蘇西盒8氣藏氣井產(chǎn)水成因剖析

金文輝，周 文，趙安坤，張銀德，包 艷，王 宏

（1.“油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國家重點實驗室 成都理工大學(xué)，四川 成都 610059；2.中國石油長慶油田公司 蘇里格氣田研究中心，陜西 西安 710003）

蘇里格氣田西區(qū)位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西北部，西鄰天環(huán)坳陷，下石盒子組盒8段屬于河流～三角洲沉積體系，砂體展布受近南北向的砂質(zhì)辮狀河流控制，砂體類型有河道充填砂體、辮狀河砂壩、邊灘（點壩）砂體，以及廢棄河道充填和決口扇、天然堤［1、2］。氣田屬于低孔隙、低滲透、低壓力、低豐度的大型巖性氣藏，具有較強的儲層非均質(zhì)性［3］。砂體分布、微構(gòu)造、成藏環(huán)境和儲層的物性是影響該區(qū)氣水分布的主要因素，該類氣藏氣水層識別與常規(guī)氣藏相比難度更大。作者根據(jù)測井、試采資料的分析，闡述了研究區(qū)各類產(chǎn)水層段的生產(chǎn)動態(tài)和測井響應(yīng)特征，進(jìn)而分析了產(chǎn)水層段產(chǎn)水的成因。

1 產(chǎn)水層測井及生產(chǎn)特征分析

研究區(qū)盒8氣藏為巖性氣藏，部分井產(chǎn)水，但由于產(chǎn)水量不同，對生產(chǎn)的影響也有差異［4、5］。根據(jù)產(chǎn)水的成因不同，對研究區(qū)各類產(chǎn)水層段的測井、生產(chǎn)特征進(jìn)行了總結(jié)。

1.1 純水層

純水層即生產(chǎn)過程中只產(chǎn)出水，其測井響應(yīng)特征一般有如下特征：①自然伽瑪、電阻率一般呈低值，較高的聲波時差。與氣層相應(yīng)的測井相應(yīng)特征有明顯的差異；②物性較好、儲層厚度大；③該類型產(chǎn)水層中的水體有：能量強、產(chǎn)水量大、礦化度高的特點。

研究區(qū)純水層主要分為兩類：

（1）局部邊（底）水層。不僅在巖性氣藏在構(gòu)造性氣藏也常有這種類水層，該類型水層是比較常見的一類含水層。蘇西地區(qū)的局部邊底水表現(xiàn)為：水體大多處于砂體的低部位，尤其是砂體發(fā)育相對連片的區(qū)域，且與同一連片砂體的構(gòu)造高部位氣層的接觸關(guān)系為成邊（底）水接觸，表明氣水在該區(qū)有一定的分異，系統(tǒng)內(nèi)有統(tǒng)一的氣水界面。如下頁圖1所示，蘇108井盒8上2段，射孔段3 662m～3 666m與山1段合試，日產(chǎn)氣0.058 3×104m3，日產(chǎn)水35.2m3，可以認(rèn)為在盒8上2段3 661m～3 664.5m為一氣層段（平均自然伽瑪為48.4API，平均電阻率為78.4Ω·m），3 664.5m～3 669m為一水層段（平均自然伽瑪為36.3API，平均電阻率為38.4Ω·m）。如下頁圖2所示，在聯(lián)井剖面上，蘇108井在盒8上2小層中存在水層，縱向上該水層上部測井解釋為氣層，橫向上僅與蘇191一口井盒8上2小層中的水層相互連通，可以認(rèn)為此水層為局部邊（底）水層。局部邊（底）水的水體與邊（底）水相比，其規(guī)模較小，僅僅是地層水的相對集中。

（2）透鏡體水層。研究區(qū)儲層非均值性強，發(fā)育眾多相對孤立的透鏡體型水，表現(xiàn)為：橫向上，鄰井相應(yīng)層位砂體不發(fā)育或砂體與之不連通；縱向上，沒有與該水體相連通的氣層，以孤立發(fā)育砂體存在且高含水。

