蘇里格氣田蘇20井區(qū)儲層宏觀非均質(zhì)性研究

杜 凡

（西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安 710069）

蘇里格氣田蘇20井區(qū)儲層宏觀非均質(zhì)性研究

杜 凡

（西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安 710069）

儲層非均質(zhì)性是制約油氣田開發(fā)的關(guān)鍵因素，研究出儲層非均質(zhì)性是油氣田前期目的層位鉆取以及中后期壓裂、注水開發(fā)具有重要的指導(dǎo)作用。蘇20井區(qū)位于蘇里格氣田中部偏西地區(qū)，氣田已經(jīng)進入開發(fā)的瓶頸階段，通過對主力層位盒8段，與山1段層內(nèi)（韻律和夾層）、層間（砂地比、滲透率、隔層）和平面非均質(zhì)性三個方面的研究，主力層位均表現(xiàn)出較強的非均質(zhì)性，其中盒8下段非均質(zhì)性相對較弱，是井區(qū)產(chǎn)氣的優(yōu)勢層位。

非均質(zhì)性；砂地比；滲透率；蘇20井區(qū)

蘇里格氣田位于蘇里格廟地區(qū)，屬于鄂爾多斯盆地陜北斜坡北部地區(qū)，范圍大致北抵內(nèi)蒙古鄂托克后旗的敖包加汗，西至內(nèi)蒙古鄂托克前旗、東起烏審旗的桃利廟、南至陜西定邊縣的安邊，勘探面積約為兩萬平方千米。蘇20井區(qū)位于蘇里格氣田中部偏西，研究區(qū)面積約500平方千米。

二疊系下石盒子組盒8段兼顧山西組山1段是該地區(qū)產(chǎn)氣主力層位，為一套以石英砂巖為主的，伴有巖屑石英砂巖。砂巖粒徑多以中粗粒、粗粒結(jié)構(gòu)為主，分選較差，膠結(jié)方式為再生式－孔隙式膠結(jié)[1，2]。通過測井曲線反映，主力砂層是通過多期疊置形成，總體具有較強非均質(zhì)性，因而尋找相對較好儲層尤為重要[3，4]。

1 層內(nèi)非均質(zhì)性

指單個砂層內(nèi)部垂向上的變化，它是控制水淹厚度以及氣水波及系數(shù)的主控地質(zhì)因素，主要研究內(nèi)容是：垂向韻律性、沉積構(gòu)造的垂向變化、層內(nèi)夾層、層內(nèi)滲透率非均質(zhì)程度及垂直滲透率與水平滲透率比值等[5]。

1.1 垂向韻律性

根據(jù)巖心觀察和綜合錄井資料表明（見圖1），本區(qū)目的層具有多種韻律模式。本井區(qū)以復(fù)合韻律為主，次之為正、反韻律。正韻律是指垂向上砂體自上而下逐漸變粗，自然伽馬與自然電位均呈鐘型，反韻律則是自上而下砂體逐漸變細，自然伽馬與自然電位呈漏斗型；復(fù)合韻律又可分為正復(fù)合韻律，正反復(fù)合及反復(fù)合韻律等三類。多種韻律模式的出現(xiàn)主要受辮狀河道帶沉積過程所控制，主要由于河道帶的擺動遷移對砂體的影響，各時期砂體的厚度變化很大、保留不完整，平面上砂體大面積連片分布，側(cè)向具多種接觸方式，以多層式縱向迭加為主，粒度粗、細砂巖均有分布。

蘇20井具有垂向韻律復(fù)雜的特點。無論是巖性還是電性或者是物性，均表現(xiàn)出復(fù)雜的韻律組合，是復(fù)合韻律的典型表達。

蘇20井代表井區(qū)主體部位，其盒8下1底部，從巖性與沉積構(gòu)造以及電測曲線可看出兩三期多期砂體疊置；從物性看，均表現(xiàn)在由低孔滲薄夾層分隔的無規(guī)律特點，在這類最佳的儲層中，復(fù)合韻律層的出現(xiàn)就大大的增加了層內(nèi)垂向非均質(zhì)性。

