普光地區(qū)陸相須家河組低滲致密砂巖氣藏氣層識(shí)別

廖凱飛（長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100）

譚國(guó)華，曾正清，陳彬（中石化中原油田分公司勘探開發(fā)科學(xué)研究院，河南 濮陽 457001）

崔大慶，陳斌（中石化中原油田分公司采油二廠，河南 濮陽 457500）

普光地區(qū)陸相上三疊統(tǒng)須家河組（T3xj）儲(chǔ)層滲透率低且致密［1］，平均孔隙度2.1%，平均滲透率0.133mD，為低孔－低滲、特低孔－特低滲儲(chǔ)層，屬于巖性地層氣藏，氣層在測(cè)井曲線上響應(yīng)差，識(shí)別難度大。筆者針對(duì)普光地區(qū)陸相T3xj試氣資料少，氣層、干層判別難度大的特點(diǎn)，在地質(zhì)研究基礎(chǔ)上，優(yōu)選對(duì)儲(chǔ)層敏感的測(cè)井參數(shù)建立圖版，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)第一手資料建立孔隙型、裂縫－孔隙型儲(chǔ)層的氣層判別標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)普光地區(qū)陸相T3xj的氣層進(jìn)行識(shí)別，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果較好。

1 基本地質(zhì)特征

普光地區(qū)位于四川盆地川東斷褶帶向北延伸部分，介于大巴山推覆帶前緣斷褶帶與川東弧形斷褶帶之間的過渡地帶。在燕山晚期和喜山期的強(qiáng)烈擠壓作用下普光地區(qū)陸相形成大量逆沖斷層及相關(guān)褶皺，構(gòu)造形變特征明顯。研究區(qū)總體呈 “隆洼”相間的構(gòu)造格局，發(fā)育北西向和北東向2組斷裂：北東向斷裂是主要的控帶斷層，數(shù)量少，規(guī)模大，對(duì)油氣成藏具有破壞作用；北西向斷裂數(shù)量較多，向斜內(nèi)斷距小，一般消失于千佛崖組（J1qf），利于油氣運(yùn)移。

T3xj屬于辮狀河三角洲沉積體系［2］，主要沉積三角洲平原與三角洲前緣亞相，發(fā)育分流河道、分流間灣、河漫沼澤、決口扇、水下分流河道、河口壩、前緣席狀砂等沉積微相。T3xj砂層發(fā)育，單層厚度較大，為主要儲(chǔ)集層段。T3xj巖石類型主要為長(zhǎng)石巖屑砂巖，發(fā)育殘余粒間孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、晶間孔、微裂縫等孔縫類型。

烴源巖以暗色泥巖為主，其次是煤層。暗色泥巖最大厚度可達(dá)300m，總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)w（TOC）介于0.32%～10.36%之間（平均為2.01%），煤層w（TOC）介于21.68%～96.3%之間，烴源巖鏡質(zhì)體反射率（Ro）介于1.43%～2.00%之間，處于高成熟演化階段，具有較好的生油氣能力［3］。須家河組三段（T3xj3）、須家河組五段（T3xj5）、須家河組六段上亞段（），自流井組（J1zl），J1qf主要為泥巖、泥灰?guī)r，分布較穩(wěn)定，可作為良好的蓋層。陸相良好的生儲(chǔ)層搭配及區(qū)域蓋層，為陸相氣藏的形成創(chuàng)造了條件。

研究氣藏控制因素表明，普光地區(qū)陸相烴源巖的發(fā)育控制著氣藏縱向分布，烴源巖上部砂巖油氣顯示相對(duì)較好，以近源成藏為主。優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層（孔隙度（）＞4%）控制著氣藏的平面展布，其發(fā)育程度是天然氣富集的關(guān)鍵，裂縫及溶蝕孔洞的發(fā)育，尤其是低角度裂縫系統(tǒng)發(fā)育，是單井獲氣并高產(chǎn)的關(guān)鍵。

2 T3xj低滲致密氣層測(cè)井響應(yīng)特征

一般情況下，天然氣的存在能使地層電阻率升高、聲波時(shí)差明顯變大，有時(shí)出現(xiàn) “周波跳躍”現(xiàn)象，并且密度和補(bǔ)償中子孔隙度降低，因此運(yùn)用孔隙度曲線重疊等方法能快速識(shí)別出氣層［3］。但普光地區(qū)陸相儲(chǔ)層為低孔－低滲、特低孔－特低滲儲(chǔ)層，屬于非常規(guī)氣藏，儲(chǔ)集空間小，導(dǎo)致測(cè)井信息對(duì)油氣的敏感性相對(duì)降低。故利用常規(guī)測(cè)井方法準(zhǔn)確識(shí)別研究區(qū)氣層難度大，需要綜合分析多種測(cè)井資料，并結(jié)合試氣、鉆井等資料對(duì)儲(chǔ)層流體性質(zhì)進(jìn)行分類。筆者以巖石特征研究為基礎(chǔ)，綜合分析測(cè)井響應(yīng)特征，優(yōu)選對(duì)裂縫敏感的圖板識(shí)別裂縫型儲(chǔ)層，同時(shí)利用試氣資料，結(jié)合錄井顯示，建立孔隙型、裂縫－孔隙型儲(chǔ)層氣層判別標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 巖性與物性的關(guān)系

