鄂爾多斯盆地東部盒8段致密砂巖儲層特征——以子洲氣田清澗地區(qū)為例

郭　智,冀　光,王國亭,彭艷霞

(1.中國石油勘探開發(fā)研究院 北京　100083；2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院，北京　100083)

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鄂爾多斯盆地東部盒8段致密砂巖儲層特征
——以子洲氣田清澗地區(qū)為例

郭智1,冀光1,王國亭1,彭艷霞2

(1.中國石油勘探開發(fā)研究院 北京100083；2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院，北京100083)

清澗地區(qū)位于鄂爾多斯盆地東部，是子洲氣田穩(wěn)產(chǎn)的主力接替區(qū)塊。研究區(qū)面積大，鉆井?dāng)?shù)目少，地質(zhì)認(rèn)識程度低，尚處于開發(fā)評價階段。以盒8段為研究對象，開展了沉積、儲層等精細(xì)地質(zhì)研究工作，并與蘇里格致密砂巖氣田進行綜合對比，落實了有效砂體的厚度、規(guī)模、發(fā)育頻率，總結(jié)了有效砂體在空間的分布規(guī)律，認(rèn)識到區(qū)內(nèi)有效砂體分布零星，連續(xù)性差，與心灘等優(yōu)勢相帶對應(yīng)關(guān)系較好，平面上主要集中在研究區(qū)的西砂帶，垂向上在盒8上2、盒8下2小層相對發(fā)育。結(jié)合地質(zhì)與試氣資料，以“連續(xù)性有效厚度”為主要依據(jù)，將儲層分成好、中、差、干層等4種類型，優(yōu)選了富集區(qū)，按照開發(fā)級次將研究區(qū)劃分為3類區(qū)，建議在一類區(qū)、二類區(qū)優(yōu)選直井開發(fā)，不建議部署水平井開發(fā)。本研究為氣田開發(fā)方案編制提供了地質(zhì)依據(jù)，同時也可對類似氣田的地質(zhì)工作起到借鑒作用。

子洲氣田；清澗地區(qū)；盒8段；有效儲層；連續(xù)性有效厚度

0　引　言

致密砂巖氣是全球非常規(guī)油氣資源的重要組成部分，美國、加拿大等國家的相關(guān)研究起步早，技術(shù)、經(jīng)驗較為成熟，這些國家比較重視儲層巖石學(xué)和滲流機理等基礎(chǔ)研究[1]，具有完善的致密砂巖分析實驗室，能有效評價致密砂巖儲層滲透率，在開發(fā)中充分利用地球物理技術(shù)，刻畫儲層的空間分布，為井位部署提供依據(jù)。我國致密氣開發(fā)起步晚，近10年來發(fā)展迅速，2015年致密氣產(chǎn)量已占到全國天然氣總產(chǎn)量的1/3，建成了以鄂爾多斯盆地為代表的致密砂巖氣大型產(chǎn)業(yè)基地。與國外同類氣藏相比，我國致密砂巖氣藏為陸相沉積，儲層埋藏深度大、厚度薄、連通性差、分布分散，氣藏條件更為復(fù)雜。

清澗地區(qū)位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東部(圖1)，面積約3 000 km2，是子洲氣田穩(wěn)產(chǎn)最具潛力的接替區(qū)塊之一。區(qū)塊物性差，不經(jīng)儲層改造未有自然產(chǎn)能，屬于致密砂巖氣藏。截至2015年底，研究區(qū)共鉆井79口，井密度小(約40 km2/口)，井網(wǎng)井距差異大，地質(zhì)認(rèn)識程度低，尚處于開發(fā)評價階段。山2段本為子洲氣田主力產(chǎn)層，該層段儲量占?xì)馓锟偺矫鲀α康?0%，但研究區(qū)山2段出水嚴(yán)重，無法按規(guī)劃生產(chǎn)。因此，需要對次主力層段——盒8段開展儲層綜合地質(zhì)研究，評估開發(fā)潛力。研究中面臨的主要問題有：盒8段非研究區(qū)的主力層段的取心、分析化驗資料少，沉積環(huán)境尚無定論；有效儲層成因及分布規(guī)律尚不明確，研究區(qū)地表對地震波反射弱，地震資料分辨率低、信噪比小，不能作為儲層評價的有效手段；富集區(qū)尚未圈定，探明儲量尚未提交，試氣井?dāng)?shù)少，產(chǎn)量低，且井間差異較大，產(chǎn)建難度大。

