區(qū)域地質(zhì)背景及測井解釋參數(shù)模型

1、第一章 蘇里格氣田西區(qū)地質(zhì)概況圖1-1 蘇里格氣田西區(qū)位置圖蘇里格氣田西區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市鄂托克前旗及鄂托克旗境內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造隸屬鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西北部，西鄰天環(huán)坳陷（圖1-1）。區(qū)內(nèi)地表為沙漠、草地覆蓋，地形相對平緩，高差一般在20m左右，海拔1200m1500m，為內(nèi)陸性半干旱氣候，夏季炎熱，最高溫度達(dá)30；冬季嚴(yán)寒，最低溫度為-15，年平均氣溫7.2，晝夜溫差大，冬春兩季多風(fēng)沙，年平均降水量小于270mm。區(qū)內(nèi)交通較為便利，青銀高速、109國道、307國道橫貫東西。蘇里格氣田西區(qū)，西氣東輸、陜京、長呼、靖西、長寧等多條集輸管線分別在氣田的南側(cè)或東側(cè)穿過，集輸條件非常便利。第一

2、節(jié) 區(qū)域地質(zhì)簡況鄂爾多斯盆地是一個(gè)多旋回演化、多沉積類型的大型沉積盆地，盆地本部面積約25×104km2。盆地基底為前寒武紀(jì)結(jié)晶變質(zhì)巖系，沉積蓋層大體經(jīng)歷了中晚元古代坳拉谷、早古生代陸表海、晚古生代海陸過渡、中生代內(nèi)陸湖盆及新生代周邊斷陷等五大階段，形成了下古生界陸表海碳酸鹽巖、上古生界海陸過渡相煤系碎屑巖及中新生界內(nèi)陸湖盆碎屑巖沉積的三層結(jié)構(gòu)。盆地主體除缺失中上奧陶統(tǒng)、志留系、泥盆系及下石炭統(tǒng)外，地層基本齊全，沉積巖厚度約6000m。目前在盆地內(nèi)發(fā)現(xiàn)了下古生界、上古生界及中生界三套含油氣層系。早古生代以來，加里東運(yùn)動(dòng)使鄂爾多斯地塊抬升為陸，遭受1.3億年的風(fēng)化淋濾剝蝕，形成了奧陶系

3、巖溶地貌和碳酸鹽巖巖溶孔隙型儲層。晚古生代區(qū)域下沉接受沉積，形成海陸交互及陸相碎屑巖為特點(diǎn)的沉積組合，石炭二疊系下部煤巖與暗色泥巖屬優(yōu)質(zhì)烴源巖，發(fā)育于氣源巖之間及其上的三角洲平原分流河道砂巖、三角洲前緣水下分流河道砂巖、海相濱岸砂巖及潮道砂巖等構(gòu)成了上古生界的主要儲集巖體。石炭系上統(tǒng)本溪組底部的鋁土質(zhì)泥巖橫向分布穩(wěn)定、巖性致密，為下古生界風(fēng)化殼氣藏的區(qū)域蓋層，同時(shí)分隔上、下古生界兩套含氣層系。晚二疊世早期沉積的上石盒子組河漫湖相泥巖則構(gòu)成了上古生界氣藏的區(qū)域蓋層。地質(zhì)綜合研究表明：鄂爾多斯盆地古生界具有廣覆型生烴，儲集巖多層系發(fā)育，區(qū)域性封蓋層廣泛分布等諸多有利條件。尤其是蘇里格地區(qū)上古生界位

4、于有利生烴中心，發(fā)育大面積展布的三角洲沉積砂體，并且在地質(zhì)歷史時(shí)期穩(wěn)定下沉，區(qū)域封蓋保存條件良好，有利于大型巖性氣藏的形成與富集。第二節(jié) 沉積背景蘇里格氣田上古生界地層與下古生界地層呈不整合接觸，中間缺失中上奧陶統(tǒng)、志留系、泥盆系及下石炭統(tǒng)地層。上古生界地層內(nèi)部沉積連續(xù)，均為整合接觸，以海陸過渡相陸相碎屑巖沉積為主，地層自下而上發(fā)育石炭系本溪組、二疊系太原組、山西組、下石盒子組、上石盒子組和石千峰組。本次研究地層主要為上古生界二疊系山西組1段及下石盒子組盒8段，地層厚度總體變化不大。但要研究儲層水體的分布特征，但了解其地層特征是不夠的，必須從沉積背景入手，全面開展其沉積特征的研究，下面從蘇西地

