔ)層的物性特征

根據(jù)盒8段取心井試氣井段的480個(gè)樣品物性統(tǒng)計(jì)分析表明，孔隙度分布在0．3%～20%之間，集中分布在6%～12%，樣品數(shù)占78%，平均孔隙度9．4%；滲透率最低接近0．1×10－3μm2，最高達(dá)1000×10－3μm2以上，滲透率極差很大，主要分布在（0．2～10）×10－3μm2，樣品數(shù)占82%，平均滲透率為0．89×10－3μm2。盒8段儲(chǔ)層屬于低孔隙度、特低滲透率儲(chǔ)層。

統(tǒng)計(jì)分析表明，滲透率與孔隙度關(guān)系不具有較好的相關(guān)性（見(jiàn)圖2），部分儲(chǔ)層表現(xiàn)為孔隙度雖小但滲透率卻很大特征。①該區(qū)儲(chǔ)層特征決定了滲透率主要取決于喉道的大小，受孔隙大小影響次之；②盒8段儲(chǔ)層發(fā)育有裂縫，使得儲(chǔ)層由單一的孔隙介質(zhì)變成復(fù)雜的裂縫－孔隙型雙孔介質(zhì)。低孔隙度特低滲透率儲(chǔ)層特征決定了盒8段儲(chǔ)層必需采用壓裂等改造技術(shù)，才能獲得產(chǎn)量，加之儲(chǔ)層裂縫發(fā)育又加大了壓裂工藝的復(fù)雜性［4］。

圖2 W區(qū)盒8段滲透率和孔隙度關(guān)系圖

1．3 有效儲(chǔ)層的微觀特征

盒8段主要發(fā)育4類孔隙：原生粒間孔隙、次生溶孔、高嶺石晶間微孔隙和微裂隙，其中以次生溶孔和高嶺石晶間微孔為主。砂巖儲(chǔ)層喉道形態(tài)以粒間縫隙喉道、片狀或彎片狀喉道為主，也見(jiàn)有部分收縮型喉道，管狀型喉道少見(jiàn)。對(duì)研究區(qū)11口井35個(gè)巖心樣品壓汞法毛細(xì)管壓力曲線形態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。將各個(gè)樣品的孔隙度、滲透率與15項(xiàng)孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析表明，孔隙度與孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)不具相關(guān)性，滲透率與最大連通孔喉半徑、中值孔喉半徑、平均孔喉半徑和均值半徑、結(jié)構(gòu)系數(shù)、分選系數(shù)相關(guān)性最好。由此說(shuō)明喉道的大小決定了儲(chǔ)層滲透率的高低。

結(jié)合與滲透率最相關(guān)的幾個(gè)孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)和毛細(xì)管壓力曲線的形態(tài)，選取排驅(qū)壓力、最大連通孔喉半徑、中值半徑、均值半徑、平均孔喉半徑、分選系數(shù)和結(jié)構(gòu)系數(shù)7個(gè)參數(shù)將儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)劃分Ⅰ～Ⅲ的3種類型（見(jiàn)圖3）。

圖3 W區(qū)盒8段壓汞曲線特征圖

Ⅰ類特征：壓汞曲線形態(tài)為分選較好、有臺(tái)階、較粗歪度型。排驅(qū)壓力（＜0．2MPa）、最小濕相飽和度（束縛水飽和度＜15%）最小，最大連通孔喉半徑（＞2μm）、中值半徑（＞1μm）、均值半徑（＞0．5μm）、平均孔喉半徑（＞0．8μm）、分選系數(shù)（＞0．6）、結(jié)構(gòu)系數(shù)（＞4）和滲透率（＞1×10－3μm2）最大。

Ⅱ類特征：介于Ⅰ類和Ⅲ類之間。壓汞曲線形態(tài)為分選較不好、無(wú)臺(tái)階、較細(xì)歪度型。排驅(qū)壓力0．2～1MPa，最小濕相飽和度（束縛水飽和度＞15%～50%）。最大連通孔喉半徑0．8～2μm，中值半徑0．1～1μm，均值半徑0．15～0．5μm，平均孔喉半徑0．2～0．8μm，分選系數(shù)0．18～0．6，結(jié)構(gòu)系數(shù)1．2～4，滲透率（0．1～1）×10－3μm2。

Ⅲ類特征：壓汞曲線形態(tài)為分選不好、無(wú)臺(tái)階、細(xì)歪度型。排驅(qū)壓力（＞1MPa）、最小濕相飽和度（束縛水飽和度＞50%）最大，最大連通孔喉半徑（＜0．8μm）、中 值 半 徑 （＜0．1μm）、均 值 半 徑（＜0．15μm）、平均孔喉半徑（＜0．2μm）、分選系數(shù)（＜0．18）、結(jié)構(gòu)系數(shù)（＜1．2）和滲透率（＜0．10×10－3μm2）最小。

