川東北YB地區(qū)長興組生物礁儲層特征精細研究及意義

厚東琳，尤思科，范小軍 （中石化勘探南方分公司研究院，四川 成都610041）

川東北YB地區(qū)位于四川盆地九龍山背斜構(gòu)造帶東南側(cè)、通南巴背斜構(gòu)造帶西南側(cè)、川中平緩構(gòu)造帶北部的銜接部位，受3個構(gòu)造的遮擋［1－2］。隨著對川東北碳酸鹽巖天然氣勘探的不斷深入，作為其主要儲層的長興組的研究也就越來越受到重視［3］。長興組生物礁儲層主要發(fā)育在長二段，整體構(gòu)造平緩，主要發(fā)育臺地邊緣礁灘相沉積，圈閉類型為生物礁巖性圈閉。生物礁儲層以Ⅱ、Ⅲ類儲層為主，是該區(qū)天然氣分布、儲量及產(chǎn)能的主控因素。近期YB地區(qū)F、L、M等多口井在長興組生物礁儲層相繼獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，實踐表明YB地區(qū)長興組生物礁儲層特征是該區(qū)天然氣分布、儲量及產(chǎn)能的主控因素。開展生物礁儲層特征的精細研究及其對天然氣富集的控制作用對該區(qū)增儲上產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實意義。

1 儲層特征分析

1）縱向分布特征 YB地區(qū)長興組生物礁儲層主要發(fā)育長二段，長二段為臺地邊緣生物礁相沉積，巖性主要為殘余生屑細晶白云巖、含云生屑灰?guī)r，儲層分布于長二段高位體系域中。下面以YB地區(qū)西北部Ⅳ號礁帶L井為例進行分析。

YB地區(qū)L井長二段儲層主要分布于2個四級層序高位體系域，儲層分為2個亞段：①長二段儲層1亞段。主要分布于長二段第2個四級旋回的高位體系域中，為臺地邊緣礁蓋亞相沉積。儲層巖性以生屑白云巖為主，含云生屑灰?guī)r次之；儲層巖石組合為生屑白云巖夾含云生屑灰?guī)r。對儲層有利的成巖作用有白云石化、溶蝕、重結(jié)晶、破裂作用等，白云石化、溶蝕及重結(jié)晶等作用較強，破裂作用中等。儲層空間類型以粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔及晶間溶孔為主，裂縫次之，孔隙度以5%～10%為主，2%～5%次之，少數(shù)大于10%，總體以Ⅱ類儲層為主，Ⅲ類次之，Ⅰ類少量，為裂縫－孔隙型儲層，儲層優(yōu)質(zhì)程度較高，測試獲100多萬方高產(chǎn)工業(yè)氣流。②長二段儲層2亞段。主要分布于長二段第1個四級旋回的高位體系域中，為臺地邊緣礁核亞相沉積。儲層巖性以生物礁灰?guī)r及生屑灰?guī)r為主；儲層巖石組合為生物礁灰?guī)r與生屑灰?guī)r互層。對儲層有利的成巖作用有溶蝕、重結(jié)晶及破裂作用等，未見白云石化作用，溶蝕、破裂、重結(jié)晶等作用一般。儲層空間類型有粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、生物格架間溶孔、生物體腔內(nèi)溶孔及裂縫等，孔隙度為2%～5%，幾乎全部為Ⅲ類儲層，為裂縫－孔隙型儲層。

2）橫向展布特征 YB地區(qū)由Ⅰ區(qū)塊 （東部）和Ⅱ區(qū)塊 （西部）2大工區(qū)構(gòu)成，生物礁帶自東向西分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號共4個礁帶 （見圖1）。通過YB地區(qū)礁帶實際鉆井測井解釋分析，Ⅰ、Ⅱ號礁帶儲層有效厚度主要分布在30～100m之間，平均有效厚度50m左右，儲層厚度中等。儲層總體以Ⅱ、Ⅲ類儲層為主，其中Ⅱ號礁帶主體部位Ⅰ、Ⅱ類儲層較發(fā)育 （YB地區(qū)G井礁蓋測井解釋Ⅰ、Ⅱ類儲層達30m以上）。連井儲層對比分析表明，長興組發(fā)育礁蓋儲層與早期灘相儲層，以礁蓋儲層為主。早期灘相儲層分布比較局限，厚度薄。生物礁主體礁蓋儲層厚度大，礁體邊緣儲層變薄。Ⅲ、Ⅳ號礁帶礁蓋儲層有效厚度主要分布在40～130m之間，平均有效厚度近100m，儲層厚度大。儲層總體以Ⅱ、Ⅲ類儲層為主，其中Ⅲ、Ⅳ號礁帶西北部Ⅰ、Ⅱ類儲層較發(fā)育 （YB地區(qū)O井礁蓋測井解釋Ⅰ、Ⅱ類儲層厚度達70m以上），整體上較Ⅰ、Ⅱ號礁帶儲層厚度大、物性好。分析其原因為Ⅲ、Ⅳ號礁帶生物礁以垂向加積為主，生物礁的生長規(guī)模較大，而Ⅰ、Ⅱ號礁帶生物礁則以側(cè)向遷移為主，生長規(guī)模較小，故Ⅲ、Ⅳ號礁帶礁蓋儲層較Ⅰ、Ⅱ號礁帶更為發(fā)育，儲層厚度更大，優(yōu)質(zhì)程度更高，測試為高產(chǎn)工業(yè)氣流，為油氣富集的有利區(qū)帶。