5、區(qū)取心井的薄片鑒定資料入手，通過重礦物、巖屑、雜基的含量、分布統(tǒng)計(jì)，來重現(xiàn)其沉積背景和過程。一、重礦物特征砂巖中比重大于2.87的一套礦物，稱為重礦物，其含量一般不及1%。根據(jù)重礦物的標(biāo)型特征和重礦物組合（再結(jié)合輕礦物組合），對恢復(fù)母巖類型、進(jìn)行地層對比，以及追溯陸源區(qū)都是有意義的。重礦物是判斷物源方向及物源分區(qū)的最重要的標(biāo)志，不同的物源區(qū)巖石中的重礦物在搬運(yùn)的過程中具有不同的組合特征，因此，根據(jù)這一原理可以通過重礦物的組合類型和變化特征進(jìn)行物源分析。蘇里格氣田西區(qū)山1、盒8段所含重礦物的種類較多8，主要有鋯石、電氣石、石榴子石、榍石、綠簾石等。根據(jù)收集的資料統(tǒng)計(jì)繪制了研究區(qū)山1、盒8段重礦物

6、組合類型分布圖。從圖上可以看出：研究區(qū)主要受到 2個(gè)不同物源區(qū)供給的影響，即存在東北和北部兩大物源供給方向。東北物源供給導(dǎo)致研究區(qū)內(nèi)沉積體系中的重礦物組合主要為鋯石+電氣石組合；北部物源使研究區(qū)沉積巖中的重礦物組合主要表現(xiàn)為鋯石+電氣石+石榴子石組合。從重礦物在平面上的分布情況來看。研究區(qū)東部山1段重礦物組合自北而南依次表現(xiàn)為鄂6井區(qū)的石榴子石+鋯石+電氣石+榍石+金紅石組合、蘇46井區(qū)的鋯石+石榴子石+電氣石+榍石組合、蘇44井區(qū)的鋯石+電氣石+石榴子石組合(表1-1)；研究區(qū)西區(qū)山1段重礦物組合 自北而南依次表現(xiàn)為統(tǒng)30井區(qū)的石榴子石+鋯石+電氣石+綠簾石組合、蘇26井區(qū)的鋯石+電氣石+綠

7、簾石組合、統(tǒng)19井區(qū)的鋯石+電氣石+綠簾石組合。山1段重礦物組合由北西向南東具明顯的分帶性。自北而南，大體上不穩(wěn)定重礦物的含量降低，穩(wěn)定重礦物的含量升高。依據(jù)遠(yuǎn)離物源區(qū)穩(wěn)定重礦物含量增加、不穩(wěn)定重礦物含量減少的基本規(guī)律。表1-1 蘇西地區(qū)山1段主要重礦物含量統(tǒng)計(jì)表井號自形鋯石金紅石電氣石無色石榴石赤褐鐵礦白鈦礦綠簾石鄂2090120880鄂612.7026.40060.90召449.52103550.5陜23851.51210320.5鄂361.50.50.50036.50召2681.50.502200同樣根據(jù)研究區(qū)重礦物含量及組合的變化規(guī)律，盒8段重礦物組合由北西向南東具明顯的分帶性，自北而

8、南，不穩(wěn)定重礦物的含量降低，穩(wěn)定重礦物的含量升高(表1-2)，判定研究區(qū)正北和東北方向是盒段沉積時(shí)期的主要物源方向。二、巖屑成分特征砂巖碎屑成分分析是進(jìn)行沉積物源巖石類型分析的重要途徑。一般來講碎屑成分主要是指石英、長石及巖屑。石英是砂巖的主要礦物碎屑，它在地表?xiàng)l件下最穩(wěn)定，是大多數(shù)砂巖的主要組分，常用作母巖的指示物。砂巖中長石含量僅次于石英，有的超過石英。一般認(rèn)為，長石碎屑的含量受氣候、地殼運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度和母巖性質(zhì)的影響，在統(tǒng)計(jì)的鑒定結(jié)果中，本區(qū)長石偶見。巖屑是判斷母巖的直接標(biāo)志。統(tǒng)計(jì)了78口井巖屑成分和含量，據(jù)統(tǒng)計(jì)蘇西地區(qū)巖屑類型齊全，有火山巖屑、沉積巖屑及變質(zhì)巖屑，巖屑含量1-25%，平均含

