杭錦旗什股壕區(qū)帶盒2＋3段氣水識別及分布規(guī)律

范玲玲

（中國石化華北油氣分公司勘探開發(fā)研究院，河南 鄭州 450006）

0 引言

鄂爾多斯盆地上古生界致密氣資源豐富，是中國石油化工集團(tuán)有限公司“十四五”期間的主要天然氣增儲(chǔ)上產(chǎn)陣地［1］。其中，杭錦旗地區(qū)什股壕區(qū)帶構(gòu)造位置隸屬于鄂爾多斯盆地北緣伊盟隆起，現(xiàn)今構(gòu)造受基底古地貌的控制和后期構(gòu)造活動(dòng)的影響，研究區(qū)發(fā)育多個(gè)小型背斜和鼻隆構(gòu)造，構(gòu)造起伏較大［2］。什股壕區(qū)帶目前已在二疊系山西組山1段，下石盒子組盒1、盒2、盒3段發(fā)現(xiàn)4套氣層，其中盒2＋3 段為辮狀河、曲流河結(jié)合部發(fā)育的過渡河型，單期河道寬度介于150～650 m，復(fù)合河道砂巖厚度較薄，砂地比小于0.2，平均孔隙度為11.2%，平均滲透率為0.91 mD，屬于低孔隙度、致密砂巖儲(chǔ)層，該區(qū)具有天然氣非連續(xù)成藏特征［3-4］。盒2＋3段是近期天然氣勘探開發(fā)的主力層位，氣井產(chǎn)能差異大，氣水關(guān)系較為復(fù)雜，分布規(guī)律不明確，試氣效果差，嚴(yán)重制約了勘探開發(fā)選區(qū)和鉆井成功率。因此，通過對盒2＋3 段致密砂巖的電性特征進(jìn)行綜合分析，排除上下圍巖干擾，選取可以將氣、水層有效區(qū)分的電性參數(shù)，建立盒2＋3 段氣水測井識別圖版和氣水層劃分標(biāo)準(zhǔn)，明確氣水分布規(guī)律及主控因素，以期為該區(qū)致密砂巖勘探選區(qū)和開發(fā)建產(chǎn)提供依據(jù)和方法。

1 氣水測井識別

針對什股壕區(qū)帶盒2＋3 段儲(chǔ)層段的產(chǎn)氣、產(chǎn)水特點(diǎn)和典型井氣水層測井響應(yīng)特征，依據(jù)現(xiàn)有的試氣數(shù)據(jù)資料，將研究區(qū)盒2＋3 段致密砂巖流體類型細(xì)分為氣層、含氣層、氣水同層、含氣水層、水層和干層共6 類。根據(jù)盒2＋3 段致密砂巖儲(chǔ)層“四性”關(guān)系研究認(rèn)為，對儲(chǔ)層物性和含氣性響應(yīng)較好的測井參數(shù)分別為聲波時(shí)差、深側(cè)向電阻率、深感應(yīng)電阻率和補(bǔ)償中子曲線［5］。因此，本次研究主要建立了聲波時(shí)差—深側(cè)向電阻率、補(bǔ)償中子—深感應(yīng)電阻率交會(huì)圖版，通過綜合測試成果、氣測全烴含量顯示，有效地識別出研究區(qū)盒2＋3 段致密砂巖儲(chǔ)層段流體類型并建立了流體識別標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 聲波時(shí)差—深側(cè)向電阻率交會(huì)圖

深側(cè)向電阻率實(shí)際上是對孔隙流體的響應(yīng)，聲波時(shí)差是對有效孔隙的響應(yīng)，二者的組合可以反映含氣孔隙的大小，進(jìn)而進(jìn)行氣、水層的有效識別［5］54。依據(jù)單井氣、水層電性特征和測試結(jié)果選取樣本點(diǎn)，建立了研究區(qū)的聲波時(shí)差—深側(cè)向電阻率交會(huì)圖版（圖1）。研究區(qū)盒2＋3段氣層聲波時(shí)差下限值為220 μs／m，由于在相同的含氣飽和度情況下，儲(chǔ)層孔隙度越大，聲波時(shí)差越高，氣層的深側(cè)向電阻率越低，所以氣層的深側(cè)向電阻率不小于18 Ω·m，且與聲波時(shí)差相關(guān)：

