利用气测录井资料优选致密砂岩气层

彭文春 刘红星 孙强 梁玉楠 赵卫

关键词：致密砂岩气层;高效勘探开发;气测录井

致密气是我国非常规天然气的重要勘探开发领域，临兴地区位于鄂尔多斯盆地东缘，为向西倾斜的单斜构造，区块东侧紧邻紫金山隆起，北东向断层相对较发育，但断距和延伸规模不大，区内气源为本溪组至山西组之间发育的多套煤层和暗色泥岩，主力产层为石盒子组，气层孔隙度多在1% -10% 之间， 渗透率在0.1-2m d之间，表现为低孔、低渗、非均质性强的特征。

成岩作用及埋藏热演化史研究表明，临兴地区致密储集层形成时间为早中侏罗世（J1～J2）， 天然气的成藏时间晚侏罗世- 早白垩世末。通过对临兴地区进行天然气组分和碳同位素值研究后发现，临兴地区天然气充注成藏过程具有单一、持续性特点，其充注动力主要是气体膨胀力，成藏规律可概况为煤岩主力供气→气体膨胀力驱动→烃源岩内、近源致密储层持续充注成藏。

气测录井是利用气体检测仪自动连续检测钻井液中所携带的烃类气体含量和组分的一种录井手段，通过该方法可以直接获取破碎岩体中的含气量并检测各组分含量，从而直观反映地层含气特征。临兴地区地层含气量丰富，单井钻遇气层多，受层间干扰影响，单井同时生产的层数受限，如何从多套气层中优选压裂改造层位是获取单井最大产能、降低方气成本的关键。

研究表明，气测平均含气量能反应单层含气量大小，重烃含量百分比能反应气层充注程度，气测异常倍数能反应地层能量、是否高产，气测形态结合测井资料能较好分析是否产水。实际选层过程中，在综合考虑以上指标特征的同时，还需兼顾砂体厚度及展布规模，考虑动用储量大小。

一、气层含气量评价

气测录井是地层含气量大小的最直观反应。实际生产中检测到的含气量往往受到钻井液排量、井径、钻时、钻井液密度、地层压力等因素的影响，使实际检测到的含气量与地层真实含气量有一定差异。在使用气测资料优选层位前需对气测资料进行校正。

（一）平均每米含气量

指单砂层顶至层底各米测得的气测值平均值。通常我们以单砂层气测峰值作为砂层含气量大小的指标，这种方法往往会受到工程因素的影响而导致偏高（如单根气）或偏低（如钻井取心），推荐使用单套砂体每米测得气测值的平均值，即平均每米气测值X T g，用于表征砂体平均每米含气量。

（二）气测异常倍数

气测异常倍数不仅能反映含气量高低，还可以间接反映自然产能。定义气测异常倍数为平均每米气测值X T g 与背景值之比。即Y T g =平均每米气测值/背景值。通过对比区内已测试的27 个层的平均每米含气量X T g 及异常倍数Y T g 与测试产能的关系，可以看出平均每米含气量越大、异常倍数越大，测试产能越高（图1、图2）。因此认为，气层含气量大小可通过气层平均每米含气量及其异常倍数体现。

二、气层冲注饱满度

气层冲注饱满程度，取决于盖层封堵性及含气量大小，利用重烃含量百分比和气测形态可分别定量、定性判断气层冲注程度。

（一）重烃含量百分比临兴地区天然气具有近源、持续充注的特点，石油和天然气在长距离运移过程中会发生物理、化学性质的变化，引起这些变化的主要作用是输导层或储集层矿物颗粒选择性吸附烃类的重组分和极性较强的组分，然后随着运移距离的增加，油气中重烃含量减少，轻烃含量相对增加。因此根据气测组分中的重烃组分含量可反映烃流体充注储层的饱和程度。因区内气源为煤系地层，组分主要以甲烷为主，且煤系地层中C3、C4、C5 组分含量，明显高于上覆石盒子组砂岩地层，因此，可将C3、C4、C5 定义为相对重烃组分。

（ 二）气测形态可分为三种类型：饱满型、欠饱满型、不饱满型，具体可用气测起涨点距离气测最大值的距离、储层每米气测值与最高气测值的绝对差值的平均数判断。气体充注饱满度高，气测曲线形态则多表现为箱型或大曲率圆弧型，气测起涨点距离气测最大值的距离短，每米气测值差距小;气体充注欠饱满时，气测曲线形态则多表现为小曲率的圆弧型，有尖峰特征，气测起涨点距离气测最大值的距离较远，气测峰值较明显;气体充注不饱满时，气测曲线呈不规则尖峰状，气测峰值明显。

三、含水性分析

利用气测资料判断储层含水性，一般都是通过气测曲线形态分析，含水层气测特征一般表现为三角形。其中，倒三角形通常指示储层存在气顶，下部含水，多为含气水层、含水气层或气水同层;正三角形一般认为是有少量烃类溶解与底部水层，储层含气性低于倒三角形储层，多解釋为含气水层或水层。

临兴地区石盒子组为三角洲河道沉积环境，区内储层整体表现为低孔低渗特征，砂体正粒序和反粒序均存在，在利用气测形态判断储层是否含水时需结合粒序特征判断，正粒序储层气测特征若表现为倒三角形，且下部电阻率有明显的下降时，则下部多含水;正粒序储层气测特征表现为正三角形时，具体含水情况需根据底部电阻率判断，若电阻率较高，则一般不含水。反粒序储层气测特征表现为倒三角形时，需结合电阻率资料判断，若电阻率为高值，则一般不含水。

四、生产层位优选实例

致密砂岩气井生产层位一般优选原则为饱含气、低含水，通过以上分析，根据气测资料可对单井钻遇气层的含气量、气层冲注程度、含水性做出评价，结合可动用储量大小，建立储层优选方案。

LX-Y 井石盒子组测井解释5 套气层（图3，从上到下分别为① - ⑤号层），各层的评价指标如表1，由表中数据可知，②号层、③号层和⑤号层含气量、可动用储量明显高于其它两个层，其中②号层和⑤号层气测形态饱满，重烃含量相对较高，显示气层充注程度较高，且含水饱和度低，③号层气测形态为正三角形，电阻率较低，测井解释含水饱和度达61%，有产水风险，因此本井优先选择②号和⑤号层为生产层位，完井方式为②号、⑤号层分压合试。压后用8mm 油嘴测试，油压4.9MPa，套压7.3MPa，日产气2.8×104m3/d。

五、结论

（一）气层优选过程中应首先判断气层含气量，利用气层平均每米含气量及其异常倍数能较好地判断气层含气量大小。

（二）临兴地区气层成藏规律为煤岩供气、近源充注成藏，气测组分中重烃含量百分比和气测曲线饱满程度能较好反应气层充注程度。

（三）气层含水性是决定气层能否成为主力产层的关键，利用气测曲线形态，结合电测资料、沉积特征，能相对较好确定地层的含水性。

（四）对钻遇多套气层的致密砂岩气井，应从地层含气量、充注程度、是否有产水风险及动用储量大小四个方面综合考虑，做出生产层位优选方案。2B5D57C2-71F3-4F53-825B-425E0A6DBD32