蘇東41-33區(qū)塊下古生界氣藏儲(chǔ)層評(píng)價(jià)

鄒江海

摘? 要：鄂爾多斯盆地蘇里格氣田41-33區(qū)塊為典型的三低氣藏，低孔、低滲、低壓、低豐度導(dǎo)致儲(chǔ)層非均質(zhì)性非常嚴(yán)重。研究發(fā)現(xiàn)，蘇東41-33區(qū)塊儲(chǔ)集層主要為白云巖，白云巖屬于致密巖石，非均質(zhì)性嚴(yán)重，儲(chǔ)層四性參數(shù)分析低。截至目前，對(duì)于國(guó)內(nèi)外來說，蘇里格氣田都屬于開發(fā)難度比較大的氣藏，沒有任何開采經(jīng)驗(yàn)，也沒有合適的控水措施針對(duì)氣藏大量產(chǎn)水。所以本次研究擬采用測(cè)井解釋方法展開儲(chǔ)集層巖性識(shí)別、流體識(shí)別、平面非均質(zhì)性研究、地層劃分、地層對(duì)比、古地貌特征、沉積相、氣藏分布、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析等研究，結(jié)合前人的研究理論方法，綜合評(píng)價(jià)下古生界氣藏儲(chǔ)集層。

關(guān)鍵詞：蘇東41-33區(qū)塊 氣藏儲(chǔ)層 綜合評(píng)價(jià)

1 前言

在中國(guó)，針對(duì)四川盆地高石梯油田，塔里木盆地塔河油田以及鄂爾多斯盆地蘇里格氣田等多種儲(chǔ)層研究，與中國(guó)沉積地質(zhì)的特點(diǎn)相結(jié)合，深入剖析碳酸鹽巖學(xué)科的研究理論和方法，并在碳酸鹽巖氣藏?zé)N源巖產(chǎn)生氣、蓋層、運(yùn)移和成藏等各個(gè)方面方面進(jìn)行了大量的工作，總結(jié)出了一套識(shí)別碳酸鹽巖氣藏的方法。截至目前，我國(guó)碳酸鹽巖氣藏研究主要有以下三個(gè)方面：

（1）孔隙，溶洞，構(gòu)造裂縫特征與成因研究;

（2）孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)育與分布規(guī)律;

（3）儲(chǔ)集層“四性”綜合研究。

涉及各個(gè)領(lǐng)域、種類和學(xué)科的綜合研究是當(dāng)下國(guó)內(nèi)巖溶儲(chǔ)層研究的極其重要方法。通過地球礦場(chǎng)物理學(xué)、巖石學(xué)、油層物理學(xué)、礦物學(xué)、巖石物理學(xué)、地球物理學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等學(xué)科的整合，從氣藏構(gòu)造、成藏原因等方面出發(fā)，將大大促進(jìn)巖溶儲(chǔ)層的研究。隨著國(guó)內(nèi)外勘探開發(fā)開采特征一體化，將靜態(tài)地質(zhì)資料、測(cè)井資料和動(dòng)態(tài)開發(fā)資料結(jié)合起來，可以更接近巖溶儲(chǔ)層的賦存狀態(tài)，為進(jìn)一步研究提供了更加可行的思路和方法。

2地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地蘇里格氣田東區(qū)地處內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市烏審旗和陜西省榆林市榆陽(yáng)區(qū)境內(nèi)，在南邊是靖邊氣田，往東接榆林氣。區(qū)域構(gòu)造位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡中北部。目的層位下石盒子組盒八、山西組山一，兼探上石盒子組盒4、山西組山2及下古奧陶系馬家溝組馬五。

蘇東41-33區(qū)塊位于蘇里格東區(qū)西部（圖1），西邊為蘇5、西北部是蘇25區(qū)塊、西南為蘇6區(qū)塊，區(qū)塊南北長(zhǎng)約50km，東西寬度為35km，總面積779km2，探明儲(chǔ)量762.72×108m3。截至2008年底，完成試氣井36口，其中在蘇東41-33井獲區(qū)塊內(nèi)最高無阻流量26.83×104m3/d。目前研究區(qū)塊完鉆下古井為122口，生產(chǎn)井104口，完成試氣井87口，最高無阻流量190.33×104m3/d。

