蘇里格氣田儲層宏觀非均質(zhì)性
——以蘇53區(qū)塊石盒子組8段和山西組1段為例

葉成林，王國勇，何 凱，徐中波

［1.中國石油長城鉆探蘇里格氣田項(xiàng)目部，遼寧盤錦 124010; 2.中海石油（中國）有限公司 天津分公司，天津300452］

蘇里格氣田儲層宏觀非均質(zhì)性
——以蘇53區(qū)塊石盒子組8段和山西組1段為例

葉成林1，王國勇1，何 凱1，徐中波2

［1.中國石油長城鉆探蘇里格氣田項(xiàng)目部，遼寧盤錦 124010; 2.中海石油（中國）有限公司 天津分公司，天津300452］

蘇里格氣田位于鄂爾多斯市蘇里格廟地區(qū)，屬于典型的巖性圈閉氣藏，具有“低孔、低滲、低豐度”的地質(zhì)特征。以蘇53區(qū)塊為研究目標(biāo)，從宏觀上明確其總體低滲背景下的相對高滲儲集砂體的分布規(guī)律，優(yōu)選出天然氣相對富集區(qū)。結(jié)合區(qū)域基本地質(zhì)特征，在地層系統(tǒng)劃分的前提下，充分利用測井和試氣等實(shí)際地質(zhì)資料，對儲層非均質(zhì)性參數(shù)進(jìn)行分析。同時(shí)借助三維地質(zhì)建模的研究結(jié)果，結(jié)合微觀分析數(shù)據(jù)，分別對蘇里格氣田蘇53區(qū)塊石盒子組8段和山西組1段儲層層內(nèi)非均質(zhì)性、平面非均質(zhì)性和層間非均質(zhì)性進(jìn)行研究。結(jié)果顯示，研究區(qū)石盒子組8段和山西組1段層內(nèi)和層間非均質(zhì)性都十分嚴(yán)重，但縱向上的層間和層內(nèi)非均質(zhì)性要強(qiáng)于平面非均質(zhì)性;石盒子組8上段砂體最發(fā)育，在沿河道方向砂體連續(xù)性較好，而在垂直河道方向上河道砂體更疊頻繁，連續(xù)性較差，致使層間非均質(zhì)性最嚴(yán)重。

夾層;砂體;宏觀非均質(zhì)性;儲層;蘇53區(qū)塊;蘇里格氣田

1 區(qū)域地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地蘇里格氣田位于長慶靖邊氣田西北側(cè)的蘇里格廟地區(qū)，是我國最大的氣田之一。蘇53區(qū)塊位于蘇里格氣田的西北部，行政區(qū)屬內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市的鄂托克后旗所轄，地面海拔為1 350～1 510 m（圖1）。地質(zhì)構(gòu)造屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡北部中帶 。

圖1 蘇里格氣田第53區(qū)塊構(gòu)造位置Fig.1 Location map of the Su53 Block in Sulige gasfield

蘇里格氣田含氣層為上古生界二疊系下石盒子組8段及山西組1段，儲層巖性主要為巖屑石英砂巖、巖屑砂巖以及少量的石英砂巖。氣藏主要受控于近南北向分布的大型河流、三角洲砂體帶，是典型的巖性圈閉氣藏。氣層由多個(gè)單砂體橫向復(fù)合疊置而成，基本屬于低孔、低滲、低產(chǎn)、低豐度的大型氣藏［3］。

根據(jù)研究區(qū)測井曲線和巖性特征，采用沉積旋回分級的方法劃分地層。蘇里格氣田上古生界地層自下而上劃分為石炭系本溪組、二疊系太原組、山西組、石盒子組和石千峰組［4］。同時(shí)借用高分辨率層序地層學(xué)的分層方法，將石盒子組自上而下分成8段，山西組分為2段。其中盒8段和山1段是主要的含氣層系（表1）。

2 儲層宏觀非均質(zhì)性

根據(jù)裘亦楠的儲層非均質(zhì)性分類標(biāo)準(zhǔn)，儲層宏觀非均質(zhì)性包括平面非均質(zhì)性、層內(nèi)非均質(zhì)性和層間非均質(zhì)性［5］。

