川西什邡－马井地区低阻气层测井识别

徐炳高 （中石化西南石油工程有限公司测井分公司，四川 成都610100）

川西什邡－马井地区构造位置位于新场背斜构造与马井背斜构造之间的向斜中，过去重点针对川西新场、马井等背斜构造开展了大量的勘探工作，取得了丰富的勘探成果，而对于向斜低构造部位没有足够重视，长期以来为勘探空白区。随着研究的深入，提出了四川盆地 “满盆含砂、满坳含气”观点，勘探工作逐渐向向斜低部位的什邡－马井地区开展，发现了众多高产井，取得了重大突破，然而，构造低部位含气响应特征与构造高部位有显著差异，主要是储层电阻率低，发育低阻气层。因而，对于什邡－马井地区测井评价的关键是建立低阻气层的测井识别方法技术。

一般认为，储层电阻率与围岩 （泥岩）电阻率接近或不大于邻近水层电阻率的两倍就视为低阻油气层。什邡－马井地区上侏罗统蓬莱镇组 （J3p）泥岩电阻率一般小于10Ω·m，水层电阻率在4～9Ω·m之间。因此将电阻率小于15Ω·m的J3p含气储层定义为低阻气层，尤其指电阻率在8～12Ω·m的储层。

1 低阻气层成因分析

根据相关文献成果［1～4］，结合该区具体特点，对什邡－马井地区低电阻率气层的成因进行了分类总结，主要有以下几方面：

1）岩石粒度影响 什邡－马井地区J3p砂岩以细粒结构为主，并广泛发育粉砂岩。黏土矿物及粉砂岩含量与粒度关系密切。通过压汞等试验证实，孔隙度与孔喉半径具较好的相关性；砂岩孔喉半径普遍小于0．5μm，对应细－微孔喉储层。通常，随着岩石粒度变细，黏土含量增加，孔喉变小，物性变差；毛细管排驱压力增大，气不易进入微孔隙中，从而导致含气储层电阻率降低。

2）束缚水含量高影响 通过岩心密闭取心分析研究，该区块含水饱和度为30%～70%，平均为44．68%，为典型的高含水饱和度储层。压汞分析：砂岩孔喉半径普遍小于0．5μm，为细－微孔喉储层。通过毛细管压力试验分析，束缚水饱和度随泥质含量的增大而增大，并随地层的孔隙结构复杂程度而增加。因此，该区普遍发育的细粉砂岩储层中束缚水饱和度高。

3）砂泥岩薄互层的影响 J3p存在较多砂泥岩薄互层，在自然伽马曲线上表现为低幅指状或者齿状，反映出砂岩中频繁夹有泥岩薄层或泥质条带，从而造成局部低电阻率。

4）黏土矿物类型对电阻率的影响 根据前人研究结果，泥质地层中蒙脱石、伊利石、绿泥石、高岭石等活性黏土矿物成分具有岩石附加导电作用，其附加导电性随阳离子交换能力的大小而有所不同，它们之间的阳离子交换能力大小关系为：蒙脱石＞伊利石＞绿泥石＞高岭石。对于川西气田J3p气藏，根据X－射线衍射检测的31块岩样分析结果显示，黏土的主要成分为伊利石和绿－蒙混层，且地层水矿化度低，有利于阳离子交换，因此，该区黏土矿物的附加导电尽管可能导致储层电阻率降低，但影响程度很低，并非导致储层低阻的主要原因。

5）导电矿物的影响 根据薄片观测结果，J3p砂岩中含少量的特殊矿物，一般氧化铁体积分数小于0．5%，云母体积分数小于5% （基本为1% ），导电矿物如黄铁矿、黑云母尽管很少，但偶有出现，是该区形成低阻储层的次要原因之一。如MJ22井1438．35～1438．46m井段岩心描述见黄铁矿晶体，颗粒大小为5mm×25mm。测井曲线显示为低阻，测井解释中充分考虑到导电矿物的影响，解释为低阻气层。

6）地层水矿化度对电阻率的影响 水样分析显示该区地层水矿化度为16482～48660mg／L，水型以CaCl2为主，少量的Na2SO4、MgCl2，属于中等矿化度地层水，其变化范围不大，对储层电阻率有一定影响，但影响程度较低。因此地层水矿化度高低不是该区J3p形成低阻气层的原因。

7）裂缝的影响 裂缝的发育可能导致储层电阻率降低，该区钻井揭示J3p偶有裂缝发育，如MJ18井1494．2m因低角度裂缝造成低阻。大量资料显示，该区J3p裂缝不发育，主要为孔隙性储层，因而，由于裂缝造成的储层低阻的情况比较少见。

8）低构造位置的影响 什邡－马井地区位于新场背斜构造与马井低幅背斜构造之间的向斜构造部位，构造位置较低，次生气藏中部分储层油气充满程度低，从而形成低阻气层或气水同层。

综上所述，什邡－马井地区J3p发育低阻气层的主要影响因素是岩石粒度细、束缚水含量高、砂泥岩薄互层及低幅度构造，次要影响因素是黏土矿物的附加导电性、部分储层存在导电矿物和低角度裂缝。

