杭锦旗什股壕区带盒2＋3段气水识别及分布规律

范玲玲

（中国石化华北油气分公司勘探开发研究院，河南 郑州 450006）

0 引言

鄂尔多斯盆地上古生界致密气资源丰富，是中国石油化工集团有限公司“十四五”期间的主要天然气增储上产阵地［1］。其中，杭锦旗地区什股壕区带构造位置隶属于鄂尔多斯盆地北缘伊盟隆起，现今构造受基底古地貌的控制和后期构造活动的影响，研究区发育多个小型背斜和鼻隆构造，构造起伏较大［2］。什股壕区带目前已在二叠系山西组山1段，下石盒子组盒1、盒2、盒3段发现4套气层，其中盒2＋3 段为辫状河、曲流河结合部发育的过渡河型，单期河道宽度介于150～650 m，复合河道砂岩厚度较薄，砂地比小于0.2，平均孔隙度为11.2%，平均渗透率为0.91 mD，属于低孔隙度、致密砂岩储层，该区具有天然气非连续成藏特征［3-4］。盒2＋3段是近期天然气勘探开发的主力层位，气井产能差异大，气水关系较为复杂，分布规律不明确，试气效果差，严重制约了勘探开发选区和钻井成功率。因此，通过对盒2＋3 段致密砂岩的电性特征进行综合分析，排除上下围岩干扰，选取可以将气、水层有效区分的电性参数，建立盒2＋3 段气水测井识别图版和气水层划分标准，明确气水分布规律及主控因素，以期为该区致密砂岩勘探选区和开发建产提供依据和方法。

1 气水测井识别

针对什股壕区带盒2＋3 段储层段的产气、产水特点和典型井气水层测井响应特征，依据现有的试气数据资料，将研究区盒2＋3 段致密砂岩流体类型细分为气层、含气层、气水同层、含气水层、水层和干层共6 类。根据盒2＋3 段致密砂岩储层“四性”关系研究认为，对储层物性和含气性响应较好的测井参数分别为声波时差、深侧向电阻率、深感应电阻率和补偿中子曲线［5］。因此，本次研究主要建立了声波时差—深侧向电阻率、补偿中子—深感应电阻率交会图版，通过综合测试成果、气测全烃含量显示，有效地识别出研究区盒2＋3 段致密砂岩储层段流体类型并建立了流体识别标准。

1.1 声波时差—深侧向电阻率交会图

深侧向电阻率实际上是对孔隙流体的响应，声波时差是对有效孔隙的响应，二者的组合可以反映含气孔隙的大小，进而进行气、水层的有效识别［5］54。依据单井气、水层电性特征和测试结果选取样本点，建立了研究区的声波时差—深侧向电阻率交会图版（图1）。研究区盒2＋3段气层声波时差下限值为220 μs／m，由于在相同的含气饱和度情况下，储层孔隙度越大，声波时差越高，气层的深侧向电阻率越低，所以气层的深侧向电阻率不小于18 Ω·m，且与声波时差相关：

图1 盒2＋3段致密砂岩声波时差—深侧向电阻率交会图版

式中，LLD为深侧向电阻率，Ω·m；AC为声波时差，μs／m。

含气层声波时差主要在220～258 μs／m，深侧向电阻率主要介于18～42 Ω·m。气水同层、含气水层、水层的声波时差均大于220 μs／m，气水同层的深侧向电阻率大于20 Ω·m，干层的声波时差小于220 μs／m。

1.2 补偿中子—深感应电阻率交会图

中子孔隙度主要反映储层中含氢量的大小，由于储层孔隙度、泥质含量与含气饱和度都会对储层含氢量产生影响，因此中子孔隙度是储层岩性、物性和含气性的综合响应［5］55。感应电阻率对含水响应明显，因此，利用中子孔隙度与感应电阻率进行交会分析可以有效地识别气、水层。从研究区气层的补偿中子— 深感应电阻率交会图上可以看出（图2），盒2＋3 段气层的补偿中子孔隙度上限为16%，深感应电阻率下限值为10 Ω·m，而气水同层补偿中子孔隙度大于16%。含气水层的补偿中子上限为16%，深感应电阻率小于10 Ω·m，而水层的补偿中子孔隙度大于16%。

图2 盒2＋3段致密砂岩补偿中子—深感应电阻率交会图版

1.3 气、水层识别标准

依据研究区盒2＋3 段已测试井层的电性特征，分析气层、气水同层、含气水层、水层的区别，结合图1 及图2，并综合考虑含气饱和度以及全烃含量的影响建立了盒2＋3 段致密砂岩的气、水层识别标准（表1）。

