吳則鑫 陳 詩 孟慶寬 王 琦

(1. 中石油長城鉆探地質(zhì)研究院， 遼寧 盤錦 124010； 2. 中石油長城鉆探固井公司， 盤錦 124010；3. 中石油測井有限公司遼河分公司， 盤錦 124010； 4. 中石油長城鉆探蘇里格氣田分公司， 盤錦 124010)

蘇里格氣田位于長慶靖邊氣田西北側(cè)的蘇里格廟地區(qū)，所在區(qū)域構(gòu)造為鄂爾多斯盆地陜北斜坡北部中帶，為低滲、低壓、低豐度的巖性氣藏[1，2]。它的主要目的層為二疊系石盒子組盒8段和山西組山1段，儲層沉積類型為辮狀河和曲流河，儲集砂體非均質(zhì)性強，連續(xù)性較差，屬溶孔、晶間孔隙型儲層，裂縫不夠發(fā)育，儲層物性較差。

蘇X區(qū)塊已進入開發(fā)中后期，儲層的復(fù)雜性和氣井生產(chǎn)的特殊性成為氣田高效開發(fā)的重要制約因素[3-5]。該區(qū)塊的部分區(qū)域存在不同程度的出水現(xiàn)象，需要通過重新解釋確定氣水分布情況。本次研究，將根據(jù)儲層的“四性”關(guān)系(含氣性、巖性、物性、電性)分析影響氣層發(fā)育的主要因素；同時，引入動態(tài)資料分析成果，建立測井解釋新標(biāo)準(zhǔn)，以指導(dǎo)分析儲層的氣水分布特點。

1 儲層的“四性”關(guān)系

1.1 儲層物性與巖性的關(guān)系

蘇X區(qū)塊的巖性，從細(xì)砂巖到礫狀砂巖均有分布。礦物成分以石英為主，石英巖屑砂巖占比大，黏土類型以伊蒙混層及綠泥石為主；分選為由中等到好，磨圓以次圓為主，水動力相對較強。石盒子組，粒度累計為三段式、牽引流沉積。山西組，粒度累計為兩段式與三段式、牽引流沉積[6-8]。主要目的層段儲層顆粒接觸關(guān)系以線性為主，儲層壓實作用較為明顯，膠結(jié)以孔隙膠結(jié)為主。該區(qū)塊的儲層孔滲特征表現(xiàn)為低孔、低滲。石盒子組的孔隙度主頻范圍在8.0%～12.0%，平均為9.2%；滲透率主頻1.00×10-3μm2，平均為1.42×10-3μm2。山西組的孔隙度主頻在8.0%～14.0%，平均為9.5%；滲透率主頻1.00×10-3μm2，平均為0.50×10-3μm2。

建立區(qū)塊的巖性與物性關(guān)系圖，如圖1、圖2。由圖可知，隨著巖石顆粒變大，孔隙度和滲透率也變大，物性變好。細(xì)砂巖的孔隙度、滲透率較小，礫狀砂巖和粗砂巖的孔隙度、滲透率較大。

1.2 儲層含氣性與巖性、物性、電性的關(guān)系

石盒子組的氣層厚度比山西組的大，多在3～5 m，含氣性也好于山西組。石盒子組氣層全烴均值為33.66%，山西組氣層全烴均值為24.58%。

隨著巖石顆粒的變大，其含氣性有明顯變好的趨勢，巖性與含氣性存在較高的相關(guān)性(見圖3)。整體上，全烴含量隨巖石粒度的增大而增大，粗粒相石英砂巖是有效儲層形成的前提。石盒子組和山西組兩段目的層略有不同，石盒子組的氣測全烴值高于山西組。

圖1 石盒子組的巖性和物性

圖2 山西組的巖性和物性

圖3 盒8段巖性氣測直方圖

從盒8儲層的滲透率與試氣產(chǎn)量(參考鄰區(qū))直方圖(見圖4)可以看出，物性與含氣性存在較高的相關(guān)性。高產(chǎn)的氣井一般具有較好的物性，滲透性和孔隙結(jié)構(gòu)對儲層含氣性具有重要控制作用。