3 地層特征

地層的劃分，主要是依據(jù)標(biāo)志層（區(qū)域性測(cè)井曲線巖石流體呈現(xiàn)不同的變化）、古生物特征古地貌特征以及沉積旋回。地層劃分結(jié)果將奧陶系馬家溝組地層劃分為六個(gè)大的地層巖性段。

根據(jù)氣田下古生界地層劃分方案，以K1、K3兩套具有典型測(cè)井曲線特征的凝灰?guī)r標(biāo)志層為依據(jù)，開展地層劃分對(duì)比（表1）。通過前人十多年的勘探開發(fā)，已查明鄂爾多斯盆地下古馬家溝組的產(chǎn)層主要集中于古風(fēng)化殼的頂部。根據(jù)研究區(qū)奧陶系地層特征，結(jié)合研究區(qū)完鉆井情況，將馬五段從上至下劃分為10個(gè)亞段，本次研究馬五1到馬五6五個(gè)亞段15個(gè)小層。

鄂爾多斯盆地蘇里格氣田儲(chǔ)層受到加里東抬升剝蝕影響，鄂爾多斯盆地中部地區(qū)西北高、東南低，東部和南部受到的風(fēng)化剝蝕作用強(qiáng)烈，西部北部地層參與厚度高，剝蝕不明顯。研究區(qū)塊主要是分布在剝蝕較為嚴(yán)重的殘丘里面，沿著剝蝕線自西向東，古風(fēng)化殼層位逐漸變新。通過儲(chǔ)層成藏機(jī)理各構(gòu)造特征研究，將奧陶系劃分為三套氣層組合。

（1）研究區(qū)中組合自東南向西北依次剝露，整體分布相對(duì)穩(wěn)定（圖2）;

（2）準(zhǔn)同生與埋藏白云巖化是研究區(qū)中組合的主要成巖作用，而沉積時(shí)古地形的相對(duì)高部位是白云巖發(fā)育的有利區(qū)域。研究區(qū)主要為白云巖氣藏。

4 儲(chǔ)層特征

4.1巖性

鄂爾多斯盆地蘇東41-33區(qū)塊中部主要發(fā)育有沉積巖和受到后期成巖作用的碳酸鹽巖，這里的沉積巖指的是那些尚未完全沉積或者沒有經(jīng)過后期成巖作用改造過的巖石。通過巖性識(shí)別和取芯分析，可以看出馬家溝組五段主要是白云巖或者含雜質(zhì)的白云巖，包括細(xì)晶白云巖、粉晶白云巖等多種巖石類型，當(dāng)然還有少量層位出現(xiàn)了蒸發(fā)巖，總之，研究區(qū)塊內(nèi)主要分布碳酸鹽巖類型是白云巖和含雜質(zhì)白云巖。

含雜質(zhì)白云巖進(jìn)一步細(xì)化為云灰?guī)r、石灰?guī)r、泥云煙、泥灰?guī)r、灰云巖和白云巖。本次研究通過對(duì)區(qū)塊內(nèi)的7口井24各巖石樣本的分析發(fā)現(xiàn)，白云巖中大部分的樣品或多或少地含方解石，20%的樣品完全不含方解石;12%的樣品完全不含白云石，78%的樣品或多或少地含白云石;硅質(zhì)含量0.15%;黃鐵礦含量0.46%;伊利石含量1.29%;高嶺石含量0.12%?？偟膩碚f，白云巖多于石灰?guī)r，巖石顆粒以方解石和白云石為主（表2）。

據(jù)馬五段碳酸鹽巖礦物成分分析，馬家溝組巖石組分自生礦物以方解石、白云巖為主，陸源礦物多為高嶺石，伊利石（表3）。

4.2物性

碳酸鹽巖儲(chǔ)層的巖石中往往發(fā)育有孔洞縫孔隙類型，巖石內(nèi)部孔隙度和滲透率是研究油氣儲(chǔ)藏物性評(píng)價(jià)的關(guān)鍵要素。儲(chǔ)層儲(chǔ)藏油氣的能力需要使用孔隙結(jié)構(gòu)的好壞來描述和判斷，而孔隙結(jié)構(gòu)的好壞則主要依靠孔隙度來衡量。地層從上到下風(fēng)化剝蝕程度逐漸減弱，孔滲飽參數(shù)隨地層加深均呈現(xiàn)減小的規(guī)律。研究區(qū)塊氣藏具有孔隙度低、滲透率低、非均質(zhì)性強(qiáng)、砂體分布連續(xù)性和連通性差等特點(diǎn)，但是也有部分儲(chǔ)量豐富富集區(qū)域。

