焦石壩地區(qū)五峰組觀音橋段平面展布特征研究

劉 超

(中國石化江漢油田分公司勘探開發(fā)研究院，湖北潛江 433124)

焦石壩地區(qū)五峰組觀音橋段平面展布特征研究

劉 超

(中國石化江漢油田分公司勘探開發(fā)研究院，湖北潛江 433124)

五峰組-龍馬溪組目前已成為我國頁巖氣開發(fā)的主力層系，作為兩套層系之間的高應(yīng)力地層，觀音橋段在一定程度上影響了水平井的壓裂改造效果。為了明確焦石壩地區(qū)五峰組觀音橋段的平面展布特征，通過對(duì)焦石壩地區(qū)取心井觀音橋段的巖心觀察，發(fā)現(xiàn)觀音橋段主要為泥質(zhì)灰?guī)r或灰質(zhì)泥巖，含介殼類生物化石，厚度為30～50 cm。結(jié)合測(cè)井曲線，明確了該段具有中低自然伽馬、高電阻率、中高密度的電性特征，并以此為依據(jù)，結(jié)合已鉆井的巖電特征，刻畫出了觀音橋段平面發(fā)育特征，為水平井壓裂設(shè)計(jì)方案優(yōu)選提供了依據(jù)。

焦石壩地區(qū)；觀音橋段；巖電特征；平面展布特征

截至2016年年底，涪陵頁巖氣田已建成70×108m3產(chǎn)能，進(jìn)一步證明五峰組(O3w)-龍馬溪組(S1l)已成為我國頁巖氣開發(fā)的主力層系。兩層之間的五峰組觀音橋段(O3g)是赫南特期冰期形成的一套區(qū)域分布的介殼層，在測(cè)井解釋應(yīng)力剖面上表現(xiàn)為高值。壓裂曲線表明，五峰組上部地層施工壓力中期爬升，表明改造縫網(wǎng)向上受到高應(yīng)力區(qū)影響，延伸困難，導(dǎo)致壓力爬升。

前人對(duì)滇東、黔北、鄂西等地層出露區(qū)的五峰組觀音橋段已做過大量研究[1-3]，但針對(duì)涪陵焦石壩地區(qū)的觀音橋段分布研究工作十分薄弱。本文依據(jù)鉆井取心和測(cè)井資料，明確觀音橋段在本區(qū)的測(cè)井響應(yīng)特征，進(jìn)而在平面上分析焦石壩地區(qū)觀音橋段橫向變化特征，明確平面展布特征，為水平井水平段壓裂設(shè)計(jì)方案優(yōu)化提供依據(jù)。

1 巖性特征

中揚(yáng)子地區(qū)五峰組厚度總體較薄，一般為2～10 m，焦石壩地區(qū)五峰組厚度一般為5～6 m[4-6]。觀音橋段位于五峰組頂部，根據(jù)焦石壩地區(qū)的直井取心資料，觀音橋段在焦石壩地區(qū)主要表現(xiàn)為泥質(zhì)灰?guī)r或灰質(zhì)泥巖，含介殼類生物化石，厚度一般為30～50 cm，與上覆志留系龍馬溪組黑色頁巖整合接觸，在平橋地區(qū)中部以南區(qū)域出現(xiàn)地層缺失。

據(jù)焦石壩地區(qū)北部A井取心井剖心資料觀察，觀音橋段上部巖性主要為深灰色泥質(zhì)介屑灰?guī)r，厚度為0.24 m，內(nèi)部富含介殼和介屑；下部巖性主要為灰黑色含云碳質(zhì)泥頁巖，厚度為0.22 cm。整個(gè)觀音橋段碳酸鹽巖含量高，硬度大，厚度為0.46 m。在東南部的白馬地區(qū)，根據(jù)B井和C井巖心資料觀察，觀音橋段巖性主要為深灰色含硅泥質(zhì)灰?guī)r和深灰色含灰泥巖，厚度為0.5 cm左右，層理不發(fā)育，局部發(fā)育高角度縫。在南部的平橋地區(qū)，D井位于其北邊，據(jù)巖心觀察，巖性主要為泥質(zhì)生屑灰?guī)r，厚度為0.25 cm，斷面處可見雙殼類化石發(fā)育，構(gòu)造剪切縫較為發(fā)育，方解石全充填，縱向上貫穿整個(gè)觀音橋段；平橋地區(qū)東南部，五峰組頂部巖性為灰黑色含黏土硅質(zhì)頁巖，層間縫極發(fā)育，表明觀音橋段的介屑灰?guī)r在缺失，表明五峰組在平橋地區(qū)D井以北發(fā)育，D井以南缺失。

