蘇里格氣田低飽和度氣藏成因及分布規(guī)律

肖乾華(中石油長城鉆探工程公司能源事業(yè)部，遼寧 盤錦 124010)

0 引言

隨著氣田勘探開發(fā)不斷深入，主產(chǎn)區(qū)井網(wǎng)已日趨完善。蘇X區(qū)塊中南部作為重要產(chǎn)能接替區(qū)，儲層特征復雜，河道展布隨機性強，連續(xù)性差，更為典型的是含氣飽和度低，較主產(chǎn)區(qū)低近10%，氣水層關系復雜，且區(qū)域產(chǎn)水井占比近50%，而產(chǎn)水對EUR影響可達近50%。因此，低飽和度致密氣藏的研究對實現(xiàn)氣田效益開發(fā)意義重大。

1 低飽和度氣藏成因分析

從儲層發(fā)育的宏觀和微觀條件展開，剖析蓋層、儲層孔喉結構及其配置關系、烴源巖等多方面，分析低飽和度氣藏成因。

因素一：泥巖蓋層分布。蓋層一般是指位于儲集層上方、能夠阻止油氣向上逸散的巖層。而儲集層中油氣的聚集效率和其自身的保存時間則受到了其上覆蓋層封閉性等因素的直接影響。蓋層所發(fā)育的層位及其平面分布特征能夠直接影響其所處盆地油氣的運移及分布區(qū)域。因此，蓋層是影響氣藏形成的關鍵地質(zhì)因素。

蘇X區(qū)塊中部蓋層按照其在縱向上的分布特征劃分為直接蓋層和上覆蓋層兩類，其中直接蓋層主要指位于盒8、山1段儲層之上的即盒8段1-3小層的非滲透性巖層；而區(qū)域蓋層則是指對氣聚集以及保存起到重要控制作用的盒1-盒7段的區(qū)域性巖層。

(1)蓋層厚度分布：盒8、山1段上覆蓋層巖性以泥巖為主，并包含少量的粉砂質(zhì)泥巖。在對區(qū)內(nèi)88口單井盒1段-盒8段3小層蓋層巖性劃分的基礎上進行了統(tǒng)計，其中區(qū)域蓋層盒1-盒7段泥巖厚度在126.7～192.0m之間，平均值為157.2m；直接蓋層盒8段1-3小層泥巖厚度在10.4～50m之間，平均值為24.4m。

(2)蓋層平面展布：在對單井泥巖解釋及橫、縱向平剖面對比的基礎上，繪制了盒8、山1段直接蓋層及區(qū)域蓋層的泥巖厚度平面分布圖，通過分析，泥巖蓋層分布廣、整體厚度大，平均為180.3m，封堵能力強，有效阻止天然氣向上逸散。

(3)蓋層對低飽和度氣藏的控制作用：對開發(fā)井日產(chǎn)氣量與蓋層泥巖厚度進行統(tǒng)計交會，可以看出氣井產(chǎn)量與直接和區(qū)域蓋層泥巖厚度變化沒有明顯的相關關系。從產(chǎn)水氣井分布來看，蓋層泥巖厚度變化對氣水分布無明顯的控制作用。

因素二：儲層孔喉結構及配置關系。通過對區(qū)塊5口取芯井的鑄體薄片、掃描電鏡照片和陰極發(fā)光等試驗觀察及對壓汞資料、孔滲物性分析資料等分析的基礎上，對盒8、山1段9個小層的巖石學特征、儲層孔隙類型及其結構、儲層物性特征進行綜合研究，并在此研究的基礎上分析了低飽和度氣藏成因。