馬五段儲(chǔ)集層孔隙空間既有孔隙，又有裂縫，還有溶洞，儲(chǔ)集層致密，其非均質(zhì)性較強(qiáng)。其中，最主要孔隙空間是晚期溶蝕形成的溶蝕孔洞，然后為晶間孔;孔隙類型主要以溶孔、晶間孔為主。其次，構(gòu)造裂縫及成巖孔縫則作為流體滲流通道，為次要的儲(chǔ)集空間（表4）。

馬五段孔隙結(jié)構(gòu)，主要通過毛管壓力曲線和巖心實(shí)驗(yàn)分析，毛管壓力曲線能夠更好地反映巖石孔隙類型和吼道的大小及連同情況，極好地表征儲(chǔ)層巖石的孔喉配位情況。馬五段的孔隙度主要分布在2～6%區(qū)間（圖3）。

研究區(qū)塊馬五段滲透率介于0.0027×10-3μm2 ～0.755×10-3μm2 ，主要集中在0.02×10-3μm2 以下，表明儲(chǔ)層具有低孔、低滲的特點(diǎn)（圖4）。

孔隙度和滲透率是表征表征儲(chǔ)層的兩個(gè)重要參數(shù)。從典型井（圖5）孔滲關(guān)系圖看出，研究區(qū)孔隙度與滲透率分別主要集中在1%～6%和0.01x10-3μm2～0.04x10-3 μm2，顯示兩者呈指數(shù)相關(guān)，相關(guān)性較差，相關(guān)度僅0.045，且投點(diǎn)較為分散，而隨著孔隙度的增大兩者的離散性也越大，表明儲(chǔ)層為低孔、低滲型致密氣藏。

4.3 含油氣性

蘇東41-33區(qū)塊地層從上到下風(fēng)化剝蝕程度逐漸減弱，孔滲飽參數(shù)隨地層加深均呈現(xiàn)減小的規(guī)律。馬五段巖性含氣、不含氣時(shí)候巖石物理參數(shù)不同，導(dǎo)致了波阻抗界面的差異，在測(cè)井資料上顯示不同的變化差異。不同含氣飽和度層位聲波時(shí)差測(cè)井，密度測(cè)井，電阻率測(cè)井，自然伽馬測(cè)井等呈現(xiàn)均勻變化，馬五段氣藏致密，多發(fā)育為石灰?guī)r氣水層。馬五段含氣飽和度主要分布10～83%之間，平均56.9%（圖6）。

4.4 儲(chǔ)集層綜合分析

馬家溝組的地層發(fā)育各個(gè)小層的差別明顯（圖8），以z94井來說，z94井位于剝蝕面內(nèi)，雖然產(chǎn)氣量比較大，但還是主要在馬五4亞段比較明顯。所以，馬五4亞段為馬家溝組儲(chǔ)層物性發(fā)育最好的亞段，孔隙度最小值為馬五42的0.90%，最大值為馬五41b的15.21%，平均值在2.91～5.40%之間，其中馬五41a的孔隙度平均值最大（圖7）。

滲透率最小值為馬五43的0.05×10-3μm2，最大值為馬五41a的202×10-3μm2，平均值在0.58～6.98×10-3μm2，其中馬五41a的滲透率平均值最大（圖7）。

4.5 平面非均質(zhì)性

馬五段地層在微觀和宏觀上受到不同程度的影響。隨著地質(zhì)沉降作用，儲(chǔ)層逐漸發(fā)育，一開始發(fā)育為烴源巖和煤層氣，隨著地層逐漸沉降，碳酸鹽巖受到上覆巖層的壓實(shí)作用，變得越來越致密。埋藏成巖期，由于地層流體的作用，儲(chǔ)層受到了多次復(fù)雜的成巖溶蝕包括后期作用，造成了儲(chǔ)層的低孔低滲的特點(diǎn)，為典型的三低氣藏，以至于儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)（表5）。

