致密砂巖氣藏研究思路及勘探方法探討

寇琳琳，孫現瑤，胡 耀，牛思琪，李愛榮

（西安石油大學地球科學與工程學院，陜西 西安 710065）

致密砂巖氣的研究在國外已得到了長足的發展，特別是美國落基山盆地和加拿大阿爾伯達盆地[1-2]，而我國對于致密砂巖氣藏的研究尚處于中期高速增產階段。目前，中國研究相對成熟的盆地主要包括鄂爾多斯盆地和四川盆地[3]。如何將地質研究和地球物理方法緊密結合，是今后進行致密砂巖氣藏研究應該考慮的重要問題。

1 概述

致密砂巖氣的研究雖然在國內外已經得到了廣泛的關注，但直到2011年，國家能源局才頒布了致密砂巖氣的行業標準。致密含氣砂巖的概念最早出現于美國，20世紀70年代，美國聯邦能源管理委員會將致密含氣砂巖定義為空氣滲透率小于0.1×10-3μm2的砂巖。北美的致密砂巖氣藏在深盆區，含氣帶儲層孔隙度分布一般小于 10%；滲透率通常低于 （0.1～1.0）×10-3m2，含水飽和度一般在35%～70%。國內一般將致密砂巖氣藏的儲層物性條件界定為孔隙度小于10%，滲透率小于0.5×10-3μm2。目前，對于致密砂巖氣研究相對成熟的鄂爾多斯盆地，整個上古生界致密砂巖氣儲層表現為低滲透特征。該地區上古生界砂巖儲層被劃分為四類，其中Ⅰ、Ⅱ類儲層是相對高孔高滲儲層，可以在目前工藝條件下獲得工業氣流，成為尋找大氣田的“甜點”區。

致密砂巖氣藏按照其成因類型目前主要分為兩種類型：原生型致密砂巖氣藏和改造型致密砂巖氣藏。致密砂巖氣藏具有以下基本特征：1）儲層致密、含水飽和度高；2）氣源充足，氣源巖主要為進入正常熱成熟的煤系地層；3）源儲一體化，緊密接觸；4）氣水關系復雜，可能存在氣水倒置、無邊底水、砂巖底部含氣等特征；5）地層壓力異常，致密砂巖氣藏地層壓力可以為高壓或低壓異常，偶見正常壓力；6）分布面積廣，儲量規模大，氣藏受煤系地層有效烴源巖生氣范圍控制，含氣面積大，類型多樣,具有廣覆型生烴特點；7）穩產時間比較長。

2 致密砂巖氣藏基礎地質研究的核心問題

致密砂巖氣藏研究與早期常規天然氣氣藏研究的關鍵不同點在于勘探思路、指導思想發生了根本性的轉變。從早期背斜理論所指導的“找背斜、打高點”，到后來的圍繞“生烴中心”向盆地深凹區、斜坡部位進行勘探，勘探有效范圍有了較大的擴展；從早期的局部圈閉逐步擴展到整個盆地的研究范圍內。根據鄂爾多斯盆地多年來勘探的經驗，致密砂巖氣藏研究的核心問題主要集中在兩方面：一是烴源巖條件評價，二是優質儲層的分布評價。

2.1 加強烴源巖條件研究

鄂爾多斯盆地古生界天然氣勘探近年來得到了迅速的發展，其根本原因在于對有效生烴范圍進行了重新認識，提出了“廣覆式生烴”的理論，盆地的天然氣勘探由早期的生烴中心逐步向四周擴展，并相繼取得了勘探突破。目前，盆地大部分地區已進入了成熟一過成熟階段，生烴強度大于 10×108m3/km2的范圍有 18×104km2，占勘探總面積的72%，形成全盆地廣覆式生烴。受沉積中心和熱演化中心控制，在盆地中東部、西部形成了三個局部生烴中心，目前發現的上古生界氣藏多分布在生烴中心及其周邊地區。

2.2 加強有效儲層展布規律研究

鄂爾多斯盆地上古生界繼承性發育的六大河流－三角洲沉積體系是有利儲集砂體分布區。其中以二疊系山西組（山1、山2段）和石盒子組底部（盒8段）儲集性能最好，形成盆地主要的工業性儲集層段。上古生界主要勘探目的層山2、山1、盒8段砂體以三角洲平原相分流河道砂體為主，分流河道砂體的儲集物性明顯要好于非分流河道砂體的儲集物性。勘探實踐表明高孔高滲儲集體嚴格受三角洲平原相分流河道砂體的控制，因此尋找分流河道主砂帶是高孔高滲儲集體勘探的重要前提。

2.3 致密砂巖氣藏研究地球物理技術序列

致密砂巖氣藏控制的主要因素是致力于在有效生烴范圍內尋找高效優質儲層，即在砂中找好砂，同時兼顧探尋構造裂縫性儲層的有效疊合區域。在鉆井資料比較有限的情況下，如何將地球物理手段充分應用到儲層預測、烴類檢測當中，并結合致密砂巖氣藏本身的特點做出合理的解釋，是正確認識某一地區是否存在致密砂巖氣藏的關鍵因素。

2.4高分辨率地震資料保幅處理

地震資料的真實性是儲層反演預測和烴類檢測的基礎，早期以強調構造成像為核心的地震資料處理技術已經不能滿足巖性油氣藏勘探的需要。高分辨率地震勘探技術是在保持資料信噪比的前提下，多域逐次提高主要目的層的分辨率。主要包括：層析折射波靜校正、疊前多域組合反褶積、分頻剩余靜校正、疊后基于井約束子波拓頻等提高分辨率處理技術。

2.5 曲線重構儲層預測

致密砂巖儲層一般都具有縱向上砂體厚度薄、砂泥互層，橫向上砂體厚度變化快的特點，針對這一儲層的發育特征，常規的波阻抗反演很難達到分辨砂泥巖儲層的目的。為了精確刻畫儲層的空間展布特征，尋找油氣儲集的“甜點”，需要采用特殊的儲層反演方法。曲線重構技術是近年來新近發展起來的一種儲層反演方法，該方法的基本原理是利用原始聲波曲線的低頻成份和重構曲線的高頻成份進行曲線重構，進而提高對儲層的分辨率，達到預期的預測效果。自然伽馬曲線對砂泥巖的區分最為明顯，高自然伽馬反映泥巖序列，低自然伽馬反映砂巖序列，通過原始聲波曲線與自然伽馬曲線的重構，能夠很好的解決砂體的縱向分辨率問題。

2.6 儲層含油氣檢測

儲層含油氣檢測的方法主要包括頻率屬性和振幅屬性兩類。頻率屬性檢測主要是疊后頻率衰減法，其基本原理是利用了儲層在含氣后頻譜特征表現為 “低頻增加”或“高頻衰減”現象。振幅屬性主要是疊前AVO分析技術，其基本原理是利用了儲層含流體后振幅特征隨偏移距變化而變化的特點，近偏移距和遠偏移距地震振幅的特征變化存在比較明顯的區別，其特征主要是儲層含流體后的典型反應。

3 結語

1）致密砂巖氣藏與早期常規天然氣氣藏研究的關鍵不同點在于勘探思路、指導思想的轉變，烴源巖條件和高效優質儲層分布范圍是制約致密砂巖氣藏勘探的兩大核心問題。

2）高分辨率地震資料保幅處理、曲線重構儲層預測以及儲層含油氣檢測相結合，是實現致密砂巖氣藏勘探突破的有效地球物理手段。