王小娟 鐘佳倚 李明秋 溫夢晗 張曉麗

（中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院）

四川盆地蓬萊地區(qū)須家河組須二氣藏氣水關(guān)系初探*

王小娟 鐘佳倚 李明秋 溫夢晗 張曉麗

（中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院）

在小層細分、沉積、儲層研究的基礎(chǔ)上，充分利用氣水分析化驗和試采資料，系統(tǒng)分析了須二氣藏氣水特征。認為蓬萊地區(qū)須二氣藏氣水分布主要受控于儲集體和構(gòu)造位置，單個儲集體內(nèi)氣水總體具有“上氣下水”特征、優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育的地區(qū)含氣性好；氣層主要分布在距須二段頂界90 m以內(nèi)的T3x24、T3x25砂層組，下部T3x21、T3x22和T3x23砂層組主要為氣水同層。圖6表1參15

四川盆地蓬萊須家河組須二段地層水氣水關(guān)系

0 引言

蓬萊地區(qū)位于四川省遂寧市境內(nèi)，構(gòu)造上隸屬于四川盆地川中古隆中斜平緩構(gòu)造帶的中部，東鄰合川氣田，南接安岳氣田（圖1）。近年來，在蓬萊地區(qū)以上三疊統(tǒng)須家河組為目的層部署了一批探井，多口井在須二段獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，證實該區(qū)須二氣藏具有較大的勘探開發(fā)價值。但蓬萊地區(qū)須二段出水普遍，多口老井投入試采后出水量較大，地層水的侵入嚴(yán)重制約著有水氣藏的高效開發(fā)，儲層滲流條件、地層水水體的大小和存儲方式是影響氣藏采收率的重要因素［1］，而目前國內(nèi)部分學(xué)者（李偉、雍自權(quán)等）開展了四川盆地中部地區(qū)地層水地球化學(xué)等方面的研究[2-3]，但對須家河組氣水關(guān)系的研究較少。因此，弄清氣水產(chǎn)出部位和地層水分布特征對指導(dǎo)須家河組天然氣的勘探開發(fā)具有重要意義。

圖1 四川盆地蓬萊地區(qū)構(gòu)造位置圖

1 蓬萊地區(qū)須二氣藏基本特征

1.1 地層及沉積相特征

蓬萊地區(qū)須家河組須二段為辨狀河三角洲前緣沉積，主要發(fā)育水下分流河道和河口壩砂體。巖性主要為灰白色細—中粒砂巖，夾薄層灰黑色泥巖，平面分布較穩(wěn)定，厚度一般在150～220 m，由東向西逐漸增厚。

依據(jù)須二段巖石學(xué)特征、巖性組合特征及變化規(guī)律、測井曲線（自然伽馬和深淺雙側(cè)向）特征等，井震結(jié)合，確定可識別界面及其地質(zhì)意義，通過高分辨層序地層學(xué)理論和旋回對比，將須二段由下至上細分為須二1—須二5（T3x21～T3x25）5個含氣砂層組。各砂層組巖性以中—細粒長石巖屑砂巖為主，縱向差異性不大，但其間有泥巖分隔（圖2，表1）。蓬萊地區(qū)砂層組與安岳地區(qū)的上、下亞段具有可對比性，蓬萊地區(qū)T3x23砂層組的底部相當(dāng)于安岳地區(qū)下亞段的“腰帶子”頂部（圖3），在地震剖面上亦可連續(xù)追蹤對比。

圖2 四川盆地蓬萊地區(qū)須二段綜合柱狀圖

表1 蓬萊地區(qū)須二段砂層組特征表

圖3 安岳地區(qū)與蓬萊地區(qū)須二段典型井小層對比圖

1.2 儲層基本特征

蓬萊地區(qū)各砂層組之間儲集巖巖石學(xué)特征差異較小，巖性主要為中—細粒長石巖屑砂巖。儲集空間類型主要為粒內(nèi)溶孔、殘余粒間孔和微裂縫；喉道類型以縮頸型喉道、片狀喉道為主；孔隙結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為小孔、中喉、中分選、連通較好的特征，孔隙結(jié)構(gòu)為小孔中喉型。儲層段（φ＞6%）平均孔隙度為6.66%，集中分布在6%～7%區(qū)間內(nèi)；滲透率分布在0.05～0.89 mD，平均為0.13 mD；儲層含水飽和度介于11.1%～96.4%之間，平均為56.1%，揭示蓬萊須二段儲層具低孔、低滲、高含水飽和度的特征。儲層電性特征表現(xiàn)為低自然伽瑪、低電阻、高聲波時差特征，GR集中在60~90API之間，聲波時差范圍在63~72 μs/ft，電阻率在5 Ω·m以上，集中在10~30 Ω·m。儲集類型為裂縫-孔隙型。

