川西什邡－馬井地區(qū)低阻氣層測井識別

徐炳高 （中石化西南石油工程有限公司測井分公司，四川 成都610100）

川西什邡－馬井地區(qū)構(gòu)造位置位于新場背斜構(gòu)造與馬井背斜構(gòu)造之間的向斜中，過去重點(diǎn)針對川西新場、馬井等背斜構(gòu)造開展了大量的勘探工作，取得了豐富的勘探成果，而對于向斜低構(gòu)造部位沒有足夠重視，長期以來為勘探空白區(qū)。隨著研究的深入，提出了四川盆地 “滿盆含砂、滿坳含氣”觀點(diǎn)，勘探工作逐漸向向斜低部位的什邡－馬井地區(qū)開展，發(fā)現(xiàn)了眾多高產(chǎn)井，取得了重大突破，然而，構(gòu)造低部位含氣響應(yīng)特征與構(gòu)造高部位有顯著差異，主要是儲層電阻率低，發(fā)育低阻氣層。因而，對于什邡－馬井地區(qū)測井評價的關(guān)鍵是建立低阻氣層的測井識別方法技術(shù)。

一般認(rèn)為，儲層電阻率與圍巖 （泥巖）電阻率接近或不大于鄰近水層電阻率的兩倍就視為低阻油氣層。什邡－馬井地區(qū)上侏羅統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組 （J3p）泥巖電阻率一般小于10Ω·m，水層電阻率在4～9Ω·m之間。因此將電阻率小于15Ω·m的J3p含氣儲層定義為低阻氣層，尤其指電阻率在8～12Ω·m的儲層。

1 低阻氣層成因分析

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)成果［1～4］，結(jié)合該區(qū)具體特點(diǎn)，對什邡－馬井地區(qū)低電阻率氣層的成因進(jìn)行了分類總結(jié)，主要有以下幾方面：

1）巖石粒度影響 什邡－馬井地區(qū)J3p砂巖以細(xì)粒結(jié)構(gòu)為主，并廣泛發(fā)育粉砂巖。黏土礦物及粉砂巖含量與粒度關(guān)系密切。通過壓汞等試驗(yàn)證實(shí)，孔隙度與孔喉半徑具較好的相關(guān)性；砂巖孔喉半徑普遍小于0．5μm，對應(yīng)細(xì)－微孔喉儲層。通常，隨著巖石粒度變細(xì)，黏土含量增加，孔喉變小，物性變差；毛細(xì)管排驅(qū)壓力增大，氣不易進(jìn)入微孔隙中，從而導(dǎo)致含氣儲層電阻率降低。

2）束縛水含量高影響 通過巖心密閉取心分析研究，該區(qū)塊含水飽和度為30%～70%，平均為44．68%，為典型的高含水飽和度儲層。壓汞分析：砂巖孔喉半徑普遍小于0．5μm，為細(xì)－微孔喉儲層。通過毛細(xì)管壓力試驗(yàn)分析，束縛水飽和度隨泥質(zhì)含量的增大而增大，并隨地層的孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度而增加。因此，該區(qū)普遍發(fā)育的細(xì)粉砂巖儲層中束縛水飽和度高。

3）砂泥巖薄互層的影響 J3p存在較多砂泥巖薄互層，在自然伽馬曲線上表現(xiàn)為低幅指狀或者齒狀，反映出砂巖中頻繁夾有泥巖薄層或泥質(zhì)條帶，從而造成局部低電阻率。

4）黏土礦物類型對電阻率的影響 根據(jù)前人研究結(jié)果，泥質(zhì)地層中蒙脫石、伊利石、綠泥石、高嶺石等活性黏土礦物成分具有巖石附加導(dǎo)電作用，其附加導(dǎo)電性隨陽離子交換能力的大小而有所不同，它們之間的陽離子交換能力大小關(guān)系為：蒙脫石＞伊利石＞綠泥石＞高嶺石。對于川西氣田J3p氣藏，根據(jù)X－射線衍射檢測的31塊巖樣分析結(jié)果顯示，黏土的主要成分為伊利石和綠－蒙混層，且地層水礦化度低，有利于陽離子交換，因此，該區(qū)黏土礦物的附加導(dǎo)電盡管可能導(dǎo)致儲層電阻率降低，但影響程度很低，并非導(dǎo)致儲層低阻的主要原因。

