張滿郎，張靜平，湯子余，李明秋，徐艷梅，羅萬靜，彭越，姜仁

（1.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；2.長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 武漢 430100；3.中國石油西南油氣田分公司勘探開發(fā)研究院，四川 成都 610041；4.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京 100084）

川中地區(qū)在晚三疊世處于川西前陸盆地的斜坡帶和前隆帶，須家河組沉積了巨厚的疊置連片河流、三角洲砂巖[1]，且煤系烴源巖發(fā)育[2]，具備大面積自生自儲的巖性氣藏成藏富集條件[3-6]。川中須家河組已發(fā)現(xiàn)廣安、合川、安岳、磨溪、蓬萊等氣田，已探明儲量逾5 000×108m3，但采出程度僅6.4%。

安岳氣田（區(qū)塊）須二段發(fā)育孔隙型、裂縫-孔隙型儲層，具有低孔—特低孔、低滲—特低滲、高含水、厚砂薄儲、縱向多層、儲層分布非均質(zhì)性強的特點。該氣藏儲量規(guī)模大，動用程度低，產(chǎn)水嚴重，產(chǎn)量遞減快，氣藏效益開發(fā)面臨挑戰(zhàn)。本文針對安岳氣田須二段致密砂巖氣藏（簡稱安岳須二氣藏）開展了儲層甜點精細刻畫，結(jié)合氣井生產(chǎn)動態(tài)評價，明確了氣藏效益開發(fā)的主要影響因素，優(yōu)選了效益開發(fā)有利區(qū)塊。

1 儲層特征及分布

1.1 須家河組地層分布

安岳地區(qū)上三疊統(tǒng)須家河組為一套內(nèi)陸河湖交替的陸源碎屑巖沉積，上覆侏羅系陸相地層，下伏中三疊統(tǒng)雷口坡組海相地層。須家河組地層厚度在500～650 m，縱向自下而上劃分為6個巖性段。須家河組地層整體為自生自儲式。須一段、須三段、須五段以泥巖為主，夾煤層，是主要的烴源巖層段；須二段、須四段、須六段以砂巖為主，是主要的儲集層段。

安岳地區(qū)氣藏主要發(fā)育在須二段，地層厚度在100～160 m。通過井震結(jié)合，開展小層劃分對比，將須二段劃分為5個小層。其中：須二段下亞段劃分為2個小層（X2-1，X2-2），X2-2 發(fā)育分布穩(wěn)定的“泥腰帶”；須二段上亞段劃分為 3 個小層（X2-3，X2-4，X2-5）。 須二段地層北厚南薄、西厚東薄，工區(qū)東南部雷口坡組碳酸鹽巖古殘丘之上缺失須一段及須二段部分地層。

1.2 儲層基本特征

川中須家河組具有厚砂薄儲、縱向多層、橫向非均質(zhì)性強的特點。針對須家河組的成巖作用[7-13]與儲層孔隙結(jié)構(gòu)[14-15]、儲層甜點成因及分布規(guī)律方面開展的大量研究認為：須家河組優(yōu)質(zhì)儲層的形成受層序地層界面、有利沉積相帶、次生溶蝕及裂縫發(fā)育等因素控制[16-19]；沉積作用為儲層發(fā)育提供物質(zhì)基礎(chǔ)，對儲集巖原始孔隙的形成具有控制作用；成巖作用改造了原始孔隙，并最終決定現(xiàn)今儲層物性的好壞及儲層的分布狀況。

巖性方面，須二段儲層甜點主要發(fā)育中—中粗粒長石石英砂巖、巖屑石英砂巖、巖屑長石砂巖。砂巖成熟度較高。砂巖顆粒分選以中—好為主，磨圓度呈次棱角、次圓狀，以次圓狀為主。支撐類型普遍為顆粒支撐，接觸關(guān)系為線接觸、點-線接觸、線-凹凸接觸。砂巖中填隙物結(jié)構(gòu)類型以雜基-膠結(jié)物為主，膠結(jié)類型主要為孔隙-接觸式膠結(jié)和接觸式膠結(jié)，少部分為孔隙式膠結(jié)。