1.3 須二氣藏油、氣、水性質(zhì)

蓬萊地區(qū)須二氣藏產(chǎn)出流體包括油、氣、水三相，以氣為主。天然氣組分中甲烷含量均在80%以上，平均88%，不含硫化氫，氣質(zhì)較好。凝析油密度在0.765~0.767 g/cm3，黏度0.62~0.82 MPa·s。計算綜合氣油比為8375 m3/m3，凝析油含量約為90 g/m3（117 cm3/m3），屬低含凝析油凝析氣藏。

據(jù)水分析資料統(tǒng)計，蓬萊地區(qū)須二段地層水均為CaCl2型，pH值一般為5.70~6.28，Cl-含量變化范圍為91221~136423 mg/L，另外還含有少量I-、Br-、B-等微量元素，尤其是Br-元素含量較高，這可能與富含Br-的煤系烴源巖生烴排水混入有關(guān)[4]。相對密度在1.10~1.16之間，總礦化度分布在152.28~220.59 g/L間，地層水鈉(鉀)氯系數(shù)[(Na++K+)/Cl-]較低，多在0.41~0.47，具有較高的變質(zhì)系數(shù)，[(Cl--Na+)/Mg2+]多為27~59，不含硫酸根離子(SO42-)，展示出高變質(zhì)地層水的特征，具有極好的還原條件或封閉條件[5-7]。

從合川—蓬萊地區(qū)地層水礦化度平面分布特征看，這個區(qū)域礦化度整體較高，一般大于160 g/L，局部高值區(qū)達200 g/L；蓬萊地區(qū)高礦化度區(qū)呈帶狀展布，同安岳、合川等地高值區(qū)較分散，平面變化有所不同（圖4）。表明各區(qū)地層水連通性較差，可能由儲層的非均質(zhì)性造成。

圖4 蓬萊—合川地區(qū)地層水礦化度平面分布圖

1.4 氣藏類型

蓬萊地區(qū)須二氣藏氣、水分布不受構(gòu)造圈閉的控制，縱向上無明顯的氣水層界限，氣層分布主要受有效儲層的控制，屬于構(gòu)造背景下的巖性圈閉氣藏。

2 氣水分布特征

地層水產(chǎn)出受到多方面因素影響：①烴源巖發(fā)育程度及生烴強度，當(dāng)生烴強度較大時，圈閉充滿度較高，地層水產(chǎn)出少；②構(gòu)造特征及其演化，當(dāng)處于構(gòu)造相對低部位時易富含地層水；③儲層非均質(zhì)性，即物性較好時，含氣性好，物性差則地層水較多[8-10]。蓬萊地區(qū)構(gòu)造總體較平緩，僅局部地區(qū)發(fā)育小潛高，且儲層的非均質(zhì)性較強，導(dǎo)致氣水分異較差，產(chǎn)水普遍。

2.1 平面上，單儲集體內(nèi)構(gòu)造高部位富氣，構(gòu)造低部位含水

合川—蓬萊地區(qū)為一個大型的三角洲體系[11]，在三角洲水下分流河道微相內(nèi)儲層最為發(fā)育，目前高產(chǎn)氣井主要集中在優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育區(qū)（圖5），表明天然氣富集主要受沉積微相的控制。

