鄂爾多斯盆地子洲地區(qū)山2段地層水成因和主控因素研究

丁迎超+徐文杰

摘要：子洲氣田山2段天然氣藏的氣水分布特征受到儲層條件、構(gòu)造等多方面的影響，氣水關(guān)系復(fù)雜，周文等人認(rèn)為氣井產(chǎn)地層水類型可分為三大類，即邊底水、透鏡狀水和殘留地層水，其中后者和殘留地層水都屬于地層滯留水，較難以區(qū)分，本文結(jié)合巖心資料、測井解釋、水體化學(xué)資料、試氣生產(chǎn)資料等，在前人的研究基礎(chǔ)上來探討分析各種水體的產(chǎn)水特征、成因和主要的控制影響因素，對于氣田開發(fā)具有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞： 子洲氣田；天然氣藏；氣水分布；地層水

子洲氣田是長慶近年新發(fā)現(xiàn)并探明的又一個千億立方方米級的大氣田，榆林氣田位于子洲氣田西北方與之接壤，子洲東北部相鄰于米脂氣田，區(qū)域構(gòu)造上是處在鄂爾多斯盆地伊陜斜坡的東部。子洲山2段天然氣藏是一個特低孔、特低滲的氣藏，巖性以石英砂巖、巖屑石英砂巖和灰黑色的泥巖、煤層為主。

依據(jù)測井解釋成果、試氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)、水化學(xué)結(jié)果，可以把工區(qū)內(nèi)生產(chǎn)井的產(chǎn)水類型區(qū)分為三類：地層水、殘留壓裂液和凝析水。本次研究中，我們將工區(qū)內(nèi)地層水類型分成了三個亞類：邊（底）水、透鏡體水、氣層殘留地層水。通過生產(chǎn)、試氣等資料發(fā)現(xiàn)工區(qū)的西南部、南部和東南部是產(chǎn)水多的區(qū)域，中部也零星有水體分布，對于氣井生產(chǎn)不利，子洲氣田山2段是巖性氣藏，氣水關(guān)系受儲層條件、構(gòu)造等多方面因素控制，本文根據(jù)測井、生產(chǎn)和試氣資料，通過單井解釋、連井剖面、生產(chǎn)曲線等來綜合分析地層水的成因和分布影響因素。

1、地層水產(chǎn)水成因

研究區(qū)地層水類型大致可分為邊（底）水、孤立“透鏡體”水、致密“透鏡體”水以及氣層殘留地層水四種類型。其形成機(jī)理大致如下：

（1）邊（底）水形成機(jī)理：生產(chǎn)壓差使得儲層存在的游離態(tài)水從儲層流入井筒最終產(chǎn)出到地面上的水。這類井生產(chǎn)日產(chǎn)水量大，日產(chǎn)氣量低，測井解釋為水層，一般位于富水區(qū)的位置。

（2）孤立“透鏡體”水形成機(jī)理：儲層非均質(zhì)性的影響下，泥巖等非滲透層的遮擋作用使得存在于物性較好砂巖中的地層水在成藏過程中不被天然氣驅(qū)替出去而形成孤立的透鏡體水，測井解釋上為水層。

（3）致密“透鏡體”水形成機(jī)理：儲層里面存在透鏡狀的致密砂體，儲層初始水飽和，生烴高峰期在生烴增壓的作用下，氣脫溶形成游離氣運(yùn)移進(jìn)入儲層向低部位排水，首先通過物性較好的儲層段，對于那些物性差的致密砂體段，天然氣能量不夠時無法驅(qū)替細(xì)孔喉、差砂體中的水，留下“致密透鏡體水”。

（4）氣層殘留地層水出水機(jī)理 ：“氣層殘留地層水”氣井生產(chǎn)特征和致密“透鏡體水”氣井相似，產(chǎn)水量都比較少。成藏時，氣運(yùn)移進(jìn)入儲層排水強(qiáng)度不夠，殘留在氣層中的地層水飽和度比臨界水飽和度較高，含氣飽和度高是其特點(diǎn)，測井解釋不出明顯水層，生產(chǎn)出少量地層水。

