致密砂巖儲層含氣性影響因素分析—以蘇里格氣田某區(qū)塊山1段儲層為例

楊　鵬，朱亞軍，張恒屹，王　博，曹雪剛，徐慧子，劉思瑤

（1.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安　710065；2.中國石油長慶油田分公司蘇里格氣田地質(zhì)研究所，陜西西安　710018）

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致密砂巖儲層含氣性影響因素分析—以蘇里格氣田某區(qū)塊山1段儲層為例

楊鵬1，朱亞軍2，張恒屹1，王博1，曹雪剛1，徐慧子1，劉思瑤1

（1.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安710065；2.中國石油長慶油田分公司蘇里格氣田地質(zhì)研究所，陜西西安710018）

摘要：蘇里格氣田作為國內(nèi)少有的大氣田，能夠在致密砂巖儲層中實現(xiàn)天然氣的大規(guī)模開采，有必要對其儲層含氣性影響因素進行分析。本文收集了蘇里格氣田中部某區(qū)塊的測井、試氣和砂地比數(shù)據(jù)資料，主要從沉積相、物性、構(gòu)造等方面，綜合分析其對研究區(qū)致密砂巖儲層含氣性的影響。研究排除了微構(gòu)造對含氣性的影響，證實了沉積相、物性對含氣性的影響。

關(guān)鍵詞：山1段；致密砂巖；含氣性；影響因素

隨著全球常規(guī)油氣資源的逐漸減少，非常規(guī)油氣資源的研究熱度越來越高[1-3]。蘇里格氣田致密砂巖氣潛力巨大，是我國近年來致密砂巖氣發(fā)展的重點大氣區(qū)之一[4]。由于蘇里格氣田的致密砂巖儲層的地質(zhì)條件復(fù)雜，具有低滲透率、低壓力、低豐度、薄儲層、強非均質(zhì)性等特點[5]，儲層中的含氣量變化大，影響了開發(fā)效果。本研究以蘇里格氣田中部某區(qū)塊為例，利用測井、試氣和砂地比數(shù)據(jù)資料，分析沉積相、構(gòu)造、物性、儲層厚度等因素對含氣性的影響。為蘇里格氣田進一步的勘探開發(fā)提供依據(jù)。

1　研究區(qū)地質(zhì)背景

蘇里格氣田位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東北部，廣覆式分布的烴源巖，大面積的致密砂巖儲層與區(qū)域性的蓋層組成了氣田良好的成藏地質(zhì)條件[6]。蘇里格氣田上古生界地層自下而上包括上石炭統(tǒng)本溪組、下二疊統(tǒng)太原組、下二疊統(tǒng)山西組、中二疊統(tǒng)下石盒子組、中二疊統(tǒng)上石盒子組、上二疊統(tǒng)石千峰組，總沉積厚度在700 m左右，其主力含氣層段為二疊系下石盒子組的盒8段和山西組的山1段，其中山1段又可以根據(jù)沉積旋回和巖性序列劃分為山11、山12和山13亞段。研究區(qū)位于蘇里格氣田中區(qū)，本次研究的目的層段為山1段。

2　沉積相影響

據(jù)前人研究[7，8]，蘇里格氣田山1段沉積時期以曲流河沉積為主，通過統(tǒng)計研究區(qū)的砂地比數(shù)據(jù)，繪制沉積相圖。將砂地比數(shù)據(jù)大于0.2的條帶劃為河道亞相，小于0.2的劃為河漫灘亞相，小于2.0并大于1.0且井位臨近河道的劃為堤岸亞相。其中，河道亞相內(nèi)砂地比數(shù)據(jù)大于0.3的劃為邊灘微相，小于0.3的劃為河底滯留微相，河漫灘亞相中砂地比數(shù)據(jù)大于0.3的劃為廢棄河道微相，小于0.3并大于0.2且井位接近河道的劃為決口扇亞相。這樣的劃分方式呈現(xiàn)出了曲流河條帶狀分布，河道彎曲的地質(zhì)特征，并細分到微相，邊灘的形狀參照廢棄河道的新月形狀[9]，邊灘仍然是河道的主要砂體成因微相。

可以看出研究區(qū)主要發(fā)育7條主河道，河道彎度不大，河道寬度大約為2 km。在平面分布上可細分為河漫灘、河底滯留、廢棄河道、邊灘、天然堤、決口扇等沉積微相。對比不同微相下山1段43口井的試氣資料，發(fā)現(xiàn)無阻流量與日產(chǎn)氣量和沉積微相有一定的關(guān)系（見表1）。

