杜 凡

（西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安 710069）

蘇里格氣田蘇20井區(qū)儲(chǔ)層宏觀非均質(zhì)性研究

杜 凡

（西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安 710069）

儲(chǔ)層非均質(zhì)性是制約油氣田開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵因素，研究出儲(chǔ)層非均質(zhì)性是油氣田前期目的層位鉆取以及中后期壓裂、注水開(kāi)發(fā)具有重要的指導(dǎo)作用。蘇20井區(qū)位于蘇里格氣田中部偏西地區(qū)，氣田已經(jīng)進(jìn)入開(kāi)發(fā)的瓶頸階段，通過(guò)對(duì)主力層位盒8段，與山1段層內(nèi)（韻律和夾層）、層間（砂地比、滲透率、隔層）和平面非均質(zhì)性三個(gè)方面的研究，主力層位均表現(xiàn)出較強(qiáng)的非均質(zhì)性，其中盒8下段非均質(zhì)性相對(duì)較弱，是井區(qū)產(chǎn)氣的優(yōu)勢(shì)層位。

非均質(zhì)性；砂地比；滲透率；蘇20井區(qū)

蘇里格氣田位于蘇里格廟地區(qū)，屬于鄂爾多斯盆地陜北斜坡北部地區(qū)，范圍大致北抵內(nèi)蒙古鄂托克后旗的敖包加汗，西至內(nèi)蒙古鄂托克前旗、東起烏審旗的桃利廟、南至陜西定邊縣的安邊，勘探面積約為兩萬(wàn)平方千米。蘇20井區(qū)位于蘇里格氣田中部偏西，研究區(qū)面積約500平方千米。

二疊系下石盒子組盒8段兼顧山西組山1段是該地區(qū)產(chǎn)氣主力層位，為一套以石英砂巖為主的，伴有巖屑石英砂巖。砂巖粒徑多以中粗粒、粗粒結(jié)構(gòu)為主，分選較差，膠結(jié)方式為再生式－孔隙式膠結(jié)[1，2]。通過(guò)測(cè)井曲線反映，主力砂層是通過(guò)多期疊置形成，總體具有較強(qiáng)非均質(zhì)性，因而尋找相對(duì)較好儲(chǔ)層尤為重要[3，4]。

1 層內(nèi)非均質(zhì)性

指單個(gè)砂層內(nèi)部垂向上的變化，它是控制水淹厚度以及氣水波及系數(shù)的主控地質(zhì)因素，主要研究?jī)?nèi)容是：垂向韻律性、沉積構(gòu)造的垂向變化、層內(nèi)夾層、層內(nèi)滲透率非均質(zhì)程度及垂直滲透率與水平滲透率比值等[5]。

1.1 垂向韻律性

根據(jù)巖心觀察和綜合錄井資料表明（見(jiàn)圖1），本區(qū)目的層具有多種韻律模式。本井區(qū)以復(fù)合韻律為主，次之為正、反韻律。正韻律是指垂向上砂體自上而下逐漸變粗，自然伽馬與自然電位均呈鐘型，反韻律則是自上而下砂體逐漸變細(xì)，自然伽馬與自然電位呈漏斗型；復(fù)合韻律又可分為正復(fù)合韻律，正反復(fù)合及反復(fù)合韻律等三類(lèi)。多種韻律模式的出現(xiàn)主要受辮狀河道帶沉積過(guò)程所控制，主要由于河道帶的擺動(dòng)遷移對(duì)砂體的影響，各時(shí)期砂體的厚度變化很大、保留不完整，平面上砂體大面積連片分布，側(cè)向具多種接觸方式，以多層式縱向迭加為主，粒度粗、細(xì)砂巖均有分布。

蘇20井具有垂向韻律復(fù)雜的特點(diǎn)。無(wú)論是巖性還是電性或者是物性，均表現(xiàn)出復(fù)雜的韻律組合，是復(fù)合韻律的典型表達(dá)。