圖5 蓬萊地區(qū)須二段4、5砂層組地震預(yù)測儲層厚度與產(chǎn)能分布綜合圖

受儲層非均質(zhì)性的影響，該區(qū)無明顯的氣水界面。在合川—蓬萊三角洲體系內(nèi)，由合川至安岳、蓬萊地區(qū)隨著海拔高度逐漸降低，單個儲集體內(nèi)含氣性逐漸變差，含水程度變高。同一套砂組內(nèi)，合川測試日產(chǎn)水量一般小于10 m3，產(chǎn)層平均含水飽和度為34%～42%，安岳測試日產(chǎn)水量一般小于20 m3，產(chǎn)層平均含水飽和度為39%～47%，蓬萊地區(qū)多口井日產(chǎn)水量達50 m3以上，產(chǎn)層含水飽和度為43%～50%，表明氣水分布受儲集體和區(qū)域構(gòu)造的控制，具有在儲集體內(nèi)部高部位富氣，低部位富水特征。

2.2 縱向上表現(xiàn)為上氣下水，氣層主要分布在上部兩套砂層組

蓬萊地區(qū)須二段T3x24和T3x25砂層組是測井儲層評價、單砂層組測試、試采證實為氣層；T3x21、T3x22和T3x23砂層組無單砂層組測試獲工業(yè)氣流井，多為低產(chǎn)氣流或微氣，并產(chǎn)水；測井解釋一般為氣水同層或水層，電阻率基線較上部4、5砂層組明顯偏低，含氣飽和度變低（圖6）。因此認為，蓬萊地區(qū)須二段縱向上總體遵循上氣下水的規(guī)律，T3x24和T3x25砂層組為主產(chǎn)氣層，下部砂層組為富含水層。氣層厚度一般在60～90 m，自然伽瑪60～80 API，電阻率多大于10 Ω·m。

圖6 蓬萊102井須二段儲層綜合評價圖

3 地層水賦存形式及產(chǎn)出特征

3.1 氣層段主要發(fā)育結(jié)合水和毛細管水，下部三個砂層組存在重力水

地下液態(tài)水分為結(jié)合水、毛細管水、重力水三種形式[12]。結(jié)合水主要受顆粒引力作用，以薄膜狀水膜形式存在，一般不會隨流體帶出；毛細管水為儲存于巖石毛細孔隙中受毛細管力和重力作用的自由水；重力水為在重力作用下能自由運動的地下水[13]。蓬萊地區(qū)須二段儲層礦物顆粒表面黏土膠結(jié)物發(fā)育，孔隙喉道具有分選差、細歪度等特征，因此普遍存在薄膜狀結(jié)合水和毛細管水。而在T3x21、T3x22和T3x23砂層組發(fā)育有明顯的可動水層，這表明下部砂層組還存在有重力水。

3.2 地層水主要為下部富水砂體產(chǎn)出

目前發(fā)現(xiàn)的川中須家河組須二氣藏儲層均具有低孔、低滲、高含水飽和度特征，開采過程中由于局部壓力下降，原本不動的毛細管水轉(zhuǎn)化為可動水，伴同天然氣產(chǎn)出，導(dǎo)致氣藏在開采中無論投產(chǎn)初期是否產(chǎn)水，投產(chǎn)一段時間后均開始產(chǎn)水[14-15]。

蓬萊地區(qū)須二氣藏的產(chǎn)水量明顯較已發(fā)現(xiàn)的隆起帶須二氣藏大，主要原因在于下部砂層組“富水”。存在部分探井單獨測試上部4、5砂層組產(chǎn)大水，分析原因多為緊鄰或位于須二段底部小斷層上，斷層封堵性差，均為方解石或石英半充填，當(dāng)上部氣層開采時，下部地層水可順斷層竄入。亦有少部分井，如蓬萊104井，測井解釋為氣層，單井和地震剖面上均未見裂縫或斷層，但測試產(chǎn)水，此類井產(chǎn)水可能為鉆井或加砂壓裂過程中溝通了局部封存水造成。

4 結(jié)論與認識

（1）蓬萊地區(qū)須二段縱向上可分為五個砂層組，儲層具有低孔、低滲、高水飽和度的特征，儲集類型為裂縫-孔隙型；流體產(chǎn)出具有油、氣、水三相特征，天然氣氣質(zhì)好，凝析油含量低，地層水含量高，變質(zhì)程度高，氣藏具有較好的還原條件或封閉條件，表現(xiàn)為巖性圈閉氣藏。

（2）蓬萊地區(qū)氣水分布平面上主要受儲集體的控制；縱向上受高低位置的控制，總體表現(xiàn)為“上氣下水”特征。蓬萊地區(qū)氣層主要分布在距須二段頂90m以內(nèi)的T3x24和T3x25砂層組中，T3x21、T3x22和T3x23為富含水層，建議在鉆井設(shè)計完鉆層位在須二段第四砂層組底部。