表1 什股壕区带盒2＋3段致密砂岩气、水层识别标准表

2 气水分布规律及控制因素

什股壕区带盒2＋3 段储层段含气性差异大，同时邻井产能差异大。依据盒2＋3 段致密砂岩气、水层识别标准，结合钻井、测井、构造和测试情况综合识别盒2＋3段的流体类型，明确盒2＋3段气、水层在纵向和平面的分布规律，结合沉积微相及构造特征分析气水分布的控制因素。

2.1 气水分布规律

纵向上，盒2＋3 段发育多套致密砂岩气层，心滩微相和河道充填微相气测全烃含量差异大，气层、气水同层、水层、干层相互叠置，同一层储集岩内构造高部位较低部位含气性好，气层发育，低部位多为水层（图3）。平面上，通过气藏精细解剖，心滩主要发育于河道中部，岩性为（含砾）粗砂岩，物性最好，含气性最好，以气层为主，少量为气水同层。河道充填与河漫砂发育于河道侧翼，岩性以细砂岩为主，物性差，同为干层或水层。同时，河道中心局部构造高部位和斜坡区的含气性较低部位的含气性好，盒2 段和盒3 段均未见统一的气水界面。盒2段发育水层的范围较盒3段范围扩大，局部存在边水、底水和“透镜体”水（图4、图5）。

图3 什股壕区带J1井、J2井气水层综合解释成果图

2.2 气水分布控制因素

什股壕区带盒2＋3 段邻井间试气产量差异性大，前人对气水分布控制因素已做了大量的研究，其主要受沉积微相、烃源岩、局部构造以及断层等因素影响［6-15］。依据前面的气水识别标准，结合钻井、测井、构造和测试情况分析什股壕地区盒2＋3段气水分布的影响因素认为，其主要受沉积微相和局部构造的影响。

研究区盒2＋3 段沉积相类型为辫状河，发育心滩、河道充填和河漫3种沉积微相。其中心滩微相的砂体物性较河道充填砂体物性好，具有更好的含气性，砂体之上的泥岩为直接盖层，侧向和垂向上发育的泥岩具有较好的遮挡作用，平面上河道中心位置多发育心滩微相，向河道两翼逐渐变为河道充填和河漫沉积，含气性也随之变差。研究发现什股壕区带盒2＋3 段位于河道充填微相，砂岩物性变差，含气性变差（图3）。因此，认为沉积微相纵向上和平面上的差异是气水分布的基础。

通过构造精细解释发现该区盒2＋3 段局部发育背斜和北东南西向鼻隆构造。近年来勘探钻井揭示，多口位于局部构造高部位的井在盒2＋3 段试获工业气流，而位于低部位的井在盒2＋3 段砂体无全烃含量显示，解释为水层；同时位于顺河道方向构造低部位的井含气性较差，有明显的含水特征（图4）。研究区盒2＋3 段气水分布受局部微幅构造控制作用明显。

图4 什股壕区带过J1-J2井沉积相及气藏剖面图（剖面位置见图5）

综合分析认为，盒2＋3 段发育岩性气藏和构造—岩性复合气藏。在此认识的基础上，通过局部构造精细解释，叠合盒2＋3段储层厚度图（图5），优选出盒2＋3 段心滩微相和局部微幅构造叠合区为有利目标，部署的JA45、JA47 和Hao2 井3 口探井在盒2＋3 段均试获工业气流，实现了该区勘探成功率100%，为研究区的下一步勘探目标指明了方向。

图5 什股壕区带J1井区盒2段和盒3段沉积相与气水平面分布图

3 结论

1）依据测井电性特征，建立声波时差— 深侧向电阻率、补偿中子—深感应电阻率交会图版，结合全烃含量显示，将什股壕区带盒2＋3 段致密砂岩细分为气层、含气层、气水同层、含气水层、水层和干层共6类，建立起气水层识别标准。气层声波时差下限值为220 μs／m，深侧向电阻率不小于18 Ω·m，且与声波时差相关，补偿中子孔隙度小于16%。

2）什股壕区带盒2＋3段气水分布主要受沉积微相和局部构造的共同影响。砂体展布是气水分布的基础，河道中心位置的心滩微相物性好，含气性好；在局部构造低部位含气性差，局部构造高部位含气性较好。通过此次研究，落实沉积有利区与局部构造高点叠合区砂体含气性较好，为有利目标区，实钻证实勘探效果好。