從氣層對應(yīng)的電測曲線來看，與水層相比，氣層的電阻率呈高值(一般大于15 Ω·m)，三電阻率相對呈高值且有一定正向差異；聲波時差在含氣層中受氣體的影響而衰減，傳播速度減慢，聲波時差曲線呈高值增大；巖石的體積密度在氣層中降低，氣層使密度測井?dāng)?shù)值減小(一般小于2.51 g/cm3)；氣層的含氫量比油層水層中少，使中子測井值降低。

圖4 盒8段試氣產(chǎn)量與滲透率分布直方圖

2 氣層解釋下限的確定

2.1 按生產(chǎn)曲線特征確定儲層流體類型

該區(qū)塊沒有單層試氣試采資料，本次研究采用動態(tài)資料分析法間接確定目標(biāo)儲層流體性質(zhì)。選定氣井單層射孔層段進行分析，依據(jù)生產(chǎn)曲線典型特征確定儲層流體類型[9-10]。

(1) 氣層。該類儲層氣井初期產(chǎn)量、壓力高，遞減平穩(wěn)，有較長的低壓穩(wěn)產(chǎn)期。測井曲線表現(xiàn)出的特點是：低伽馬，高電阻，高聲波，中子-密度包絡(luò)面積大。典型井蘇X-28-45井的生產(chǎn)特征：2012年12月投產(chǎn)，動態(tài)分類為Ⅱ類井(依據(jù)蘇里格氣田標(biāo)準(zhǔn))，間開生產(chǎn)，初期產(chǎn)氣量為0.95×104m3/d。2015年1月底套管加泡排劑100 L，至2017年8月底，累積產(chǎn)氣1 636.812 1×104m3，平均產(chǎn)氣量為0.58×104m3/d。

(2) 含氣層。該類儲層氣井初期產(chǎn)量、壓力相對較低，較快進入間歇生產(chǎn)。測井曲線表現(xiàn)出的特點是：低伽馬，中高電阻，中高聲波，中子-密度無包絡(luò)面積或面積較小。典型井蘇X-28-75井的生產(chǎn)特征：2014年3月18日投產(chǎn)，動態(tài)分類為Ⅱ類井，間開生產(chǎn)，初期產(chǎn)氣量為1.06×104m3/d。2017年8月12日關(guān)井恢復(fù)+油管加醇1 500 L。

(3) 含水氣層。該類儲層氣井初期產(chǎn)量、壓力較高但遞減快，產(chǎn)量受井筒積液影響大，需定期排液生產(chǎn)。測井曲線表現(xiàn)出的特點是：低伽馬，低電阻，中聲波，中子-密度無包絡(luò)面積。典型井蘇X-31-68井的生產(chǎn)特征：2014年8月31日投產(chǎn)，動態(tài)分類為Ⅱ類井，連續(xù)生產(chǎn)，初期產(chǎn)氣量為0.88×104m3/d，投產(chǎn)初期套管加泡排劑100 L。至2017年8月底，累積產(chǎn)氣898.151 5×104m3，平均產(chǎn)氣量為1.65×104m3/d，套管加泡排劑50 L。

2.2 氣層下限的確定

2.2.1 根據(jù)產(chǎn)能預(yù)測曲線反推儲層流體性質(zhì)

氣層的測井響應(yīng)特征比較明顯，“四性”關(guān)系好。從測試結(jié)果來看，一般氣層測試的產(chǎn)氣量較高，而含氣層的產(chǎn)氣量都很低。測井響應(yīng)值與氣層產(chǎn)能之間必然具有一定的關(guān)系，這說明利用測井資料預(yù)測產(chǎn)能具有可能性[11]。因此，通過測井響應(yīng)參數(shù)與產(chǎn)能之間的關(guān)系來反推儲層流體性質(zhì)。

分別建立巖性參數(shù)(取自然伽馬值對比值)、物性參數(shù)(取聲波時差與補償密度和補償中子乘積的比值)、電性(取自然電位絕對幅度差)與產(chǎn)能(取日均產(chǎn)氣量)相關(guān)模型，最終加權(quán)算出氣層測井產(chǎn)能綜合評價系數(shù)(K)。通過分析相鄰氣田的試氣資料，認(rèn)為對氣層最敏感的測井比值參數(shù)為自然電位絕對幅度差(K2)；對氣層較敏感的是物性參數(shù)(K3)；對氣層敏感較差的是巖性系數(shù)(K1)。按敏感性大小，加權(quán)系數(shù)C1、C2、C3分別取值0.2、0.5、0.3。

