程曦?張勁

摘要：近年來，中國石油化工股份有限公司在四川盆地西部中三疊統(tǒng)雷口坡組天然氣勘探中取得了重要的進展，川西地區(qū)已成為其"十三五"天然氣勘探開發(fā)增儲上產(chǎn)的重點區(qū)塊。為了進一步認識川西地區(qū)雷口坡組儲層的特征及控制因素，基于對巖石薄片、巖心等的觀察，利用巖心物性和壓汞曲線分析資料，結合測井解釋成果，研究了該區(qū)石羊場—金馬—鴨子河地區(qū)的儲層特征及儲層發(fā)育控制因素。研究結果表明：①該區(qū)雷口坡組發(fā)育潮坪相白云巖儲層，可劃分為上、下兩個儲層段和一個隔層段;②上儲層段儲層巖性、儲集空間類型和孔喉組合相對簡單，以微（粉）晶云巖為主，局部發(fā)育相對優(yōu)質的中孔隙度—低滲透率的微晶云巖儲層，主要為孔隙型儲層;③下儲層段儲層巖性、儲集空間類型和孔隙結構復雜多樣，非均質性強，以（特）低孔隙度—（特）低滲透率儲層為主，主要為裂縫—孔隙型儲層;④儲層縱向上非均質性較強，各類儲層呈薄互層交替出現(xiàn)，有效儲層厚度介于30.0～56.6 m，但下儲層段的累計厚度和整體物性優(yōu)于上儲層段;⑤云坪、藻云坪微相和白云石化作用控制了白云巖的分布，為儲層發(fā)育奠定了巖性基礎;⑥潮間帶高頻旋回控制的多期準同生溶蝕作用是優(yōu)質儲層發(fā)育的關鍵因素;⑦埋藏期的油氣充注抑制了規(guī)模膠結物的形成，使得早期形成的孔隙得以較好的保存?；谒拇ㄅ璧刂腥B統(tǒng)雷口坡組的深入研究和油氣勘探過程分析，總結了目前有關雷口坡組的基本認識：①烴源復雜且主力烴源層不明確，混源氣占多數(shù);②儲集層類型多樣，既有灘相儲層、風化殼巖溶儲層，又有微生物巖儲層;③儲集層層位多，雷一段、雷三段、雷四段均有優(yōu)質儲層發(fā)育，但各段優(yōu)質儲層發(fā)育的主控因素和形成機理不清楚;④油氣成藏機理復雜，過程不明。據(jù)此，提出四川盆地中三疊統(tǒng)雷口坡組天然氣勘探的關鍵地質問題有：①氣藏主力烴源巖和輸導系統(tǒng)問題;②儲層類型、成因和分布問題;③氣藏成藏過程和機制問題。只有這些關鍵地質問題的研究取得較大進展，雷口坡組的勘探才有望發(fā)現(xiàn)成片成帶的規(guī)模性天然氣藏。

關鍵詞：雷口坡組;烴源巖;儲層成因;成藏過程;主控因素

致密砂巖氣在現(xiàn)今天然氣勘探和開發(fā)中具有重要地位?，F(xiàn)今世界各國對于致密砂巖氣的標準并不一致，根據(jù)中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準，致密砂巖氣定義為覆壓基質滲透率小于或等于0.1×103μm2的砂巖氣層。須家河組是四川盆地致密砂巖氣藏開發(fā)的主要儲集層，形成了眾多盆地內(nèi)儲量增長和產(chǎn)量接替的關鍵性氣藏。須家河組氣藏遍布整個盆地，但以川中地區(qū)最為發(fā)育，該區(qū)集中了盆地內(nèi)目前已發(fā)現(xiàn)儲量的80%，相繼在該區(qū)發(fā)現(xiàn)了八角場氣田、廣安氣田等多個大氣田。

川中地區(qū)須家河組致密砂巖儲層具有物性差、非均質性強、儲集空間復雜、層內(nèi)流體多樣性等特點，測井曲線所反映的儲層孔隙空間和流體信息很弱，測井計算孔隙度、滲透率參數(shù)的精度值較低，測井評價難度極大。目前國內(nèi)外致密砂巖儲層天然氣測井評價主要立足于三孔隙度測井資料，系統(tǒng)的綜合性陸相致密砂巖天然氣測井評價技術較少[7-12]。本文通過對研究區(qū)測井資料結合實鉆地層巖石資料進行研究，建立研究區(qū)科學適用的測井識別圖版，提高測井解釋曲線油氣發(fā)現(xiàn)成功率，從而提高低孔滲致密砂巖氣藏的勘探開發(fā)水平。

1 儲層巖石類型分類

根據(jù)對須家河組儲層鏡下薄片資料的統(tǒng)計分析，須家河組儲集巖類型主要為巖屑砂巖、巖屑石英砂巖、長石巖屑砂巖、石英砂巖等。儲層巖石中石英和巖屑含量較高，但長石等不穩(wěn)定碎屑含量較低，巖石成分成熟度高。見圖1、圖2。

