姬玉平， 魏思宇， 韓龍愷， 齊治虎

(1.河南豫中地質(zhì)勘查工程有限公司，鄭州 450016；2.中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，北京 100083；3.河南省能源鉆井工程技術(shù)研究中心，鄭州 450016；4.河南省自然資源科技創(chuàng)新中心(非常規(guī)天然氣開發(fā)研究)，鄭州 450016)

1 地質(zhì)概況

自20世紀(jì)50年代以來，先后就有多家單位在南華北地區(qū)開展了勘探工作，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一些油氣苗，但至今尚未獲得較大工業(yè)突破[1-5]。周口坳陷是在華北地塊和華北地塊南緣構(gòu)造帶兩個(gè)構(gòu)造單元基礎(chǔ)上發(fā)育的大型中、新生代斷拗型坳陷。周口坳陷南為秦嶺一大別造山帶，北為太康隆起，東為淮北隆起和蚌埠隆起，西為豫西隆起，呈南深北淺的箕狀形態(tài)，面積約3.2×104km2[6-13]。周口坳陷內(nèi)部發(fā)育北西西向和北東至北東東向兩組規(guī)模較大的斷裂，劃分為16個(gè)凹陷(一般以斷裂為邊界)和2個(gè)凸起，平面上構(gòu)成“三凹二凸”共5個(gè)向南呈弧形凸出的構(gòu)造單元[14]。

圖1 井區(qū)構(gòu)造位置Figure 1 Well area structural position

皖亳地1井是中國地質(zhì)調(diào)查局在安徽省亳州市譙城區(qū)打的油氣地質(zhì)調(diào)查井。位于南華北地區(qū)周口坳陷次級構(gòu)造單元-亳州凸起之上，凸起東側(cè)顏集斷裂為一長期活動的生長斷層，主要發(fā)育有區(qū)域南部東西走向的宿北斷裂和區(qū)域東側(cè)北北東走向的阜陽深斷裂(圖1)。

鉆探目的：獲取鉆井地質(zhì)資料，查明安徽亳州地區(qū)地層層序，為該地區(qū)地震地質(zhì)層位標(biāo)定提供依據(jù)；獲取寒武系儲層物性及含油性等評價(jià)參數(shù)，摸清亳州地區(qū)地層發(fā)育特征，為評價(jià)皖北地區(qū)古潛山內(nèi)幕油氣資源潛力提供資料支撐。

2 實(shí)鉆地層

依據(jù)《江蘇省及上海市區(qū)域地質(zhì)志》，并參考測錄井資料，該井自上而下鉆遇的地層為第四系平原組，新近系明化鎮(zhèn)組，上寒武統(tǒng)鳳山組、長山組及崮山組；中寒武統(tǒng)張夏組、徐莊組、毛莊組、饅頭組及猴家山組，燕山期花崗巖(未揭穿)(表1)。

表1 皖亳地1井實(shí)鉆地層分層簡述

3 地層巖性、電性特征

3.1 第四系

井段：0～212.84m，厚212.84m。

巖性：巖性主要以黏土、亞黏土、粉細(xì)砂及粉砂質(zhì)黏土為主，底部為淺黃色礫石，弱固結(jié)，可見小孔洞。

3.2 新近系明化鎮(zhèn)組

井段：212.84～678.94m，厚466.10m。

巖性特征：巖性主要以棕灰色-灰綠色黏土、亞黏土與淺黃色細(xì)砂、粉砂巖互層為主，巖性較松散、弱固結(jié)，底部為礫石。

3.3 寒武系鳳山組

井段：678.94～947.87m，厚268.93m。

巖性特征：上部主要以灰黃色-灰質(zhì)泥巖、白云質(zhì)灰?guī)r及泥巖為主，性脆，局部較破碎；中部發(fā)育灰-灰黃色粉砂巖、細(xì)砂巖，可見方解石條帶；下部發(fā)育灰色白云巖及白云質(zhì)灰?guī)r，底部為灰色鮞粒灰?guī)r，可見泥質(zhì)條帶和方解石條帶，具水平和垂直裂隙，充填方解石脈(圖2)。