根據(jù)鑄體薄片和掃描電鏡觀察，須二段儲集空間主要為殘余粒間孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔和微裂縫，為孔隙型、裂縫-孔隙型儲層（見圖1）。

圖1 安岳區(qū)塊須二段典型巖心與鑄體薄片特征

殘余粒間孔指碎屑顆粒之間經(jīng)機械壓實和膠結(jié)作用后剩余的原生粒間孔隙，主要為石英加大或綠泥石環(huán)邊發(fā)生后，顆粒之間沒有被膠結(jié)物填充的孔隙部分。該類孔隙多呈三角狀、多邊形狀，與點狀或管狀孔喉相連，或孤立分布，或與次生溶孔相連。殘余粒間孔主要發(fā)育于剛性不可溶的石英顆粒和硬質(zhì)巖屑顆粒（燧石、硅質(zhì)巖屑）之間。

粒間溶孔是在原生粒間孔或充填殘余粒間孔的基礎(chǔ)上，粒間孔周圍的長石、巖屑等鋁硅酸鹽顆粒邊緣以及粒間充填和雜基中的碳酸鹽膠結(jié)物等受到溶蝕作用而形成的孔隙。粒間溶孔常見于巖屑石英砂巖中，孔隙邊界呈港灣狀或不規(guī)則狀，并伴有自生黏土礦物充填。粒間溶孔對儲層的滲透率有明顯的改造作用，可以使孔隙連通，在孔隙度提高的基礎(chǔ)上，增加連通性，擴大孔隙空間。

粒內(nèi)溶孔分布于碎屑顆粒內(nèi)部，主要為長石沿解理面溶解，花崗巖屑、中基性巖屑及云母類不穩(wěn)定組分被溶蝕形成的蜂巢狀、斑塊狀孔隙，溶孔中常見溶蝕殘晶。粒內(nèi)溶孔普遍發(fā)育于細中粒巖屑砂巖、中粗粒長石巖屑砂巖中。粒內(nèi)溶孔進一步發(fā)展可形成鑄模孔，即整個碎屑顆粒被溶蝕，長石、巖屑被溶后保留顆粒形態(tài)的孔隙。該類孔隙多呈孤立狀產(chǎn)出。

須二段砂巖中還見到雜基內(nèi)溶孔和膠結(jié)物溶孔。前者是泥質(zhì)雜基被溶蝕形成的不規(guī)則溶蝕孔，由雜基內(nèi)選擇性溶解而成，一般孔徑較小，多呈微型網(wǎng)狀或局部蜂窩狀，發(fā)育于細粒巖屑砂巖的顆粒之間。后者是方解石膠結(jié)物選擇性溶解所成，孔徑一般較小。由于早期鈣質(zhì)膠結(jié)較徹底，孔隙幾乎完全損失，膠結(jié)物溶孔在研究區(qū)須二段較少見。

巖心觀察、成像測井解釋及鑄體薄片觀察表明，安岳地區(qū)須家河組發(fā)育與斷裂伴生的構(gòu)造裂縫和雷口坡古殘丘之上差異壓實形成的微裂縫[20]。巖心觀察和成像測井圖像中可見到斜交縫、低角度縫和網(wǎng)狀破裂。鑄體薄片中觀察到的微裂縫寬度主要在0.005～0.050 mm，少部分為0.050～0.100 mm，且裂縫多沿顆粒邊緣發(fā)育，在裂縫延長方向上有分叉現(xiàn)象，裂縫多相互穿插和切割。沿微裂縫常見溶蝕現(xiàn)象，表明裂縫促進了次生溶孔的形成。雖然裂縫對儲集空間貢獻不大，但可有效改善致密砂巖的滲流性。裂縫發(fā)育是氣井高產(chǎn)的重要因素。

須二段儲層孔隙度主要分布在7.0%～10.0%，平均孔隙度為8.7%；滲透率主要分布在0.1×10-3～1.0×10-3μm2，裂縫發(fā)育處滲透率達 5.0×10-3～10.0×10-3μm2。 須二段總體為低孔—特低孔、特低—低滲儲層，孔隙為主要儲集空間，裂縫發(fā)育改善了儲層的滲流能力。