表1　研究區(qū)不同沉積微相氣井試氣日產(chǎn)氣量與無阻流量（平均值）對比表

研究表明，邊灘的無阻流量是6.226 5×104m3/d，河底滯留的無阻流量是2.248 2×104m3/d，決口扇的無阻流量是5.090 7×104m3/d，廢棄河道的無阻流量是6.424 9×104m3/d，天然堤的無阻流量是4.314 1×104m3/d，河漫灘的無阻流量是2.311 7×104m3/d，可見邊灘和廢棄河道沉積微相的砂體含氣性最好。邊灘的日產(chǎn)氣量是2.434 0×104m3，河底滯留的日產(chǎn)氣量是1.033 6× 104m3，決口扇的日產(chǎn)氣量是1.165 0×104m3，廢棄河道的日產(chǎn)氣量是1.495 0×104m3，天然堤的日產(chǎn)氣量是1.554 6×104m3，河漫灘的日產(chǎn)氣量是0.841×104m3，可見邊灘沉積微相的砂體產(chǎn)氣性最好。

3　物性影響

研究區(qū)平均孔隙度為5.76 %，滲透率一般小于1× 10-3μm2，平均為0.32×10-3μm2，屬于典型致密氣藏。

本次研究，通過在單井測井曲線上識別單一微相下的砂體，收集51個單砂體的含氣飽和度，平均孔隙度與平均滲透率數(shù)據(jù)，繪制三者的交匯圖?？梢钥闯觯紫抖扰c滲透率和含氣飽和度有一定的正相關(guān)關(guān)系（見圖1）。

其中，孔隙度與含氣飽和度呈線性關(guān)系：

y=6.620 2x-2.106 7

滲透率與含氣飽和度呈指數(shù)關(guān)系：y=21.393e2.171 6x。

研究表明，物性是研究區(qū)儲層含氣性影響因素之一。

致密砂巖氣的物性影響因素有沉積微相、砂巖的巖礦組成、成巖作用[10]。沉積微相對物性的影響是先天性的，決定了巖石原始孔滲性的好壞。砂巖的巖礦組成影響著儲層原始的儲集和滲流性能，并且是儲層成巖改造的物質(zhì)基礎(chǔ)。后期成巖作用對儲層的改造通過壓實作用和膠結(jié)作用使儲層致密，形成了先進的儲層微觀結(jié)構(gòu)格局。構(gòu)造穩(wěn)定地帶的斷裂和褶皺不發(fā)育，流體活動少，有利于成巖作用的進行[11]。

圖1　研究區(qū)山1段儲層物性與含氣飽和度交匯圖

4　構(gòu)造影響

4.1構(gòu)造特征

鄂爾多斯盆地位于華北地塊的西緣，總體具有構(gòu)造穩(wěn)定、斜坡寬緩、變形微弱的特點，是一個大型多旋回克拉通盆地。本研究區(qū)位于伊陜斜坡，總體構(gòu)造平緩，起伏不大，呈現(xiàn)“東高西低,北高南低”的特點。區(qū)內(nèi)北邊高，南邊降低，但下降幅度很小，坡降約為0.5 m/km～ 1 m/km，相比之下，區(qū)內(nèi)的東高西底的趨勢更為明顯，由東向西，坡降約為4 m/km～5.5 m/km。在平緩的單斜背景下，在以5 m為等高距的構(gòu)造圖上（見圖2），可以看出區(qū)內(nèi)自北向南，發(fā)育多個近東西向的鼻隆和鼻坳構(gòu)造。

圖2　研究區(qū)某井組盒8下基面構(gòu)造圖

4.2構(gòu)造對儲層含氣性的影響

從本區(qū)的氣藏剖面圖可以看出，各井中盒8下發(fā)育多個氣層、含氣層，從東至西，東邊構(gòu)造高部位井桃2-1-27井，盒8下有2個氣層，1個含氣層，向西方向至桃2-1-25井和桃2-1-23井，氣層和含氣層依然很發(fā)育，沿該剖面至桃38井，盒8下的砂體發(fā)育，氣層有1層，含氣層有2層。由此看出，構(gòu)造對氣層的影響較小，氣層在構(gòu)造低部位仍有發(fā)育。另外，從試氣結(jié)果看，構(gòu)造位置相對低的桃2-1-23井，日產(chǎn)氣量8.2×104m3，無阻流量18.8×104m3，而東邊構(gòu)造位置相對較高的桃2-1-27井日產(chǎn)氣量3.0×104m3，無阻流量7.9×104m3，與構(gòu)造低部位的井相比，構(gòu)造高部位的井產(chǎn)量并不高，由此看來，構(gòu)造可能對產(chǎn)量的影響不大。