圖1　子洲氣田清澗地區(qū)構(gòu)造位置圖Fig.1　Structural location of Qingjian district in Zizhou gasfield

由于地質(zhì)條件、開發(fā)技術(shù)及開發(fā)模式上的差異[2]，不可生搬硬套國外的致密氣開發(fā)經(jīng)驗，需要探索適合國內(nèi)條件的致密砂巖儲層評價方法。前人研究成果表明清澗地區(qū)受控于米脂辮狀河-三角洲沉積，在沉積背景調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過多種相標(biāo)志分析，將清澗地區(qū)盒8段定為辮狀河三角洲平原沉積，開展了相控下的有效砂體空間分布規(guī)律研究，結(jié)合地質(zhì)靜態(tài)和試氣動態(tài)數(shù)據(jù)，提出“連續(xù)性有效儲層”的概念，對儲層進行了綜合分類評價，優(yōu)選了富集區(qū)，評估了開發(fā)潛力。考慮到研究區(qū)資料少，而蘇里格氣田是國內(nèi)致密砂巖氣田的典型代表，將研究區(qū)與蘇里格氣田沉積環(huán)境、巖性、物性、儲層分布、儲量豐度、試氣產(chǎn)量等方面進行了綜合對比，以期得出規(guī)律性認(rèn)識。

1　沉積特征

晚古生界，鄂爾多斯盆地受海西構(gòu)造運動的控制，石炭紀(jì)末期海水開始退出盆地，沉積環(huán)境由石炭紀(jì)的陸表海演變?yōu)槎B紀(jì)的陸相湖盆。北高南低的古地形控制著北河南湖的總體沉積格局[3-5]，在寬緩的古構(gòu)造背景下，形成了多個分布廣泛的河流-三角洲沉積體系。清澗地區(qū)盒8段沉積受控于米脂河流-三角洲沉積，距離北部物源210～270 km。

研究區(qū)砂巖巖性以中、粗砂巖為主，測井曲線呈箱形、鐘形，儲層碎屑顆粒分選好-中等，磨圓呈次棱角、次圓狀，結(jié)構(gòu)成熟度中等，沉積構(gòu)造常見反映強水動力條件的板狀交錯層理、平行層理，可見底沖刷構(gòu)造，發(fā)育底礫巖。泥巖中可見植物葉片印模，指示溫暖潮濕的水上沉積環(huán)境。研究區(qū)粒度C-M圖主要發(fā)育PQ、OP、NO段，M值200～1 000 μm，C值400～2 000 μm，粒度較粗，反映懸浮搬運和滾動搬運相混合的沉積環(huán)境，指示強水動力下的牽引流沉積。

多種相標(biāo)志標(biāo)明，清澗地區(qū)盒8段沉積水動力強，符合河道沉積模式，將其沉積環(huán)境判斷為辮狀河三角洲平原沉積，劃分為心灘、辮狀河道、分流河道間三種微相。心灘位于辮狀分流河道的中心，沉積物粒度粗，砂體厚度大，單層可達到5 m以上。辮狀河道是辮狀河三角洲平原相的沉積主體，以中砂巖、細(xì)砂巖為主，自然伽馬曲線以齒化鐘形為主。分流河道間位于河道間，以泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖等細(xì)粒沉積為主[6]，沉積水動力弱，可見水平層理、波紋層理。自然伽馬曲線幅度低，接近泥巖基線。

研究區(qū)盒8段由下至上發(fā)育兩套正旋回沉積，分別對應(yīng)盒8上、盒8下段地層，在兩套正韻律旋回的底部，多期分流河道砂體分流河道與心灘砂體之間互相切割疊置，形成了厚度大、橫向連續(xù)性相對好、鉆遇率高的砂體；在旋回的頂部，隨著水動力條件的減弱，河道限制性遷移[7]，多呈孤立狀，延伸范圍小，砂體規(guī)模小。

2　儲層特征

鄂爾多斯盆地發(fā)育兩大物源區(qū)。蘇里格氣田主要受盆地西北部元古界物源控制，巖屑含量較低，而研究區(qū)受盆地東北部太古界物源控制，巖屑含量較高，石英含量相比于盆地中部儲層較低。儲層巖石類型以巖屑石英砂巖、巖屑砂巖為主。儲層在沉積后經(jīng)歷了強烈的壓實、膠結(jié)等成巖作用，石英次生加大普遍發(fā)育[8]，可見長石高嶺石化?？紫额愋鸵粤ｉg溶孔、粒內(nèi)溶孔等次生孔隙為主，兩者大約占孔隙總體積的65%。