2.1 儲層平面非均質(zhì)性

平面非均質(zhì)性是指一個(gè)儲層砂體的幾何形態(tài)、規(guī)模、連續(xù)性，以及砂體內(nèi)孔隙度、滲透率的空間變化所引起的非均質(zhì)性［6］。

2.1.1 砂體幾何形態(tài)

根據(jù)研究區(qū)目的層沉積微相砂體分布情況，對單砂體長寬比進(jìn)行分類，基本可分為:席狀砂體、土豆?fàn)钌绑w和條帶砂體狀［7］。

表1 蘇里格氣田地層劃分Table 1 Stratigraphic division in Sulige gasfield

2.1.2 砂體連通性

砂體的連通性是指各種成因單元砂體在垂向上和平面上相互接觸程度［8］。本次研究將主要通過砂體鉆遇率和連井剖面分析對砂體連通性進(jìn)行論述。

1）砂體鉆遇率

砂體鉆遇率指鉆遇砂體的長度與總進(jìn)尺的百分比，是評價(jià)砂體連通性的一個(gè)重要方面。通過對蘇53區(qū)塊完鉆井砂體鉆遇率統(tǒng)計(jì)資料分析，縱向上各小層發(fā)育情況可劃分為3類:①4，5，6，7小層砂體最發(fā)育，鉆遇率最高可達(dá)91%，其中大于5 m的砂體鉆遇率為40%左右;② 1，2，3，9小層砂體較好，鉆遇率在70%～78%，大于5 m的砂體鉆遇率為35%左右;③8小層砂體發(fā)育較差，鉆遇率最低（圖2）。

圖2 蘇35區(qū)塊各砂組鉆遇率示意圖Fig.2 Drilling ratio of each sand unit in the Su53 Block

2）連井剖面分析

運(yùn)用鉆井資料進(jìn)行井間砂體對比，是評價(jià)砂體井間連通性的一種有效方法［9］。研究中，選取控制程度最高的蘇53—26～蘇53—5～蘇53—25～蘇53～蘇53—11井作了東西向砂體對比剖面，通過該剖面分析可知，垂直河道方向，縱向上砂體發(fā)育不均勻，盒8段各小層砂體發(fā)育，側(cè)向上相互疊置，形成“砂包泥”的結(jié)構(gòu)特征。其它小層砂體發(fā)育較差，呈透鏡體狀孤立分布，側(cè)向連通性差，表現(xiàn)為“泥包砂”的結(jié)構(gòu)特征（圖3）。

通過砂體對比剖面觀察，可見在沿河道展布方向上，砂體連通性較好，延伸規(guī)模大，且南部砂體發(fā)育厚度、規(guī)模都明顯好于北部。

2.1.3 砂體厚度分布

從砂體分布、連井分析和沉積砂體地質(zhì)建模統(tǒng)計(jì)資料分析，縱向上4，5，6，7小層砂體發(fā)育最好，累計(jì)厚度均在115～152 m之間，砂地比達(dá)到40%左右，單層厚度小于1 m的砂體分布率小于23%;1，2，3，9小層砂體累計(jì)厚度在74～88 m之間，砂地比為22% ～25%，厚度小于1 m的砂體分布占到28%～37%;8小層砂體發(fā)育最差，累計(jì)厚度在54 m，砂地比低于20%（圖4）。

圖3 蘇53區(qū)塊蘇53－26井—蘇53－11井氣藏剖面Fig.3 Profile of gas reservoirs across Su 53－26 and Su 53－11 wells in the Su 53 Block

圖4 蘇53區(qū)塊各砂層組砂體厚度分布頻率Fig.4 Distribution frequency of sandstone thickness in the Su 53 Block