根據(jù)各小層孔隙度（表6）和滲透率（表7）參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)馬五段個(gè)小層間物性相差較大，級(jí)差系數(shù)和突進(jìn)系數(shù)差值明顯以馬五41a小層最為明顯。相對(duì)而言，馬五41a、馬五5小層的平面非均質(zhì)性較強(qiáng)。

4.6儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)

蘇東41-33區(qū)塊馬五段儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要采用巖性，孔隙度、滲透率、含氣飽和度3 項(xiàng)參數(shù)，其反映儲(chǔ)層沉積、成巖以及后期地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的全部?jī)?nèi)涵。根據(jù)各項(xiàng)參數(shù)分析，將儲(chǔ)層分為Ⅰ類Ⅱ類。總的來說，Ⅰ類Ⅱ類儲(chǔ)層發(fā)育程度良好，蘇東41-33研究區(qū)塊以Ⅱ類儲(chǔ)層為主（表8）。

5 生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析

采氣曲線是氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)時(shí)間關(guān)系曲線，利用它可了解氣井生產(chǎn)是否正常、工作制度是否合理、增產(chǎn)措施是否有效等，是氣田開發(fā)和氣井生產(chǎn)管理的主要基礎(chǔ)資料之一采氣曲線一般包括日產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量、產(chǎn)油量、油壓、套壓、出砂等與生產(chǎn)時(shí)間的關(guān)系曲線。

蘇東41-33區(qū)塊召94井采氣曲線圖（圖9）可以看出開采前期產(chǎn)量逐漸增加，隨后關(guān)井，2011年12月重新開井，然后氣井達(dá)到最大產(chǎn)量巔峰。隨著開采的進(jìn)行，地層壓力逐漸降低，產(chǎn)量開始下降，直到停產(chǎn)。2013年12月開始向井中注入甲醇，產(chǎn)量又開始有所回升，生產(chǎn)一段時(shí)間后，氣井開始大量產(chǎn)水。

召94位于蘇東59-05相對(duì)富水區(qū)的構(gòu)造高部位，試氣無阻流量123×104m3/d，生產(chǎn)期間最大配產(chǎn)40×104m3/d，目前處于無水生產(chǎn)期，累產(chǎn)氣30003×104m3。召94井前期產(chǎn)水主要是凝析水，召94的儲(chǔ)層發(fā)育較好的孔縫洞，有比較優(yōu)異的生儲(chǔ)蓋組合。生產(chǎn)井開采前期大量產(chǎn)氣，產(chǎn)氣水差異大，后期日產(chǎn)氣能力逐漸下降，日產(chǎn)水量在0.02～40m3之間;產(chǎn)水井產(chǎn)能下降慢，相對(duì)其他井穩(wěn)產(chǎn)能力較好。綜上，蘇東41-33區(qū)塊z94井為比較良好的產(chǎn)氣井（圖10）。

6結(jié)論

（1）研究區(qū)馬五段地層遭受不同程度剝蝕，區(qū)塊中自西向東剝蝕，馬五段多個(gè)層位地層確實(shí)明顯，中部剝蝕最弱;

（2）蘇東41-33區(qū)塊儲(chǔ)層物性具有低孔低滲的特點(diǎn)，平面非均質(zhì)性較高。馬五段逐層主要發(fā)育氣層、差氣層、氣水同層、水層及干層等多種流體類型。根據(jù)孔隙度，滲透率，含氣飽和度，孔隙結(jié)構(gòu)，巖性識(shí)別結(jié)果，將研究區(qū)塊儲(chǔ)層分為兩類。Ⅰ類Ⅱ類儲(chǔ)層發(fā)育程度良好，蘇東41-33研究區(qū)塊以Ⅱ類儲(chǔ)層為主;

（3）在蘇東59-05、z94井區(qū)儲(chǔ)層物性好、構(gòu)造發(fā)育，z94井區(qū)域內(nèi)氣藏連通性好。其中，蘇東59-05井富水區(qū)域平均孔隙度6.9%、滲透率4.09md、含氣飽和度63.7%。z94，sd59-08井為研究區(qū)塊內(nèi)比較典型的高產(chǎn)氣井。氣井的產(chǎn)能分布特征展示出氣藏油氣富集規(guī)律，高產(chǎn)井區(qū)是氣藏開發(fā)有利區(qū)。

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作者單位：成都理工大學(xué)能源學(xué)院