統(tǒng)計分析本區(qū)位于鼻坳、構(gòu)造翼部和鼻隆部位的井的試氣結(jié)果（見表2），由表2可以看出，翼部井的日產(chǎn)氣量和無阻流量高于鼻坳和鼻隆的井，位于鼻坳的井的試氣日產(chǎn)量和無阻流量高于鼻隆的井。由此反映出構(gòu)造對氣藏的控制作用不明顯。

表2　研究區(qū)不同構(gòu)造部位井試氣日產(chǎn)氣量與無阻流量（平均值）對比表

但是對于研究區(qū)微構(gòu)造的成因仍需進一步研究，若砂體差異是主要成因，微構(gòu)造走向應(yīng)該與河道延伸方向基本一致，實際情況并非如此，所以排除。筆者認為微構(gòu)造的形成可能與陜北地區(qū)特有的溝溝壑壑地形有關(guān)，但仍需證實。

總的來說，對于致密砂巖儲層而言，烴源巖的供氣能力是含氣性好壞的基礎(chǔ)，沉積微相和后期成巖作用通過影響儲層物性決定了對天然氣的儲集能力，以及后期開采難度，蓋層質(zhì)量和后期構(gòu)造活動的強弱決定了對天然氣的保存能力。當然這些因素只是一些大的方面，由于不同地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜多變，影響因素應(yīng)該有所側(cè)重并或有新的影響因素。

5　結(jié)論

（1）研究區(qū)山1段發(fā)育曲流河沉積，有7條主河道，河道彎度不大，河道寬度大約為2 km，邊灘和廢棄河道微相更有利于發(fā)育含氣性更好的儲層。目前對于邊灘砂體的研究較多，筆者認為應(yīng)加強對廢棄河道砂體的研究。

（2）儲層物性在一定程度上控制著含氣飽和度的高低，孔隙度與含氣飽和度呈線性關(guān)系，滲透率與含氣飽和度呈指數(shù)關(guān)系。

（3）研究區(qū)總體構(gòu)造平緩，構(gòu)造起伏不大，呈現(xiàn)出“西高東低，北高南低”的特點，同時發(fā)育多個近東西向的鼻隆和鼻坳微構(gòu)造，微構(gòu)造對氣藏的控制作用不明顯。

（4）影響研究區(qū)致密砂巖儲層含氣性的因素主要有沉積相和物性，排除了構(gòu)造對含氣性的影響。對于致密砂巖儲層而言，其含氣性影響因素可以從供氣能力、儲集能力、保存能力等方面考慮。本文研究成果，對于致密砂巖氣研究有重要借鑒作用。

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Analysis of influencing factors on gas-bearing properties in tight sandstone reservoir

YANG Peng1，ZHU Yajun2，ZHANG Hengyi1，WANG Bo1，CAO Xuegang1，XU Huizi1，LIU Siyao1
（1.College of Earth Science and Engineering，Xi'an Shiyou University，Xi'an Shanxi 710065，China；2.Sulige Gas Geology，Research Institute of PeteroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710018，China）

Abstract:As one of the biggest gasfield in China, Sulige gasfield can realize large scale mining in tight sandstone reservoir, it is necessary to carry out influencing factors of the reservoir gas bearing properties.This paper collects logging date, gas testing and sand ratio date of one block in the middle of Sulige gasfield, mainly from the sedimentary facies, structure, physicalproperty, reservoirthickness, comprehensively analyze the gas -bearing tight sandstone reservoir in the studied area.Study excludes the micro structur's influence on gasbearing properties, confirms the sedimentary facies and reservoir physical property's influence on gas-bearing properties.It is conluced that the research on the influence factors of the gas bearing capacity of tight sandstone can be considered in terms of gas supply capacity, reservingcapacity and preservation potency.

Keywords：Shan1 member；tight sandstone；gas-bearing properties；influencing factors

作者簡介：楊鵬，男（1991-），陜西漢中人，碩士研究生，從事油氣田地質(zhì)與勘探研究工作，郵箱：1209819063@qq.com。

*收稿日期：2015－12-01

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.02.017

中圖分類號：TE122.23

文獻標識碼：A

文章編號：1673-5285（2016）02-0068-04