K=C1K1+C2K2+C3K3

其中

K1=(GRmax-GR)(GRmax-GRmin)

K2=abs(SP-SP泥巖)SSP

K3=AC(5*DEN*CNL)

式中：GRmax—— 自然伽馬最大值；

GRmin—— 自然伽馬最小值；

SP—— 自然電位測井響應(yīng)值；

SP泥巖—— 純泥巖自然電位測井響應(yīng)值；

SSP—— 靜自然電位；

AC—— 聲波時差測井響應(yīng)值；

DEN—— 補償密度測井響應(yīng)值；

CNL—— 補償中子測井響應(yīng)值。

2.2.2 儲層的物性下限

用采氣指數(shù)法確定滲透率和孔隙度下限。首先用氣體穩(wěn)定滲流方程推導(dǎo)單位厚度采氣指數(shù)，然后根據(jù)測試資料求取不同測試層的單位厚度采氣指數(shù)，建立基質(zhì)滲透率和單位厚度采氣指數(shù)關(guān)系圖。按產(chǎn)能分布情況標(biāo)定滲透率下限[12-14]。采用該區(qū)塊盒8段、山1段36口井的資料，制作對應(yīng)層段滲透率與單位厚度采氣指數(shù)關(guān)系圖。發(fā)現(xiàn)儲層滲透率下限值取0.5×10-3μm2時，儲層仍有一定的產(chǎn)氣能力。因此，確定盒8段、山1段滲透率下限值為0.5×10-3μm2。利用滲透率下限值，在孔隙度與滲透率關(guān)系曲線上求取對應(yīng)的孔隙度下限。由孔-滲關(guān)系圖，查得盒8段、山1段的孔隙度下限值均為5.0%。

用經(jīng)驗統(tǒng)計法確定滲透率和孔隙度下限。這是以巖心分析孔隙度和滲透率資料為基礎(chǔ)，以低孔滲段累計儲滲能力丟失占總累計的5%左右為界限的一種累計頻率統(tǒng)計法。結(jié)合致密砂巖含氣儲層特點，通過統(tǒng)計分析區(qū)塊取芯井的物性資料，得到盒8段、山1段滲透率和孔隙度下限值，分別為0.5×10-3μm2和5.0%左右。

2.2.3 氣層的電性下限

在確定儲層流體性質(zhì)之后，通過建立各種類型的儲層與電性之間的關(guān)系，最終確定氣層的電性下限，以指導(dǎo)儲層的精細(xì)解釋[15]。

選定40余口單層投產(chǎn)井，讀取79個層點，作聲波時差與中子及K值與深側(cè)向電阻率、泥質(zhì)含量與密度交會圖。根據(jù)交會圖確定的氣層下限值為：聲波時差A(yù)C≥218 μs/m，深側(cè)向電阻率RT≥20 Ω·m，孔隙度POR≥8.0%，含氣飽和度Sg≥60%，測井產(chǎn)能綜合評價系數(shù)K≥0.6，泥質(zhì)含量Vsh≤45%，密度DEN≤2.50 g/cm3(見表1)，圖版符合率為90.45%。

表1 蘇X區(qū)塊儲層下限統(tǒng)計

3 結(jié) 語

蘇里格氣田發(fā)育低孔低滲儲層。通過分析蘇X區(qū)塊儲層的含氣性與巖性、物性及電性之間的關(guān)系，認(rèn)為粗粒相石英砂巖易于形成高產(chǎn)儲層。

滲透性和孔隙結(jié)構(gòu)對儲層含氣性的控制作用明顯。典型氣層的自然伽馬低且成箱型或鐘形，電阻率相對高值，大于20 Ω·m，且有一定正差異；聲波時差高值，大于218 μs/m，且有較明顯的跳躍；同時，中子密度包絡(luò)面積大。

通過分析氣井動態(tài)生產(chǎn)曲線特征，確定儲層流體特點；引入產(chǎn)能綜合評價系數(shù)，確定氣層解釋下限，克服了缺乏單井試氣試采資料的限制。用以指導(dǎo)測井二次解釋及射孔優(yōu)化，取得了較好的效果。