2.1.4 砂體平面展布特征

砂體總體呈南北方向展布，不同時(shí)期的砂體相互疊置，砂體較厚，平面上的分布具有北厚南薄、西厚東薄的特點(diǎn)。

1）山1段

山1段沉積期間，分流河道少且寬度窄，單層砂體砂體發(fā)育面積最小，僅占到全區(qū)的60%左右，7小層砂體發(fā)育規(guī)模較好。砂體連片分布，分流河道砂體厚度大部分在5～15 m之間，少數(shù)井砂厚大于20 m，主要分布在中北部蘇53－2井、南部蘇53、蘇71、蘇53－12井附近。

2）盒8段

盒8段水下分流河道砂體仍呈近南北方向展布，與山1段相比，河道網(wǎng)狀化更為明顯，多期分流河道砂巖相互疊置切割，形成連片的復(fù)合砂體。該時(shí)期單層砂體發(fā)育面積占到全區(qū)的80%。本區(qū)砂厚一般分布在10～30 m之間，其中，蘇53－2井、蘇53－10井、蘇53井和蘇72井附近的砂厚最為發(fā)育，砂體厚度超過了30 m（圖5）。

2.1.5 平面滲透率非均質(zhì)性評價(jià)

滲透率參數(shù)是評價(jià)儲層滲透率的重要指標(biāo)［10］。通過對全區(qū)25口井測井解釋和試氣資料統(tǒng)計(jì)，根據(jù)儲層非均質(zhì)性劃分標(biāo)準(zhǔn)（表2），認(rèn)為區(qū)塊各層非均質(zhì)性較嚴(yán)重，各層分布不均，給開發(fā)帶來不利影響（表3）。

2.1.6 孔隙度、滲透率平面分布特征

通過物性參數(shù)三維模型平面分布圖可看出，孔隙度及滲透率均表現(xiàn)出較強(qiáng)的非均質(zhì)性，水下分流河道及砂壩沉積具有較好的孔隙度與滲透率，形成連片的相對高滲帶（圖6）。

2.2 儲層層內(nèi)非均質(zhì)性

主要用來表征單砂體內(nèi)部在垂向上儲層性質(zhì)的變化，是控制和影響一個(gè)單砂體層內(nèi)垂向上注入劑波及厚度的關(guān)鍵地質(zhì)因素［11］。

2.2.1 滲透率韻律類型

滲透率韻律分為正韻律、反韻律和復(fù)合韻律。根據(jù)巖心分析的巖性、粒度、物性數(shù)據(jù)，結(jié)合電測曲線以單砂體內(nèi)滲透率最高段所在位置及其在垂向上的變化規(guī)律來確定滲透率類型。通過對研究區(qū)取心井的分析統(tǒng)計(jì)，確定該區(qū)目的層以復(fù)合韻律和正韻律為主，分別占到總統(tǒng)計(jì)層數(shù)的51%和35%。

1）滲透率正韻律型

該類滲透率韻律受反旋回沉積的影響，滲透率下好上差，從取心井測井解釋分析結(jié)果反映出滲透率正韻律特征。

2）滲透率復(fù)合韻律型

該類滲透率韻律由于沉積序列的多變性，對砂－泥互層型沉積旋回在一個(gè)單砂體內(nèi)多次出現(xiàn)滲透率高低變化［12］。

2.2.2 層內(nèi)夾層分布特征

層內(nèi)夾層指位于單砂層內(nèi)部厚度小于2 m的非滲透層或低滲透層［13］。依據(jù)其成因類型結(jié)合巖電特征，研究區(qū)夾層主要發(fā)育泥質(zhì)夾層和物性夾層兩種類型。根據(jù)井間的對比分析，按厚度、大小、延伸范圍將研究區(qū)夾層劃分為以下類型。

圖5 蘇53區(qū)塊盒8段砂巖厚度平面分布Fig.5 Areal distribution of sandstone thickness of the He 8 member in the Su 53 Block

表2 蘇53區(qū)塊儲層非均質(zhì)性劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Standards for the division of reservoir heterogeneity in the Su 53 Block

表3 蘇53區(qū)塊測井解釋評價(jià)砂體平面非均質(zhì)性Table 3 Logging interpretation for the evaluation of horizontal heterogeneity of sandbodies in the Su53 Block