1．4 有效儲(chǔ)層的綜合評(píng)價(jià)

綜合W區(qū)盒8段儲(chǔ)層各種特征，盒8段有效儲(chǔ)層為孔隙－裂縫型雙孔介質(zhì)強(qiáng)非均質(zhì)的低孔隙度特低滲透率儲(chǔ)層。依據(jù)儲(chǔ)層的巖性、物性及孔隙結(jié)構(gòu)特征的分析，并結(jié)合試氣結(jié)果和電性特征，將W區(qū)的有效儲(chǔ)層劃分了3種類型。

A類，高孔隙度高滲透率低密度型。巖性：灰白色粗粒巖屑石英砂巖為主。物性：巖心分析孔隙度＞10%，滲透率＞1×10－3μm2，低密度（2．4g／cm3左右），含水飽和度40%～60%。電性：低自然伽馬（30API左右），較高Pe（2．2b／eV左右），低電阻率（10～30Ω·m），較低密度（2．4g／cm3左右），較高補(bǔ)償中子（15%左右），高聲波時(shí)差（250～270 μs／m）。孔滲介質(zhì)：具有孔隙－裂縫型雙孔介質(zhì)，孔隙具有Ⅰ類孔喉結(jié)構(gòu)特征。壓裂工藝得當(dāng)可獲中高產(chǎn)（見(jiàn)圖4）。

B類，低孔隙度高滲透率中高密度型。巖性：灰白色粗粒石英砂巖為主。物性：巖心分析孔隙度＜10%，滲透率＞1×10－3μm2，密度＞2．45g／cm3，含水飽和度10%～40%。電性：低自然伽馬（30API左右），較低Pe（2．0b／eV 左右），高電阻率（＞100 Ω·m），中高密度（2．5g／cm3左右），較低補(bǔ)償中子（＜10%），低聲波時(shí)差（210μs／m 左右）?？诐B介質(zhì)：具有孔隙－裂縫型雙孔介質(zhì)，孔隙具有Ⅰ類孔喉結(jié)構(gòu)特征。壓裂工藝得當(dāng)可獲中高產(chǎn)（見(jiàn)圖5）。

C類，低孔隙度中低滲透率型。巖性：灰白色巖屑石英砂巖、巖屑砂巖為主。物性：巖心分析孔隙度＜10%，滲透率0．2～1×10－3μm2，密度＞2．50g／cm3，含水飽和度20%～50%。電性：低自然伽馬（30 API左右），較高Pe（＞2b／eV），中等電阻率（30～80Ω·m），較高密度（2．5g／cm3左右），中高補(bǔ)償中子（＞10%左右），中等聲波時(shí)差（230μs／m左右）?？诐B介質(zhì)：只有孔隙型單孔介質(zhì)，具有Ⅱ類孔喉結(jié)構(gòu)特征。壓裂工藝得當(dāng)可獲中低產(chǎn)［1－2，5－6］（見(jiàn)圖6）。

圖4 高孔隙度高滲透率低密度型儲(chǔ)層特征圖

圖5 低孔隙度高滲透率中高密度型儲(chǔ)層特征圖

圖6 低孔隙度中低滲透率型儲(chǔ)層特征圖

1．5 氣水層（有效砂體、致密砂體）基本地質(zhì)特征

統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)部分測(cè)試出水井段為物性差位置出水，在排除物性差出水的前提下，分析氣水層（有效砂體、致密砂體）的巖性、物性和電性等資料，可發(fā)現(xiàn)具有如下特征（見(jiàn)圖7）。

圖7 盒8段氣水層儲(chǔ)層特征圖

氣層特征：微相類型為河床亞相中的邊灘、心灘和河道充填（河床底部滯留沉積）微相；巖石類型為灰白色石英砂巖和巖屑石英砂巖，粒度為粗砂巖、含礫粗砂巖和細(xì)礫巖；物性為孔隙度大于6%，滲透率大于0．10×10－3μm2；微觀孔喉結(jié)構(gòu)屬于Ⅰ類和Ⅱ類。

水層特征：微相類型為堤岸亞相和河漫亞相中的天然堤、決口扇河漫灘等微相；巖石類型為灰白色巖屑砂巖、巖屑石英砂巖和物性差的石英砂巖，粒度為粉砂巖—中砂巖；物性為孔隙度大小于6%，滲透率小于0．10×10－3μm2；微觀孔喉結(jié)構(gòu)屬于Ⅲ類。

