四川盆地高峰場地區(qū)長興組生物礁氣藏類型研究

車 琴 劉劃一 文 龍 毛小平

(1.中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院 2.中國石油西南油氣田公司川東北氣礦)

0 引言

高峰場氣田位于重慶市萬州區(qū)，區(qū)域構(gòu)造位置位于四川盆地川東斷褶帶大池干井構(gòu)造東北傾沒端西側(cè)。高峰場石炭系氣藏開發(fā)補(bǔ)充井峰X井，在鉆探過程中發(fā)現(xiàn)了大段長興組生物礁儲層，2005年部署了以長興組生物礁為主要目的層的滾動勘探開發(fā)井峰Y井，獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，高峰場長興組生物礁氣藏被發(fā)現(xiàn)。為加快高峰場氣田長興組生物礁氣藏的勘探開發(fā)，峰Z井于2007年5月8日開鉆，該井在長興組鉆遇生物礁及儲層，在該井長興組井段射孔，獲高產(chǎn)工業(yè)氣流。

對高峰場生物礁類型、圈閉規(guī)模的地震預(yù)測和地質(zhì)解釋有兩種不同的認(rèn)識：①開江—梁平海槽邊緣帶的陸棚邊緣礁，在峰X井區(qū)可能有較大的分布規(guī)模；②高峰場地區(qū)位于距陸棚邊緣帶較遠(yuǎn)的碳酸鹽緩坡相帶，峰X井可能鉆遇規(guī)模較小、豐度較高的點(diǎn)礁氣藏。對此，筆者通過對高峰場地區(qū)長興組鉆井資料研究，動態(tài)特征分析并結(jié)合地震預(yù)測成果，認(rèn)為高峰場地區(qū)位于距開江—梁平海槽東側(cè)陸棚邊緣帶較遠(yuǎn)的碳酸鹽緩坡相帶，峰X井、峰Y井和峰Z井分別鉆遇了兩個規(guī)模較小的點(diǎn)礁氣藏。

1 沉積相特征

通對過高峰場構(gòu)造已完鉆井長興組地層厚度橫向?qū)Ρ确治霭l(fā)現(xiàn)，鉆遇生物礁主體部位井的長興組與飛仙關(guān)組厚度存在補(bǔ)償關(guān)系(圖1)，即礁井長興組厚度較厚，飛仙關(guān)組較薄，礁井長興組厚度可達(dá)300m以上，而非礁井厚度變化較穩(wěn)定，一般為206m～230m。

從高峰場周圍地區(qū)沉積巖性的情況以及長興組、飛仙關(guān)組地層厚度變化情況看，高峰場地區(qū)沒有明顯的海槽向陸棚邊緣的沉積相帶變化特征，相鄰的大池干、寨溝灣地區(qū)，處于長興期碳酸鹽深緩坡相帶，系正常淺海沉積，無深水沉積特征。

峰X井生物礁發(fā)育于長興組上部，巖性以淺灰?guī)Ш稚＞d云、灰?guī)r為主，局部為深灰色細(xì)—粉晶云巖、淺灰?guī)Ш稚ò郀钤茙r及深灰色粉晶云巖，無燧石結(jié)核及條帶。從生物種屬來看，有纖維海綿、硬海綿、殘余海綿、棘皮、腕足、瓣鰓、水螅、苔蘚蟲、紅(綠)藻、介形蟲、有孔蟲、腹足及殘余生屑、蜓，少量骨針等。造礁生物主要為纖維海綿、硬海綿、水螅、苔蘚蟲、紅(綠)藻，附礁生物主要為棘皮、腕足、瓣鰓、介形蟲、腹足等，生物含量極為豐富，在巖石顆粒百分比含量中，生物顆粒占了35%～100%，其中，尤以海綿最為發(fā)育。由于后期強(qiáng)烈的白云石化作用，形成了厚度達(dá)60多米的一套次生白云巖。由于長興組生物礁的發(fā)育，飛仙關(guān)底界的高伽瑪段在該井不明顯。

