鄂爾多斯盆地蘇里格氣田東區(qū)儲層含氣物性下限分析

袁亞飛，呂學東，張 磊，張 亮

[1.陜西延長石油（集團）有限責任公司大連化物所西安潔凈能源（化工）研究院，陜西 西安 710065；2.陜西延長石油（集團）有限責任公司招標中心，陜西 西安 710065]

鄂爾多斯盆地蘇里格氣田位于內蒙古自治區(qū)和陜西省境內，該氣田自2000年開始被大規(guī)?？碧?，累積探明儲量為5 336.52億m3。其中，東區(qū)勘探面積為1.1×104km2，主力氣層為石盒子組盒8段、山西組山1段，平均孔隙度、含氧飽和度分別為10%、45%～65%，壓力系數(shù)為0.86，具有典型多層含氣特征。發(fā)現(xiàn)蘇里格氣田后，對其東區(qū)天然氣成藏主控因素進行綜合研究得出，該區(qū)域氣藏控制因素復雜，各區(qū)間帶成藏要素差異性較大，其東部盒8段和山1段是重要的天然氣藏勘探開發(fā)層系，擁有大面積發(fā)育致密砂巖氣藏，氣層由多個單砂體橫向復合疊置而成，具有低豐度、低孔隙度、低滲透的特點[1]。儲層致密早于成藏，且孔喉較為細小，進一步增加了成藏難度，可通過充注動力和物性控制該區(qū)域氣藏含氣性；氣藏含氣層系多、儲層非均質性較強、空間布局復雜且部分層段產量不高，氣藏開發(fā)技術難度大、開采成本高、單井日產量低，需要仔細研究其氣藏細密分布、儲層含氣物性下限[2]。

1 蘇里格氣田東區(qū)儲層含氣物性影響因素

在蘇里格氣田中，影響其儲層含氣物性的因素有很多，可以從宏觀角度和微觀角度具體分析。其中，宏觀角度包含儲層展布、資源配置等，微觀角度包含孔喉結構、物性及含氣飽和度。以含氣飽和度為例，氣藏儲量豐度、開發(fā)中儲量使用難易程度往往取決于氣藏壓力和含氣飽和度，尤其是含氣飽和度，是直觀反映儲層含氣性好壞的特征參數(shù)，且含氣飽和度從大到小為氣層、含氣層、干層，三者的含氣飽和度平均值分別為58.5%、42.1%、13.6%；砂巖巖性、物性和單井儲層含氣飽和度成正比，巖性越純、物性越好、含氣飽和度越高[3]。通過研究資料分析山1段可知，含氣飽和度還與孔隙度、滲透率緊密相關，儲層含氣性根據(jù)物性，孔隙度和滲透率越高，含氣飽和度越高。為確定蘇里格氣田東區(qū)儲層含氣物性下限，為有效儲層劃分提供詳實的數(shù)據(jù)支撐，采用以下方法進行研究。

2 儲層含氣物性下限值確定

2.1 成藏機理法

成藏機理法具體可分為3個步驟：（1）成藏期充注恢復動力，蘇里格氣田具有大面積生烴、蒸發(fā)式排烴、彌漫式充注的特征[4]。因此，在東區(qū)盒8段和山1段進行充注動力時，需要全面了解該區(qū)域成藏期源儲流體勢，即地層流體壓力異常以及流體勢是在生烴期形成的；地層流體壓力與生排烴流體勢無差異；確定這些體質特征后，結合源—儲（源巖地層至儲層）生排烴空間配置，確定最終充注模式；最終利用儲層可接受充注動力大于上覆巖層、小于下伏巖層的特征，通過逼近和上下限定法確定儲層含氣物性下限值。 （2）確定充注動力與含氣物性下限關系，相關研究表明，進汞壓力與孔喉半徑相關聯(lián)，在成藏期充注動力條件下，若最大孔喉能充注，則物性＞含氣物性下限；倘若不能充注，則物性＜含氣物性下限，且兩者呈動態(tài)相關，充注動力越大，含氣物性下限值越低[5]。同時，通過壓汞曲線法，還可以確定不同孔喉半徑的儲層滲透率存在差異。壓汞曲線法是指在實驗過程中，在巖心逐漸注入汞以驅散原始孔隙中的介質，依據(jù)孔隙度大小確定滲透率貢獻值的方法。通常情況下，當壓汞曲線上滲透率貢獻值接近100%時，可以確定對應有效孔隙下限，小于這一數(shù)值的屬于無效孔隙，由此可知充注動力與對應儲層物性的關系，并推導出成藏期充注動力條件下的儲層含氣物性下限[6]。（3）確定含氣物性下限及對應地面物性，由步驟（2）可以確定物性與充注動力之間的關系、孔滲率交匯關系，間接確定盒8段和山 1段充注壓力、對應滲透率及孔隙度。