1.2 致密水層

致密水層在測井響應(yīng)特征上主要表現(xiàn)為自然伽馬偏高、聲波及低電阻率值偏低的特征，與干層響應(yīng)特征類似。解釋為含水飽和度較高、孔、滲較差的砂巖層段，該類水層即可與氣層段相鄰，也可存在于氣層中。在試氣、試采過程中產(chǎn)水量很小或不產(chǎn)水，產(chǎn)水水化學(xué)礦化度較小，究其原因是受凝析水的影響，表現(xiàn)出低礦化度的淡化地層水特征。蘇150井（如下頁圖3所示），盒8上2段3 488m～3 489m與盒8下1段3 502m～3 505m合試，日產(chǎn)氣0.016 5×104m3，日產(chǎn)水23m3。作者經(jīng)測井識別認(rèn)為，盒8上2段為一氣層，盒8下1段僅3 501.88m ～3 502.63m，0.75m 為 水 層。 在2008年8月進(jìn)行壓裂施工，入井總液量為314.5m3，反排總液量為351.2m3，故可以確定試氣產(chǎn)水來自地層水。而盒8下1、盒8下2段砂層平均孔隙度為3.9%（低于儲層孔隙度下限值5%），綜合認(rèn)為該產(chǎn)水來自于致密儲層產(chǎn)水。

1.3 氣層產(chǎn)水

在巖性氣藏中該類型比較常見.測井特征表現(xiàn)為自然伽瑪值低、電阻率值較高、含水飽和度較低，綜合解釋為氣層［1］。在試氣、試采過程中，氣井產(chǎn)水量略高于理論凝析水，水量較?。辉擃愋彤a(chǎn)水礦化度較小，其主要原因是受到凝析水的影響，屬淡化地層水。隨著生產(chǎn)日期的增加，產(chǎn)水量也逐漸減少［6～9］。

見蘇75井（見圖4），該井射孔段為盒8上3 428.5m～3 435.5m，試氣日產(chǎn)氣 6.754×104m3，無水產(chǎn)出。該射孔層位中子響應(yīng)值分布10.5%～18.9%，平均值 13%；聲波時差分布204.8us／m～236us／m，平均值222.9us／m；深側(cè)向電阻率分布27Ω·m～159.3Ω·m，平均值67.3Ω·m。經(jīng)綜合分析判斷，3 428.5m～3 435.3m為氣層。該井微量產(chǎn)水，截止日期為9月5日，累計產(chǎn)氣59.768 9×104m3，累計產(chǎn)水0.06m3，經(jīng)分析認(rèn)為所產(chǎn)微量水為凝析水。

2 地層水成因

2.1 構(gòu)造特征及砂體分布

蘇西地區(qū)宏觀上構(gòu)造不是控制氣水分布的主要因素，整個區(qū)域的構(gòu)造沉積時期為北高南低，現(xiàn)今構(gòu)造為東高西低。水體主要分布在研究區(qū)的北部、中部，少部份分布在南部且不連片。這既可能與北部、中部距離物源區(qū)相對南部較近，同時也可能不同的物源區(qū)提供物源造成雜基、巖屑含量高及巖性復(fù)雜導(dǎo)致高的含水率。南部地區(qū)含水率相對較低，這可能是與其臨近烴源巖有關(guān)。

研究區(qū)在盒8期主要為辮狀河三角洲沉積體系，砂體展布受三角洲平原及前緣分流河道控制，多期分流河道相互疊置。河道受物源影響，具有北、北東、北西向供源特點，因此砂體的展布也具有相應(yīng)特點，并形成向中部匯聚的特點。因此根據(jù)受砂體展布方向、河道分布產(chǎn)狀、沉積微相造成的側(cè)向物性變化，以及氣體聚集過程影響表明，該區(qū)不存在大規(guī)模區(qū)域性的流體運移，而形成眾多平面上呈透鏡體狀、沿河道底部分布的局部分隔水體。研究區(qū)內(nèi)存在多個局部邊（底）水沿河道帶分布，全區(qū)基本上沒有統(tǒng)一的氣水界面（見圖5）。在油氣運移聚集過程中，油氣驅(qū)替水排向附近的低部位的邊部，即構(gòu)造低部位，形成了相對富水區(qū)，砂體中部形成相對較小區(qū)域的富水點，即透鏡體水，如圖5所示蘇168井區(qū)的典型的沿河道底部分布的局部邊底水。另外，如下頁圖6所示，蘇128水體由于河道下切深度相對較大，盡管砂體物性較好，但是由于生成氣體能量有限，使其不在氣體驅(qū)替路徑上，而保存為相對的富水河道。