圖6 蘇53區(qū)塊盒8段與山1段滲透率三維分布模型Fig.6 3D permeability distribution models for the 8thmember of the Shihezi Formation and the 1st member of the Shanxi Formation in the Su 53 Block

1）1～2 m厚夾層

本區(qū)這類夾層分布較多，主要表現(xiàn)井間范圍內(nèi)分隔單砂體或把單砂體在某一端分成兩部分。可在較大規(guī)模上影響單砂體內(nèi)滲流方向，尤其對垂向滲濾作用有較強(qiáng)的抑制作用。

2）0.1～1 m夾層

此類夾層在單砂體內(nèi)普遍存在，主要巖性為泥巖。

通常采用夾層分布頻率和夾層分布密度兩個(gè)參數(shù)定量描述泥質(zhì)夾層的分布［14］。蘇53區(qū)塊盒8段夾層具有層數(shù)多、差異大、分布不均一的特點(diǎn);山1段夾層層數(shù)較少，但分布密度較高。研究區(qū)砂泥互層，層內(nèi)夾層較發(fā)育，對流體流動起到隔層作用，增加了采氣的難度（表4）。

2.2.3 層內(nèi)非均質(zhì)性評價(jià)

表征滲透率非均質(zhì)程度的定量參數(shù)有滲透率變異系數(shù)、滲透率突進(jìn)系數(shù)、滲透率級差、滲透率均質(zhì)系數(shù)［15］。按照評價(jià)分類標(biāo)準(zhǔn)，由測井資料統(tǒng)計(jì)表可以看出（表5），盒8段和山1段層內(nèi)非均質(zhì)性都比較嚴(yán)重，總體來看，盒8下部層位內(nèi)非均質(zhì)性最強(qiáng)，盒8上部層位次之，山1段相對于盒8較弱。區(qū)塊各層層內(nèi)非均質(zhì)性普遍較嚴(yán)重，而且分布不均，對開發(fā)帶來不利影響。

表4 蘇53區(qū)塊夾層分布統(tǒng)計(jì)Table 4 Statistics of interbeds in the Su 53 Block

表5 蘇53區(qū)塊測井資料評價(jià)砂體層內(nèi)非均質(zhì)性Table 5 Logging interpretation for the evaluation of in-layer heterogeneity of sandbodies in the Su 53 Block

2.3 儲層層間非均質(zhì)性

層間非均質(zhì)性是指某一單元內(nèi)各砂層之間垂向巖性、物性等差異的總體研究，屬于層系規(guī)模的儲層描述。蘇53區(qū)塊盒8段、山1段沉積、構(gòu)造相近，兩套含氣層系之間無明顯隔層，屬于同一溫度、壓力系統(tǒng)［16］。

2.3.1 層間非均質(zhì)性基本參數(shù)

1）分層系數(shù)和砂巖系數(shù)

分層系數(shù)越大，層間非均質(zhì)性愈嚴(yán)重。砂巖系數(shù)即砂地比，指剖面砂巖總厚度占地層總厚度的百分?jǐn)?shù)［17］。數(shù)值越大，砂體越發(fā)育，連續(xù)性越好。由統(tǒng)計(jì)表可以看出，盒8段分層系數(shù)較大，平均砂巖厚度和砂巖系數(shù)也較山1段大，表明盒8的砂體較發(fā)育，層間非均質(zhì)性也較強(qiáng)（表6）。

2）有效厚度系數(shù)

指含氣層厚度與砂巖總厚度之比，能較好地反映氣層的分布規(guī)律和氣層非均質(zhì)性的強(qiáng)弱［18］。通過對測井和試氣解釋資料綜合分析，確定了蘇53區(qū)塊氣層有效厚度評價(jià)劃分標(biāo)準(zhǔn)（表7）。在此標(biāo)準(zhǔn)下，篩選了蘇53區(qū)塊氣層有效厚度，分別統(tǒng)計(jì)了氣層有效厚度、砂巖厚度和有效厚度系數(shù)范圍，分析表明，蘇53區(qū)塊氣層有效厚度系數(shù)分布不均，差異較大，總的來看，盒8的有效厚度系數(shù)為49.75%，比山1低，也進(jìn)一步表明了盒8層間非均質(zhì)性較山1嚴(yán)重。