2、地層水分布主要影響因素

結(jié)合巖心資料、測井解釋、水體化學(xué)資料、試氣生產(chǎn)資料等，在前人的研究基礎(chǔ)上來探討分析各種水體的特征其主要的控制影響因素如下：

（1）天然氣運(yùn)移：水體分布特征是伴隨著天然氣的聚齊運(yùn)移形成的。鄂爾多斯盆地上古生代地層穩(wěn)定，是“廣覆式”生烴，沒有較好的生烴中心，主要烴源層位于本溪組、太原組及山西組下部，成烴時期是燕山期。側(cè)向過剩壓力與垂向儲層間壓力差相比要小不少，所以初次運(yùn)移是垂向運(yùn)移為主，天然氣沿垂向上過剩壓力降低快的相鄰的儲層或疏導(dǎo)層運(yùn)移，。山2段儲層與烴源巖相鄰，而且山23屬于優(yōu)質(zhì)儲層，油氣優(yōu)先進(jìn)入里面。因此剖面下部富氣程度高，而上部山21、山22段氣層少，砂體連通性不好，物性較差，通常是透鏡體水的儲集場所。

（2）砂體的展布特征：子洲地區(qū)山西組沉積時期是三角洲前緣環(huán)境，砂體整體上呈南北向展布。平面上，山2段砂體從北向南主要發(fā)育了三條砂帶，主砂體在榆47～榆30井～榆45井～榆53～榆76～洲27-29～洲30-46一線最為發(fā)育，厚度多在10m以上，最厚28m。通過砂體、水體分布特征的疊合圖可以看出：平面上較大的水體通常位于砂體的尖滅處、彎曲處。

（3）構(gòu)造：水的密度要比天然氣密度大很多，所以同一砂體內(nèi)的水通常是位于構(gòu)造低的部位，氣的下面，此時構(gòu)成了“邊底水”氣水關(guān)系。而有的部位“氣水倒置”（水體位于氣層的上部）是由于水體跟天然氣分別處于不同的儲集層，兩相鄰儲集層之間被物性差的泥巖、煤層等非滲層阻隔。

（4）儲層非均質(zhì)性：包括砂體平面連續(xù)性及與泥巖配置關(guān)系、砂體物性變化等。儲層非均質(zhì)性是形成砂巖“透鏡體”水、含氣砂層內(nèi)致密砂巖透鏡體水 、砂層內(nèi)致密帶包圍的高孔帶 “透鏡狀”水體的關(guān)鍵因素。由氣水分異的規(guī)律可知，氣排水時大孔隙中的可動水比小孔隙中的易排出，另一方面由于碳酸鹽巖的礦物特性，在儲層中的水是潤濕相而天然氣為非潤濕相，所以水更容易進(jìn)入小孔隙中，而很難被氣排出。砂體儲層質(zhì)量好壞直接影響天然氣運(yùn)移進(jìn)入儲層排水程度，進(jìn)而影響儲層中的可動水量，砂巖儲層物性條件變化是控制含氣區(qū)水體分布的關(guān)鍵因素。

3、結(jié)論

通過系統(tǒng)的研究發(fā)現(xiàn)研究區(qū)地層水類型大致可分為邊（底）水、孤立“透鏡體”水、致密“透鏡體”水以及氣層殘留地層水四種類型。并主要受天然氣運(yùn)移、砂體的展布、構(gòu)造和儲層非均質(zhì)性控制結(jié)合巖心資料、測井解釋、水體化學(xué)資料、試氣生產(chǎn)資料等，在前人的研究基礎(chǔ)上來探討分析各種水體的產(chǎn)水特征、成因和主要的控制影響因素對于氣田開發(fā)具有重要意義。

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作者簡介 丁迎超 男 1989.9 籍貫 山東省 淄博市 單位 長安大學(xué) 資源學(xué)院 研究生在讀 從事石油地質(zhì)方向研究endprint