在同一井場完鉆的長興組生物礁專層開發(fā)井峰Y井，取心進(jìn)一步證實鉆遇長興生物礁，并測試獲氣。但峰Y井與峰X井井底距離僅80m，而礁儲層厚度即由峰X井的59.6m變?yōu)榉錣井的16.6m，反映了礁儲層極強(qiáng)烈的非均質(zhì)性，同時也表明峰X井區(qū)生物礁氣藏是圈閉范圍不大的緩坡相帶的點(diǎn)礁氣藏。

圖1 高峰場構(gòu)造峰X井及其鄰井長興組—飛仙關(guān)組地層對比圖

峰Z井鉆遇生物礁，生物礁的生長發(fā)育特征及部位與峰X井類似，鉆遇垂厚60余米的白云巖儲層，長興上部進(jìn)行了取心，巖性主要為溶孔白云巖，生屑含量豐富，造礁生物海綿發(fā)育，巖心觀察表明，取心段主要為礁頂灘相沉積特征。該井飛仙關(guān)底部的高伽段不明顯，這一特征也與峰X井類似。

峰D井、峰E井(正眼)以及向峰Z方向側(cè)鉆的峰E(側(cè)眼)均未鉆遇生物礁，長興組巖性主要為泥晶生屑灰?guī)r，長興組巖屑薄片中未見造礁生物，含較多的生物碎片，能夠識別的生物種類有棘皮、腕足、瓣鰓、紅(綠)藻、介形蟲、有孔蟲、腹足、蜓、骨針等。其中骨針含量較多，含量最高達(dá)40%，平均25%。由于生物礁不發(fā)育，長頂及飛底的高伽段十分明顯，長興期總體上屬于碳酸鹽緩坡相沉積環(huán)境。

實際上，高峰場生物礁井周邊井的特征都基本相似，相鄰四周均有非礁井，且各非礁井的巖性、電性特征基本一致，沉積相均為碳酸鹽緩坡相，并未見到從緩坡向海槽變化的相變，這是判斷生物礁是緩坡上發(fā)育的點(diǎn)礁還是緩坡向海槽過渡帶邊緣礁的關(guān)鍵因素，因此，從相鄰井區(qū)沉積相無變化的角度看，高峰場生物礁為碳酸鹽緩坡相帶上生長發(fā)育的點(diǎn)礁，礁體規(guī)?？赡苡邢蕖?/p>

2 儲層特征

2.1 儲集空間類型

根據(jù)薄片分析鑒定，高峰場生物礁儲層的原生孔隙幾乎消失殆盡，為儲層的儲集能力以及滲透能力作貢獻(xiàn)的主要是礁灘相白云巖中的各類次生孔隙，儲集空間包括孔隙、洞穴、裂縫三大類。

2.2 儲層物性特征

(1)孔隙度

高峰場構(gòu)造長興組儲層段在003-2井取心29.39m、峰X井補(bǔ)充井壁取心48顆。峰Z井取心24.86m。從其巖心孔隙度頻率分布圖分析看，峰X井長興組的巖心孔隙度為1.26%～8.31%，平均3.23%，孔隙度集中分布在2%～5%間，峰Y井的孔隙度為0.22%～6.46%，平均1.54%，孔隙度主要分布于2%～3%間。峰X井與峰Y井處于同井場，兩口井的物性相差較大，說明長興組儲層物性非均質(zhì)性較強(qiáng)。峰Z取心段孔隙度0.74%～4.51%，平均1.93%，孔隙度主要分布1%～2%之間，該井取心段為泥晶白云巖夾細(xì)粉晶白云巖，儲集物性不是很好，在局部生物體腔孔發(fā)育，孔隙度較高。從測井曲線看，取心段并未取到該井最好的儲層。

由于高峰場生物礁儲層非均質(zhì)性較強(qiáng)及取樣條件限制，巖心孔隙度和測井孔隙度存在較大的差別。高峰場生物礁儲層段測井孔隙度主要分布范圍在2%～10%之間。峰X井儲層段平均孔隙度為6.81%，其中低孔段(孔隙度2%～6%)占41.4%，中孔段(孔隙度6%～12%)占55.7%，高孔段(孔隙度大于12%)占2.9%；峰Y井儲層段平均孔隙度為6.21%，其中低孔段占48.18%，中孔段占51.82%，無高孔段。峰Z井儲層厚度65.24m，儲層段測井平均孔隙度5.6%，其中低孔段占68.8%，中孔段占31.2%，無高孔段。總體來看，高峰場長興生物礁儲層屬次生孔較發(fā)育的中孔儲層。

