唐思琪，董少峰**，李 順，陳 果，張敏知，范存輝

(1.西南石油大學(xué) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610500； 2.西南油氣田川中油氣礦，四川 遂寧 629000；3.川慶鉆探地質(zhì)勘探研究院，四川 成都 610000)

席狀砂體是四川盆地中部沙溪廟組一段重要的儲(chǔ)層段，前期勘探主要集中于沙一段中下部的河道砂體的綜合研究，對(duì)于底部濱淺湖相的席狀砂體的儲(chǔ)層特征及油藏高產(chǎn)主控因素缺乏較為清晰的認(rèn)識(shí)[1-2]。除此之外，目前針對(duì)沙一段油氣藏的勘探開(kāi)發(fā)將沙一段底部席狀砂劃分為烴源巖與砂體緊密共生的非常規(guī)致密油氣[3-5]，忽視了裂縫對(duì)沙一段底部席狀砂體油藏增產(chǎn)增效的影響。

本文以川中地區(qū)公山廟構(gòu)造沙一段底部席狀砂為對(duì)象，在透析沙一段席狀砂體的儲(chǔ)層特征和烴源條件基礎(chǔ)上，借助巖心、薄片、測(cè)井、地震等資料，分析沙一段席狀砂儲(chǔ)層成藏的關(guān)鍵因素，并且根據(jù)高產(chǎn)井測(cè)井、錄井和地震資料對(duì)主控因素進(jìn)行地球物理識(shí)別，為四川盆地中侏羅統(tǒng)油藏的增產(chǎn)增效做出貢獻(xiàn)。

1 研究背景

公山廟構(gòu)造位于四川盆地中部的南部、蓬安、西充縣境內(nèi)，屬于低山丘陵的地表地貌，地面海拔在300～500 m。該構(gòu)造是揚(yáng)子板塊中四川盆地的川中古隆中斜平緩構(gòu)造帶營(yíng)山構(gòu)造群的構(gòu)造之一[6](圖1)，地表出露有蓬萊鎮(zhèn)組地層。公山廟構(gòu)造的侏羅系為一套陸相淡水湖相碎屑巖沉積[7-9]。

根據(jù)巖石顯微薄片分析，公山廟構(gòu)造研究區(qū)內(nèi)沙一段底部?jī)?chǔ)集巖石類型主要為粉～細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑石英砂巖，其間可見(jiàn)各粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔，溶孔內(nèi)及吼道含油飽滿(圖2)。根據(jù)134個(gè)席狀砂體樣本，沙一段底部席狀砂儲(chǔ)層的滲透率范圍為0.023～8.58 mD，平均值為 0.4772 mD。其中，滲透率介于0.1～1 mD 的頻率最高。連通孔隙度范圍為0.3%～7.08%，平均值為3.09%。其中，連通孔隙度在2%～4%的頻率最高(圖2)，屬于特低孔、特低滲型儲(chǔ)層[10]。根據(jù)研究區(qū)取心段巖相組合的測(cè)井相特征，對(duì)單井上砂體的識(shí)別及連井剖面上砂體連續(xù)性的刻畫(huà)[11]，沙一段席狀砂體在剖面上砂體厚度較薄(<5 m)，砂體具有良好橫向連續(xù)性，呈儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層(致密層)互層特點(diǎn)，非均質(zhì)性較強(qiáng)[12]。

圖2 公山廟構(gòu)造沙溪廟組一段席狀砂儲(chǔ)層特征

2 高產(chǎn)井主控因素

2.1 優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層控制單井產(chǎn)能

研究區(qū)內(nèi)沙一段儲(chǔ)層屬于特低孔、特低滲型儲(chǔ)層。根據(jù)孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)以及平均毛管壓力參數(shù)，結(jié)合掃描電鏡、巖性薄片、物性等分析[13]，可將研究區(qū)沙一段席狀砂儲(chǔ)層分為3類(表1)，其中的相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層表現(xiàn)為孔隙度大于5%，滲透率大于 1 mD，孔喉間連通性強(qiáng)。