根據(jù)31口井877塊巖樣的分析化驗結(jié)果，研究區(qū)儲層物性較差，制約了儲集天然氣的能力?？紫抖戎饕植荚?%～8%區(qū)間內(nèi)，平均5.51%，中位數(shù)4.85%，滲透率主要分布在0.01×10-3～0.5×10-3μm2，平均0.258×10-3μm2，中位數(shù)0.113×10-3μm2。將清澗地區(qū)與蘇里格氣田儲層物性進行對比，表明清澗地區(qū)盒8段孔、滲條件劣于蘇里格氣田的中區(qū)和東區(qū)，甚至劣于蘇南。這主要受物源控制，研究區(qū)儲層沉積時搬運距離遠(yuǎn)，水動力相對于蘇里格沉積時弱，原生孔隙度小；巖屑含量高，抗壓能力弱，在壓實作用中孔、滲進一步急劇減小。

3　有效砂體特征

3.1有效砂體發(fā)育規(guī)模及頻率

二疊紀(jì)以來，鄂爾多斯盆地沉降中心由東向西遷移，清澗地區(qū)處在盆地東部，盒8段沉積時儲層規(guī)模小，發(fā)育頻率低，連續(xù)性差。經(jīng)統(tǒng)計，研究區(qū)79口井共鉆遇460個單砂體，其中以干層為主，有效砂體(氣層及含氣層)僅為128個，占砂體總數(shù)的比例為27.8%。各井盒8段發(fā)育有效單砂體1～5個，主要發(fā)育1～2個，井均發(fā)育1.62個。

研究區(qū)有效單砂體厚度較薄，規(guī)模較小。經(jīng)統(tǒng)計，有效單砂體厚度分布范圍1～5 m，在1～3 m較為集中。按照40～120的寬厚比數(shù)據(jù)，折算有效單砂體寬度80～360 m；按照1.5～3的長寬比數(shù)據(jù)，折算有效單砂體長度200～700 m。作為對比，蘇里格氣田有效單砂體厚度主要分布在2～5 m，有效單砂體寬度為100～500 m，有效單砂體長度為300～800 m。

從各小層來看(表1)，砂體厚度主要分布在4.5～6.5 m，平均5.49 m，砂地比分布在0.28～0.44，平均0.35，即砂體厚度約為地層厚度的1/3。有效砂體厚度分布在1～2 m，平均1.42 m，凈毛比分布在0.17～0.32，平均0.26，即有效砂體厚度僅為砂體厚度的1/4。盒8上2小層與盒8下2小層有效砂體相對發(fā)育。

表1清澗地區(qū)盒8段儲層厚度統(tǒng)計表

Table 1Thickness statistics results of He 8 member in Qingjian district

層段地層厚度/m砂體厚度/m有效砂厚/m砂體鉆遇率/%有效砂體鉆遇率/%砂地比 凈毛比 盒8上116.054.830.8377.2222.780.290.17盒8上214.976.492.0886.0846.840.440.32盒8下116.294.601.2868.3530.380.280.28盒8下215.026.021.4879.7536.710.390.25平均 15.585.491.4277.8534.180.350.26

從整個盒8層段來看，砂體厚度21.9 m，約為蘇里格氣田平均砂體厚度的80%，有效厚度5.7 m，約為蘇里格平均有效砂體厚度的75%。盒8上、盒8下兩亞段有效砂體分布局限，鉆遇率僅為56.9%，在平面上疊合形成一定的富集區(qū)，盒8段有效砂體鉆遇率83.7%。各井盒8段有效厚度差別較大且一般小于5 m，有效厚度為0、0～5 m、5～10 m、大于10 m的井?dāng)?shù)分別為13口、30口、26口及10口，井?dāng)?shù)占比分別為16%、38%、33%、13%。

圖2　清澗地區(qū)盒8段有效儲層分布模式Fig.2　Effective reservoir distribution patterns of He 8 member in Qingjian district

圖3　清澗地區(qū)盒8段儲層砂體、有效砂體等厚圖Fig.3　Planar distributions of sand bodies and effective sand bodies of He 8 member in Qingjian district