1．6 氣水層（有效砂體、致密砂體）的分布特征

測(cè)試資料表明，有效砂體在縱向上幾乎以2～6m的厚度規(guī)模孤立存在于大段砂體中。臨區(qū)密井網(wǎng)、露頭及沉積物理模擬表明有效砂體的寬度以小于800m為主，大于800m的僅占1／4，長(zhǎng)度在1600～4000m范圍內(nèi)變化。有效砂體在致密砂巖中的分布表現(xiàn)為大片中的小塊，厚層段中的薄層。從整體看有效砂體規(guī)模小，以孤立狀分布為主，造成鄰井對(duì)比評(píng)價(jià)和壓裂施工的難度。

2 快速、簡(jiǎn)便、有效識(shí)別氣水層

從氣水層的地質(zhì)特征可以看出，沉積微相類型決定的巖石粒度是判別氣水的關(guān)鍵條件，在測(cè)井曲線上能簡(jiǎn)便、快速、有效識(shí)別氣水層的方法是用“沉積微相＋非均質(zhì)性＋有效厚度”的三因素綜合評(píng)價(jià)法尋找低自然伽馬幅度的光滑段，盡量?jī)?yōu)化射孔井段，高效開(kāi)發(fā)氣藏。

盒8期河流相中的邊（心）灘、河床底部滯留沉積、天然堤、決口扇等各種微相沉積的各種粒級(jí)的砂巖，廣泛發(fā)育，相互疊加，大面積連片分布，但真正能夠儲(chǔ)存并富含天然氣的有效砂體（含氣飽和度較高）只存在于具有一定厚度（大于2m）的邊（心）灘、河床底部滯留沉積相對(duì)均質(zhì)的粗砂巖相中，其間如果夾有薄的鋸齒狀富含束縛水的致密砂體，就可能變成含氣水層或水層（見(jiàn)圖4至圖6）。盒8段識(shí)別氣層必須在微相控制尋找粗粒度巖性的前提下；進(jìn)行巖性非均質(zhì)性的判別，即微相、非均質(zhì)性同時(shí)控制尋找相對(duì)均質(zhì)的3種粗粒度微相段；同時(shí)，相對(duì)均質(zhì)段要有一定厚度，才能滿足壓裂工藝的要求。

巖心分析資料表明，盒8段儲(chǔ)層的巖性變化大，滲透率與孔隙度相關(guān)性不好，仍然沿用常規(guī)的測(cè)井評(píng)價(jià)方法，勢(shì)必降低解釋符合率，必須進(jìn)行地質(zhì)特征、測(cè)井相結(jié)合方法識(shí)別氣水層。

3 應(yīng)用效果分析

S171盒8段砂體3633．6～3639．8m井段（見(jiàn)圖8），砂體上部自然伽馬為低值，平均22API，較光滑，邊灘沉積微相，巖性為石英砂巖。深側(cè)向電阻率200Ω·m，深感應(yīng)電阻率112．2Ω·m，呈減阻侵入；聲波時(shí)差217．5μs／m，密度2．495g／cm3，補(bǔ)償中子6．5p．u．，孔隙度8．28%，滲透率0．967×10－3μm2；綜合各種參數(shù)解釋氣層。砂體下部自然伽馬為高值，平均42．5API，呈鋸齒狀，決口扇沉積微相，巖性為巖屑砂巖。深側(cè)向電阻率63．1Ω·m，深感應(yīng)電阻率31．6Ω·m，呈增阻侵入；聲波時(shí)差213．0μs／m，密度2．545g／cm3，補(bǔ)償中子升高為10．5p．u．，孔隙度6．23%，滲透率0．141×10－3μm2，物性變差，含水飽和度增高。綜合各種參數(shù)解釋水層。優(yōu)化射孔段，選擇3634．0～3636．0m段射孔壓裂，壓裂后日產(chǎn)氣40832m3，水1．5m3。

圖8 S171井盒8段地層測(cè)井綜合成果圖

4 結(jié) 論

（1）W區(qū)盒8段有效儲(chǔ)層為孔隙－裂縫型雙孔介質(zhì)強(qiáng)非均質(zhì)性的低孔隙度特低滲透率儲(chǔ)層。依據(jù)該區(qū)儲(chǔ)層的巖性、物性及孔隙結(jié)構(gòu)特征分析，并結(jié)合試氣結(jié)果和電性特征，將該區(qū)的有效儲(chǔ)層劃分為高孔隙度高滲透率低密度型、低孔隙度高滲透率中高密度型、低孔隙度中低滲透率型3種類型。

（2）根據(jù)氣水層的地質(zhì)特征，用“沉積微相＋非均質(zhì)性＋有效厚度”的三因素綜合評(píng)價(jià)法尋找低自然伽馬的光滑段，能簡(jiǎn)便、快速、有效識(shí)別氣水層，以便優(yōu)化射孔井段高效開(kāi)發(fā)氣藏。

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