圖2 皖亳地1井寒武系鳳山組灰黃色泥巖Figure 2 Cambrian Fengshan Formation greyish yellowmudstone from well WBD No.1

電性特征：該組巖性變化較大，在上部以泥巖為主的地層中自然伽馬數(shù)值較高，在150API左右，深淺側(cè)向電阻率幾乎重合，數(shù)值較低；中部砂巖段自然伽馬數(shù)值相對較低，大致在30API左右，密度數(shù)值多在2.4～2.55g/cm3，聲波時(shí)差值多在60μs/ft左右，中子值8%左右，深側(cè)向電阻率比淺側(cè)向電阻率較大；下部灰?guī)r層段自然伽馬數(shù)值大多小于30API，聲波時(shí)差值多在30～60μs/ft，深淺側(cè)向電阻率差值較大(圖3)。

3.4 寒武系長山組

井段：947.87～1 011.87m，厚64.00m。

巖性特征：以淺灰、灰色白云質(zhì)灰?guī)r為主，粉晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，成分以方解石為主，白云石次之，局部含少量黃鐵礦散晶，裂隙充填白色方解石脈及可見黃鐵礦脈，裂隙寬1～9mm不等，含大量白云母碎片。

電性特征：碳酸鹽巖地層，自然伽馬數(shù)值較小，大多在30API以下，聲波時(shí)差大多在30～80 μs/ft，中子數(shù)值在3%左右，密度測井值在2.4～2.55g/cm3，電阻率較高，且深淺側(cè)向電阻率差值明顯。

圖3 皖亳地1井鳳山組砂巖段測井解釋成果(813～870m)Figure 3 Well WBD No.1 Fengshan Formation sandstone segment well logging interpreted results (depth 813～870m)

3.5 寒武系崮山組

井段：1 011.87～1 054.66m，厚42.79m。

巖性特征：上部發(fā)育近30m厚的灰色白云質(zhì)鮞粒灰?guī)r，粉晶狀結(jié)構(gòu)，成分以方解石為主，白云石次之，含大量鮞粒，鮞徑0.3～0.8mm，裂隙充填白色方解石脈，裂隙面發(fā)黃，寬2～70mm，孔洞徑2mm×2mm～2mm×10mm大小不等，粉末遇5%HCl溶液起泡反應(yīng)；下部發(fā)育灰黃色角礫狀灰?guī)r夾薄層棕色黏土，礫徑2×2mm～10×35mm大小不等，裂隙填充方解石脈，遇5%HCl溶液起泡反應(yīng)。

電性特征：碳酸鹽巖地層，自然伽馬數(shù)值在上部大多小于30API，在下部隨著泥質(zhì)含量增加出現(xiàn)大于30API得情況，聲波時(shí)差大多為40～67 μs/ft，上部鮞?；?guī)r中子值一般為3%～9%，下部角礫灰?guī)r中子數(shù)值為3%～21%、密度測井值在2.25～2.55g/cm3。

3.6 寒武系張夏組

井段：1 054.66m～1 269.76m，厚215.10m。

巖性特征：頂?shù)撞烤l(fā)育有灰色鮞粒狀灰?guī)r，鮞粒自上而下有增大趨勢，發(fā)育有不規(guī)則或垂直裂縫，充填方解石條帶，中間發(fā)育深灰-灰黑色泥質(zhì)條帶，稍污手，斷面偶見瀝青光澤，滴5%HCl溶液起泡反應(yīng)。中部發(fā)育灰色石灰?guī)r，粉晶結(jié)構(gòu)，成分以方解石為主，局部見大量鮞粒，具不規(guī)則及垂直裂隙，充填方解石脈，裂隙寬1～27mm，孔洞徑2mm×2mm～10mm×30mm不等，夾泥質(zhì)條帶，斷面可見瀝青光澤，較污手，遇5%HCl溶液起泡反應(yīng)(圖4)。