將沙一段儲(chǔ)層通過(guò)孔隙度和滲透率分級(jí)評(píng)價(jià)[13]，根據(jù)區(qū)內(nèi)G27井、G44井、G22井、G28井、G18井及G104井生產(chǎn)解釋結(jié)果分析(表2)，I類儲(chǔ)層產(chǎn)能占比可達(dá)81%，Ⅱ類和Ⅲ類儲(chǔ)層產(chǎn)能占比達(dá)19%。結(jié)果表明，公山廟構(gòu)造的油藏產(chǎn)量主要由I類儲(chǔ)層供給，席狀砂體優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層越發(fā)育越有利于提高單井產(chǎn)量[13-14]。

表2 公山廟構(gòu)造沙溪廟組一段席狀砂試油各井產(chǎn)能系數(shù)與儲(chǔ)能系數(shù)表

2.2 斷裂溝通油藏

由于研究區(qū)儲(chǔ)層具有非均質(zhì)性強(qiáng)、低孔滲、致密等特點(diǎn)，因此裂縫作為滲油通道成為了席狀砂儲(chǔ)層增產(chǎn)的關(guān)鍵。通過(guò)GSM構(gòu)造沙溪廟組一段席狀砂的高產(chǎn)井及工業(yè)井巖心照片進(jìn)行觀察，沙一段席狀砂的巖心上發(fā)育較多裂縫，且裂縫大多以小縫為主，規(guī)模較??；裂縫傾角較低，以中低斜、水平縫為主。沙一段的油源主要來(lái)自于下伏涼高山組黑色頁(yè)巖烴源層，局部可能伴隨有大安寨段黑色頁(yè)巖烴源層，沙一段自身儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層段呈薄互層，因此一部分來(lái)源于涼高山組的油氣通過(guò)裂縫溝通運(yùn)移至沙一底部席狀砂體儲(chǔ)層中，另一部分大斷層可溝通涼高山組甚至大安寨段油氣規(guī)模運(yùn)移至沙一底部席狀砂體儲(chǔ)層中(圖3)。斷層與裂縫疊加發(fā)育極大改善儲(chǔ)層滲透性，能形成有效儲(chǔ)滲體系[15-16]。

圖3 公山廟構(gòu)造沙溪廟組一段席狀砂體成藏示意圖

2.3 高產(chǎn)井解剖

在研究區(qū)選取測(cè)試產(chǎn)量超過(guò) 5 t/d 或者累產(chǎn)量超過(guò)5000噸的井為高產(chǎn)井，測(cè)試不超過(guò) 1 t/d 為低產(chǎn)井，工業(yè)井介于二者間。研究區(qū)共高產(chǎn)井21口，工業(yè)井8口，低產(chǎn)井14口。沙一段底部席狀砂孔滲散點(diǎn)圖反映研究區(qū)儲(chǔ)層為孔隙-裂縫型儲(chǔ)層(圖4a)，其中以孔隙型儲(chǔ)層為主。其中，高產(chǎn)典型井G27井，其測(cè)試產(chǎn)量累產(chǎn) 12200.63 t，可見(jiàn)明顯的裂縫型儲(chǔ)層特征(圖4b)。

(a)沙一底席狀砂高產(chǎn)、工業(yè)井儲(chǔ)層孔滲散點(diǎn)圖 (b)沙一底席狀砂G 27井儲(chǔ)層孔滲散點(diǎn)圖

3 裂縫的地球物理識(shí)別

3.1 斷層解釋

裂縫的識(shí)別對(duì)于沙一段席狀砂體儲(chǔ)層的增產(chǎn)具有重要意義。裂縫主要分布在斷層附近，且只有識(shí)別出斷層，才能較有效的識(shí)別出裂縫[17]。研究區(qū)沙溪廟組斷層平面延伸和分布的精細(xì)確定，主要采用 50 Hz 分頻相干的計(jì)算結(jié)果對(duì)斷層解釋進(jìn)行強(qiáng)約束，同時(shí)結(jié)合剖面斷點(diǎn)特征進(jìn)行綜合的斷層解釋與評(píng)價(jià)。根據(jù)斷層平面解釋結(jié)果，沙一底共發(fā)育41條斷層，以公1井大斷層為主。將研究區(qū)分為南北兩個(gè)部分，該斷層公1井以西其南北不發(fā)育其次生斷層或小斷層，而公1井以東，主要在大斷層的南部發(fā)育臨近斷層的次一級(jí)斷層或小斷層，與主斷層在平面上形成斜交組合(圖5)。