蘇20井代表井區(qū)主體部位，其盒8下1底部，從巖性與沉積構(gòu)造以及電測(cè)曲線可看出兩三期多期砂體疊置；從物性看，均表現(xiàn)在由低孔滲薄夾層分隔的無(wú)規(guī)律特點(diǎn)，在這類(lèi)最佳的儲(chǔ)層中，復(fù)合韻律層的出現(xiàn)就大大的增加了層內(nèi)垂向非均質(zhì)性。

1.2 沉積構(gòu)造垂向變化特征

本區(qū)常見(jiàn)的沉積構(gòu)造以平行層理、斜層理、槽狀交錯(cuò)層理為主。其中以平行層理和交錯(cuò)層理為多見(jiàn)。山1段一般以水平層理與板狀交錯(cuò)層理為主；盒8段常見(jiàn)兩種組合層理模式：第一種主要是由水平層理到斜層理的過(guò)渡，主要分布在盒8上段，第二種主要由于河流水動(dòng)力條件變強(qiáng)的緣由，由水平層理到交錯(cuò)層理的過(guò)渡。其中，在心灘沉積環(huán)境下以塊狀層理為主；板狀交錯(cuò)層理主要分布在中細(xì)砂巖中，為辮狀河河道砂壩下沉積，頂部有平行層理；河道充填一般發(fā)育小型的平行層理和交錯(cuò)層理；波狀砂紋層理為溢岸沉積類(lèi)型。

圖1 蘇20井巖性、電性、物性韻律特征圖

1.3 夾層及分布

層內(nèi)夾層是指位于砂層內(nèi)部的非滲透層或低滲透層。夾層對(duì)地下流體的運(yùn)移有阻擋或者隔絕作用。本區(qū)目的層夾層可分為巖性?shī)A層和物性?shī)A層兩類(lèi)。

巖性?shī)A層主要由泥巖和砂質(zhì)泥巖夾層構(gòu)成，在河道填積、決口扇微相常見(jiàn)；物性?shī)A層是指孔滲特低的巖性?shī)A層，本區(qū)主要有泥質(zhì)砂巖、粉砂巖及各類(lèi)含泥質(zhì)較多的細(xì)、中砂巖等，在心灘、河道填積、河底滯流沉積及決口扇相中部均有發(fā)育[6－8]。

據(jù)夾層密度和夾層頻率統(tǒng)計(jì)（見(jiàn)表1），7個(gè)小層中有1個(gè)小層的夾層平均密度大于0.4，占14.3%，有5個(gè)小層平均密度在0.35，占71.3%，其中1個(gè)小層無(wú)夾層。6個(gè)小層的夾層密度平均為0.36，說(shuō)明密度較大，夾層厚度超過(guò)砂巖厚度的1/3。

6個(gè)小夾層頻率范圍值在0.18～0.29，平均0.22，平均每4米多儲(chǔ)層就出現(xiàn)1個(gè)夾層，反映夾層分布普遍，非均質(zhì)性嚴(yán)重。

1.4 層內(nèi)滲透率非均質(zhì)性程度

層內(nèi)滲透率非均質(zhì)程度常用滲透率變異系數(shù)kb，滲透率突進(jìn)系數(shù)kt，滲透率級(jí)差kj，以及垂直滲透率和水平滲透率比值等來(lái)反映儲(chǔ)層非均質(zhì)程度[9]。

表1 夾層密度、夾層頻率統(tǒng)計(jì)表

（1）滲透率變異系數(shù)（見(jiàn)表2和表3）。

（3）滲透率級(jí)差：kj=kmax/kmin，級(jí)差接進(jìn)于 1，儲(chǔ)層越均質(zhì)。

表2 滲透率非均質(zhì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)表

根據(jù)滲透率非均質(zhì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)（見(jiàn)表2），從表3中可以看出：盒8段與山1段有明顯的差異，盒8中盒8上2與盒8下2顯示較強(qiáng)非均質(zhì)性，其三個(gè)參數(shù)處于臨界值附近，這充分表明了多期疊置的特點(diǎn)，在山1段，各小層均表現(xiàn)相對(duì)較弱的非均質(zhì)性，尤其以山12最為突出，變異系數(shù)與突進(jìn)系數(shù)分別為0.55與2.95，都位于臨界值之下，顯示良好儲(chǔ)層特征。