3.2有效砂體分布規(guī)律

3.2.1以單期孤立薄層型為主

砂體及有效砂體呈“砂包砂”二元結(jié)構(gòu)，砂體具有一定的連續(xù)性，垂向上多期疊置，平面上疊合連片，有效砂體在空間分布零星，連續(xù)性差。通過精細(xì)地質(zhì)解剖，總結(jié)了研究區(qū)盒8段有效儲層在空間分布的4種模式：具物性夾層的多期疊置型、具泥質(zhì)隔層的多期疊置型、單期塊狀厚層型和單期孤立薄層型(圖2)。根據(jù)大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，4類儲層模式分布頻率分別為：20%、15%、13%、52%，即研究區(qū)有一半以上的有效砂體為單期孤立薄層型，單層厚度小于3 m。

3.2.2有效砂體是低滲背景下相對高滲的“甜點”

研究區(qū)有效砂體不等同于砂體，是普遍低滲背景下相對高滲的“甜點”[9-10]，基本對應(yīng)心灘中下部及河道底部等粗砂巖相。這是因為：心灘中下部、河道底部為等粗砂巖相，石英含量高，物性好，儲層連續(xù)性強，原始孔隙在壓實過程中得以最大限度地保存[11]；較好的儲層原始物性、較強的抗壓性，為后期溶蝕作用提供了流體運移的有利通道，進一步改善物性。

3.2.3有效砂體主要集中在西砂帶

沉積對儲層具有很強的控制作用，河道的展布決定了儲層分布的格局，受沉積環(huán)境的影響，儲層分布集中在區(qū)內(nèi)西、東兩條主砂帶內(nèi)(圖3(a))。兩條主砂體帶，砂巖百分含量相對較高，整體大于40%。在沉積作用的基礎(chǔ)上，后期壓實、膠結(jié)、溶蝕等成巖作用深刻改變了儲層面貌[12]，塑造了有效儲層的形態(tài)(圖3(b))。有效砂體與砂體平面圖趨勢上一致，又存在較大的差異。

受沉積、成巖控制，盒8段有效砂體在平面分布具有很強的不均一性，在西砂帶連續(xù)性強、厚度大(局部可達15 m以上)，東砂帶次之，砂帶間最差。西砂帶有效砂體發(fā)育程度高，塊狀厚層型、具物性夾層的垂向疊置型比例相對高(圖4(a)，對應(yīng)圖3(b)的AA’剖面)，研究區(qū)試氣的5口相對高產(chǎn)井(初期日產(chǎn)氣>1×104m3/d)全部分布在西砂帶；東砂帶有效砂體是以孤立薄層型為主，塊狀厚層型發(fā)育較少(圖4(b)，對應(yīng)圖3(b)的BB’剖面)；砂帶間砂體發(fā)育零星，有效砂體基本不發(fā)育。

西砂帶—東砂帶—砂帶間，砂體厚度、有效砂厚依次變薄，砂地比、凈毛比、有效砂體鉆遇率逐漸減小，開發(fā)潛力依次降低。

3.2.4有效砂體在盒8上2、盒8下2兩小層相對發(fā)育

總的來說，清澗地區(qū)盒8段有效砂體厚度薄，規(guī)模小，發(fā)育頻率低。4個小層中，盒8上2、盒8下2兩小層有效砂體相對發(fā)育，局部厚度達到10 m以上，在平面上分布面積較廣，連續(xù)性較強(表1)。

盒8上1小層有效砂體分布零星，鉆遇率僅為22.7%，有效砂體主要分布在西砂帶，厚度范圍1～3 m(圖5(a))；盒8上2小層有效砂體鉆遇率46.8%，在平面上分布范圍較廣，有效砂體厚度主要分布在2～5 m(圖5(b))，在W16、W17等局部井區(qū)厚度可達6 m以上；盒8下1小層有效砂體鉆遇率30.4%，有效砂體分布相對局限，厚度為1～4 m(圖5(c))，局部井區(qū)厚度可達6 m以上；盒8下2小層有效砂體鉆遇率36.7%，在西、東砂帶均有分布，有效砂體厚度主要分布在1～5 m，在W16、W18等井區(qū)相對富集(圖5(d))。