9、量5.9%。火山巖屑含量為1-6%，平均含量為2.1%、變質(zhì)巖屑含量為1-15%，平均含量為2.9%、沉積巖屑含量為1-11%，平均含量為3.1%。并且各類巖屑具有一定的分區(qū)分帶性。山1段巖屑具有東西分帶性，東部以變質(zhì)巖巖屑和火山巖巖屑的組合出現(xiàn)為特征，西區(qū)巖屑類型及含量均以沉積巖巖屑為主；盒8段巖屑也明顯具有東西分帶性，東部以變質(zhì)巖巖屑和沉積巖巖屑的組合出現(xiàn)為特征，西區(qū)巖屑以變質(zhì)巖巖屑和火山巖巖屑組合為特征。表1-2 蘇西地區(qū)盒8段主要重礦物含量統(tǒng)計(jì)表井號自形鋯石金紅石電氣石無色石榴石赤褐鐵礦白鈦礦綠簾石蘇261600.53201039.5召9190120780鄂22000.40490.2鄂

106320.5151040.50蘇1435010050193804110460蘇2038030.570鄂74122151300蘇245500050召848014050蘇325100170300蘇435201210350召10650120190蘇237100.520210蘇4285024050召685015060三、雜基含量雜基是和粗大碎屑一起沉積下來的細(xì)粒填隙組分，屬于機(jī)械沉積，雜基粒度一般< 0.03mm；砂巖根據(jù)雜基含量分為兩大類，即雜基少于15%的凈砂巖和雜基含量多于15%的雜砂巖。高雜基含量砂巖的形成條件與長石砂巖或巖屑砂巖類似，即

11、快速侵蝕、搬運(yùn)和沉積形成的，通常是分選不好、泥砂混雜的砂巖，成分成熟度低，多呈棱角狀。蘇西地區(qū)富含雜基是儲層的一個(gè)基本特征，而且顆粒越細(xì)，雜基含量越高。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，總體雜基高，平均達(dá)到12.8%，最高含量為28%（蘇67井，下石盒子組，3647.1m），不同物源帶遠(yuǎn)離物源地雜基含量逐漸減少的趨勢明顯。第三節(jié) 構(gòu)造及圈閉利用地震及鉆井資料綜合完成的TP8（盒8底部）、TC2（太原底部）構(gòu)造圖顯示，研究區(qū)區(qū)域構(gòu)造為一寬緩的區(qū)域性西傾大單斜，坡降（710）m/km，傾角不足1°。在寬緩的斜坡上存在多排北東走向、西南傾覆的低緩鼻隆，鼻隆寬5km15km，長10km35km，幅度普遍小于20

12、m?？碧綄?shí)踐證實(shí)這些低緩的鼻隆構(gòu)造對天然氣聚集不起主要控制作用。表1-3 蘇里格地區(qū)古生界地層簡表層位層位代號厚度(m)巖相系統(tǒng)組段二疊系上統(tǒng)石千峰組P3q230280泛濫平原中統(tǒng)上石盒子組盒1P2sh13040濱淺湖沉積盒2P2sh23040盒3P2sh33040盒4P2sh43045下石盒子組盒5P2x53040河流三角洲沉積盒6P2x63040盒7P2x73545盒8P2x84065下統(tǒng)山西組山1P1s14050河流三角洲沉積山2P1s24560太原組P1t2540三角洲前緣沉積石炭系上統(tǒng)本溪組C2b2545障壁島瀉湖沉積奧陶系下統(tǒng)馬家溝組O1m盒8氣藏主要受三角洲平原分流河道砂體控制，