2.2 成藏環(huán)境

鄂爾多斯盆地上古生界沒有明顯的生氣中心，具有“廣覆式”生烴的特點［10］。研究區(qū)盒8段氣藏主力烴源巖主力烴源層為石炭－二疊系煤系烴源，燕山期為主其要成烴期；在過剩壓力的作用下，生成的天然氣沿壓力遞降快的方向，向相鄰儲集層或疏導(dǎo)層運移［11］。盒8段為源外成藏，氣體形成之后通過斷層、裂縫和連片砂體經(jīng)過縱向和側(cè)向運移至有利地區(qū)成藏。尤其是盒8下段砂體連片分布廣、砂體厚度大，但儲層非均質(zhì)強的特點致使水層、氣層相互疊置，氣水關(guān)系復(fù)雜。總體來講，不在尤其運移通道和路徑上的儲集砂體，盡管物性好，但由于水體未被驅(qū)替，表現(xiàn)為相對的富水河道。而有運移通道的儲集區(qū)，可見一定的氣水分異，因此氣水為受砂體微構(gòu)造形態(tài)控制的局部邊底水。當(dāng)然也見有為數(shù)縱多的透鏡體水體，沿砂體中心物性較好的地方分布。

2.3 儲層巖性和物性

天然氣運移至砂巖儲層并排驅(qū)水的程度受砂巖儲層物性和巖性的直接影響，在烴源巖產(chǎn)生的氣體進(jìn)入孔喉較小的致密或泥質(zhì)含量高的砂巖層段中，由于該類砂層巖石毛管壓力大，而驅(qū)替力相對較小，導(dǎo)致水的排驅(qū)并不完全，從而形成致密水層，但多為不可動水［12、13］。氣層產(chǎn)出的水是在成藏過程中由于驅(qū)動力不足而沒有被天然氣驅(qū)替出來的的殘留地層水，該類水大都存在于小孔喉中［14］。天然氣長期在地下與地層水接觸，會溶解在水中，同時一部份水蒸氣也會進(jìn)入天然氣中，由于地下壓力、溫度都比地面井口高，因此含水蒸氣量比地面天然氣高，隨著天然氣上升至井口，水蒸氣最終會凝析以液態(tài)水的形式存在。該類水理論上其礦化度應(yīng)為“0”，但是考慮到這種水蒸氣凝析作用會發(fā)生在靠近井筒地層中，和與上述其它兩種類型的水混合形成淡化地層水，這也是“致密水層”為低礦化度水的原因［15］。

圖5 蘇X井區(qū)盒8上2段水體平面分布圖Fig.5 The water plane distribution of the second upper－He 8for蘇X well area

圖6 河道下切深度相對較大形成的相對富水河道Fig.6 Rich aquifer river which formed by basal sapping d eeply

3 結(jié)論

（1）將蘇西盒8藏氣井產(chǎn)水分為：①只產(chǎn)水不產(chǎn)氣的純水層；②致密儲層中產(chǎn)少量水的致密產(chǎn)層；③氣層產(chǎn)水三種類型。并將純水層進(jìn)一步細(xì)分為局部邊（底）水和透鏡體水兩種類型。對研究區(qū)每種產(chǎn)水類型的測井及生產(chǎn)動態(tài)特征進(jìn)行了總結(jié)。

（2）在氣藏開發(fā)過程中，由于氣藏氣層中存在殘留水，以及發(fā)育有致密水層，氣井生產(chǎn)過程中，當(dāng)成藏時氣驅(qū)水的排驅(qū)壓力被生產(chǎn)壓差超過后，非水層會產(chǎn)少量的水，但對氣井不會產(chǎn)生太大的影響。

（3）三種水類型主要受構(gòu)造條件、砂體分布、成藏環(huán)境、儲層巖性與物性的控制。

（4）在開發(fā)過程中，應(yīng)避免在純水層區(qū)布井；對于“透鏡體水層”，由于在平面上面積相對較小，應(yīng)避免在此類層段射孔。

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