4　儲層綜合評價

結(jié)合地質(zhì)資料和動態(tài)資料綜合分析儲層，是準(zhǔn)確認(rèn)識地下地質(zhì)體、進行合理開發(fā)的有效手段。研究區(qū)投產(chǎn)井?dāng)?shù)目少，投產(chǎn)時間短，整體還處于開發(fā)評價階段。在研究區(qū)共收集了22口井的試氣數(shù)據(jù)，結(jié)合地質(zhì)數(shù)據(jù)等靜態(tài)資料，建立靜態(tài)、動態(tài)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，進行儲層的綜合評價，使地質(zhì)研究真正地能為生產(chǎn)服務(wù)。研究區(qū)試氣產(chǎn)量低，僅5口井試氣產(chǎn)量大于1×104m3/d。22口井最高產(chǎn)量11.67×104m3/d，最低0.08×104m3/d，平均1.34×104m3/d。

統(tǒng)計表明，試氣產(chǎn)量與儲層的孔隙度、滲透率、含氣飽和度具有一定的正相關(guān)性，但相關(guān)性不高，這是由于儲層普遍致密，儲層參數(shù)值較小且差別不大等原因造成的。相比之下，試氣產(chǎn)量與有效儲層厚度關(guān)系較好，相關(guān)系數(shù)為0.5，但仍不夠理想。

為此，提出“連續(xù)性有效厚度”的概念，系在現(xiàn)有的壓裂工藝水平下，某井可以溝通的有效儲層累計厚度之和，包括的有效儲層分布模式為具物性夾層的多期疊置型、具泥質(zhì)隔層的多期疊置型(隔層厚度一般<3 m)以及單期塊狀厚層型。經(jīng)統(tǒng)計，試氣產(chǎn)量與連續(xù)性有效儲層厚度具有較好的正相關(guān)關(guān)系(圖6)，相關(guān)系數(shù)可達0.8以上。當(dāng)連續(xù)性有效厚度大于5 m時，試氣產(chǎn)量一般大于1×104m3/d；連續(xù)性有效厚度大于3 m時，試氣產(chǎn)量一般大于0.5×104m3/d。

圖5　清澗地區(qū)盒8段各小層有效砂體等厚圖Fig.5　Effective sand bodies planar distributions of each layer of He 8 member in Qingjian district

圖6　連續(xù)性有效厚度與試氣產(chǎn)量關(guān)系Fig.6　The relationship between continuous effective thickness and gas testing production

試氣產(chǎn)量與連續(xù)性有效厚度關(guān)系好，一方面是由于儲層是地下三維地質(zhì)體，優(yōu)質(zhì)儲層在平面的規(guī)模與垂向上的連續(xù)性有效厚度密切相關(guān)。根據(jù)野外露頭觀察及沉積物理模擬，鄂爾多斯盆地盒8段心灘、河道充填砂體寬厚比范圍一般為40～120，長寬比范圍一般為1.5～3。連續(xù)性有效厚度越大，則優(yōu)質(zhì)儲層在平面分布的規(guī)模也越大，對天然氣儲集越有利。

另一方面，連續(xù)性有效厚度大，天然氣優(yōu)先充注。充注到致密砂巖儲層中的天然氣主要受毛細(xì)管力和浮力作用，浮力是動力，毛細(xì)管力是阻力。連續(xù)性有效厚度大，儲層往往粒度粗、物性好，孔喉半徑r大，氣體運移時克服的毛細(xì)管力小(公式(1))。連續(xù)性有效厚度大，則氣藏高度H值大，氣柱的浮力大(公式(2))。因此，連續(xù)性有效厚度大的儲層流體勢能低，是天然氣優(yōu)勢運移通道和優(yōu)先聚集場所。

(1)

浮力Fw=ρgH

(2)

式中：PcR為毛細(xì)管力，σgw為氣水兩相界面張力，θgw為潤濕接觸角，r為孔喉半徑，F(xiàn)w為浮力，H為氣藏高度，ρ為水、氣密度差，g為重力加速度。

以連續(xù)性有效厚度為主要依據(jù)，結(jié)合物性、含氣性、有效儲層分布模式及試氣動態(tài)參數(shù)，將盒8段儲層分為4種類型(表2)。Ⅰ類儲層基本對應(yīng)氣層，連續(xù)性厚度大于5 m，有效儲層分布模式主要為塊狀厚層型或具物性夾層的多期疊置型，孔隙度一般大于7%，滲透率一般大于0.3×10-3μm2，含氣飽和度大于50%，初期日產(chǎn)氣大于1×104m3/d，無阻流量大于2×104m3/d，為研究區(qū)最好的儲層。Ⅱ類、Ⅲ類儲層對應(yīng)含氣層及部分氣層，連續(xù)性有效厚度1～5 m，有效儲層分布模式為具泥質(zhì)隔層多期疊置型和孤立薄層型，孔隙度5%～7%，滲透率0.1～0.3×10-3μm2，含氣飽和度45%～50%，為中等-差儲層。Ⅳ類儲層達不到有效儲層標(biāo)準(zhǔn)，為干層。