圖1 YB地區(qū)礁帶儲層預(yù)測厚度等值線圖

3）物性特征 YB地區(qū)礁帶儲層段巖心物性統(tǒng)計分析表明，Ⅰ、Ⅱ號礁帶儲層孔隙度介于0.59%～15.57%，平均值為4.24%；大于2%的樣品占70.43%，平均值為5.48%，滲透率介于 （0.0028～362.0995）×10－3μm2，幾何平均值為0.3675×10－3μm2；Ⅲ、Ⅳ號礁帶孔隙度介于1.08%～22.75%，平均值為7.12%，大于2%的樣品占88.24%，平均值為7.85%，滲透率介于 （0.0028～1047.3759）×10－3μm2，幾何平均值為1.2978×10－3μm2。總體上，Ⅲ、Ⅳ號礁帶儲層物性優(yōu)于Ⅰ、Ⅱ號礁帶，儲層優(yōu)質(zhì)程度較高，更利于捕獲高產(chǎn)工業(yè)氣流。另通過Ⅲ、Ⅳ號礁帶與Ⅰ、Ⅱ號礁帶儲層的孔滲關(guān)系分析發(fā)現(xiàn)，儲層有明顯的裂縫－孔隙型特征。結(jié)合成像、薄片等資料對所有鉆井儲層段裂縫分布規(guī)律研究表明，Ⅲ、Ⅳ號礁帶的裂縫分布頻率高于Ⅰ、Ⅱ號礁帶。裂縫對儲層儲滲性能的改善起關(guān)鍵作用，導(dǎo)致Ⅲ、Ⅳ號礁帶儲層疏導(dǎo)效率高于Ⅰ、Ⅱ號礁帶，更利于油氣富集，測試多口井獲高產(chǎn)工業(yè)氣流。其裂縫發(fā)育的原因：①YB地區(qū)雖位于川中平緩褶皺帶，但處于南秦嶺米蒼山推覆構(gòu)造南緣，大巴山弧形沖斷構(gòu)造帶西南側(cè)，這些構(gòu)造帶活動時應(yīng)力通過東北部通南巴構(gòu)造帶和西北部九龍山構(gòu)造帶的傳遞，到Y(jié)B地區(qū)構(gòu)造作用減弱，應(yīng)力大小雖未造成地層錯斷形成斷層，但造成了微裂縫的產(chǎn)生；②YB地區(qū)位于川中隆起的北斜坡，3個方向的應(yīng)力形成合力，使微裂縫更加發(fā)育，改善了儲層的儲滲性能；③Ⅲ、Ⅳ號礁帶構(gòu)造位置相對較高，更易形成裂縫網(wǎng)絡(luò)，為油氣的高產(chǎn)富集提供了有利的運移通道。

4）典型剖面分析 YB地區(qū)L－O－H－P－D井長興組儲層對比剖面是一條穿過YB地區(qū)Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ號礁帶由西向東的儲層對比剖面 （見圖2），下面以該剖面為例分析該區(qū)儲層分布特征。