2 低阻气层识别

2.1 基于沉积微相识别

低阻气层岩性一般为细砂岩、粉砂岩、泥质砂岩等岩性，砂岩颗粒细，泥质含量高，为弱水动力条件下沉积而成，沉积微相属于滨浅湖砂坝。一般在自然伽马 （qAPI）及双侧向电阻率 （ρDLL）曲线上可以对该微相类型进行识别。qAPI较纯砂岩层偏高 （通常大于65API），ρDLL偏低；与上下泥岩围岩渐变接触。在沉积微相识别基础上开展低阻储层识别。

2.2 基于测井含气响应特征识别

低阻气层的测井响应特征见表1，它与常规电阻率储层有一定差别，主要表现为qAPI相对较高，电阻率较低，其他测井响应特征相近。

表1 低阻气层与常规气层对比识别表气

另外，最直观判别低阻气层的方法是利用补偿中子孔隙度 （Ønc）的 “挖掘效应”［5］，低阻储层识别的难点在于气水差异识别，而对于气水差异最敏感的曲线为深侧向电阻率 （ρlld）和Ønc，而电阻率曲线对于低阻储层的气水差异判别效果很差，或者说基本没有作用；而Ønc受到天然气挖掘效应作用显著，与造成储层低阻的其他因素没有关系，因而，利用Ønc与声波时差 （Δt）重叠的方式，可以非常直观地识别出低阻气层 （图1）。

图1 MP15井典型低阻气层段曲线图

2.3 利用可动水饱和度识别

前已述及，低阻气层主要与束缚水饱和度高关系密切，包括砂泥岩互层、粒度变细等因素都可以归结为束缚水饱和度较高的因素，而储层是否产水与可动水饱和度有关，低阻气层表现为高束缚水饱和度，束缚水饱和度与总饱和度接近，可动水极低。

因此判别低阻气层的关键是准确计算出总含水饱和度 （Sw）与束缚水饱和度 （Swi），其中Sw计算根据不同含水饱和度条件下的试验样品电阻率电阻率分析结果，计算出岩性系数a、b，胶结指数m、饱和度指数n，利用阿尔奇公式计算得出Sw；而Swi的计算依据压汞分析的岩心束缚水饱和度与qAPI、电阻率等测井曲线信息建立回归关系得出。

在Sw与Swi计算基础上，计算出可动水饱和度 （Swd），进而按照以下方法对储层含气性进行判别：

气层 Sw≈SwiSwd＝Sw－Swi≈0

气水同层 Swd＝Sw－Swi＝0%～10%

水层 Swd＝Sw－Swi＞10%

为了显示方便，通常利用Sw与Swi重叠的方式来显示含有可动水的多少，当重叠的面积较大时，显示可动水含量高。图2为SF3井蓬莱镇组2段2砂组 （J3p22）较为典型的水层 ，具有低qAPI、低ρc、相对低电阻率、高Δt、高Ønc、ρDLL与ρmsfl负差异、Usp负异常特征。从可动水分析看，该储层段含可动水明显，经测试产气1012m3／d，产水13．0m3／d。

当Sw与Swi重叠面积较小，或者二者基本重合，表明储层含可动水很低或者不含可动水。图3为SF10井蓬莱镇组1段6砂组 （J3p61），具有一定低阻特征，测井响应特征为，相对较高qAPI、低Ønc、较低ρc、低电阻率、高Δt、ρDLL与ρmsfl差异不明显、Usp呈一定负异常。从可动水分析看，该储层段基本不含可动水，以束缚水为主，经测试产气8548m3／d。

图2 SF3井J3p可动水分析法处理成果图

图3 SF10井J3p可动水分析法处理成果图

3 低阻储层分布规律

什邡－马井地区J3p低阻气层在蓬莱镇组1段3、4、6砂组 （J3p31、J3p41、J3p61），2段2、3、4、5砂组 （J3p22、J3p32、J3p42、J3p52）均有发育。以J3p31最为典型，该砂组具有低阻储层分布更为广泛的特点。通过J3p31低阻储层横向展布分析，其主要发育在马井区块及什邡区块北部，呈朵状、片状、长条状分布 （图4）。其分布范围与地质综合研究确定的滨浅湖砂坝微相的分布范围基本一致 （图5），表明低阻储层的发育和分布与沉积微相关系密切，主要分布在滨浅湖砂坝微相带。

图4 J3p31低阻气层厚度等值线分布图

图5 J3p31沉积微相分布图

4 结论

1）川西什邡－马井地区蓬莱镇组 （J3p）普遍发育低阻气层，属于低构造背景条件下特殊的气藏类型。

2）造成什邡－马井地区J3p储层低阻的原因众多，主要影响因素是岩石粒度细、束缚水含量高、砂泥岩薄互层及低幅度构造，次要影响因素是黏土矿物的附加导电性、部分储层存在导电矿物和低角度裂缝。

3）对于低阻气层的识别评价，在沉积微相分析基础上，开展测井响应特征研究，重点利用中子孔隙度 “挖掘效应”以及可动水饱和度指标对气层进行判别。

4）低阻储层分布受沉积微相控制，处于滨浅湖沙坝微相区。

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