1.細-中粒巖屑長石砂巖。長石含量21%，巖屑含量17%。岳104井，須二段，2228.61m。（正交偏光）2.中粒巖屑石英砂巖。石英含量76%，巖屑含量16%。岳114井，須二段，2251.91m。（單偏光）3.細粒長石巖屑砂巖，岳104井，須二段，2229m。（正交偏光）4.中-粗粒長石巖屑砂巖，岳112井，須二段，2343.57m。（正交偏光）

石英砂巖：一般位于須家河組須二段和須一段，自然伽馬值較低，一般小于25API;補償中子、體積密度較巖屑類砂巖明顯偏低，聲波時差較巖屑類砂巖明顯變大，為55～90μs/ft，深側向電阻率一般高于200Ω·m。

巖屑砂巖：廣泛存在于須家河組各組段地層中。須二段巖屑砂巖深側向電阻率10～450Ω·m，自然伽馬47～77API，聲波時差53～68μs/ft，密度值2.5～2.71g/cm3。

2 儲層分類評價

大量存在的巖屑且由于其易發(fā)生變形、壓實，使得該區(qū)砂巖致密化程度高、儲滲性能較低，隨著巖屑含量的增加，巖性越致密，對儲層越不利。致密儲層巖石的成分及含量的變化，會對常規(guī)測井曲線產(chǎn)生明顯的影響。

2.1 儲層識別方法

2.1.1 交匯圖版法

交匯圖版法是利用單層試氣資料的測井參數(shù)進行交匯來識別氣層和非氣層的經(jīng)驗方法，該方法能夠對氣層進行定量的評價。本文選取研究區(qū)探井試氣氣層、測井解釋氣層（含氣層）以及測井解釋干層作為研究對象，對選取層的測井參數(shù)進行交匯，得到相應層的測井參數(shù)極限值。

通過對相應層點的測井及解釋參數(shù)繪制了AC—POR、RT—POR交匯圖（圖 4），根據(jù)其結果確定了研究區(qū)須家河組儲層儲層流體性質判別的電性判別參考值（表1）。

2.1.2 三孔隙度組合識別法

由于天然氣的含氫指數(shù)與體積密度比油或水的小得多，因此，當儲層空間聚集或充滿天然氣時，氣層的密度要小于油層或水層，中子測井在氣層中表現(xiàn)為低值，聲波孔隙度測井出現(xiàn)高幅。在研究區(qū)探井須家河組試氣層段的測井資料顯示，氣層或氣水層相對于其它砂巖段儲層而言，呈現(xiàn)出相對較低的密度和中子特征，聲波時差曲線明顯出現(xiàn)高幅段;試氣、試采效果越好，中子測井值相對較低。因此，將中子與密度測井曲線以相反的方向進行刻度，密度值向左增大，中子值向左減小，在氣層處密度曲線右偏、中子曲線左偏，兩條曲線之間有明顯的幅度差，在圖上形成明顯的閉合區(qū)域（圖5）。潼南6井測試氣層段大部分都可用此法識別出來。

2.2 孔隙度計算

孔隙度表示的是單位體積地層中的孔隙體積，表示孔隙在巖石中總體積所占據(jù)的比例大小。在常規(guī)九條測井曲線中，密度、中子和聲波時差通常用于計算儲層的孔隙度。

但是，針對致密砂巖氣層，這三條測井曲線均表現(xiàn)出各自的缺陷。首先，聲波時差在含氣地層中會出現(xiàn)“周波跳躍”現(xiàn)象，即首波幅度明顯減小，而無法被記錄，使得測量的聲波時差比實際值大，如果這種現(xiàn)象持續(xù)出現(xiàn)，就會形成“周波跳躍”現(xiàn)象。其次，中子孔隙度在含氣地層中，會出現(xiàn)“挖掘效應”，即地層含有天然氣時，一部分孔隙空間的水被氣代替，天然氣使孔隙度中含氫指數(shù)減小，甚至比水還小，相當于挖掘了一定體積的骨架，生成了一個負的含氫指數(shù)附加值，就形成“挖掘效應”。這兩種情況下，研究人員無法使用對應的測井曲線計算儲層的孔隙度，否則會造成巨大的誤差。因此，只有密度測井曲線可以用于孔隙度計算，即使密度測井也受到井徑的影響，但可通過測井儀器消除。

如圖6所示，該圖為孔隙度POR和密度DEN交會圖，圖中數(shù)據(jù)來自于所選研究區(qū)，從圖中可以明顯看出，POR和DEN之間具有明顯的線性相關性。通過對圖中數(shù)據(jù)進行線性回歸，可以得到研究區(qū)的孔隙度計算模型，如式（1）所示，兩者的相關系數(shù)達到0.85。