(2)滲透率

高峰場峰X井長興組生物礁儲層巖樣平均滲透率為0.4mD，主要低于0.5mD，峰Z井取心段滲透率也很低，峰值集中在(0.001～1)mD之間，反映出高峰場長興組生物礁儲層段的基質(zhì)滲透率較低。

2.3 儲集巖類型

高峰場長興生物礁儲層屬次生孔較發(fā)育的中孔儲層，基質(zhì)滲透率較低。綜合巖心和測井資料分析，高峰場長興組生物礁儲層主要發(fā)育Ⅱ、Ⅲ類儲層，孔隙度在2%-8%之間，Ⅰ類儲層不發(fā)育。峰X井電性特征顯示，儲層段聲波時差和深淺雙側(cè)向測井曲線總體上表現(xiàn)為塊狀升高與塊狀降低的特點(diǎn)，為孔隙型儲層的特征。FMI成像圖像分析表明，峰X井儲層的分布與巖性和顯示滲透性的裂縫及溶蝕孔洞均有關(guān)系，儲層段裂縫較發(fā)育，孔洞也較發(fā)育，發(fā)育的高導(dǎo)縫形成較好的滲濾通道。按產(chǎn)狀看，主要為斜縫和平縫，分別占44.6%和43.8%。取心段洞穴非常發(fā)育，多達(dá)1248個，平均42.5個/m。峰Z井在取心井段，見裂縫17條，有效縫17條，有效縫密度2.11條/m，溶洞發(fā)育，見132個溶洞，平均16.42個/m。裂縫的發(fā)育程度決定了氣井的產(chǎn)能，經(jīng)試油測試峰Y井和峰Z長興組儲層段測試均獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流，故高峰場長興組生物礁的儲集類型為裂縫較發(fā)育的裂縫-孔洞型。

2.4 儲層縱橫向展布

從測井及地質(zhì)綜合解釋來看，峰X井區(qū)長興組生物礁儲層共有四段，累計厚度達(dá)59.6m。較集中分布于長興組頂部73m的地層中，上部的第一段至第三段均為薄層，單層厚度1m～10m，以粉—細(xì)晶云巖、花斑狀云巖、生屑灰?guī)r為主。第四段是峰X井區(qū)長興組生物礁氣藏的主要儲層段，巖性以海綿云巖為主，局部為細(xì)—粉晶云巖，測井資料對比表明，峰Y井發(fā)現(xiàn)一層厚度為16.6m的生物礁儲層段與該段相當(dāng)，但厚度急劇變薄，而第一段至第三儲層段在峰Y井處已尖滅(圖2)。

圖2峰X井—峰Y井長興組儲層對比圖

3 地震響應(yīng)特征

根據(jù)川東地區(qū)勘探實踐總結(jié)出的生物礁地震識別模式，運(yùn)用相干體分析和沿層屬性分析(瞬時相位，均方根振幅反射能量梯度)可以勾繪出長興組生物礁發(fā)育有利相帶以及礁外形特征，陽新統(tǒng)頂界向上94ms的相干體切片，圈定的強(qiáng)相干區(qū)為峰X井生物礁平面的外形特征，它呈孤島狀分布于碳酸鹽緩坡。

通過地震合成記錄和地震剖面對比(圖3)，發(fā)現(xiàn)位于長興組上部的高峰場生物礁儲層集中段表現(xiàn)為強(qiáng)反射特征，相位與鄰近非礁井的飛四泥巖段反射層位相當(dāng)。峰X井生物礁地層剖面上長興組增厚、飛仙關(guān)組減薄的幅差約80m～100m，但其橫向規(guī)模較小在常規(guī)地震剖面上不易識別。

圖3峰X井、峰A井、峰B井三維連井剖面及合成記錄對比

通過測井?dāng)?shù)據(jù)對三維地震資料進(jìn)行各種約束反演及地震屬性數(shù)據(jù)體切片分析，研究高峰場生物礁地震異常響應(yīng)分布范圍。