表1中的參數(shù)一般為地層應力下的含油氣物性下限值。這是因為充注動力一般在地層中開展，但平常測算到的數(shù)值多為地面物性，需要將地層應力下的物性轉化為地面物性。值得注意的是，若要對具有較強連通性的河道砂體、空間疊置砂體進行充注，其充注物品可能會借助最佳運移通道持續(xù)上升或向側向運移；不同充注方式獲得的儲層含氣飽和度也會出現(xiàn)變化，如較為封閉的砂巖透鏡體，隨著充注時間的延長，氣含量也會持續(xù)增加，含氣飽和度也就越高[7]。

表1 盒8段和山1段物性—充注動力相關參數(shù)

2.2 經驗統(tǒng)計法

經驗統(tǒng)計法是在充分掌握巖心分析滲透率和孔隙度資料的情況下，利用累計頻率統(tǒng)計法進行計算的一種方法，其關鍵界限為低孔滲段累積儲滲能力流失達到總累積的5.000%左右[8]。同時，結合含油氣物性下限含義及特征，可確定蘇里格氣田東區(qū)盒8段、山1段中儲層含氣與不含氣的滲透率界限為0.004 3×10-3、0.004 1×10-3μm2。但是，以孔隙度為5.000%左右作為分界線進行研究時，物性較好和物性較差儲層的孔滲交匯關系會發(fā)生改變。對儲層含氣物性下限進行分析，計算其含氣滲透率及對應孔隙度含氣物性下限可知，盒8段、山1段含氣滲透率下限對應孔隙度含氣下限分別為2.002%、1.549%。

2.3 密閉取芯法

密閉取芯法是通過巖心密閉取心實驗分析確定巖心孔隙度與含水飽和度關系的方法，并由此計算出含氣飽和度。在實驗進程中，實驗人員會對密閉取心飽和度資料進行損失校正，包括揮發(fā)、脫氣等，這樣最終得到的含氣飽和度才會真實、具體地反映出地層孔隙流體布局特征，計算出的數(shù)據(jù)也具有較高精度。綜上可知，計算儲層含氣物性下限值的方法有很多，不同試驗方法所需參數(shù)不同、計算公式不同、限定條件不同，計算出的結果也會存在差異，可以依據(jù)企業(yè)的實際情況和氣田條件，選擇多種試驗方法和計算方法，選取其平均值確定研究區(qū)域儲層含氣物性下限值，避免因單一計算導致結果出現(xiàn)偏差，提高儲層含氣物性下限值計算精度。

3 蘇里格氣田東區(qū)儲層含氣物性下限結果分析與結論

（1）依據(jù)以上研究方法獲得的蘇里格氣田東區(qū)儲層含氣物性下限結果存在一定差異，可以選擇部分研究方法進行結果對比，分析判斷儲層含氣物性下限值計算是否準確、研究方法是否科學合理。以成藏機理法和經驗統(tǒng)計法為例，可知盒8段、山1段含氣孔隙度下限分別為2.223%、1.605%，滲透率下限分別為0.005 7×10-3、0.004 4×10-3μm2；盒8段下限值＞山1段下限值，符合充注機理。由此可知，盒8段、山1段含氣物性現(xiàn)象與充注動力相關，充注動力越小，含氣物性下限值越大；充注動力越大，含氣物性下限值越小。當盒8段充注動力＜山1段充注動力時，盒8段含氣物性下限＞山1段含氣物性下限。

（2）為確定研究結果是否準確，可對結果進行驗證，在含氣儲層不同位置連續(xù)采集多個樣塊進行檢測。最終得出結論，距離含氣物性下限越近，對應含氧飽和度越低；距離含氣物性下限越遠，對應含氧飽和度越高，與研究結果一致。

（3）蘇里格氣田東區(qū)盒8段、山1段儲層物性致密且非均質，砂體展布具有多樣性，不同成分含氣飽和度各不相同；氣藏形態(tài)相互連通卻并不統(tǒng)一，氣藏分布屬于縱向多層疊置，屬于巖性集群式成藏。