電性特征：碳酸鹽巖地層，自然伽馬數(shù)值較低，大多小于30API，聲波時(shí)差數(shù)值大多為25～70 μs/ft，密度測井值總體為2.45～2.58g/cm3，但頂?shù)變啥螖?shù)值略高，中子測井值多為-2%～3%，上段數(shù)值高于下段，該組電阻率較高，并且變化幅度較大，呈鋸齒狀，深淺側(cè)向差值明顯。

圖4 皖亳地1井寒武系張夏組鮞?；?guī)rFigure 4 Cambrian Zhangxia Formation oolitic limestonefrom well WBD No.1

3.7 寒武系徐莊組

井段：1 269.76～1 330.06m，厚60.30m。

巖性特征：頂部發(fā)育灰色-深灰色泥質(zhì)灰?guī)r、石灰?guī)r，泥晶結(jié)構(gòu)，垂直裂隙充填白色方解石脈，夾深灰色泥質(zhì)條帶，遇5%HCl溶液劇烈氣泡；中部發(fā)育砂質(zhì)泥巖，其上部未灰色、中部為灰紫色、下部深灰色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，垂直裂隙面附白色方解石膜，局部夾較多泥質(zhì)條帶；下部發(fā)育有深紫色泥巖，微層狀，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，局部含大量星點(diǎn)狀白云母碎片，具不規(guī)則及垂直裂隙，夾薄層石灰?guī)r，性脆，易呈薄片狀。

電性特征：以泥質(zhì)灰?guī)r和泥巖層段為主，自然伽馬數(shù)值較大，主要為150～270API，聲波時(shí)差在60～80μs/ft，中子在1.5%～9.1%；密度測井值為2.4g/cm3左右，電阻率整體較低，上部泥質(zhì)灰?guī)r地層深淺側(cè)向存在較小差值，下部泥巖段深淺側(cè)向測井曲線基本重合。

3.8 寒武系毛莊組

井段：1 330.06～1 350.76m，厚20.70m。

巖性特征：純灰?guī)r層段，發(fā)育灰色石灰?guī)r，粉晶結(jié)構(gòu)，主要成分為方解石，具不規(guī)則及垂直裂隙寬1～20mm，充填方解石脈，夾深紫色泥質(zhì)條帶及泥巖薄層，遇5%HCl劇烈起泡。

電性特征：碳酸鹽巖層段，自然伽馬測井曲線數(shù)值大多在30～120API，聲波時(shí)差主要在50～70μs/ft。中子在3%左右，密度測井值在2.5 g/cm3左右，地層電阻率變化幅度較大，深淺電阻率測井值差值較小。

3.9 寒武系饅頭組

井段：1 350.76～1 668.76m，厚318.00m。

巖性特征：該組巖性整體上表現(xiàn)為石灰?guī)r與泥巖互層，石灰?guī)r大多呈灰色-深灰色，粉晶結(jié)構(gòu)，主要成分為方解石，具不規(guī)則及垂直裂隙寬1～20mm，充填方解石脈，夾深紫色泥質(zhì)條帶及泥巖薄層，遇5%HCl溶液起泡反應(yīng)；泥巖整體表現(xiàn)為深紫-灰紫色，微層狀，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，具垂直及不規(guī)則裂隙，局部可見大量白云母碎片，夾灰色石灰?guī)r薄層,在1 616～1 657m層段為斷裂破碎帶(圖5)。

圖5 寒武系饅頭組灰?guī)r所夾泥質(zhì)條帶新鮮面及紫紅色泥巖Figure 5 Cambrian Mantou Formation limestone intercalated argillaceous banding fresh surface and purple mudstone