沉積微相是儲層發(fā)育主要的控制因素[21-24]，砂巖粒度對于儲層物性具有重要影響，中粗粒砂巖沉積時水動力條件強，分選好，磨圓度高，有利于原始孔隙的保存。通過6口井271 m巖心觀察，明確安岳須二段優(yōu)質(zhì)儲層主要為發(fā)育于三角洲前緣水下分流河道的中—中粗粒長石石英砂巖、巖屑石英砂巖，且這類儲層發(fā)育塊狀層理、粒序?qū)永怼鍫罱诲e層理（見圖1）。

1.3 儲層甜點分布刻畫

由于安岳區(qū)塊須二段儲層具有受沉積巖相控制的特點，因而刻畫中粗粒巖相是儲層甜點分布預(yù)測的有效途徑。海拉爾河的現(xiàn)代沉積研究揭示，砂巖粒徑中值與泥質(zhì)質(zhì)量分數(shù)存在明顯的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達0.88。受此啟發(fā)，建立了安岳區(qū)塊須二段砂巖粒徑中值測井反演方法。岳112井須二段全井段取心（2340.55～2474.48 m），按1 m左右間隔均勻取樣121塊，磨制薄片并在鏡下測量其主要粒徑，建立砂巖粒徑中值與自然伽馬（GR）值的關(guān)系。根據(jù)經(jīng)驗公式，計算出均一化GR值，反推得到砂巖粒度曲線。該曲線更好地突出了粗粒相帶，沉積韻律更加清晰。通過粒度反演，重構(gòu)每口井的粒度曲線，獲得不同粒度的砂泥巖巖性剖面?；诹６鹊目v向變化，結(jié)合巖心觀察的沉積構(gòu)造和巖性組合，可以劃分出分流河道、水下分流河道、河口壩、分流間灣、濱淺湖等沉積微相類型。將單井巖性柱疊合到均方根振幅屬性平面圖，從中可以看出，均方根振幅清晰反映了分流河道的分布格局。針對安岳區(qū)塊須二段，開展了單井地層劃分與沉積相分析、連井沉積相剖面對比，編制了5個小層不同粒度砂巖的厚度分布圖和砂地比分布圖，結(jié)合均方根振幅屬性平面分布圖，編制了須二段5個小層的沉積微相分布圖。

研究區(qū)須二段沉積演化表現(xiàn)出以下特點：1）雷口坡古殘丘的溝槽及低洼地形控制了X2-1小層的分流河道延展及三角洲朵體的分布；2）沉積地形南高北低、東高西低，分流河道由南向北延展；3）從X2-1到X2-5小層，發(fā)育2～3個河道帶，且河道發(fā)育具有由東向西遷移的特點，從下往上，砂巖發(fā)育程度增強。

基于粒度反演+地震均方根振幅+GR砂體厚度反演，按相控原理，刻畫儲層甜點分布。地震、地質(zhì)結(jié)合，基于相控約束，編制沉積儲層分布系列圖件，包括5個小層的儲層厚度、孔隙度、含水飽和度、儲能系數(shù)的平面分布圖。須二段有效儲層縱向上主要發(fā)育于X2-5，X2-4，X2-3小層，平面上儲層主要發(fā)育于水下分流河道，在研究區(qū)中西部疊置連片（見圖2）。在須二段5個小層沉積相和儲層有效厚度分布圖的基礎(chǔ)上，利用氣、水層測井解釋結(jié)果，編制了5個小層的氣、水層厚度分布圖。安岳須二氣藏為低緩斜坡背景下的巖性圈閉氣藏，須二段整體呈上氣下水的分布格局，但天然氣充注不足，分異不徹底，加之有效砂體規(guī)模小，氣水關(guān)系復(fù)雜[25]。氣層主要發(fā)育在X2-5，X2-4小層，其厚度占比分別為41.78%，35.93%，其次為X2-3小層，厚度占比為14.65%；水層主要分布在X2-1小層，厚度占比為60.36%，其次為X2-2小層，厚度占比為23.13%（見圖3）。須二上亞段X2-3—X2-5小層的水層零星發(fā)育，須二下亞段X2-1，X2-2小層的水層局部連片發(fā)育。