1.2 沉積構(gòu)造垂向變化特征

本區(qū)常見的沉積構(gòu)造以平行層理、斜層理、槽狀交錯層理為主。其中以平行層理和交錯層理為多見。山1段一般以水平層理與板狀交錯層理為主；盒8段常見兩種組合層理模式：第一種主要是由水平層理到斜層理的過渡，主要分布在盒8上段，第二種主要由于河流水動力條件變強的緣由，由水平層理到交錯層理的過渡。其中，在心灘沉積環(huán)境下以塊狀層理為主；板狀交錯層理主要分布在中細砂巖中，為辮狀河河道砂壩下沉積，頂部有平行層理；河道充填一般發(fā)育小型的平行層理和交錯層理；波狀砂紋層理為溢岸沉積類型。

圖1 蘇20井巖性、電性、物性韻律特征圖

1.3 夾層及分布

層內(nèi)夾層是指位于砂層內(nèi)部的非滲透層或低滲透層。夾層對地下流體的運移有阻擋或者隔絕作用。本區(qū)目的層夾層可分為巖性夾層和物性夾層兩類。

巖性夾層主要由泥巖和砂質(zhì)泥巖夾層構(gòu)成，在河道填積、決口扇微相常見；物性夾層是指孔滲特低的巖性夾層，本區(qū)主要有泥質(zhì)砂巖、粉砂巖及各類含泥質(zhì)較多的細、中砂巖等，在心灘、河道填積、河底滯流沉積及決口扇相中部均有發(fā)育[6－8]。

據(jù)夾層密度和夾層頻率統(tǒng)計（見表1），7個小層中有1個小層的夾層平均密度大于0.4，占14.3%，有5個小層平均密度在0.35，占71.3%，其中1個小層無夾層。6個小層的夾層密度平均為0.36，說明密度較大，夾層厚度超過砂巖厚度的1/3。

6個小夾層頻率范圍值在0.18～0.29，平均0.22，平均每4米多儲層就出現(xiàn)1個夾層，反映夾層分布普遍，非均質(zhì)性嚴重。

1.4 層內(nèi)滲透率非均質(zhì)性程度

層內(nèi)滲透率非均質(zhì)程度常用滲透率變異系數(shù)kb，滲透率突進系數(shù)kt，滲透率級差kj，以及垂直滲透率和水平滲透率比值等來反映儲層非均質(zhì)程度[9]。

表1 夾層密度、夾層頻率統(tǒng)計表

（1）滲透率變異系數(shù)（見表2和表3）。

（3）滲透率級差：kj=kmax/kmin，級差接進于 1，儲層越均質(zhì)。

表2 滲透率非均質(zhì)性評價指標表

根據(jù)滲透率非均質(zhì)性評價指標（見表2），從表3中可以看出：盒8段與山1段有明顯的差異，盒8中盒8上2與盒8下2顯示較強非均質(zhì)性，其三個參數(shù)處于臨界值附近，這充分表明了多期疊置的特點，在山1段，各小層均表現(xiàn)相對較弱的非均質(zhì)性，尤其以山12最為突出，變異系數(shù)與突進系數(shù)分別為0.55與2.95，都位于臨界值之下，顯示良好儲層特征。

2 層間非均質(zhì)性

層間非均質(zhì)性是指儲層垂向上各砂層變化的規(guī)律性，主要包括沉積旋回性（韻律性）、分層系數(shù)、砂巖系數(shù)（砂地比）。

2.1 沉積旋回性

據(jù)巖心剖面及巖心觀察，本區(qū)目的層主要為一套正旋回沉積，與本區(qū)辮狀河沉積相是一致的。但由于心灘增生遷移的復(fù)雜性，局部地區(qū)也出現(xiàn)反旋回和正反復(fù)合旋回。

沉積旋回通常由幾個沉積韻律層組成，反映一個時期沉積環(huán)境特性的變化過程。在一個沉積過程，各階段沉積的砂體，均會因為沉積環(huán)境的變化，而使其性質(zhì)各異，這就必然造成較強的層間非均質(zhì)性，如泥質(zhì)含量變化，會導(dǎo)致層與層之間物性有變化。

在蘇20井區(qū)，從選出65個井層泥質(zhì)含量、孔隙度、滲透率參數(shù)作圖，表現(xiàn)出盒8上－盒8下－山1旋回性特點（見圖2），盒8下1處于旋回發(fā)育的變化期，砂卸載量大，泥質(zhì)相對減少，與其他層對比層間差異較大，這一點在小層物性均值圖中也很明顯（見圖3）。