圖6 寒武系猴家山組斷裂破碎帶構(gòu)造部分巖心Figure 6 Part of rock cores form Cambrian Houjiashan Formation faulted rupture zone

電性特征：頁巖層段，自然伽馬數(shù)值較高，大多在150～240API，聲波時(shí)差主要在63～75μs/ft。中子為5%～9%，密度測井值在2.48 g/cm3左右，深淺側(cè)向電阻率基本重合；灰?guī)r層段，自然伽馬數(shù)值較低，大多小于30API，聲波時(shí)差主要在50μs/ft左右。中子為-1%～3%，密度測井值為2.44～2.53 g/cm3，深淺側(cè)向電阻率變化幅度大，二者差值較大。

3.10 寒武系猴家山組

井段：1 668.76～1 712.76m，厚44.00m。

巖性特征：上部發(fā)育紫色泥巖，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，垂直裂隙充填白色方解石脈，下部夾薄層灰質(zhì)泥巖。中部發(fā)育紫色灰質(zhì)泥巖，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，局部裂隙發(fā)育，裂隙面附白色方解石薄膜，具滑面，性脆，大部分遇5%HCl溶液起泡反應(yīng)；底部發(fā)育灰綠色細(xì)砂巖，成分以石英為主，長石次之，硅質(zhì)膠結(jié)，垂直裂隙充填白色方解石脈，偶見黃鐵礦散晶(圖6)。

電性特征：自然伽馬數(shù)值主要在60～120API，聲波時(shí)差主要在60～78μs/ft，中子在3%左右，密度測井值主要在2.48 ～2.55g/cm3，深淺側(cè)向電阻率基本重合，在灰質(zhì)泥巖層段數(shù)值較高。

3.11 燕山期花崗巖

井段：1 712.76～1 800.28m，未揭穿。

巖性特征：肉紅色、灰綠色中粗?；◢弾r，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要成分為它形粒狀石英、鉀長石、長板條狀斜長石、片狀黑云母、柱狀角閃石等，發(fā)育垂直裂縫(圖7)。

圖7 燕山期花崗巖Figure 7 Yanshanian granite

電性特征：電阻率變化范圍主要在1 200～18 000Ω·m，變化范圍較小；自然伽馬數(shù)值在30API左右；聲波時(shí)差為37.5～76.8μs/ft；中子在0～4%；密度測井值為2.4～2.7g/cm3；自然電位無異常。儲層物性較差，孔隙度較低。

4 油、氣、水顯示及儲層四性分析

4.1 油、氣、水層綜述

通過錄井儀對井段0～1 800.28m地層中全烴、組分進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測，在寒武系崮山組和張夏組發(fā)現(xiàn)氣測異常。

