氣水層測井識別方法在蘇里格氣田東南部盒8段應(yīng)用

周銀玲，閆昭圣

(西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系大陸動力學(xué)國家重點實驗室，陜西 西安710069)

鄂爾多斯盆地伊陜斜坡中北部的蘇里格氣田，其含氣層系為下石盒子組盒8段、山西組山1段及山2段，盒8為其主力含氣層系。儲層顏色主要為灰白色中一粗粒石英砂巖與中粗粒巖屑石英砂巖，儲層物性變化很大，孔隙度在1.40%～19.96%，滲透率在(0.001 6～561)×10-3um2，區(qū)內(nèi)氣井無阻流量介于(0.18～120.16)×104m3/d之間，屬于巖性圈閉定容彈性驅(qū)動的氣藏［1-4］。眾所周知，氣層中的水是氣田開發(fā)中的“大敵”，在開發(fā)前，如果能有效地識別儲集層含水情況，則對氣田開發(fā)非常有利［5］?；跉馑畬优c測井曲線(自然電位、自然伽馬、聲波時差、電阻率等)之間的關(guān)系，及在曲線上的特點與反映，通過測井方法(重疊圖技術(shù)和交會圖技術(shù))有效的識別出氣水層，指導(dǎo)勘探開發(fā)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

蘇里格氣田東南部地處內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市烏審旗、陜西省榆林市榆陽區(qū)和靖邊縣境內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造隸屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡中北部，研究區(qū)石盒子組盒8段，發(fā)育大規(guī)模由北向南延伸的河流——三角洲沉積砂體，為天然氣藏的形成提供了廣闊的儲積空間。其中盒8段辮狀河三角洲平原沉積砂體的厚度一般為20～50 m，以粗粒沉積為主，砂層縱向多期疊置，橫向連片分布，寬度為10～30 km，延伸數(shù)百公里以上。

蘇里格地區(qū)大規(guī)模天然氣勘探始于2000年，當(dāng)年部署的蘇6井在上古生界中二疊統(tǒng)石盒子組盒8段鉆遇厚層含礫中粗粒石英砂巖氣層。試氣獲得了無阻流量達(dá)120.167×104m3/d的高產(chǎn)工業(yè)氣流［6］。按照“區(qū)域甩開探相帶，整體解剖主砂體，集中評價高滲區(qū)”的大型巖性氣藏勘探部署思路，高效、快速探明了蘇里格大氣田，并使之成為了當(dāng)時中國陸上探明天然氣儲量最大的整裝氣田［7］，累計探明天然氣地質(zhì)儲量達(dá) 5 336.52 ×108m3。

2 儲層基本特征

蘇東南地區(qū)盒8段巖石類型主要為巖屑石英砂巖和巖屑砂巖。巖石組分總體上表現(xiàn)為高巖屑、多石英、少量長石。其中盒8上、盒8下主要為巖屑砂巖和巖屑石英砂巖。盒8下較之盒8上，砂巖成分成熟度較高。不同類型沉積相中巖石顆粒粗細(xì)和礦物組成的差異及沉積構(gòu)造特征，對應(yīng)的測井響應(yīng)特征也不同。據(jù)研究區(qū)所有孔隙結(jié)構(gòu)壓汞參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果分析得出:蘇里格氣田東南部盒8段儲層孔隙結(jié)構(gòu)總體具有“大孔隙、小喉道、微裂縫不發(fā)育、孔喉連通性差”的特點。因此，蘇里格氣田東南部為典型的低孔、低滲儲層，微觀非均質(zhì)性強烈。

儲層巖性、物性、含氣性之間既存在內(nèi)在聯(lián)系又相互制約。巖石顆粒粗細(xì)、分選好壞、粒度縱向變化特征以及泥質(zhì)含量、膠結(jié)類型等都直接影響著儲層物性的變化。儲層測井曲線(如自然電位、自然伽馬、感應(yīng)電阻率、聲波時差等)是巖性(巖石類型、泥質(zhì)含量等)、物性(孔隙度、滲透率等)、含氣性(含氣飽和度、束縛水飽和度等)四性關(guān)系的綜合反映。