圖2 安岳區(qū)塊須二段小層沉積相和有效儲層厚度分布

圖3 安岳區(qū)塊須二段氣、水層分布特征

2 裂縫分布及其對開發(fā)的影響

結(jié)合地震剖面與斷裂檢測屬性進行斷層解釋，并對解釋結(jié)果進行平面與空間質(zhì)控。解釋結(jié)果表明，斷穿須三段底界的斷層較少，斷穿須二上亞段底界的有79條，斷穿須二段底界的有160條。按垂直斷距進行斷層分級：Ⅰ級斷層10條（斷距大于10 m），Ⅱ級斷層23條（斷距在3～10 m），Ⅲ級斷層127條（斷距小于3 m）。

利用多種地震預(yù)測技術(shù)方法開展了安岳須二段裂縫分布預(yù)測。裂縫地震預(yù)測技術(shù)主要包括地震相干體裂縫檢測、傾角檢測、方位角屬性檢測、曲率屬性、螞蟻體屬性、對稱度屬性等[26-27]。研究表明：對稱度屬性對振幅的變化比較敏感，和地下構(gòu)造的彎曲形變及不連續(xù)性有較好的相關(guān)性，利用該屬性可以較好地預(yù)測斷層、裂縫及地質(zhì)體邊界；與幾何屬性相比，它可以更清晰地揭示出鄰近地震道波形的細微變化。因此，選擇對稱度屬性進行裂縫預(yù)測。圖4為氣井EUR（Estimated Ultimate Recovery，最終可采儲量）、初期日產(chǎn)氣量與裂縫分布疊合圖。圖中藍色、深藍色表示裂縫較為發(fā)育，裂縫多與斷層相伴生，裂縫發(fā)育面積約占45%。剖面裂縫特征響應(yīng)明顯，高產(chǎn)氣井多數(shù)對應(yīng)裂縫發(fā)育部位，但裂縫水侵嚴重，導(dǎo)致氣井快速遞減。

圖4 安岳區(qū)塊氣井EUR、初期日產(chǎn)氣量與裂縫分布疊合

圖4反映出裂縫-孔隙型儲層初期高產(chǎn)（5×104～12×104m3/d），但穩(wěn)產(chǎn)期短（0～10 個月），EUR 偏低（0.200×108～0.530×108m3），開發(fā)效益差。

3 氣井產(chǎn)水特征及對開發(fā)效果的影響

氣井產(chǎn)水影響氣井產(chǎn)能，產(chǎn)水嚴重程度與射孔或壓裂層段的性質(zhì)有關(guān)。射孔純氣層開發(fā)效果最好，射孔氣水同層和含氣水層會導(dǎo)致單井無阻流量和累計產(chǎn)氣量顯著降低。統(tǒng)計表明：安岳區(qū)塊須二段射孔純氣層井的平均無阻流量為37.62×104m3/d，平均單井累計產(chǎn)氣量3 516×104m3；射孔氣層、氣水同層和含氣水層井的無阻流量為7.46×104m3/d，平均單井累計產(chǎn)氣量為1 371×104m3?？梢钥闯?，要獲得較好的開發(fā)效果，就必須避免射開或壓開水層和含氣水層。

根據(jù)氣井的單井累計產(chǎn)氣量與累計水氣比，將氣井產(chǎn)水程度劃分為4種類型（見表1）。高、中累計產(chǎn)氣量，低累計水氣比的Ⅰ，Ⅱ類氣井占比為30.17%，累計水氣比大于4m3/104m3的Ⅳ類氣井占比為23.28%。