5）導(dǎo)電礦物的影響 根據(jù)薄片觀測結(jié)果，J3p砂巖中含少量的特殊礦物，一般氧化鐵體積分?jǐn)?shù)小于0．5%，云母體積分?jǐn)?shù)小于5% （基本為1% ），導(dǎo)電礦物如黃鐵礦、黑云母盡管很少，但偶有出現(xiàn)，是該區(qū)形成低阻儲層的次要原因之一。如MJ22井1438．35～1438．46m井段巖心描述見黃鐵礦晶體，顆粒大小為5mm×25mm。測井曲線顯示為低阻，測井解釋中充分考慮到導(dǎo)電礦物的影響，解釋為低阻氣層。

6）地層水礦化度對電阻率的影響 水樣分析顯示該區(qū)地層水礦化度為16482～48660mg／L，水型以CaCl2為主，少量的Na2SO4、MgCl2，屬于中等礦化度地層水，其變化范圍不大，對儲層電阻率有一定影響，但影響程度較低。因此地層水礦化度高低不是該區(qū)J3p形成低阻氣層的原因。

7）裂縫的影響 裂縫的發(fā)育可能導(dǎo)致儲層電阻率降低，該區(qū)鉆井揭示J3p偶有裂縫發(fā)育，如MJ18井1494．2m因低角度裂縫造成低阻。大量資料顯示，該區(qū)J3p裂縫不發(fā)育，主要為孔隙性儲層，因而，由于裂縫造成的儲層低阻的情況比較少見。

8）低構(gòu)造位置的影響 什邡－馬井地區(qū)位于新場背斜構(gòu)造與馬井低幅背斜構(gòu)造之間的向斜構(gòu)造部位，構(gòu)造位置較低，次生氣藏中部分儲層油氣充滿程度低，從而形成低阻氣層或氣水同層。

綜上所述，什邡－馬井地區(qū)J3p發(fā)育低阻氣層的主要影響因素是巖石粒度細(xì)、束縛水含量高、砂泥巖薄互層及低幅度構(gòu)造，次要影響因素是黏土礦物的附加導(dǎo)電性、部分儲層存在導(dǎo)電礦物和低角度裂縫。

2 低阻氣層識別

2.1 基于沉積微相識別

低阻氣層巖性一般為細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)砂巖等巖性，砂巖顆粒細(xì)，泥質(zhì)含量高，為弱水動力條件下沉積而成，沉積微相屬于濱淺湖砂壩。一般在自然伽馬 （qAPI）及雙側(cè)向電阻率 （ρDLL）曲線上可以對該微相類型進(jìn)行識別。qAPI較純砂巖層偏高 （通常大于65API），ρDLL偏低；與上下泥巖圍巖漸變接觸。在沉積微相識別基礎(chǔ)上開展低阻儲層識別。

2.2 基于測井含氣響應(yīng)特征識別

低阻氣層的測井響應(yīng)特征見表1，它與常規(guī)電阻率儲層有一定差別，主要表現(xiàn)為qAPI相對較高，電阻率較低，其他測井響應(yīng)特征相近。

表1 低阻氣層與常規(guī)氣層對比識別表氣

另外，最直觀判別低阻氣層的方法是利用補(bǔ)償中子孔隙度 （?nc）的 “挖掘效應(yīng)”［5］，低阻儲層識別的難點(diǎn)在于氣水差異識別，而對于氣水差異最敏感的曲線為深側(cè)向電阻率 （ρlld）和?nc，而電阻率曲線對于低阻儲層的氣水差異判別效果很差，或者說基本沒有作用；而?nc受到天然氣挖掘效應(yīng)作用顯著，與造成儲層低阻的其他因素沒有關(guān)系，因而，利用?nc與聲波時差 （Δt）重疊的方式，可以非常直觀地識別出低阻氣層 （圖1）。

圖1 MP15井典型低阻氣層段曲線圖

2.3 利用可動水飽和度識別

前已述及，低阻氣層主要與束縛水飽和度高關(guān)系密切，包括砂泥巖互層、粒度變細(xì)等因素都可以歸結(jié)為束縛水飽和度較高的因素，而儲層是否產(chǎn)水與可動水飽和度有關(guān)，低阻氣層表現(xiàn)為高束縛水飽和度，束縛水飽和度與總飽和度接近，可動水極低。

