利用氣測(cè)錄井資料優(yōu)選致密砂巖氣層

彭文春 劉紅星 孫強(qiáng) 梁玉楠 趙衛(wèi)

關(guān)鍵詞：致密砂巖氣層;高效勘探開發(fā);氣測(cè)錄井

致密氣是我國(guó)非常規(guī)天然氣的重要勘探開發(fā)領(lǐng)域，臨興地區(qū)位于鄂爾多斯盆地東緣，為向西傾斜的單斜構(gòu)造，區(qū)塊東側(cè)緊鄰紫金山隆起，北東向斷層相對(duì)較發(fā)育，但斷距和延伸規(guī)模不大，區(qū)內(nèi)氣源為本溪組至山西組之間發(fā)育的多套煤層和暗色泥巖，主力產(chǎn)層為石盒子組，氣層孔隙度多在1% -10% 之間， 滲透率在0.1-2m d之間，表現(xiàn)為低孔、低滲、非均質(zhì)性強(qiáng)的特征。

成巖作用及埋藏?zé)嵫莼费芯勘砻鳎R興地區(qū)致密儲(chǔ)集層形成時(shí)間為早中侏羅世（J1～J2）， 天然氣的成藏時(shí)間晚侏羅世- 早白堊世末。通過對(duì)臨興地區(qū)進(jìn)行天然氣組分和碳同位素值研究后發(fā)現(xiàn)，臨興地區(qū)天然氣充注成藏過程具有單一、持續(xù)性特點(diǎn)，其充注動(dòng)力主要是氣體膨脹力，成藏規(guī)律可概況為煤巖主力供氣→氣體膨脹力驅(qū)動(dòng)→烴源巖內(nèi)、近源致密儲(chǔ)層持續(xù)充注成藏。

氣測(cè)錄井是利用氣體檢測(cè)儀自動(dòng)連續(xù)檢測(cè)鉆井液中所攜帶的烴類氣體含量和組分的一種錄井手段，通過該方法可以直接獲取破碎巖體中的含氣量并檢測(cè)各組分含量，從而直觀反映地層含氣特征。臨興地區(qū)地層含氣量豐富，單井鉆遇氣層多，受層間干擾影響，單井同時(shí)生產(chǎn)的層數(shù)受限，如何從多套氣層中優(yōu)選壓裂改造層位是獲取單井最大產(chǎn)能、降低方氣成本的關(guān)鍵。

研究表明，氣測(cè)平均含氣量能反應(yīng)單層含氣量大小，重?zé)N含量百分比能反應(yīng)氣層充注程度，氣測(cè)異常倍數(shù)能反應(yīng)地層能量、是否高產(chǎn)，氣測(cè)形態(tài)結(jié)合測(cè)井資料能較好分析是否產(chǎn)水。實(shí)際選層過程中，在綜合考慮以上指標(biāo)特征的同時(shí)，還需兼顧砂體厚度及展布規(guī)模，考慮動(dòng)用儲(chǔ)量大小。

一、氣層含氣量評(píng)價(jià)

氣測(cè)錄井是地層含氣量大小的最直觀反應(yīng)。實(shí)際生產(chǎn)中檢測(cè)到的含氣量往往受到鉆井液排量、井徑、鉆時(shí)、鉆井液密度、地層壓力等因素的影響，使實(shí)際檢測(cè)到的含氣量與地層真實(shí)含氣量有一定差異。在使用氣測(cè)資料優(yōu)選層位前需對(duì)氣測(cè)資料進(jìn)行校正。

（一）平均每米含氣量

指單砂層頂至層底各米測(cè)得的氣測(cè)值平均值。通常我們以單砂層氣測(cè)峰值作為砂層含氣量大小的指標(biāo)，這種方法往往會(huì)受到工程因素的影響而導(dǎo)致偏高（如單根氣）或偏低（如鉆井取心），推薦使用單套砂體每米測(cè)得氣測(cè)值的平均值，即平均每米氣測(cè)值X T g，用于表征砂體平均每米含氣量。

（二）氣測(cè)異常倍數(shù)

氣測(cè)異常倍數(shù)不僅能反映含氣量高低，還可以間接反映自然產(chǎn)能。定義氣測(cè)異常倍數(shù)為平均每米氣測(cè)值X T g 與背景值之比。即Y T g =平均每米氣測(cè)值/背景值。通過對(duì)比區(qū)內(nèi)已測(cè)試的27 個(gè)層的平均每米含氣量X T g 及異常倍數(shù)Y T g 與測(cè)試產(chǎn)能的關(guān)系，可以看出平均每米含氣量越大、異常倍數(shù)越大，測(cè)試產(chǎn)能越高（圖1、圖2）。因此認(rèn)為，氣層含氣量大小可通過氣層平均每米含氣量及其異常倍數(shù)體現(xiàn)。

二、氣層沖注飽滿度

氣層沖注飽滿程度，取決于蓋層封堵性及含氣量大小，利用重?zé)N含量百分比和氣測(cè)形態(tài)可分別定量、定性判斷氣層沖注程度。

（一）重?zé)N含量百分比臨興地區(qū)天然氣具有近源、持續(xù)充注的特點(diǎn)，石油和天然氣在長(zhǎng)距離運(yùn)移過程中會(huì)發(fā)生物理、化學(xué)性質(zhì)的變化，引起這些變化的主要作用是輸導(dǎo)層或儲(chǔ)集層礦物顆粒選擇性吸附烴類的重組分和極性較強(qiáng)的組分，然后隨著運(yùn)移距離的增加，油氣中重?zé)N含量減少，輕烴含量相對(duì)增加。因此根據(jù)氣測(cè)組分中的重?zé)N組分含量可反映烴流體充注儲(chǔ)層的飽和程度。因區(qū)內(nèi)氣源為煤系地層，組分主要以甲烷為主，且煤系地層中C3、C4、C5 組分含量，明顯高于上覆石盒子組砂巖地層，因此，可將C3、C4、C5 定義為相對(duì)重?zé)N組分。