從Ⅳ類儲層到Ⅰ類儲層，隨著儲層品質(zhì)的變好，分布頻率依次降低(圖7(a))。研究區(qū)以Ⅳ類儲層(干層)為主，分布頻率為67.5%，Ⅲ類儲層分布頻率為17.4%，Ⅰ類、Ⅱ類儲層僅為7.4%～7.7%。考察各類儲層在平面的分布特征，Ⅳ類儲層分布面積廣，在平面上呈片狀分布；Ⅲ類儲層呈條帶狀；Ⅰ類、Ⅱ類儲層分布較局限，呈串珠狀、豆莢狀。

5　富集區(qū)優(yōu)選

5.1富集區(qū)優(yōu)選

清澗地區(qū)氣井日產(chǎn)氣與單井累計有效厚度存在正相關(guān)關(guān)系。有效厚度在5 m以上時，日產(chǎn)氣量一般>0.5×104m3/d，無阻流量一般>2×104m3/d。蘇里格氣田一般將有效厚度>6 m定為富集區(qū)優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)試氣分析，考慮到研究區(qū)儲層品質(zhì)差于蘇里格氣田，將有效厚度>5 m的區(qū)域定為富集區(qū)。

根據(jù)富集區(qū)優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮有效砂體厚度、平面分布、疊置樣式[13]，優(yōu)選富集區(qū)227.1 km2(圖7(b))?？偟膩碚f，富集區(qū)發(fā)育比例低，僅占研究區(qū)面積的7.6%。

研究區(qū)氣藏平均地層壓力20.96 MPa，平均氣層溫度365.15 K，氣體壓縮因子0.927，富集區(qū)內(nèi)儲層平均有效厚度9.08 m，平均孔隙度7.75%，平均含氣飽和度57.68%。利用容積法，估算富集區(qū)地質(zhì)儲量為167.34×108m3，儲量豐度為0.74×108m3/km2。

表2　清澗地區(qū)盒8段儲層分類評價

圖7　儲層分類、富集區(qū)分布、開發(fā)級次分區(qū)對照圖Fig.7　Planar distributions of reservoir types, enriched area and development hierarchy

分小層來看，富集區(qū)內(nèi)4小層孔隙度、含氣飽和度等參數(shù)差異不大，但平均有效厚度差異明顯。盒8上2、盒8下2小層有效儲層相對厚，儲量相對集中，其中盒8上2小層儲量60.8×108m3，占盒8段總儲量的36%，盒8下2小層儲量46.6×108m3，占盒8段總儲量的28%。

5.2開發(fā)級次分區(qū)

結(jié)合富集區(qū)優(yōu)選和儲層分級評價成果，將研究區(qū)的預(yù)期開發(fā)級次進行了分區(qū)，分為一類區(qū)、二類區(qū)和三類區(qū)(圖7(c))。一、二類區(qū)主要位于研究區(qū)的西砂帶，三類區(qū)在西、東兩條砂帶均有分布。

一類區(qū)為富集區(qū)與Ⅰ類儲層的疊合區(qū)，儲層物性好，有效厚度大，儲層品質(zhì)好，連續(xù)性強，是重點開發(fā)區(qū)。該區(qū)面積164.7 km2，地質(zhì)儲量132×108m3，以地區(qū)面積的5.5%，集中了研究區(qū)80%的儲量，儲量豐度0.80×108m3/km2。

W4井在研究區(qū)西砂帶的一類區(qū)內(nèi)，盒8段共發(fā)育2套具物性夾層的多期疊置型有效儲層，連續(xù)性有效砂厚11.7 m，儲層品質(zhì)相對好，試氣日產(chǎn)量11.67×104m3/d，無阻流量15.46×104m3/d，為清澗地區(qū)盒8段開發(fā)潛力最好的井。該井于2014年10月25日投產(chǎn)，投產(chǎn)前套壓14.6 MPa，目前套壓7.4 MPa，平均日產(chǎn)氣0.96×104m3/d。選取生產(chǎn)特征曲線符合衰竭遞減規(guī)律、開井天數(shù)較為集中段進行生產(chǎn)特征分析，159 d內(nèi)的單位壓降采氣量為21.69×104m3/MPa。