2 層間非均質(zhì)性

層間非均質(zhì)性是指儲(chǔ)層垂向上各砂層變化的規(guī)律性，主要包括沉積旋回性（韻律性）、分層系數(shù)、砂巖系數(shù)（砂地比）。

2.1 沉積旋回性

據(jù)巖心剖面及巖心觀察，本區(qū)目的層主要為一套正旋回沉積，與本區(qū)辮狀河沉積相是一致的。但由于心灘增生遷移的復(fù)雜性，局部地區(qū)也出現(xiàn)反旋回和正反復(fù)合旋回。

沉積旋回通常由幾個(gè)沉積韻律層組成，反映一個(gè)時(shí)期沉積環(huán)境特性的變化過(guò)程。在一個(gè)沉積過(guò)程，各階段沉積的砂體，均會(huì)因?yàn)槌练e環(huán)境的變化，而使其性質(zhì)各異，這就必然造成較強(qiáng)的層間非均質(zhì)性，如泥質(zhì)含量變化，會(huì)導(dǎo)致層與層之間物性有變化。

在蘇20井區(qū)，從選出65個(gè)井層泥質(zhì)含量、孔隙度、滲透率參數(shù)作圖，表現(xiàn)出盒8上－盒8下－山1旋回性特點(diǎn)（見(jiàn)圖2），盒8下1處于旋回發(fā)育的變化期，砂卸載量大，泥質(zhì)相對(duì)減少，與其他層對(duì)比層間差異較大，這一點(diǎn)在小層物性均值圖中也很明顯（見(jiàn)圖3）。

表3 層內(nèi)非均質(zhì)性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

圖2 蘇20井區(qū)層組間物性的旋回性變化圖

圖3 蘇20井區(qū)小層間物性均值旋回性變化圖

2.2 砂巖系數(shù)

砂層總厚與地層總厚的比值。反映砂巖發(fā)育程度。從砂巖系數(shù)分布圖及表可見(jiàn)（見(jiàn)表4、圖4）盒8段砂地比高，其中以盒8下1最高；山1段砂地比比盒8段小，特別是山13小層。

表4 砂巖系數(shù)統(tǒng)計(jì)表

2.3 分層系數(shù)

分層系數(shù)表示層系內(nèi)砂層的層數(shù)。即鉆遇砂層總數(shù)/井?dāng)?shù)的比值。分層系數(shù)越大，層間非均質(zhì)性越嚴(yán)重。統(tǒng)計(jì)表明（見(jiàn)圖5），盒8段分層系數(shù)明顯大于山1段，非均質(zhì)性較強(qiáng)，層內(nèi)中以盒8上2與盒8下2相對(duì)較小。

2.4 層間隔層及分布特征

椐巖心資料及物性分析資料表明，本區(qū)目的層隔層巖性主要為泥巖及特低滲透層砂質(zhì)泥巖和壓實(shí)致密的粉砂巖。隔層厚度較大，單層最大厚度可達(dá)30 m，一般5 m～10 m。隔層分布受泛濫平原相控制。此外，決口扇和廢棄河道的細(xì)粒沉積有時(shí)也形成隔夾層。

根椐隔層的厚度、連續(xù)性和延伸規(guī)?？蓪⒏魧臃譃槿?lèi)：（1）區(qū)域性隔層：?jiǎn)螌雍穸却笥?0 m，延伸遠(yuǎn)，分布廣，連續(xù)性強(qiáng)，該類(lèi)型主要分布在本區(qū)山11～山12段，其次是盒8下2段；（2）井間隔層：?jiǎn)螌雍穸刃∮?0 m，可在多井間對(duì)比，僅在井間范圍內(nèi)起分隔作用,主要分布在盒 8上段、盒 8下1段及山 13段；（3）不穩(wěn)定隔層：厚度一般在2 m～5 m，僅在單砂層之間起分隔作用。