該剖面顯示，縱向上長二段儲層厚度大，物性好；橫向上，長二段儲層在區(qū)塊厚度大，油氣集中分布于西北部，如YB地區(qū)L、O、M、N井等臺地邊緣生物礁相區(qū)，儲層厚度大，測試主要獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，東部儲層相對較分散、厚度薄，測試主要獲中產(chǎn)工業(yè)氣流。此外，Ⅰ區(qū)塊位于生物礁主體的儲層厚度較大 （YB地區(qū)G、H井等），而位于生物礁邊緣的儲層較薄 （YB地區(qū)T、E井）。其中Ⅰ區(qū)塊T井儲層厚度僅30米左右，相對于其他生物礁主體的儲層厚度較薄，但仍獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，分析與其儲層的儲集空間類型較好有關(guān)，雖然儲層厚度不如生物礁主體的厚度大，但生物溶蝕孔、生物體腔孔、洞發(fā)育，且未被充填、膠結(jié)，孔洞保存完整，儲層物性好，故同樣捕獲了高產(chǎn)工業(yè)氣流。

圖2 YB地區(qū)L－O－H－P－D井長興組儲層對比圖

5）綜合分析 YB地區(qū)長興組生物礁儲層主要發(fā)育于長二段2個四級層序高位體系域中，為臺地邊緣生物礁相沉積，巖性主要為殘余生屑細晶白云巖及生物礁灰?guī)r，總體以Ⅱ、Ⅲ類為主。Ⅲ、Ⅳ號礁帶Ⅲ、Ⅳ類儲層較Ⅰ、Ⅱ號礁帶發(fā)育，其中Ⅲ、Ⅳ號礁帶西北部儲層優(yōu)質(zhì)程度最高，為油氣高產(chǎn)富集帶。通過單井、連井儲層對比及儲層平面分布研究認為，縱向上，除YB地區(qū)N、O、E、P、D井長興組發(fā)育底灘儲層外，長興組臺地邊緣生物礁主體主要發(fā)育長二段生物礁儲層，其主要位于長興組上部，部分井長二段生物礁儲層頂面即為長興組頂面，如YB地區(qū)M井、YB地區(qū)G井、YB地區(qū)A井；部分井長二段礁儲層距長興組頂面僅10米左右，如YB地區(qū)B井和YB地區(qū)H井。

平面上，長興組生物礁儲層主要分布于臺地邊緣生物礁相帶中，西部地區(qū)生物礁最好，儲層厚度最大，平均厚度在100米左右，分析主要與生物礁的生長方式不同有關(guān)，Ⅱ區(qū)塊生物礁以垂向加積為主，多期疊置，礁帶呈“窄而厚”的分布，生物礁規(guī)模大，儲層厚度大 （90～140m），物性好 （Ⅰ、Ⅱ類儲層占 （30%～50%），測試主要為高產(chǎn)工業(yè)氣流；Ⅰ區(qū)塊生物礁以側(cè)向遷移為主，多期并列生長，礁帶呈“寬而緩”的展布，生物礁中等，儲層厚度中等 （30～60m），物性較好 （Ⅰ、Ⅱ類儲層占20%～30%），測試主要為中高產(chǎn)工業(yè)氣流，此外位于生物礁主體邊緣位置的生物礁主要發(fā)育于長興早中期，晚期演化為局限環(huán)境沉積，生物礁規(guī)模相對小，儲層厚度較薄 （30m左右），但儲集空間類型好，物性好 （Ⅰ、Ⅱ類儲層占50%），儲層優(yōu)質(zhì)程度較高，測試同樣捕獲了高產(chǎn)工業(yè)氣流。

2 儲層特征對天然氣產(chǎn)能的控制作用

1）定性分析 通過對區(qū)內(nèi)各井實際產(chǎn)能情況的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，長興組生物礁儲層物性對油氣產(chǎn)能具有明顯的控制作用。表現(xiàn)為隨儲層物性變好，儲層產(chǎn)能總體呈遞增的趨勢。當(dāng)儲層以Ⅲ類儲層為主時，由于儲集物性一般，儲層測試以低產(chǎn)氣層為主；當(dāng)Ⅱ類儲層占優(yōu)勢比例時，由于儲層物性較好，儲層測試則主要為中產(chǎn)工業(yè)氣流；當(dāng)測試段儲層物性整體較好且發(fā)育部分Ⅰ類儲層時，由于此類儲層達到優(yōu)質(zhì)儲層標準，儲層測試主要為中－高產(chǎn)工業(yè)氣流。平面上看，Ⅰ、Ⅱ號礁帶除YB地區(qū)T、S、P井獲得高產(chǎn)外，大部分井以中產(chǎn)工業(yè)氣流為主。而以垂向加積為主的Ⅲ、Ⅳ號礁帶相對于以側(cè)向遷移、發(fā)育早中期礁的Ⅰ、Ⅱ號礁帶生物礁生長規(guī)模更大，礁蓋儲層更為發(fā)育，儲層厚度更大，物性更好，成為油氣的高產(chǎn)富集帶。此外，對YB地區(qū)Ⅰ、Ⅱ區(qū)塊典型取心井長興組瀝青含量進行系統(tǒng)統(tǒng)計分析表明，均有瀝青分布，Ⅱ區(qū)塊YB地區(qū)L井區(qū)瀝青含量明顯高于Ⅰ區(qū)塊YB地區(qū)Q、D井，分析認為早期存在古油藏，在油藏階段Ⅱ區(qū)塊礁帶處于微地貌高點，暴露形成白云石化，發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲層，優(yōu)質(zhì)儲層與微地貌的良好耦合使得Ⅱ區(qū)塊礁帶位于古油藏中心，油藏規(guī)模、充滿度高于Ⅰ區(qū)塊，后期由于埋藏作用原油裂解成天然氣，從而Ⅱ區(qū)塊礁帶獲得高產(chǎn)，也在一定程度上保證了儲層特征對油氣富集的控制作用。