根據(jù)氣藏工程“一點法”原理，在長慶氣區(qū)大量生產(chǎn)井統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，制作了不同生產(chǎn)天數(shù)的生產(chǎn)井單井控制儲量與單位壓降采氣量的關(guān)系圖版(圖8)。將XX井單位壓降采氣量代入圖版中生產(chǎn)天然最接近的180 d曲線，得出該井單井控制儲量為1 054.68×104m3，長慶氣區(qū)最終累計采氣量/單井控制儲量平均為0.85，計算最終累計采氣量為897×104m3。按此方法計算，一類區(qū)內(nèi)井平均單井累計采氣量為809×104m3，對應(yīng)蘇里格氣田的Ⅲ類井。

圖8　單井控制儲量與單位壓降采氣量關(guān)系圖版(引自呂志凱)Fig.8　The relationship between single well controlled reserves and production with per unit pressure drop

二類區(qū)為富集區(qū)與Ⅱ類儲層的疊合區(qū)，含少量Ⅰ類儲層，累計有效厚度雖然達到富集區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，但與一類區(qū)相比：連續(xù)的有效儲層垂向上厚度薄，平面上規(guī)模小，氣層連通性差；以含氣層為主，儲量規(guī)模小；需多層段射孔，對經(jīng)濟開發(fā)效益有一定的影響。二類區(qū)面積62.4 km2，地質(zhì)儲量35×108m3，儲量豐度0.56×108m3/km2，是普通開發(fā)區(qū)，區(qū)內(nèi)平均單井累計采氣量566×104m3。

三類區(qū)為次富集區(qū)，累計有效厚度3～5 m，達不到富集區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，以Ⅲ類儲層為主，有效砂體薄，側(cè)向連通性差，單獨開發(fā)盒8段沒有經(jīng)濟效益，可作為產(chǎn)能補充層段。

從整體來看，研究區(qū)與蘇里格氣田相比，距離物源遠(yuǎn)，巖屑含量高，孔隙度、滲透率低，有效砂體厚度薄，儲量豐度小，僅為0.74×108m3/km2，試氣無阻流量和單井產(chǎn)量低(表3)。在眾多因素影響下，研究區(qū)單井平均累計采氣量約為748×104m3，在目前條件下，經(jīng)濟有效開發(fā)難度大。

從局部來看，清澗地區(qū)存在一定的儲量富集區(qū)和潛力區(qū)。建議重點開發(fā)一類區(qū)，謹(jǐn)慎開發(fā)二類區(qū)，進一步評價三類區(qū)。一類區(qū)單井累計采氣量809×104m3，二類區(qū)單井累計采氣量566×104m3，三類區(qū)達不到經(jīng)濟開發(fā)下限標(biāo)準(zhǔn)。一、二類區(qū)內(nèi)井生產(chǎn)能力相當(dāng)于蘇里格氣田Ⅲ類井，但埋深較淺在一定程度上節(jié)省了鉆井成本，使得研究在單井采氣量較低的情況下仍然可獲得一定的經(jīng)濟效益。

表3　清澗地區(qū)盒8段與長慶氣區(qū)其它區(qū)塊參數(shù)對比Table 3　Comparison of geological and development parameters between Qingjian district and other districts in Ordos basin

根據(jù)實際生產(chǎn)情況計算，單獨開發(fā)盒8段富集區(qū)，直井最終累計采氣量小于900×104m3，具有一定的經(jīng)濟效益；水平井最終累計采氣量小于2 700×104m3，僅為蘇里格水平井平均產(chǎn)量的38%，且盒8段有效砂體薄，橫向連續(xù)性差，儲量在垂向上較為分散，鉆水平井風(fēng)險大[14]，另外水平井一般只能開發(fā)單一層段，而直井可對盒8、山1、山2等多層段合采。在現(xiàn)有經(jīng)濟技術(shù)條件下，可在一、二類區(qū)優(yōu)選直井開發(fā)，不建議布水平井開發(fā)。

6　結(jié)　論

(1)清澗地區(qū)盒8段沉積環(huán)境為平緩構(gòu)造背景下的辮狀河三角洲平原沉積，主要發(fā)育西、東兩條主河道，心灘是有利沉積相帶。受物源和搬運距離影響，儲層巖屑含量高，巖性以中、粗砂巖為主。儲層沉積后遭受了強烈的壓實、膠結(jié)等成巖作用，物性差，平均孔隙度5.51%，滲透率0.258×10-3μm2。孔隙空間以粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔等次生孔隙為主。