(1)儲層巖性及孔隙類型：通過鑄體薄片觀察，對目的層段的碎屑巖巖石類型、砂巖組分特征、填隙物組分特征及砂巖結構特征進行了統(tǒng)計分析。根據(jù)對367個薄片資料的統(tǒng)計結果表明，儲層巖石類型主要為巖石類型以中-粗粒巖屑石英砂巖為主，平均粒徑0.12～1.25mm。顆粒分選中等偏好，磨圓度主要為次棱-次圓狀，結構成熟度中偏低，填隙物以黏土為主，鈣質(zhì)次之。碎屑成分以石英、巖屑為主，巖屑成分以變質(zhì)巖巖屑為主，少量巖漿巖和沉積巖巖屑；儲層中石英含量是自上而下逐漸增加，巖屑含量則逐漸減少。

通過砂巖鑄體薄片觀察及相關鑒定報告的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，顆粒間接觸關系以孔隙型或壓嵌型為主；孔隙類型主要為殘余原生粒間孔、粒間溶孔、膠結物內(nèi)溶孔及高嶺石晶間孔，裂縫罕見；面孔率主要集中在1%～2%，普遍較低；孔隙直徑主要分布在7.6～109.3μm，平均值為82.6μm，屬于毛細管孔隙。

(2)孔喉結構及配置關系：蘇里格氣田砂巖儲層孔隙類型及其結構特征是用于評價儲層好壞的重要指標之一。據(jù)蘇里格氣區(qū)蘇南區(qū)塊孔喉分選性參數(shù)統(tǒng)計分析表明：吼道半徑中值主要分布在0.03～0.4μm之間，喉道相對偏細且極不均勻；分選系數(shù)在0.15～0.75之間；平均孔喉比為0～13.48；平均配位數(shù)在0～2.42之間，平均0.71，配位數(shù)低；反映了儲層滲透率較低，毛管阻力偏大，天然氣成藏需克服較大的阻力。根據(jù)毛細管壓力曲線形態(tài)及孔喉特征參數(shù)，將儲層孔隙結構分為3種類型：大孔-粗喉型、中孔-中喉型和小孔-微細喉?？缀斫M合類型以小孔-微細喉型為主，最有利的孔喉組合類型為大孔-粗喉型和中孔-中喉型。

(3)孔喉結構對氣藏的控制作用：儲層內(nèi)孔喉大小、分選性及其連通性對于儲層的孔滲物性起著重要的控制作用。孔隙結構復雜、孔喉半徑小，毛管壓力成為天然氣成藏的主要阻力，其與孔喉半徑呈反比關系。

蘇X區(qū)塊富水區(qū)儲層吼道中值半徑主要分布在0.03～0.4μm之間，計算出地層條件下的儲層毛細管力主要在0.13～1.67MPa之間；天然氣向上浮力在0.07～0.29MPa之間。對于區(qū)域含水儲層，氣體向上浮力難以有效地克服儲層毛細管阻力，容易形成含水儲層氣、水兩相混儲狀態(tài)。

因素三：烴源巖。鄂爾多斯盆地本溪組-山西組沉積期間，氣候濕潤，構造穩(wěn)定，沉積環(huán)境由海相向陸相過渡。蘇里格氣區(qū)上古生界烴源巖以煤和暗色泥巖為主，區(qū)塊中部主力生氣層段為本1、太2段煤層，占總生氣量的69%，煤層平均厚度6.8m，全區(qū)均有分布，具有“廣覆式”生烴、供烴特征。

從儲層成巖演化史和成藏史研究表明，蘇里格地區(qū)生烴始于T，高峰在K1，此時砂巖儲層已經(jīng)致密化，儲層砂巖的單層厚度0.4～12.3m，達不到天然氣連續(xù)相運移的指標；生烴增壓平均28MPa，平均運移距離185m，為低壓近源型成藏。

蘇X區(qū)塊上古生界烴源巖生氣強度處于15～70×108m3/km2之間，整體供氣良好，具備形成氣田的氣源條件。從產(chǎn)水氣井分布位置來看，主要分布在生氣強度相對較弱的中西部，表明生烴強度對氣、水分布具有一定的控制作用。