圖4 砂巖系數(shù)分布圖

圖5 分層系數(shù)分布圖

3 平面非均質(zhì)性

以7個(gè)小層的砂體為基本的研究單元，分析各層的平面非均質(zhì)性。由砂體的分布情況來(lái)看，研究區(qū)各小層砂體的平面非均質(zhì)性較強(qiáng)，砂體的具體分布有以下特點(diǎn)：

盒8上1與盒8上2小層比較，盒8上1孤立砂體分布明顯、連通差，非均質(zhì)性要強(qiáng)。整個(gè)盒8上儲(chǔ)層規(guī)模小，但盒8上2砂體規(guī)模略大于盒8上1。

盒8下特別是盒8下2與其他目的層比較，砂體厚度大、孤立砂體規(guī)模也較大、多數(shù)砂體有連通趨勢(shì)，是研究區(qū)非均質(zhì)性相對(duì)弱的儲(chǔ)層。

山1亞段三個(gè)小層砂體分布特點(diǎn)表現(xiàn)出一致性最差，砂體分布規(guī)模小且很局限。盒8下2砂體各井區(qū)的層厚與層數(shù)，在與周?chē)渌g均表現(xiàn)為單層且厚度大，在近東西向井一線表現(xiàn)出層多、厚薄不均。

4 結(jié)論

（1）本區(qū)為辮狀河道沉積控制，砂體顯示為多期疊置，韻律性以復(fù)合韻律為主，本地區(qū)的夾層為巖性與物性?shī)A層兩類(lèi)，夾層密度都較大，各小層均顯示出較強(qiáng)非均質(zhì)性，通過(guò)滲透率各參數(shù)表明，盒8下1的級(jí)差是最小的，顯示相對(duì)較弱的非均質(zhì)性。

（2）層間非均質(zhì)性表明，本區(qū)為一套正旋回沉積，從砂地比數(shù)據(jù)可看出，盒8下1的比例最高，砂層厚度最大，可以判定為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，盒8段整體相對(duì)山1段而言顯示出較弱的非均質(zhì)性。

（3）盒8上下兩段區(qū)別明顯，盒8上呈現(xiàn)連通差，砂體展布范圍小的特點(diǎn)，盒8下，尤其是盒8下2與周?chē)纳绑w有明顯的連通趨勢(shì)。

［1］于翠玲，林承焰.儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究進(jìn)展［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2007，14（4）：15-18.

［2］魏旭，侯中健.蘇里格召30井區(qū)盒8段儲(chǔ)層特征及影響因素［J］.石油地質(zhì)與工程，2013，27（6）：39-42.

［3］葉成林，王國(guó)勇，何凱，等.蘇里格氣田儲(chǔ)層宏觀非均質(zhì)性－以蘇53區(qū)塊石盒子組8段和山西組1段為例［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2011，32（2）：236-244.

［4］郝騫，張吉，路中奇，等.蘇里格氣田西區(qū)蘇48區(qū)塊儲(chǔ)層微觀特征及其對(duì)儲(chǔ)層的影響作用［J］.天然氣地球科學(xué)，2012，23（6）：1011-1018.

［5］裘亦楠.油氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1997.

［6］白奮飛，史云鶴，曹金舟，等.鄂爾多斯盆地子長(zhǎng)油田長(zhǎng)2油層組非均質(zhì)性研究［J］.應(yīng)用化工，2011，40（1）：132-136.

［7］陳克勇，張哨楠，胡永章，等.塔巴廟上古生界碎屑巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性及控制因素［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自科版），2007，34（3）：273-276.

［8］張磊鋒.鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組儲(chǔ)層特征及宏觀非均質(zhì)性［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2008，（5）：211-214.

［9］吳恒.鄂爾多斯盆地蘇14井區(qū)盒8段沉積微相與儲(chǔ)層宏觀非均質(zhì)性研究［D］.成都理工大學(xué)，2015.

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1673-5285（2017）08-0093-06

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.08.022

2017－07-15