因此判別低阻氣層的關(guān)鍵是準(zhǔn)確計(jì)算出總含水飽和度 （Sw）與束縛水飽和度 （Swi），其中Sw計(jì)算根據(jù)不同含水飽和度條件下的試驗(yàn)樣品電阻率電阻率分析結(jié)果，計(jì)算出巖性系數(shù)a、b，膠結(jié)指數(shù)m、飽和度指數(shù)n，利用阿爾奇公式計(jì)算得出Sw；而Swi的計(jì)算依據(jù)壓汞分析的巖心束縛水飽和度與qAPI、電阻率等測井曲線信息建立回歸關(guān)系得出。

在Sw與Swi計(jì)算基礎(chǔ)上，計(jì)算出可動水飽和度 （Swd），進(jìn)而按照以下方法對儲層含氣性進(jìn)行判別：

氣層 Sw≈SwiSwd＝Sw－Swi≈0

氣水同層 Swd＝Sw－Swi＝0%～10%

水層 Swd＝Sw－Swi＞10%

為了顯示方便，通常利用Sw與Swi重疊的方式來顯示含有可動水的多少，當(dāng)重疊的面積較大時，顯示可動水含量高。圖2為SF3井蓬萊鎮(zhèn)組2段2砂組 （J3p22）較為典型的水層 ，具有低qAPI、低ρc、相對低電阻率、高Δt、高?nc、ρDLL與ρmsfl負(fù)差異、Usp負(fù)異常特征。從可動水分析看，該儲層段含可動水明顯，經(jīng)測試產(chǎn)氣1012m3／d，產(chǎn)水13．0m3／d。

當(dāng)Sw與Swi重疊面積較小，或者二者基本重合，表明儲層含可動水很低或者不含可動水。圖3為SF10井蓬萊鎮(zhèn)組1段6砂組 （J3p61），具有一定低阻特征，測井響應(yīng)特征為，相對較高qAPI、低?nc、較低ρc、低電阻率、高Δt、ρDLL與ρmsfl差異不明顯、Usp呈一定負(fù)異常。從可動水分析看，該儲層段基本不含可動水，以束縛水為主，經(jīng)測試產(chǎn)氣8548m3／d。

圖2 SF3井J3p可動水分析法處理成果圖

圖3 SF10井J3p可動水分析法處理成果圖

3 低阻儲層分布規(guī)律

什邡－馬井地區(qū)J3p低阻氣層在蓬萊鎮(zhèn)組1段3、4、6砂組 （J3p31、J3p41、J3p61），2段2、3、4、5砂組 （J3p22、J3p32、J3p42、J3p52）均有發(fā)育。以J3p31最為典型，該砂組具有低阻儲層分布更為廣泛的特點(diǎn)。通過J3p31低阻儲層橫向展布分析，其主要發(fā)育在馬井區(qū)塊及什邡區(qū)塊北部，呈朵狀、片狀、長條狀分布 （圖4）。其分布范圍與地質(zhì)綜合研究確定的濱淺湖砂壩微相的分布范圍基本一致 （圖5），表明低阻儲層的發(fā)育和分布與沉積微相關(guān)系密切，主要分布在濱淺湖砂壩微相帶。

圖4 J3p31低阻氣層厚度等值線分布圖

圖5 J3p31沉積微相分布圖

4 結(jié)論

1）川西什邡－馬井地區(qū)蓬萊鎮(zhèn)組 （J3p）普遍發(fā)育低阻氣層，屬于低構(gòu)造背景條件下特殊的氣藏類型。

2）造成什邡－馬井地區(qū)J3p儲層低阻的原因眾多，主要影響因素是巖石粒度細(xì)、束縛水含量高、砂泥巖薄互層及低幅度構(gòu)造，次要影響因素是黏土礦物的附加導(dǎo)電性、部分儲層存在導(dǎo)電礦物和低角度裂縫。

3）對于低阻氣層的識別評價，在沉積微相分析基礎(chǔ)上，開展測井響應(yīng)特征研究，重點(diǎn)利用中子孔隙度 “挖掘效應(yīng)”以及可動水飽和度指標(biāo)對氣層進(jìn)行判別。

4）低阻儲層分布受沉積微相控制，處于濱淺湖沙壩微相區(qū)。

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