表3 層內(nèi)非均質(zhì)性參數(shù)統(tǒng)計表

圖2 蘇20井區(qū)層組間物性的旋回性變化圖

圖3 蘇20井區(qū)小層間物性均值旋回性變化圖

2.2 砂巖系數(shù)

砂層總厚與地層總厚的比值。反映砂巖發(fā)育程度。從砂巖系數(shù)分布圖及表可見（見表4、圖4）盒8段砂地比高，其中以盒8下1最高；山1段砂地比比盒8段小，特別是山13小層。

表4 砂巖系數(shù)統(tǒng)計表

2.3 分層系數(shù)

分層系數(shù)表示層系內(nèi)砂層的層數(shù)。即鉆遇砂層總數(shù)/井數(shù)的比值。分層系數(shù)越大，層間非均質(zhì)性越嚴重。統(tǒng)計表明（見圖5），盒8段分層系數(shù)明顯大于山1段，非均質(zhì)性較強，層內(nèi)中以盒8上2與盒8下2相對較小。

2.4 層間隔層及分布特征

椐巖心資料及物性分析資料表明，本區(qū)目的層隔層巖性主要為泥巖及特低滲透層砂質(zhì)泥巖和壓實致密的粉砂巖。隔層厚度較大，單層最大厚度可達30 m，一般5 m～10 m。隔層分布受泛濫平原相控制。此外，決口扇和廢棄河道的細粒沉積有時也形成隔夾層。

根椐隔層的厚度、連續(xù)性和延伸規(guī)?？蓪⒏魧臃譃槿悾海?）區(qū)域性隔層：單層厚度大于10 m，延伸遠，分布廣，連續(xù)性強，該類型主要分布在本區(qū)山11～山12段，其次是盒8下2段；（2）井間隔層：單層厚度小于10 m，可在多井間對比，僅在井間范圍內(nèi)起分隔作用,主要分布在盒 8上段、盒 8下1段及山 13段；（3）不穩(wěn)定隔層：厚度一般在2 m～5 m，僅在單砂層之間起分隔作用。

圖4 砂巖系數(shù)分布圖

圖5 分層系數(shù)分布圖

3 平面非均質(zhì)性

以7個小層的砂體為基本的研究單元，分析各層的平面非均質(zhì)性。由砂體的分布情況來看，研究區(qū)各小層砂體的平面非均質(zhì)性較強，砂體的具體分布有以下特點：

盒8上1與盒8上2小層比較，盒8上1孤立砂體分布明顯、連通差，非均質(zhì)性要強。整個盒8上儲層規(guī)模小，但盒8上2砂體規(guī)模略大于盒8上1。

盒8下特別是盒8下2與其他目的層比較，砂體厚度大、孤立砂體規(guī)模也較大、多數(shù)砂體有連通趨勢，是研究區(qū)非均質(zhì)性相對弱的儲層。

山1亞段三個小層砂體分布特點表現(xiàn)出一致性最差，砂體分布規(guī)模小且很局限。盒8下2砂體各井區(qū)的層厚與層數(shù)，在與周圍其他井間均表現(xiàn)為單層且厚度大，在近東西向井一線表現(xiàn)出層多、厚薄不均。

4 結(jié)論

（1）本區(qū)為辮狀河道沉積控制，砂體顯示為多期疊置，韻律性以復(fù)合韻律為主，本地區(qū)的夾層為巖性與物性夾層兩類，夾層密度都較大，各小層均顯示出較強非均質(zhì)性，通過滲透率各參數(shù)表明，盒8下1的級差是最小的，顯示相對較弱的非均質(zhì)性。

（2）層間非均質(zhì)性表明，本區(qū)為一套正旋回沉積，從砂地比數(shù)據(jù)可看出，盒8下1的比例最高，砂層厚度最大，可以判定為優(yōu)質(zhì)儲層，盒8段整體相對山1段而言顯示出較弱的非均質(zhì)性。

（3）盒8上下兩段區(qū)別明顯，盒8上呈現(xiàn)連通差，砂體展布范圍小的特點，盒8下，尤其是盒8下2與周圍的砂體有明顯的連通趨勢。

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P618.13

A

1673-5285（2017）08-0093-06

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.08.022

2017－07-15