圖5 公山廟地區(qū)沙溪廟組沙一段底斷層平面級(jí)分級(jí)平面圖

3.2 裂縫測(cè)井識(shí)別

從測(cè)井評(píng)價(jià)的角度，可以將裂縫分為宏觀縫和微觀縫。宏觀縫在電成像測(cè)井圖上呈正弦曲線狀高導(dǎo)異常，成組出現(xiàn)電阻率值與背景值相比有所降低，低角度縫呈“尖刀刺”狀，高角度縫呈明顯“正差異”；聲波時(shí)差與骨架值相比有明顯增大，自然伽馬較低[18-19]，如高產(chǎn)井典型G27井的沙一段席狀砂主產(chǎn)油層段2465.4～2470.3 m 反映宏觀低角度縫測(cè)井特征(圖6a、b)。

圖6 公山廟構(gòu)造沙溪廟組一段席狀砂儲(chǔ)層測(cè)井裂縫特征

3.3 裂縫地震識(shí)別

基于結(jié)構(gòu)梯度張量的裂縫因子，可以在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行定性預(yù)測(cè)裂縫發(fā)育特征，而且基于裂縫因子的量化特征，可對(duì)裂縫的發(fā)育程度進(jìn)行一定的定量預(yù)測(cè)。裂縫因子的大小集中反映了局部區(qū)域裂縫發(fā)育的程度[20-21]。基于裂縫因子計(jì)算的沙一底部席狀砂裂縫發(fā)育特征顯示，在公1井大斷層附近裂縫發(fā)育外，工區(qū)西部、北部和東部地區(qū)，裂縫也較發(fā)育，特別是高產(chǎn)井處的裂縫發(fā)育特征更加明顯(圖7)。

圖7 公山廟構(gòu)造沙溪廟組一段席狀砂裂縫因子屬性平面圖

4 結(jié)論

1)公山廟構(gòu)造研究區(qū)內(nèi)沙一段底部?jī)?chǔ)集巖石類型主要為粉～細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑石英砂巖，其間可見(jiàn)各粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔；席狀砂體屬于特低孔、特低滲型儲(chǔ)層，砂體具有良好橫向連續(xù)性，儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層(致密層)互層，非均質(zhì)性較強(qiáng)的特征。

2)研究區(qū)相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層表現(xiàn)為孔隙度大于5%，滲透率大于 1 mD，孔喉間連通性強(qiáng)；公山廟構(gòu)造的油藏產(chǎn)量主要由I類儲(chǔ)層供給，席狀砂體優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層越發(fā)育越有利于提高單井產(chǎn)量。

3)沙一段席狀砂的巖心上發(fā)育較多裂縫，且裂縫大多以小縫為主，規(guī)模較??；裂縫傾角較低，以中低斜、水平縫為主，沙一段的油源一部分來(lái)源于涼高山組的油氣通過(guò)裂縫溝通運(yùn)移。另一部分來(lái)源于大斷層溝通涼高山組甚至大安寨段油氣規(guī)模運(yùn)移至儲(chǔ)層中，斷層與裂縫疊加發(fā)育極大改善儲(chǔ)層滲透性，能形成有效儲(chǔ)滲體系。

4)采用 50 Hz 分頻相干的計(jì)算結(jié)果對(duì)斷層解釋進(jìn)行強(qiáng)約束，同時(shí)結(jié)合剖面斷點(diǎn)特征進(jìn)行綜合的斷層解釋，沙一底共發(fā)育41條斷層，以公1井大斷層為主，將研究區(qū)分為南北兩個(gè)部分。該斷層公1井以西其南北不發(fā)育其次生斷層或小斷層，而公1井以東，主要在大斷層的南部發(fā)育臨近斷層的次一級(jí)斷層或小斷層，與主斷層在平面上形成斜交組合。

5)基于結(jié)構(gòu)梯度張量的裂縫因子區(qū)域內(nèi)進(jìn)行定性預(yù)測(cè)裂縫發(fā)育特征顯示，在公1井大斷層附近裂縫發(fā)育外，研究區(qū)西部、北部和東部地區(qū)，裂縫也較發(fā)育，特別是高產(chǎn)井處的裂縫發(fā)育特征更加明顯。