表1 不同類型氣井產(chǎn)水程度劃分標準及占比

結(jié)合斷層、裂縫分布特征及氣井生產(chǎn)動態(tài)綜合判斷氣井產(chǎn)水的水侵通道，劃分氣水同層產(chǎn)水型、基質(zhì)孔隙侵入型、低導(dǎo)裂縫緩慢侵入型、高導(dǎo)裂縫快速侵入型、多通道混合產(chǎn)水型5種水侵通道類型。研究結(jié)果表明，安岳須二氣藏高、中累計產(chǎn)氣量，低水氣比的Ⅰ，Ⅱ類氣井通常為基質(zhì)孔隙或低導(dǎo)裂縫產(chǎn)水類型，而低累計產(chǎn)氣量、高水氣比的Ⅳ類井多為高導(dǎo)裂縫產(chǎn)水類型，高導(dǎo)裂縫水侵導(dǎo)致產(chǎn)水量急劇上升，產(chǎn)水量峰值高，對產(chǎn)能影響較大，易導(dǎo)致水封氣。直接部署在斷裂帶的開發(fā)井一般產(chǎn)水嚴重，開發(fā)效果差。

氣井水氣比低于5 m3/104m3的生產(chǎn)階段貢獻了86.8%的累計產(chǎn)氣量，水氣比在0～2m3/104m3生產(chǎn)階段對累計產(chǎn)氣量的貢獻為66.7%。統(tǒng)計所有產(chǎn)水井的水侵時間點發(fā)現(xiàn)，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ類氣井的平均見水（開始產(chǎn)水）時間分別為投產(chǎn) 15.67，10.58，8.07，5.00 個月，Ⅳ類井比Ⅰ類井平均見水時間提前10.67個月。氣井見水前后生產(chǎn)參數(shù)的變化反映出見水氣井見水后遞減規(guī)律的改變，早期見水氣井見水后產(chǎn)氣量下降明顯，而晚期見水氣井產(chǎn)氣量降幅相對較小。如：投產(chǎn)第2月見水的岳101-X12井日產(chǎn)氣量比產(chǎn)水前降幅達64%，EUR比不產(chǎn)水生產(chǎn)測算值下降46%；投產(chǎn)第13月見水的岳101-67-X2井日產(chǎn)氣量比產(chǎn)水前下降50%，EUR比不產(chǎn)水生產(chǎn)測算值下降40%；投產(chǎn)第72月見水的岳101-3C1井日產(chǎn)氣量比產(chǎn)水前下降14%，EUR比不產(chǎn)水生產(chǎn)測算值下降12%。氣井水侵時間越早，產(chǎn)氣量下降越明顯。

4 氣藏效益開發(fā)影響因素分析

安岳須二氣藏效益開發(fā)影響因素主要有3個。

其一，有效儲層規(guī)模。有效儲層規(guī)模及連通性決定氣井穩(wěn)產(chǎn)能力[28]。X2-4，X2-5小層發(fā)育的水下分流河道疊置砂體是須二段建產(chǎn)的基礎(chǔ)，效益開發(fā)的單井有效厚度下限為9m，含氣飽和度下限為55%。

其二，裂縫。裂縫發(fā)育能顯著提高儲層的滲透率，是氣井初期高產(chǎn)的重要因素[29]，但沿裂縫水侵嚴重，導(dǎo)致氣井快速遞減，總體開發(fā)效益差。Ⅰ類氣井多為孔隙型儲層，有效儲層規(guī)模大，初期產(chǎn)氣量為中低水平（2×104～5×104m3/d），穩(wěn)產(chǎn)期長（13～40 個月），單井累計產(chǎn)氣量高（0.800×108～1.640×108m3），EUR 較高（1.080×108～2.450×108m3），開發(fā)效益好。裂縫-孔隙型儲層初期高產(chǎn)（5×104～12×104m3·d-1），但穩(wěn)產(chǎn)期短（0～10 個月），EUR偏低（0.200×108～0.530×108m3），開發(fā)效益差。

其三，防水、控水。高導(dǎo)裂縫水侵、射開或壓開含水層、溝通須二段下部水層，均會導(dǎo)致嚴重產(chǎn)水和氣井快速遞減。過早見水嚴重影響累計產(chǎn)氣量。要實現(xiàn)安岳須二氣藏效益開發(fā)，就必須主動防水，井位部署避開含水區(qū)和高導(dǎo)裂縫帶，優(yōu)選射孔層位，避開含水層，控制壓裂縫高和生產(chǎn)壓差。