高峰場生物礁含氣儲層速度與圍巖相比，低速特征明顯，且低速段的累積厚度大于周邊僅有飛四泥巖低速段的非礁地層，在波組抗約束反演剖面上，峰X井區(qū)形成更低阻的透鏡條帶，反映儲層發(fā)育區(qū)的分布范圍；用多井伽瑪曲線約束反演的偽測井剖面上能觀察到峰X井區(qū)生物礁塊狀低伽段，孔隙度反演、聲波時差反演等多種地震屬性數(shù)據(jù)體切片上都不同程度地反映峰X井區(qū)長興組生物礁形成的地震異常響應(yīng)范圍；綜合地質(zhì)、地震處理解釋確定峰X井區(qū)生物礁巖性圈閉面積為2.0km2(圖4)。

圖4 高峰場長興生物礁分布預(yù)測

4 氣藏動態(tài)分析

峰X井鉆遇長興生物礁，礁組合厚度近百米，周邊相鄰的峰B井北距峰X井1.5km、峰A井東距2.7km，均未見到生物礁；與峰X井同井場的Y井，長興井底相距僅80m，礁儲層厚度即由峰X井的59.6m驟減到16.6m。峰Z井生物礁儲層有60余米，西北方向的峰D井井底距該井1.2km，東北方向的峰E(側(cè)眼)井底距離1.8km，西南方向的峰A井井底距3.2km，東南方向的峰F井井底距離2.3km，這些井均未鉆遇有利的生物礁及其儲層。

通過峰Y井完井測試數(shù)據(jù)和峰X井MDT地層壓力測樣數(shù)據(jù)分析，二者折算壓力分別為1.71和1.73，基本一致，為同一連通的儲滲系統(tǒng)；計算高峰場長興組生物礁氣藏壓力系數(shù)達(dá)1.72，是被致密圍巖中封閉的小型透鏡狀儲滲體超高壓氣藏。這類氣藏是開江—梁平地區(qū)點(diǎn)礁氣藏的典型特征。峰Z井與這兩口井的地層壓力差距很大，是兩個不同的含氣系統(tǒng)。峰Y與峰Z井長興組氣組份差別較大，明顯不是一個氣藏。

高峰場西(峰Z井區(qū))長興組生物礁氣藏生產(chǎn)中產(chǎn)量、壓力均無法穩(wěn)定，持續(xù)下降；高峰場南(峰X井區(qū))長興組生物礁氣藏生產(chǎn)壓力下降快，儲量極少，經(jīng)數(shù)月生產(chǎn)后產(chǎn)能近枯竭，其后對峰X井對應(yīng)層位再次進(jìn)行試油作業(yè)亦未有工業(yè)氣流產(chǎn)出，進(jìn)一步證明，峰X井、峰Z井礁儲層連通范圍極為有限。

5 結(jié)論與建議

(1)四川盆地高峰場生物礁氣藏屬于小型的中深埋深、高壓無水干氣巖性圈閉氣藏。

(2)從生物礁井儲層特征，氣藏壓力變化特點(diǎn)及生物礁井相鄰井區(qū)沉積相變化特征等方面分析，高峰場生物礁氣藏僅為開江—梁平海槽東側(cè)廣闊的碳酸鹽緩坡相帶上生長發(fā)育的兩個孤立的點(diǎn)礁氣藏，

(3)高峰場地區(qū)礁體規(guī)模有限，部署生物礁專層井需謹(jǐn)慎，尋找規(guī)模較大的邊緣礁發(fā)育有利相帶應(yīng)沿北西向開江—梁平海槽邊緣即大貓坪—福祿場一帶進(jìn)一步推進(jìn)。

1 劉劃一, 張靜, 洪海濤.四川盆地東北部長興組—飛仙關(guān)組氣藏形成條件研究[J].天然氣勘探與開發(fā)，2001,(2)：30-38.

2 王一剛， 洪海濤, 夏茂龍,等，四川盆地二疊、三疊系環(huán)海槽礁、灘富氣帶勘探[J].天然氣工業(yè) ,2008,28(1).