研究區(qū)盒8段沉積條件復(fù)雜、成巖作用強烈的特征決定了其具有低孔、低滲的特點，儲層物性受多種因素控制，是典型的巖性油氣藏。在低孔低滲儲層評價中，“四性”關(guān)系研究顯得尤為重要，只有搞清“四性”關(guān)系之間的內(nèi)在聯(lián)系和變化規(guī)律，掌握氣層“四性”關(guān)系特點，才能比較準(zhǔn)確的識別氣層、水層。密度測井對含氣性反映較靈敏，含氣部位呈明顯的密度測井低值特征。一般氣層密度值小于2.4(g/cm3);致密層密度約2.6(g/cm3)以上;含氣后，聲波時差明顯增大，甚至出現(xiàn)“周波跳躍”現(xiàn)象(圖1)。

圖1 S1井盒8含氣性與測井響應(yīng)

3 氣層識別方法研究

3.1 重疊圖技術(shù)

重疊圖是單井氣層快速直觀顯示的一種較為有效的方法，本次研究中主要采取視自然電位—自然電位、聲波時差—深側(cè)向電阻率重疊圖技術(shù)結(jié)合聲波時差—自然電位重疊圖技術(shù)進(jìn)行氣、水層的快速識別。

3.1.1 視自然電位—自然電位重疊法

該方法又稱之為徑向電阻率法與自然電位曲線重疊法，原理是原狀地層與沖洗帶含水飽和度之間的差別，正好反映了儲層可動烴的數(shù)量。

3.1.2 聲波時差(英制)—深感應(yīng)電阻率重疊法

聲波時差(英制)一深感應(yīng)電阻率重疊法最初是由Passey提出來，用于識別和評價烴源巖的生油能力。其原理是較好的生油巖一般在測井曲線上表現(xiàn)為較高的聲波時差和高電阻的特征，故其反向重疊后可表現(xiàn)為“鏡像”增大的特征，曲線“反向”處理是測井解釋中一種放大有效信息的數(shù)據(jù)處理方法。由于較好儲層一般也具有較高聲波時差，且在含氣后也具有電阻率增大特征，因此，可以借這種方法來識別氣層。

3.1.3 聲波時差—自然電位重疊法

利用自然電位曲線與聲波時差曲線重疊圖法能夠有效識別地層滲透性。將自然電位曲線與聲波時差曲線在泥巖部位進(jìn)行疊合，作為基線，確定基線后，根據(jù)兩條曲線之間的間距大小來判斷地層的滲透性。

從上圖2中可以看出，在取心資料分析反映為滲透性地層的部位，聲波時差和自然電位曲線重疊圖具有明顯的幅度差，并且，滲透性越好，幅度差就越大。含氣后，電阻率增大，則深側(cè)向和聲波時差曲線重疊圖具有明顯幅度差，并且在視自然電位和自然電位曲線重疊圖上，也具有明顯幅度差。通過上述處理，可以初步定性識別含氣層段。

在含水部位，測井曲線重疊圖特征為:聲波時差和自然電位重疊圖存在明顯幅度差，視自然電位和自然電位重疊圖無幅度差或幅度差較小、深側(cè)向和聲波時差重疊圖無幅度差。ρ/Δt2曲線一般為相對高值(圖3)。

圖2 S2井測井曲線重疊圖法識別盒8儲層

圖3 S6井測井曲線重疊圖法識別盒8水層

3.2 交會圖技術(shù)

同一含氣區(qū)其儲層特征往往具有相同的特征，因此，多井對比分析，也是氣層識別的一種有效方法。而交會圖技術(shù)是測井資料處理與解釋中一種常用的多井對比方法。本次研究工作中主要采用聲波時差與電阻率交會圖、自然伽馬與聲波時差交會圖以及三孔隙度交會圖技術(shù)，對儲層流體進(jìn)行識別。

圖4 研究區(qū)試氣井盒8聲波時差-電阻率交會圖

首先，將研究區(qū)23口井盒8試氣段的108個資料點進(jìn)行聲波時差與電阻率交會，從圖4中可以看出，大部分氣層和干層可以被有效區(qū)分出來，但是低產(chǎn)氣層不能被識別，也就是說還有部分干層與低產(chǎn)氣層分布區(qū)相混合，部分氣層也與低產(chǎn)氣層分布區(qū)也相混合。