表6 蘇53區(qū)塊分層系數(shù)和砂巖系數(shù)統(tǒng)計(jì)分析Table 6 Statistics of stratification coefficient and sand coefficient in teh Su 53 Block

表7 蘇53區(qū)塊氣層有效厚度劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 7 Standards for the division of effective thickness of gas layers in the Su 53 Block

表8 蘇53區(qū)塊測井解釋評價(jià)砂體層間非均質(zhì)性Table 8 Logging interpretation for the evaluation of interlayer heterogeneity of sandbodies in the Su 53 Block

2.3.2 層間滲透率非均質(zhì)評價(jià)

通過統(tǒng)計(jì)表可以看出，儲層內(nèi)單砂層之間物性差異明顯，滲透率級差和層間變異系數(shù)都很高，表明儲層層間非均質(zhì)性較強(qiáng)（表8）。根據(jù)蘇53區(qū)塊巖心分析化驗(yàn)資料，山1段孔隙度、滲透率平均值分別為8.60%和0.53×10－3μm2。盒8段孔隙度和滲透率平均值分別為8.82%和0.87×10－3μm2。總體上看，盒8段的物性較好，但層間非均質(zhì)性較強(qiáng)。

3 結(jié)論

1）從平面上看，盒8上段砂體最發(fā)育，在沿河道方向砂體連續(xù)性較好，而在垂直河道方向上河道砂更疊頻繁，連續(xù)性較差，導(dǎo)致平面非均質(zhì)性增強(qiáng)，砂體平面上的分布具有北厚南薄、西厚東薄的特點(diǎn)?？傮w研究表明，盒8和山1平面非均質(zhì)性都較強(qiáng)。

2）層內(nèi)非均質(zhì)性研究認(rèn)為，研究區(qū)目的層滲透率以正韻律和復(fù)合韻律為主。夾層分布廣泛，主要為泥質(zhì)夾層和物性夾層。參數(shù)分析表明，盒8段和山1段層內(nèi)非均質(zhì)性普遍嚴(yán)重，其中盒8下段非均質(zhì)性最強(qiáng)。

3）通過層間非均質(zhì)性參數(shù)的統(tǒng)計(jì)和分析，認(rèn)為盒8段、山1段層間非均質(zhì)性都較強(qiáng)，其中盒8下段砂體最發(fā)育，但層間非均質(zhì)性也最嚴(yán)重。

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Macro heterogeneity of reservoirs in Sulige gasfield—a case study of the 8thmember of the Shihezi Formation and the 1stmember of the Shanxi Formation in the Su53 Block

Ye Chenglin1，Wang Guoyong1，He Kai1and Xu Zhongbo2

（1.Project Department of Sulige Gas Field，GWDC，Panjin，Liaoning124010，China;2.CNOOC Tianjin Company，Tianjin300452，China）

Sulige gas field，located at Sulige temple district in Ordos City，is a typical lithologic gas reservoir characterized by low porosity，low permeability and low abundance.In this paper，the distribution of sandbodies with relatively high permeability in the low permeability background is predicted and the relative gas enrichment zones are recognized in Su53 block.The reservoir heterogeneity is analyzed by using the logging and test data and combining with regional geological features.Meanwhile，3D geological modeling results and microscopic analysis data are integrated to predict the in-layer，horizontal and interlayer heterogeneities in the eighth member of Shihezi Formation and the first member of Shanxi Formation in Su53 Block，Sulige gas field.The results suggest that both their in-layer and interlayer heterogeneities are strong，and are stronger vertically than horizontally.Sand-bodies are highly developed in the upper part of the eighth member of Shihezi Formation.Their continuity is good along the channel but poor perpendicular to the channel，resulting in the strongest interlayer heterogeneity.Key words:interbed，sandbody，macro heterogeneity，reservoir，Su 53 Block，Sulige gasfield

TE121.1

A

0253－9985（2011）02－0236－09

2010－12－20。

葉成林（1982—），男，碩士，石油地質(zhì)。

（編輯 董 立）