圖1 盒2＋3段致密砂巖聲波時(shí)差—深側(cè)向電阻率交會(huì)圖版

式中，LLD為深側(cè)向電阻率，Ω·m；AC為聲波時(shí)差，μs／m。

含氣層聲波時(shí)差主要在220～258 μs／m，深側(cè)向電阻率主要介于18～42 Ω·m。氣水同層、含氣水層、水層的聲波時(shí)差均大于220 μs／m，氣水同層的深側(cè)向電阻率大于20 Ω·m，干層的聲波時(shí)差小于220 μs／m。

1.2 補(bǔ)償中子—深感應(yīng)電阻率交會(huì)圖

中子孔隙度主要反映儲(chǔ)層中含氫量的大小，由于儲(chǔ)層孔隙度、泥質(zhì)含量與含氣飽和度都會(huì)對儲(chǔ)層含氫量產(chǎn)生影響，因此中子孔隙度是儲(chǔ)層巖性、物性和含氣性的綜合響應(yīng)［5］55。感應(yīng)電阻率對含水響應(yīng)明顯，因此，利用中子孔隙度與感應(yīng)電阻率進(jìn)行交會(huì)分析可以有效地識別氣、水層。從研究區(qū)氣層的補(bǔ)償中子— 深感應(yīng)電阻率交會(huì)圖上可以看出（圖2），盒2＋3 段氣層的補(bǔ)償中子孔隙度上限為16%，深感應(yīng)電阻率下限值為10 Ω·m，而氣水同層補(bǔ)償中子孔隙度大于16%。含氣水層的補(bǔ)償中子上限為16%，深感應(yīng)電阻率小于10 Ω·m，而水層的補(bǔ)償中子孔隙度大于16%。

圖2 盒2＋3段致密砂巖補(bǔ)償中子—深感應(yīng)電阻率交會(huì)圖版

1.3 氣、水層識別標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)研究區(qū)盒2＋3 段已測試井層的電性特征，分析氣層、氣水同層、含氣水層、水層的區(qū)別，結(jié)合圖1 及圖2，并綜合考慮含氣飽和度以及全烴含量的影響建立了盒2＋3 段致密砂巖的氣、水層識別標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

表1 什股壕區(qū)帶盒2＋3段致密砂巖氣、水層識別標(biāo)準(zhǔn)表

2 氣水分布規(guī)律及控制因素

什股壕區(qū)帶盒2＋3 段儲(chǔ)層段含氣性差異大，同時(shí)鄰井產(chǎn)能差異大。依據(jù)盒2＋3 段致密砂巖氣、水層識別標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合鉆井、測井、構(gòu)造和測試情況綜合識別盒2＋3段的流體類型，明確盒2＋3段氣、水層在縱向和平面的分布規(guī)律，結(jié)合沉積微相及構(gòu)造特征分析氣水分布的控制因素。

2.1 氣水分布規(guī)律

縱向上，盒2＋3 段發(fā)育多套致密砂巖氣層，心灘微相和河道充填微相氣測全烴含量差異大，氣層、氣水同層、水層、干層相互疊置，同一層儲(chǔ)集巖內(nèi)構(gòu)造高部位較低部位含氣性好，氣層發(fā)育，低部位多為水層（圖3）。平面上，通過氣藏精細(xì)解剖，心灘主要發(fā)育于河道中部，巖性為（含礫）粗砂巖，物性最好，含氣性最好，以氣層為主，少量為氣水同層。河道充填與河漫砂發(fā)育于河道側(cè)翼，巖性以細(xì)砂巖為主，物性差，同為干層或水層。同時(shí)，河道中心局部構(gòu)造高部位和斜坡區(qū)的含氣性較低部位的含氣性好，盒2 段和盒3 段均未見統(tǒng)一的氣水界面。盒2段發(fā)育水層的范圍較盒3段范圍擴(kuò)大，局部存在邊水、底水和“透鏡體”水（圖4、圖5）。