T3xj砂巖類型主要有砂礫巖、中砂巖、細(xì)砂巖和粉砂巖4種，不同的巖性其孔隙度、滲透率的分布范圍不同，孔隙度與滲透率的相關(guān)性也存在差異。粉砂巖、細(xì)砂巖的孔隙度、滲透率值較低，孔隙度多小于2%，滲透率在0.1mD左右，孔滲相關(guān)性差（圖1）。隨著巖性顆粒變粗，孔隙度大于2%的樣本點(diǎn)增多，滲透率也增大?？诐B關(guān)系表明，T3xj存在裂縫型、孔隙－裂縫型、孔隙型3種類型的儲(chǔ)層，其中，中砂巖以孔隙型為主，孔隙度與滲透率關(guān)系密切。

圖1 T3xj不同巖性孔滲關(guān)系圖

2.2 普光陸相裂縫型儲(chǔ)層識(shí)別

通過裂縫測(cè)井響應(yīng)特征研究，建立自然伽馬（qAPI）、深側(cè)向電阻率（ρlld）、淺側(cè)向電阻率（ρlls）、聲波時(shí)差（Δt）、補(bǔ)償中子孔隙度（nc）等曲線交會(huì)圖版，優(yōu)選出3種對(duì)裂縫敏感的圖板進(jìn)行裂縫型儲(chǔ)層的識(shí)別。

1）ρlld與qAPI交會(huì) 當(dāng)泥質(zhì)含量增大時(shí)，ρlld減小、qAPI增大，兩者呈較好的對(duì)數(shù)關(guān)系（圖2）。而當(dāng)?shù)貙又邪l(fā)育裂縫時(shí)，由于裂縫導(dǎo)電將導(dǎo)致ρlld發(fā)生明顯變化，在交會(huì)圖中與上述ρlld－qAPI相關(guān)特征差異明顯。因此利用該差異可以判斷裂縫的存在。

圖2 ρlld－qAPI交會(huì)圖（P101井3695～3745m）

圖3 nc－Δt交會(huì)圖（P101井3695～3745m）

3）電阻率侵入差比 在致密砂巖儲(chǔ)層中，由于孔隙不發(fā)育，地層滲透性較差，理論上雙側(cè)向電阻率曲線差異不明顯，而當(dāng)儲(chǔ)層中發(fā)育裂縫，儲(chǔ)層滲透率將明顯增大，導(dǎo)致雙側(cè)向間存在明顯幅度差［4］。通過計(jì)算差異值（ρlld－ρlls）與ρlld比值（Rsd）可作為識(shí)別裂縫指數(shù)。當(dāng)Rsd越大，表明儲(chǔ)層發(fā)育高角度裂縫的可能性越大；而當(dāng)Rsd越小或等于0，則表明儲(chǔ)層中發(fā)育低角度裂縫可能性越大。

Pl1井在T3xj擬合ρlld與實(shí)測(cè)ρlld多處出現(xiàn)差異，實(shí)測(cè)ρlld偏低，指示可能有裂縫；nc－Δt也同時(shí)反映有裂縫；計(jì)算的裂縫孔隙度在0.2%～0.9%之間，裂縫滲透率在0.17～120.0mD之間。Pl1井84、86號(hào)層測(cè)井資料及處理結(jié)果顯示裂縫響應(yīng)特征明顯，指示裂縫發(fā)育。巖心觀察也證實(shí)3500.50～3507.03m層段裂縫發(fā)育（表1、圖4），以中縫、平縫為主。

表1 Pl1井部分巖心觀察裂縫描述數(shù)據(jù)表

2.3 普光地區(qū)陸相低滲致密氣層判別標(biāo)準(zhǔn)

為了建立普光地區(qū)陸相氣層的測(cè)井解釋標(biāo)準(zhǔn)，首先，選取研究區(qū)試氣井資料，結(jié)合測(cè)井、錄井等顯示特征，進(jìn)行氣、干層的初步判別；其次，根據(jù)研究的儲(chǔ)層參數(shù)解釋模型，分別計(jì)算T3xj儲(chǔ)層的孔隙度、滲透率和含油飽和度參數(shù)，在此基礎(chǔ)上分別制作孔隙度－電阻率、孔隙度－含氣飽和度、滲透率－含氣飽和度關(guān)系圖，結(jié)合取心巖樣觀察的裂縫發(fā)育情況，對(duì)每個(gè)計(jì)算層進(jìn)行了裂縫發(fā)育程度分析和確認(rèn)；最后，分析孔隙度－電阻率等關(guān)系圖版，分別按孔隙型、裂縫－孔隙型儲(chǔ)層確定出普光陸相氣層判別的標(biāo)準(zhǔn)（表2、3）。