（3）蓬萊地區(qū)須二段中上部氣層段地層水主要為結(jié)合水和毛細管水，下部砂層組還包含有部分重力水，建議井位部署時避開須家河組底部斷裂，以免大量地層水由斷層導(dǎo)通產(chǎn)出。

（4）針對蓬萊地區(qū)整體束縛水含量高，上部為主要含氣層，下部還含可動水的特點，在油氣勘探過程中，建議只鉆探上部砂層組儲層發(fā)育區(qū)，尤其要避開下部小斷裂，避免地層水的竄通；對于上部層段生產(chǎn)井在生產(chǎn)過程中亦應(yīng)考慮控制生產(chǎn)壓差，避免壓力釋放地層水快速產(chǎn)出。

1程超，未勇，黃靜，等.蜀南地區(qū)碳酸鹽巖有水氣藏地層水存儲方式研究[J].長江大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）理工，2012，9（8）:51-54.

2李偉，楊金利，姜均偉,等.四川盆地中部上三疊統(tǒng)地層水成因與天然氣地質(zhì)意義[J].石油勘探與開發(fā)，2009，36（4）: 428-435.

3雍自權(quán)，李俊良，周仲禮,等，川中地區(qū)上三疊統(tǒng)香溪群四段地層水化學(xué)特征及其油氣意義[J].物探化探計算技術(shù)，2006，28（1）:41-45.

4陳軍，樊懷才，杜誠,等，典型低孔低滲氣藏產(chǎn)水特征研究-以平落壩氣田須二氣藏為例[J].小型油氣藏，2008：32-36.

5劉濟民.油田水文地質(zhì)勘探中水化學(xué)及其特征指標(biāo)的綜合應(yīng)用[J].石油勘探與開發(fā)，1982，9（6）：49-55.

6劉崇禧，孫世雄.水文地球化學(xué)找油理論與方法[M].北京地質(zhì)出版社，1988.

7李偉，劉濟民，陳曉紅.吐魯番坳陷油田水地化特征及其石油地質(zhì)意義[J].石油勘探與開發(fā)，1994，12（5）：12-18.

8夏崇雙.不同類型有水氣藏提高采收率的途徑和方法[J].天然氣工業(yè)，2002，22（增刊），73-77.

9趙利杰，蔣有錄，劉華,等.饒陽凹陷留西-留北地區(qū)新近系地層水特征及其與油氣分布的關(guān)系[J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報，2012，34（2），57-62.

10王曉梅，趙靖舟，劉新社，等.蘇里格地區(qū)致密砂巖地層水賦存狀態(tài)和產(chǎn)出機理探討[J].石油實驗地質(zhì)，2012，34（4）:401-405.

11謝繼容，李國輝，唐大海,等.四川盆地上三疊統(tǒng)須家河組物源供給體系分析[J].天然氣勘探與開發(fā)，2006，9（4）：1-3.

12王曉梅，趙婧舟，劉新社,等，蘇里格氣田西區(qū)致密砂巖儲層地層水分布特征[J].石油與天然氣地質(zhì)，2012，33（5）: 802-820.

13劉芳槐，顏婉蓀.油氣田水文地質(zhì)學(xué)原理[M].石油工業(yè)出版社，1991.

14劉正中，楊錦林，李華昌.川西新場氣田地層水分布規(guī)律與對策[J].天然氣工業(yè)，2005，25（2）：33-35.

15宮亞軍，沈忠民，劉四兵,等.川西坳陷新場地區(qū)須家河組地層水的地化特征研究[J].四川地質(zhì)學(xué)報，2010，30（1）：72-74.

（修改回稿日期2014-10-09編輯王曉清）

國家重大科技項目（2011ZX05001-005）“四川盆地巖性油氣藏富集規(guī)律與目標(biāo)評價”。

王小娟，女，1982年出生，碩士，工程師；2006年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（北京），主要從事油氣勘探研究工作。地址：（610041）四川省成都市高新區(qū)天府大道北段12號石油科技大廈。電話：（028）86015108。E-mail：wxj_82@petrochina.com.cn