(2)受沉積、成巖雙重控制，研究區(qū)盒8段儲層規(guī)模小，連續(xù)性差。研究區(qū)有效單砂體長度200～700 m，寬度80～360 m，厚度為1～3 m，平均砂體厚度為蘇里格的80%，有效砂體厚度為蘇里格的75%。有效儲層平面上主要集中在研究區(qū)的西砂帶，垂向上在盒8上2、盒8下2小層相對發(fā)育，在空間分布可分為4種模式，其中單期孤立薄層型占50%以上。

(3)“連續(xù)性有效厚度”與試氣產(chǎn)量相關(guān)性好，是溝通地質(zhì)靜態(tài)研究和試氣動態(tài)分析的橋梁，以此參數(shù)為主要依據(jù)，將研究區(qū)儲層分成了好、中、差、干層4種類型。結(jié)合儲層分類和富集區(qū)優(yōu)選成果，按開發(fā)級次將研究區(qū)分成三類區(qū)：一類區(qū)面積164.7 km2，單井平均累計采氣量809×104m3；二類區(qū)面積62.4 km2，單井平均累計采氣量566×104m3；三類區(qū)147 km2，暫時無法有效動用。

(4)在現(xiàn)有氣價條件下，綜合考慮地質(zhì)條件、產(chǎn)氣量、鉆井和儲層改造工藝及成本，建議針對一類區(qū)、部分二類區(qū)部署直井開發(fā)，不建議水平井開發(fā)。本研究為氣田開發(fā)方案編制提供了地質(zhì)依據(jù)，同時對于類似氣田開發(fā)具有借鑒意義。未來應(yīng)針對上古氣藏盒8、山1、山2等地層，開展多層段綜合評價研究，多學(xué)科協(xié)調(diào)，聯(lián)合攻關(guān)“分散薄層型致密砂巖氣藏”開發(fā)配套技術(shù)，發(fā)展排水采氣工藝，進一步引進市場合作機制，全面提升該類氣藏開發(fā)效益。

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Tight Sand Reservoir Features of He 8 Member in Eastern Ordos Basin:A Case Study of Qingjian District in Zizhou Gasfield

GUO Zhi1, JI Guang1, WANG Guoting1, PENG Yanxia2

(1.PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development, Beijing100083, China；2.SchoolofEnergyResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China)

Qingjian district is one of the most promising succeed blocks for stable production of Zizhou gasfield in eastern Ordos Basin. Because the study area is large with only a few drilling wells, the degree of geological knowledge is relatively low and the study area is still in the early stage of development evaluation. Taking He 8 reservoir as the research object, based on a series of fine geological research work such as sedimentary analysis and reservoir evaluation in a comprehensive comparison with Sulige tight sand gasfield, effective sand bodies’ thickness, scale, development frequency and distribution regularities were defined. Through analysis, it is clear that effective sand bodies scattered in space with poor continuity, have a good corresponding relationship with the distributions of the favorable sedimentary facies such as channel bars. The effective sand bodies are mainly concentrated in western sand belt in plane, and are more developed in the second layers of upper and lower sub-members of He 8 member vertically. Combining geological information and production testing data, “continuous effective thickness” was chosen as the main parameter for reservoir evaluation, and reservoirs were classified into 4 types: good, medium, poor and dry layer. Then, enriched area was optimized, and the study area was divided into 3 types of zones according to different development potentials. It is recommended to deploy vertical wells in enriched zone and not to apply horizontal wells under the current technical and economic situation. This study provides a reliable geological basis for the preparation of gasfield development plan, and it is also of a certain reference significance to the geological research in the gasfields with similar conditions.

Zizhou gasfield; Qingjian district; He 8 member; effective sand body; continuous effective thickness

2015-12-20；改回日期：2016-02-10；責(zé)任編輯：孫義梅。

國家油氣重大專項“低滲低豐度砂巖氣藏經(jīng)濟有效開發(fā)技術(shù)”(2011ZX05015001)。

郭智，男，工程師，博士，1986年出生，油氣田開發(fā)工程專業(yè)，主要從事氣田開發(fā)地質(zhì)方面的工作。Email:a349261981@163.com

TE122.2

A

1000-8527(2016)04-0880-10