5 效益開發(fā)有利區(qū)優(yōu)選

安岳地區(qū)須二段含氣砂巖儲層具有低GR值、相對高孔隙度、低縱橫波速比（vp/vs）特征，采用巖性—物性—含氣性逐級反演進行儲層參數(shù)定量預(yù)測。建立擴展彈性阻抗（EEI）與GR曲線的關(guān)系，通過EEI反演GR，進行巖性識別。同理，建立EEI與孔隙度的關(guān)系，進行物性定量預(yù)測?；诏B前彈性參數(shù)反演，提取vp/vs屬性，預(yù)測氣層厚度分布。通過疊前地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)反演進行薄氣層識別，提高氣層識別精度[30-31]。

氣井經(jīng)濟效益評價表明，內(nèi)部收益率8%對應(yīng)的直井EUR為0.560×108m3，內(nèi)部收益率4%對應(yīng)的直井EUR為0.505×108m3。確認直井效益開發(fā)的EUR下限為 0.560×108m3，EUR 在 0.500×108～0.560×108m3的氣井具有一定開發(fā)潛力。根據(jù)單井EUR計算結(jié)果，結(jié)合儲層地震預(yù)測和相控約束，繪制了須二段EUR平面分布圖。綜合氣井EUR、氣層厚度、孔隙度、滲透率、含氣飽和度、儲量豐度等因素，優(yōu)選11個開發(fā)有利區(qū)（見圖5）。

圖5 安岳區(qū)塊須二段開發(fā)有利區(qū)評價

對單井EUR在0.500×108m3以上11個有利區(qū)開展綜合評價表明：總面積為102.71 km2，地質(zhì)儲量為193.500×108m3，剩余儲量為 189.340×108m3，效益開發(fā)剩余儲量為121.550×108m3。確定①、②、⑦號3個最大的有利區(qū)為效益開發(fā)先導(dǎo)試驗區(qū)，有利區(qū)面積為73.10 km2，剩余儲量為 156.540×108m3，效益開發(fā)剩余儲量為112.160×108m3。先導(dǎo)試驗區(qū)主力氣層發(fā)育于X2-5，X2-4小層，氣層厚度一般為15～20 m，儲量豐度一般為2×108～3×108m3/km2，單井 EUR 大于 0.560×108m3。

6 結(jié)論

1）將安岳區(qū)塊須二段劃分為5個小層，精細刻畫儲層的空間展布，認為有效儲層主要發(fā)育于工區(qū)中西部X2-5，X2-4小層的水下分流河道中—中粗粒長石石英砂巖、巖屑石英砂巖中，其中發(fā)育粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔和微裂縫，為孔隙型、裂縫-孔隙型儲層。

2）氣井水氣比低于5 m3/104m3的生產(chǎn)階段貢獻了86.8%的累計產(chǎn)氣量。高導(dǎo)裂縫快速水侵對開發(fā)效果影響甚大。氣井水侵時間越早，產(chǎn)氣量下降越明顯。

3）明確了氣藏效益開發(fā)的3個主要影響因素：有效儲層規(guī)?！б骈_發(fā)的單井有效儲層厚度下限為9 m，含氣飽和度下限為55%；裂縫——裂縫發(fā)育是氣井初期高產(chǎn)的重要因素，但易發(fā)生裂縫水侵，造成氣井快速遞減；防水、控水——要實現(xiàn)須二氣藏效益開發(fā)就必須主動防水，井位部署避開高導(dǎo)裂縫帶，優(yōu)選射孔層位，避開含水層，控制壓裂縫高和生產(chǎn)壓差。

4）確定直井效益開發(fā)的EUR下限為0.560×108m3，優(yōu)選3個效益開發(fā)有利區(qū)，面積73.10 km2，剩余儲量156.540×108m3，效益開發(fā)剩余儲量 112.160×108m3。