第二，考慮巖性的影響，增加可以反映巖性特征的Pe指數(shù)和自然伽馬兩個測井參數(shù)，來對干層與低產(chǎn)氣層混合區(qū)、氣層與低產(chǎn)氣層、氣水層混合區(qū)進(jìn)行識別，以期將混合區(qū)內(nèi)不同屬性的儲層加以區(qū)分(圖5、6、7、8)。圖5、6反映可以有效識別出干層，圖7、8反映低產(chǎn)氣層和氣層尚未被有效識別。

圖5 干層與低產(chǎn)氣層混合區(qū)Pe-△t交會圖

圖6 干層與低產(chǎn)氣層混合區(qū)GR-△t交會圖

圖7 氣層與低產(chǎn)氣層混合區(qū)Pe-△t交會圖

第三，考慮三孔隙度測井對含氣性的響應(yīng)，采用補償中子-聲波時差、補償中子-密度交會圖，圖9、10反映出雖然補償中子-聲波時差交會圖不能很好區(qū)分氣層和低產(chǎn)氣層、氣水層，但是補償中子-補償密度交會圖中只有一個氣層、一個氣水層沒有被識別出來，圖版綜合識別精度達(dá)98%。因此，通過運用各種不同的測井參數(shù)進(jìn)行交會，就可以對未試氣井段的含氣性做出初步判斷。

圖8 氣層與低產(chǎn)氣層混合區(qū)GR-△t交會圖

圖9 氣層與低產(chǎn)氣層混合區(qū)補償中子-聲波時差交會圖

圖10 氣層與低產(chǎn)氣層混合區(qū)補償中子-補償密度交會圖

4 結(jié)語

通過氣測曲線形態(tài)分析可有效識別儲集層的含氣水性，水層的測井響應(yīng)特征表現(xiàn)為:高中子孔隙度、高密度、低電阻率與高聲波的特點;氣層的測井響應(yīng)特征主要表現(xiàn)為低中子孔隙度、高聲波時差、低密度、高電阻率。巖性越粗，物性越好，電性反映好(自然伽馬低值，自然電位負(fù)異常，井徑縮徑，聲波時差大，密度小，中子小)，含氣級別越高;反之，巖性越細(xì)，物性越差，電性反映變?yōu)椴顑由踔练莾?泥巖)的反映，含氣級別越低。在同等條件下，儲層厚度越大，氣產(chǎn)量越高。

根據(jù)試氣資料及測井對應(yīng)分析可知，利用自然電位—視自然電位、聲波時差—深側(cè)向電阻率重 疊圖技術(shù)，并結(jié)合聲波時差—自然電位重疊圖技術(shù)可以進(jìn)行氣、水層快速識別。含氣后，深側(cè)向和聲波時差曲線重疊圖具有明顯幅度差，并且在視自然電位和自然電位曲線重疊圖上也具有明顯幅度差。采用聲波時差與電阻率、自然伽馬與聲波時差及三孔隙度交會圖技術(shù)，對儲層流體進(jìn)行識別，圖版綜合識別精度達(dá)98%。

［1］王允誠，宋煥榮，胡遠(yuǎn)來，等.鄂爾多斯盆地蘇里格氣田盒8氣藏地層水的成因研究［R］.成都:成都理工大學(xué)檔案館.2006.

［2］趙文智，汪澤成，朱怡翔，等.鄂爾多斯盆地蘇里格氣田低效氣藏的形成機理［J］.石油學(xué)報.2005，26(5):5—9.

［3］楊華，張軍.鄂爾多斯盆地古生界含氣系統(tǒng)特征［J］.天然氣工業(yè).2000，20(6):7—11.

［4］孫來喜，張烈輝，王彩麗.靖邊氣田相對富水層的識別、分布及成因研究［J］.沉積與特提斯地質(zhì).2006，26(2):63—67.

［5］夏育新，王志峰，張叢秀，等.蘇里格氣田儲集層含水性分析及識別方法研究［J］.錄井工程.2010，21(1):29-34.

［6］楊華，魏新善.鄂爾多斯盆地蘇里格地區(qū)天然氣勘探新進(jìn)展［J］.天然氣工業(yè).2007，27(12):6-11.

［7］胡文瑞.長慶油田油氣勘探開發(fā)新技術(shù)［M］.北京:石油工業(yè)出版社.2002:3-16.