現(xiàn)場共發(fā)現(xiàn)氣測異常20.00m/3層，具體分析如下：

(1)油氣顯示①

異常井段：1 033.00～1 041.00m，視厚度8.00m。

層位：寒武系崮山組。

巖性：灰色鮞狀白云質(zhì)灰?guī)r。

氣測顯示：全烴由0.071%提高到0.216 4 %，C1：0.0671%提高到0.198 8 %。

巖心顯示：巖心出筒無油氣味，浸水無油花、未見氣泡。巖心出筒斷面干燥，無咸味，無H2S氣味，熒光干照、濕照無顯示。槽面顯示：無。

出口鉆井液性能參數(shù)：相對密度1.07g/cm3，漏斗黏度21s。

入口鉆井液性能參數(shù)：相對密度1.06g/cm3，漏斗黏度21s。

氣測解釋：干層。

(2)油氣顯示②

異常井段：1 076.00～1 085.00m，視厚度9.00m。

層位：寒武系張夏組。

巖性：灰色鮞狀白云質(zhì)灰?guī)r。

氣測顯示：全烴由0.099 4%提高到0.298 8%，C1：0.057 4%提高到0.265 4%。

巖心顯示：巖心出筒無油氣味，浸水無油花、未見氣泡。巖心出筒斷面干燥，無咸味，無H2S氣味，熒光干照、濕照無顯示。槽面顯示：無。

出口鉆井液性能參數(shù)：相對密度1.07g/cm3，漏斗黏度21s。

入口鉆井液性能參數(shù)：相對密度1.06g/cm3，漏斗黏度21s。

氣測解釋：干層。

(3)油氣顯示③

異常井段：1 109.00～1 112.00m，視厚度3.00m。

層位：寒武系張夏組。

巖性：灰色鮞?；?guī)r。

氣測顯示：全烴由0.078 2%提高到0.234 1%，C1：0.024%提高到0.210 4%。

巖心顯示：巖心出筒無油氣味，浸水無油花、未見氣泡。巖心出筒斷面干燥，無咸味，無H2S氣味，熒光干照、濕照無顯示。槽面顯示：無。

出口鉆井液性能參數(shù)：相對密度1.07g/cm3，漏斗黏度21s。

入口鉆井液性能參數(shù)：相對密度1.06g/cm3，漏斗黏度21s。

氣測解釋：干層。

4.2 儲集層物性分析

該井主要鉆探主探寒武系，在崮山組和張夏組發(fā)現(xiàn)氣測異常3層20.00m，全烴最高0.298 8%，組分出峰不全。崮山組和張夏組在沉積歷史時(shí)期主要屬于開闊臺地相沉積，氧化還原條件變化不大，以偏氧化環(huán)境為主，不利于有機(jī)質(zhì)的保存。張夏組是本井勘探的主力層系。

根據(jù)本井鉆探證實(shí)，揭示的崮山組和張夏組主要發(fā)育灰色鮞粒狀白云質(zhì)灰?guī)r和灰色鮞?；?guī)r，局部夾薄層泥巖。根據(jù)皖亳地1井測井資料特征，結(jié)合相關(guān)的地質(zhì)、錄井資料，對本井主要儲層四性特征分析如下：

巖性：儲層主要以灰色鮞粒狀白云質(zhì)灰?guī)r和灰色鮞?；?guī)r為主。

物性：儲層儲集空間類型主要是孔隙型和裂縫型。有效儲層孔隙度為3%～13%(圖8)，滲透率主要集中在(0.05～1)×10-3μm2(圖9)。

圖8 孔隙度直方圖Figure 8 Porosity histogram

圖9 滲透率直方圖Figure 9 Permeability histogram

電性：本井的碳酸鹽巖地層的測井曲線具有顯著特征，自然伽馬數(shù)值較低，大多小于30API，聲波時(shí)差數(shù)值大多為40～50 μs/ft，中子為2.5%～6%；密度測井值在2.5～2.6g/cm3，儲層電阻率普遍較高，且數(shù)值變化幅度較大。

含氣性：儲層路井氣測顯示不活躍，總烴量較低，綜合解釋為干層。

5 結(jié)論

1)該井主要鉆探地層為寒武系，依據(jù)測錄井資料分析，將寒武系自上而下劃分為鳳山組、長山組、崮山組、張夏組、徐莊組、毛莊組、饅頭組以及猴家山組。

2)寒武系崮山組和張夏組在沉積歷史時(shí)期主要屬于開闊臺地沉積相，以偏氧化環(huán)境為主，不利于有機(jī)質(zhì)的保存。在兩組地層中發(fā)現(xiàn)氣測異常3層共20.00m，全烴最高0.298 8%，組分出峰不全，儲層氣測顯示不活躍，未達(dá)到含氣層標(biāo)準(zhǔn)。

3)皖亳地1井儲層主要發(fā)育灰色鮞粒狀白云質(zhì)灰?guī)r和灰色鮞?；?guī)r，儲層儲集空間類型主要是孔隙型和裂縫型。有效儲層孔隙度為3%～13%，滲透率主要集中在(0.05～1)×10-3μm2。