圖3 什股壕區(qū)帶J1井、J2井氣水層綜合解釋成果圖

2.2 氣水分布控制因素

什股壕區(qū)帶盒2＋3 段鄰井間試氣產(chǎn)量差異性大，前人對氣水分布控制因素已做了大量的研究，其主要受沉積微相、烴源巖、局部構(gòu)造以及斷層等因素影響［6-15］。依據(jù)前面的氣水識別標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合鉆井、測井、構(gòu)造和測試情況分析什股壕地區(qū)盒2＋3段氣水分布的影響因素認(rèn)為，其主要受沉積微相和局部構(gòu)造的影響。

研究區(qū)盒2＋3 段沉積相類型為辮狀河，發(fā)育心灘、河道充填和河漫3種沉積微相。其中心灘微相的砂體物性較河道充填砂體物性好，具有更好的含氣性，砂體之上的泥巖為直接蓋層，側(cè)向和垂向上發(fā)育的泥巖具有較好的遮擋作用，平面上河道中心位置多發(fā)育心灘微相，向河道兩翼逐漸變?yōu)楹拥莱涮詈秃勇练e，含氣性也隨之變差。研究發(fā)現(xiàn)什股壕區(qū)帶盒2＋3 段位于河道充填微相，砂巖物性變差，含氣性變差（圖3）。因此，認(rèn)為沉積微相縱向上和平面上的差異是氣水分布的基礎(chǔ)。

通過構(gòu)造精細(xì)解釋發(fā)現(xiàn)該區(qū)盒2＋3 段局部發(fā)育背斜和北東南西向鼻隆構(gòu)造。近年來勘探鉆井揭示，多口位于局部構(gòu)造高部位的井在盒2＋3 段試獲工業(yè)氣流，而位于低部位的井在盒2＋3 段砂體無全烴含量顯示，解釋為水層；同時(shí)位于順河道方向構(gòu)造低部位的井含氣性較差，有明顯的含水特征（圖4）。研究區(qū)盒2＋3 段氣水分布受局部微幅構(gòu)造控制作用明顯。

圖4 什股壕區(qū)帶過J1-J2井沉積相及氣藏剖面圖（剖面位置見圖5）

綜合分析認(rèn)為，盒2＋3 段發(fā)育巖性氣藏和構(gòu)造—巖性復(fù)合氣藏。在此認(rèn)識的基礎(chǔ)上，通過局部構(gòu)造精細(xì)解釋，疊合盒2＋3段儲(chǔ)層厚度圖（圖5），優(yōu)選出盒2＋3 段心灘微相和局部微幅構(gòu)造疊合區(qū)為有利目標(biāo)，部署的JA45、JA47 和Hao2 井3 口探井在盒2＋3 段均試獲工業(yè)氣流，實(shí)現(xiàn)了該區(qū)勘探成功率100%，為研究區(qū)的下一步勘探目標(biāo)指明了方向。

圖5 什股壕區(qū)帶J1井區(qū)盒2段和盒3段沉積相與氣水平面分布圖

3 結(jié)論

1）依據(jù)測井電性特征，建立聲波時(shí)差— 深側(cè)向電阻率、補(bǔ)償中子—深感應(yīng)電阻率交會(huì)圖版，結(jié)合全烴含量顯示，將什股壕區(qū)帶盒2＋3 段致密砂巖細(xì)分為氣層、含氣層、氣水同層、含氣水層、水層和干層共6類，建立起氣水層識別標(biāo)準(zhǔn)。氣層聲波時(shí)差下限值為220 μs／m，深側(cè)向電阻率不小于18 Ω·m，且與聲波時(shí)差相關(guān)，補(bǔ)償中子孔隙度小于16%。

2）什股壕區(qū)帶盒2＋3段氣水分布主要受沉積微相和局部構(gòu)造的共同影響。砂體展布是氣水分布的基礎(chǔ)，河道中心位置的心灘微相物性好，含氣性好；在局部構(gòu)造低部位含氣性差，局部構(gòu)造高部位含氣性較好。通過此次研究，落實(shí)沉積有利區(qū)與局部構(gòu)造高點(diǎn)疊合區(qū)砂體含氣性較好，為有利目標(biāo)區(qū)，實(shí)鉆證實(shí)勘探效果好。