在氣、干層判別方面主要依據(jù)含氣飽和度參數(shù)，但在實(shí)際資料的解釋中，解釋標(biāo)準(zhǔn)雖是重要依據(jù)，但還須對(duì)測(cè)井資料進(jìn)行綜合分析，充分考慮巖性的變化及巖性的非均質(zhì)性給儲(chǔ)層參數(shù)計(jì)算帶來的影響，同時(shí)還要考慮水性的變化、上下圍巖及夾層等的影響，結(jié)合綜合分析，給出正確的解釋結(jié)論。

圖4 Pl1井巖心照片

表2 裂縫－孔隙型儲(chǔ)層氣、干層判別標(biāo)準(zhǔn)一覽表

表3 孔隙型儲(chǔ)層氣、干層判別標(biāo)準(zhǔn)一覽表

3 應(yīng)用效果

通過該方法對(duì)普光陸相T3xj進(jìn)行二次解釋，共解釋氣層121.3m／40層、低產(chǎn)氣層640.3m／167層、含氣層440.9m／97層（見表4）。與原解釋結(jié)果對(duì)比，氣層增加44.1m／20層、低產(chǎn)氣層增加185.0m／44層，含氣層減少31.2m。解釋結(jié)果顯示普光陸相低產(chǎn)氣層多，高產(chǎn)的氣層較少，反映該地區(qū)勘探有潛力，但難度較大。

表4 普光陸相T3xj氣層解釋變化情況表

2011年pl1井須家河組二段（T3xj2）、T3xj6分段壓裂試氣。其中，T3xj2壓裂獲工業(yè)氣流，試氣井段3490.4～3513.9m，22.6m／8層（表5）。原解釋氣層3.2m／2層、低產(chǎn)氣層6.1m／2層、干層13.3m／3層；二次解釋氣層5.4m／3層、低產(chǎn)氣層9.6m／3層、干層7.6m／2層。與原解釋結(jié)果對(duì)比，氣層增加2.2m／1層、低產(chǎn)氣層增加3.5m／1層、干層減少5.7m／1層。射孔日產(chǎn)氣量0.1291×104m3，壓后日產(chǎn)氣量3.08×104～4.38×104m3。

T3xj6井底存在積液，產(chǎn)量低，試氣井段3094.0～3122.5m，17.3m／7層。原解釋氣層2.8m／2層、低產(chǎn)氣層13.6m／5層；二次解釋氣層5.9m／4層、低產(chǎn)氣層11.4m／3層。與原解釋結(jié)果對(duì)比，氣層增加3.1m／2層、低產(chǎn)氣層減少2.2m／2層，射孔日產(chǎn)氣量0.1724×104m3，壓后日產(chǎn)氣量0.76×104m3。試氣結(jié)論與測(cè)井二次解釋認(rèn)識(shí)一致。

表5 pl1井試氣井段氣層解釋變化情況表

4 結(jié)論

1）對(duì)于低滲致密儲(chǔ)層，需要綜合分析多種測(cè)井資料，優(yōu)選對(duì)儲(chǔ)層敏感的參數(shù)，結(jié)合試氣資料對(duì)儲(chǔ)層流體性質(zhì)進(jìn)行分類。

2）針對(duì)低滲致密儲(chǔ)層識(shí)別，先優(yōu)選對(duì)裂縫敏感的圖板識(shí)別裂縫型儲(chǔ)層；其次利用試氣資料，結(jié)合錄井顯示，建立孔隙型、裂縫－孔隙型儲(chǔ)層氣層判別標(biāo)準(zhǔn)。

3）該研究成果直接應(yīng)用到普光氣田生產(chǎn)建設(shè)中，部署了兩口評(píng)價(jià)井，已實(shí)施。該方法也為同類低孔－低滲、特低孔－特低滲儲(chǔ)層的氣層識(shí)別提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

［1］鄒才能，袁選俊，陶士振 .巖性地層油氣藏 ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2009.

［2］于興河 .碎屑巖系油氣儲(chǔ)層沉積學(xué) ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2008.

［3］孫建孟，王永剛 .地球物理資料綜合應(yīng)用 ［M］.東營(yíng)：石油大學(xué)出版社，2001.

［4］馮增昭 .沉積巖石學(xué) ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1993.