（ 二）氣測(cè)形態(tài)可分為三種類型：飽滿型、欠飽滿型、不飽滿型，具體可用氣測(cè)起漲點(diǎn)距離氣測(cè)最大值的距離、儲(chǔ)層每米氣測(cè)值與最高氣測(cè)值的絕對(duì)差值的平均數(shù)判斷。氣體充注飽滿度高，氣測(cè)曲線形態(tài)則多表現(xiàn)為箱型或大曲率圓弧型，氣測(cè)起漲點(diǎn)距離氣測(cè)最大值的距離短，每米氣測(cè)值差距小;氣體充注欠飽滿時(shí)，氣測(cè)曲線形態(tài)則多表現(xiàn)為小曲率的圓弧型，有尖峰特征，氣測(cè)起漲點(diǎn)距離氣測(cè)最大值的距離較遠(yuǎn)，氣測(cè)峰值較明顯;氣體充注不飽滿時(shí)，氣測(cè)曲線呈不規(guī)則尖峰狀，氣測(cè)峰值明顯。

三、含水性分析

利用氣測(cè)資料判斷儲(chǔ)層含水性，一般都是通過氣測(cè)曲線形態(tài)分析，含水層氣測(cè)特征一般表現(xiàn)為三角形。其中，倒三角形通常指示儲(chǔ)層存在氣頂，下部含水，多為含氣水層、含水氣層或氣水同層;正三角形一般認(rèn)為是有少量烴類溶解與底部水層，儲(chǔ)層含氣性低于倒三角形儲(chǔ)層，多解釋為含氣水層或水層。

臨興地區(qū)石盒子組為三角洲河道沉積環(huán)境，區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層整體表現(xiàn)為低孔低滲特征，砂體正粒序和反粒序均存在，在利用氣測(cè)形態(tài)判斷儲(chǔ)層是否含水時(shí)需結(jié)合粒序特征判斷，正粒序儲(chǔ)層氣測(cè)特征若表現(xiàn)為倒三角形，且下部電阻率有明顯的下降時(shí)，則下部多含水;正粒序儲(chǔ)層氣測(cè)特征表現(xiàn)為正三角形時(shí)，具體含水情況需根據(jù)底部電阻率判斷，若電阻率較高，則一般不含水。反粒序儲(chǔ)層氣測(cè)特征表現(xiàn)為倒三角形時(shí)，需結(jié)合電阻率資料判斷，若電阻率為高值，則一般不含水。

四、生產(chǎn)層位優(yōu)選實(shí)例

致密砂巖氣井生產(chǎn)層位一般優(yōu)選原則為飽含氣、低含水，通過以上分析，根據(jù)氣測(cè)資料可對(duì)單井鉆遇氣層的含氣量、氣層沖注程度、含水性做出評(píng)價(jià)，結(jié)合可動(dòng)用儲(chǔ)量大小，建立儲(chǔ)層優(yōu)選方案。

LX-Y 井石盒子組測(cè)井解釋5 套氣層（圖3，從上到下分別為① - ⑤號(hào)層），各層的評(píng)價(jià)指標(biāo)如表1，由表中數(shù)據(jù)可知，②號(hào)層、③號(hào)層和⑤號(hào)層含氣量、可動(dòng)用儲(chǔ)量明顯高于其它兩個(gè)層，其中②號(hào)層和⑤號(hào)層氣測(cè)形態(tài)飽滿，重?zé)N含量相對(duì)較高，顯示氣層充注程度較高，且含水飽和度低，③號(hào)層氣測(cè)形態(tài)為正三角形，電阻率較低，測(cè)井解釋含水飽和度達(dá)61%，有產(chǎn)水風(fēng)險(xiǎn)，因此本井優(yōu)先選擇②號(hào)和⑤號(hào)層為生產(chǎn)層位，完井方式為②號(hào)、⑤號(hào)層分壓合試。壓后用8mm 油嘴測(cè)試，油壓4.9MPa，套壓7.3MPa，日產(chǎn)氣2.8×104m3/d。

五、結(jié)論

（一）氣層優(yōu)選過程中應(yīng)首先判斷氣層含氣量，利用氣層平均每米含氣量及其異常倍數(shù)能較好地判斷氣層含氣量大小。

（二）臨興地區(qū)氣層成藏規(guī)律為煤巖供氣、近源充注成藏，氣測(cè)組分中重?zé)N含量百分比和氣測(cè)曲線飽滿程度能較好反應(yīng)氣層充注程度。

（三）氣層含水性是決定氣層能否成為主力產(chǎn)層的關(guān)鍵，利用氣測(cè)曲線形態(tài)，結(jié)合電測(cè)資料、沉積特征，能相對(duì)較好確定地層的含水性。

（四）對(duì)鉆遇多套氣層的致密砂巖氣井，應(yīng)從地層含氣量、充注程度、是否有產(chǎn)水風(fēng)險(xiǎn)及動(dòng)用儲(chǔ)量大小四個(gè)方面綜合考慮，做出生產(chǎn)層位優(yōu)選方案。2B5D57C2-71F3-4F53-825B-425E0A6DBD32