POR = -28.90 ×DEN + 80.48

式中：POR為孔隙度，%;DEN為密度，g/cm3

2.3 飽和度計算

致密砂巖氣層的識別以 Archie 公式為基礎。通過對研究區(qū)須家河組地層巖石資料及常規(guī)測井資料統(tǒng)計分析，得出須二段、須四段儲層中泥質含量低，主要儲集空間為粒間孔、應力產(chǎn)生縫，故適用于阿爾奇公式進行儲層含水飽和度計算。

Archie公式標準形式：

式中：a—與巖性有關的系數(shù)，一般為0.6～1.5;

b—與巖性有關的系數(shù)，一般接近1，常取1;

m—膠結指數(shù)，取值區(qū)間：1.5～3，常取2左右;

n—飽和度指數(shù)，取值區(qū)間：1～4.3，以1.5～2.2居多，常取2;

Rw—地層水電阻率;

Sw—巖石含水飽和度。

式中，對于同一研究區(qū)域的致密砂巖氣層而言，參數(shù)a、b和地層水電阻率Rw都是固定值，由于沒有親油潤濕性的影響，飽和度指數(shù)n值也是統(tǒng)一值，雖然孔隙結構存在差異，但是，就同一層位而言，膠結指數(shù)m也無明顯差別，可以認定為定值。剩下的參數(shù)中，儲層電阻率Rt可以從測井曲線中讀取，孔隙度可以通過前面的模型計算，通過這些參數(shù)，就可以得到含水飽和度Sw，進而確定儲層中的含氣飽和度Sg。

為了更直觀地識別致密砂巖氣層，繪制含氣飽和度Sg和孔隙度POR交會圖（圖5，圖中數(shù)據(jù)來源于所選研究區(qū)，通過趨勢線劃分，建立研究區(qū)氣層識別圖版。根據(jù)建立的致密儲層段識別圖版，對研究區(qū)須家河組某段進行處理，能夠較好地識別致密砂巖氣層，如圖6所示。

3 結論

常規(guī)測井的普遍性以及其測井序列的經(jīng)濟性決定了其在致密砂巖氣層勘探、開發(fā)過程中具有廣泛應用。本文以四川盆地川中地區(qū)的須家河組致密砂巖氣層為研究對象，通過對研究區(qū)地層巖石物性特征、儲層常規(guī)曲線響應特征進行綜合分析，建立研究區(qū)孔隙度模型;最后，根據(jù)Archie公式，建立了研究區(qū)致密砂巖氣層的識別圖版，圖版的符合率為89%，實現(xiàn)了利用常規(guī)測井資料評價川中須家河組致密砂巖儲層的目的。

參考文獻：

[1] 鄒才能，李熙喆，朱如凱，等.SY/T 6832-2011，致密砂巖氣地質評價方法[M].北京：石油工業(yè)出版社，2011.

[2] 卞從勝，王紅軍，汪澤成，等.四川盆地致密砂巖氣藏勘探現(xiàn)狀與資源潛力評價[J].中國工程科學，2012（07）.

[3] 李闊，曾韜，潘磊.四川盆地須家河組儲層特征研究[J].巖性油氣藏，2012（01）.

[4] 張筠.川西地區(qū)致密碎屑巖儲層測井評價技術[J].測井技術，2004（05）.

[5] 陳超，劉韻，繆志偉.M地區(qū)致密砂巖儲層預測方法研究[J].巖性油氣藏，2013（06）.

[6] 王洪輝，黎鵬，段新國.四川盆地須家河組低孔致密砂巖孔隙度測井解釋研究[J].成都理工大學學報，2009（03）.

[7] 李云省，曾淵奇，田建波.致密砂巖氣層識別方法研究[J].西南石油學院學報，2003（01）.

[8] 唐海發(fā)，趙彥超等.致密砂巖儲層物性的主控因素分析[J].西安石油大學學報，2007（01）.

[9] 曾大乾，李淑貞.中國低滲透砂巖儲層類型及地質特征[J].石油學報，1994（01）.

[10] 章雄，潘和平，駱淼，等.致密砂巖氣層測井解釋方法綜述[J].工程地球物理學報，2005（06）.

[11] 古江銳，劉巖.國外致密砂巖氣藏儲層研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].國外油田工程，2009（07）.

[12] 葛祥，張筠等.川西須家河組致密碎屑巖裂縫與儲層評價[J].測井技術，2007（03）.

[13] 李舟波，潘葆之，等，譯.測井解釋原理與應用[M].石油工業(yè)出版社，1991.

[14] ARCHIE G E. The electrical resistivity log as an aid in determining some reservoir of characteristics[J]. Society of Petroleum Engineers，1942.

作者簡介：程曦（1991—），女，四川眉山人，工程師，研究方向：油氣地質。

（作者單位：1.成都理工大學;2.西南油氣田分公司勘探事業(yè)部;3.西南油氣田分公司勘探開發(fā)研究院）