圖3 YB地區(qū)長興組儲層分類與產(chǎn)能關(guān)系圖

2）定量研究 根據(jù)前述，YB地區(qū)長興組生物礁儲層總體以Ⅱ、Ⅲ類為主，結(jié)合實際測試情況分析，YB地區(qū)儲層測試獲中－高產(chǎn)工業(yè)氣流。在明確了儲層特征與產(chǎn)能大小定性關(guān)系的基礎(chǔ)上，選用孔隙度參數(shù)（Φ），利用氦氣法、煤油法及測井法等3種方法對儲層特征與產(chǎn)能大小之間進行定量回歸分析，建立了相應(yīng)的回歸方程 （見圖3），同時結(jié)合各井實際的測試結(jié)果，一定程度上明確了兩者的定量關(guān)系。綜合分析表明，儲層產(chǎn)能隨儲層物性變好，呈遞增的趨勢，研究成果與前述分析結(jié)果一致，其中Ⅰ類儲層產(chǎn)能大于或等于130×104m3／d；Ⅱ類儲層產(chǎn)能 （25～130）×104m3／d；Ⅲ類儲層產(chǎn)能 （1～25）×104m3／d；Ⅳ類儲層產(chǎn)能小于1×104m3／d。結(jié)合前述分析知，YB地區(qū)主要發(fā)育Ⅱ、Ⅲ類儲層，故產(chǎn)能主要分布在 （25～130）×104m3／d之間［4］。

3 結(jié) 論

（1）YB地區(qū)長興組生物礁儲層以Ⅱ、Ⅲ類儲層為主，縱向上主要分布于長二段第2個四級旋回的高位體系域中，平面上Ⅲ、Ⅳ號礁帶Ⅰ、Ⅱ類儲層較Ⅰ、Ⅱ號礁帶更發(fā)育，尤其是Ⅲ、Ⅳ號礁帶西北部儲層優(yōu)質(zhì)程度最高，為油氣的高產(chǎn)富集帶。

（2）對于以生物礁巖性圈閉為主的巖性氣藏，儲層的縱橫向發(fā)育特征對氣藏富集具有明顯的控制作用。儲層厚度大、物性好或儲層厚度相對較薄但儲集空間類型、物性及連通性較好的優(yōu)質(zhì)儲層往往易捕獲高產(chǎn)工業(yè)氣流。總體上儲層產(chǎn)能隨儲層優(yōu)質(zhì)程度變好，呈遞增趨勢，YB地區(qū)儲層產(chǎn)能主要分布在（25～130）×104m3／d。

［1］段金寶，黃仁春，程勝輝，等 .川東北YB地區(qū)長興期－飛仙關(guān)期碳酸鹽巖臺地沉積體系及演化 ［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報 （自然科學(xué)版），2008，35 （6）：663－668.

［2］王銀 .川東北YB地區(qū)生物礁的識別與追蹤 ［J］.天然氣技術(shù)，2009，3（4）：25－29.

［3］毛成棟，胡素云，汪澤成，等 .川東北HL長興組儲層特征及有利區(qū)預(yù)測 ［J］.天然氣勘探與開發(fā)，2009，32（4）：13－16，27.

［4］范小軍，黃勇，厚東琳，等 .儲層物性與產(chǎn)能的關(guān)系——以YB長興組礁灘相儲層為例 ［J］.天然氣技術(shù)與經(jīng)濟，2011，5（4）：29－32.