2 氣水分布模式研究和氣藏分布特征

2.1 儲層縱向分布的復雜程度

通過計算蘇X區(qū)塊中南部儲層縱向的分層系數(shù)和砂巖密度來看，5-8小層分層系數(shù)大，砂巖密度以5、6小層最高。各小層層層間、層內(nèi)變異系數(shù)平均值大于0.5，突進系數(shù)均平均值大于2，儲層非均質(zhì)性強。通過對各小層孔隙度進行統(tǒng)計分析，主要分布在在4.3%～15.5%之間，平均值為8.5%；此外從各小層孔隙度展布圖來看，孔隙度變化大，儲層相變快。

2.2 生儲蓋組合

根據(jù)源巖上覆地層巖性以及主要目的層山1、盒8段砂巖與泥巖縱向分布特征，將蘇11區(qū)塊中南部生儲蓋組合劃分為以下5種類型：覆砂厚砂型、覆砂互層型、覆泥厚砂型、覆泥互層型、覆泥厚泥型，其中以覆砂厚砂型、覆砂互層型為主，其他類型較少。儲層上部區(qū)域泥巖蓋層整體厚度較大，平均為144.9m，封堵能力強；直接蓋層厚度26m，極大限制天然氣垂向向上擴散，造成蓋層局部砂體存在地層水。

2.3 氣水分布模式

蘇11區(qū)塊中南部無統(tǒng)一氣水界面，氣水分布復雜，主要有以下三種：致密透鏡狀滯留水、孤立透鏡體水、低部位滯留水。致密透鏡狀滯留水：受儲層非均質(zhì)性控制，水體主要分布于砂體邊部或者內(nèi)部物性較差區(qū)域；孤立透鏡體水：透鏡狀砂體孤立發(fā)育，周圍阻隔強，天然氣未能注入；低部位滯留水：位于構造低部位，由于儲層內(nèi)氣水分異作用產(chǎn)生(少見)。

2.4 縱向和平面分布規(guī)律

低飽和度氣層縱向上發(fā)育，平均單井鉆遇厚度10.1m，占有效氣層比例71%；平均單井鉆遇厚度大于氣層，主要發(fā)育在4-9小層，5、6小層厚度最大；從低飽和度氣層占有效氣層百分比來看，5、6小層比例相對較低。

垂直河道方向，低飽和度氣層盒8下段最發(fā)育，4、5、6小層最厚，疊置現(xiàn)象明顯，側向連續(xù)性相對差。盒8上和山1段透鏡狀孤立分布，砂體側向連續(xù)性差。沿河道方向，低飽和度氣層主要分布在盒8下段與山1段，盒8下砂體厚度最大，同氣層連續(xù)性較好；盒8上和山1段多呈孤立狀。

山1段砂體南北向連片分布，厚度0～35.6m，平均12.9m；盒8段砂巖發(fā)育，厚度最大達50.5m，平均為25.6m，連片性好；盒8+山1段總體南北向發(fā)育，厚度0～72.7m，平均38.6m。受砂體展布控制，山1段低飽和度氣層呈南北向連片分布，中部厚度較大，南部相對較?。缓?段水動力增大，砂巖發(fā)育，低飽和度氣層中部最厚達19m，連片性好；盒8+山1段總體南北向發(fā)育，厚度0～31.2m，中部最厚。

3 結語

(1)從多角度分析飽和度氣藏成因：生烴強度決定了天然氣整體富集程度；構造北東高南西低，影響了天然氣運移；泥巖蓋層封蓋能力對氣水分布影響不大；儲層孔喉比小，臨界氣柱高度小，氣易運移，形成低飽和度氣層。

(2)低飽和度氣層發(fā)育廣泛，沿河道方向連續(xù)性較好，垂直河道發(fā)育規(guī)模有限；在非主產(chǎn)層低飽和度氣層呈土豆狀、零星分布，主產(chǎn)層呈條帶狀展布，多分布在河道邊緣和內(nèi)部致密層中。