2 電性特征

根據(jù)巖心觀察結(jié)果，結(jié)合A，B，C，D，E井的實(shí)鉆情況，焦石壩地區(qū)觀音橋段與上、下頁巖層段相比，測(cè)井曲線值變化較大，基本表現(xiàn)為中-低自然伽馬、高電阻率、中-高密度的測(cè)井響應(yīng)特征(表1)，且測(cè)井解釋有機(jī)碳含量(TOC)為相對(duì)低值。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，4口取心井的觀音橋段自然伽馬一般為72～330 API，電阻率一般為20～884 Ω·m，雖與上、下頁巖存在差異，但不能定量描述觀音橋段巖性特征。密度曲線則能夠相對(duì)較好地量化表征觀音橋段的巖性特征，平均密度值一般大于2.58 g/cm3。

當(dāng)觀音橋段存在時(shí)，以B井為典型井，自然伽馬為72～149 API，該值與上、下圍巖相比，表現(xiàn)為相對(duì)低值；電阻率為557～841 Ω·m，高于上、下圍巖的電阻率；密度為2.53～2.68 g/cm3， 明顯高于上、下圍巖密度；測(cè)井解釋TOC為低值(見表1、圖1)。

表1 焦石壩地區(qū)典型取心井觀音橋段測(cè)井參數(shù)

圖1 B井五峰組頂部觀音橋段測(cè)井綜合柱狀圖

當(dāng)觀音橋段缺失時(shí)，以E井為例(目前僅此井取心未見觀音橋段)，從去鈾伽馬曲線看，五峰組頂部(0.5 m)伽馬值與上、下圍巖大致相當(dāng)；電阻率為30 Ω·m左右，與上、下圍巖電阻率接近；密度則表現(xiàn)為低值(圖2)。其與B井的觀音橋段測(cè)井響應(yīng)特征差異大，表明在平橋地區(qū)E井觀音橋段缺失。

3 平面展布特征

根據(jù)前面巖性觀察結(jié)果，初步認(rèn)為在焦石壩南部平橋地區(qū)D井周緣出現(xiàn)五峰組觀音橋段地層缺失。

圖2 E井五峰組頂部測(cè)井綜合柱狀圖

目前，平橋地區(qū)已完成5口水平井鉆探，其中D-6HF，F(xiàn)-2HF，G-6HF和H-6HF共4口井鉆遇五峰組地層。利用上述4口井的測(cè)井資料，結(jié)合觀音橋段測(cè)井響應(yīng)特征，精細(xì)刻畫平橋地區(qū)觀音橋段地層平面分布特征。通過電性特征對(duì)比，認(rèn)為D-6HF井和F-2HF井(圖3)水平段在進(jìn)入五峰組時(shí)，靠近頂部存在多套密度值高于2.58 g/cm3的地層。同時(shí)，對(duì)比上、下圍巖，發(fā)現(xiàn)該套地層表現(xiàn)出較為明顯的中低自然伽馬，且聲波時(shí)差和中子也表現(xiàn)為相對(duì)低值，基本符合典型井B井觀音橋段的電性特征。G-6HF井雖在井深3 909～3 915 m存在一套高密度地層，但其自然伽馬表現(xiàn)為相對(duì)高值，電阻率無明顯變化，聲波時(shí)差和中子值較上、下地層變大，未表現(xiàn)出觀音橋段典型電性特征；H-2HF井在4 098.5～4 112.0 m井段密度曲線雖為高值，但電阻率、聲波時(shí)差和中子值并不符合觀音橋段電性特征，因此，綜合分析認(rèn)為觀音橋段F-2HF井及其以北地區(qū)存在觀音橋段，以南地區(qū)則地層缺失。

最后，綜合取心井和水平井兩者的分析結(jié)果，認(rèn)為五峰組觀音橋段廣泛存在于焦石壩地區(qū)北部及其東南部白馬地區(qū)(B井和C井所屬地區(qū))，而在南部的平橋地區(qū)，僅在F-2HF井及其以北地區(qū)存在，在以南地區(qū)則地層缺失(圖4)。

圖3 焦石壩平橋區(qū)塊已鉆水平井五峰組連井測(cè)井對(duì)比

圖4 焦石壩地區(qū)觀音橋段平面展布

4 結(jié)論

(1)通過取心井的巖心觀察，明確了五峰組觀音橋段主要為泥質(zhì)灰?guī)r或灰質(zhì)泥巖，含介殼類生物化石，厚度較薄，一般為30～50 cm。

(2)焦石壩地區(qū)觀音橋段主要表現(xiàn)為中-低自然伽馬、高電阻率、中-高密度的測(cè)井響應(yīng)特征。

(3)根據(jù)觀音橋段測(cè)井響應(yīng)特征，結(jié)合已鉆井測(cè)井資料，明確了焦石壩地區(qū)五峰組觀音橋段在平橋地區(qū)F-2HF井以北存在、以南缺失的平面展布特征，為后續(xù)水平井的壓裂設(shè)計(jì)方案優(yōu)選提供了有力依據(jù)。

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編輯：王金旗

1673-8217(2017)03-0023-03

2016-12-13

劉超，工程師，碩士，1982年生，2009年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院地球探測(cè)與信息技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)從事綜合地質(zhì)分析研究工作。

P631.8

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