13、圈閉成因與砂巖的側(cè)向尖滅及巖性致密遮擋有關(guān)。綜合研究表明，近南北向分布的盒8主砂帶沿走向受沉積微相與沉積物組構(gòu)差異影響，向兩側(cè)巖性變致密或相變?yōu)榉簽E平原泥質(zhì)沉積，形成側(cè)向遮擋；縱向上盒8之上厚層砂質(zhì)泥巖、泥巖構(gòu)成了良好的蓋層。山1氣藏主要受三角洲平原分流河道砂體控制，圈閉成因與盒8基本類似， 主砂帶近南北走向，其東西兩側(cè)砂巖變薄，并尖滅相變?yōu)榉簽E平原泥質(zhì)巖沉積，形成側(cè)向巖性遮擋，其上覆地層盒8之下的厚層砂質(zhì)泥巖、泥巖構(gòu)成了氣藏的蓋層。山2氣藏主要受三角洲平原分流河道砂體控制，砂體近南北向展布，向兩側(cè)巖性變致密或尖滅相變?yōu)榉簽E平原泥質(zhì)沉積，形成氣藏的側(cè)向巖性遮擋，分布在山l、山2段儲層之間的泥巖

14、、砂質(zhì)泥巖，封蓋能力較強(qiáng)，構(gòu)成了氣藏的直接蓋層。第四節(jié) 氣田勘探開發(fā)簡況蘇里格氣田綜合勘探始于1999年，目前已發(fā)現(xiàn)上古生界盒4、盒6、盒7、盒8、山1、山2、太原、本溪和下古生界馬五1+2、馬五4等多套含氣層段，其中盒8和山1是氣田的主力氣層。從2000年勘探獲重大發(fā)現(xiàn)后，至2003年底累計(jì)探明天然氣地質(zhì)儲量5336.52×108m3，含氣面積4067.20km2；在蘇里格氣田西區(qū)剩余天然氣控制地質(zhì)儲量1837.37×108m3，預(yù)測地質(zhì)儲量1744.50×108m3。目前，蘇里格氣田開發(fā)建設(shè)進(jìn)展順利，氣井生產(chǎn)穩(wěn)定。到2008年底，累計(jì)建產(chǎn)能達(dá)到83.1

15、5;108m3，預(yù)計(jì)配套形成日產(chǎn)2000×104m3的生產(chǎn)能力。蘇里格氣田中區(qū)的開發(fā)實(shí)踐證實(shí)，勘探階段對氣藏的認(rèn)識可靠，儲量落實(shí)。蘇里格氣田中區(qū)的有效開發(fā)，堅(jiān)定了在蘇里格地區(qū)周邊大規(guī)模勘探的信心。近年來，通過地質(zhì)研究與勘探實(shí)踐認(rèn)為，蘇里格氣田東、西區(qū)具有與蘇里格氣田中區(qū)類似的成藏地質(zhì)條件，上古生界發(fā)育由北向南展布的大型河流三角洲沉積體系，儲集巖以分流河道相中粗粒石英砂巖為主，儲層物性相對較好，有利于形成大型巖性氣藏。2006年，長慶油田分公司加大了蘇里格氣田西區(qū)的勘探力度，在地質(zhì)綜合研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合地震預(yù)測儲層成果，重點(diǎn)圍繞有利目標(biāo)區(qū)展開集中勘探。2006年在蘇里格氣田西區(qū)甩開鉆探

16、了蘇42、蘇43、蘇44、蘇46井，4口井在盒8試氣均獲工業(yè)氣流，3口井在山1獲工業(yè)氣流，顯示西區(qū)也具有良好的含氣性。2007年蘇里格西區(qū)在前期預(yù)探基礎(chǔ)上，以上古生界下石盒子組盒8和山西組山1氣藏為主，兼探上古生界盒4、山2等其它層系，當(dāng)年完鉆天然氣探井29口，均鉆遇盒8氣層，平均氣層厚度8.5m，經(jīng)對29口井試氣有20口井獲得了工業(yè)氣流，平均產(chǎn)量4.6×104m3/d，其中蘇47井鉆遇盒8氣層11.8m，試氣獲無阻流量23.18×104m3/d的較高產(chǎn)工業(yè)氣流；21口井鉆遇山1氣層，平均氣層厚度5.6m， 針對山1試氣15口，11口井產(chǎn)量大于1.0×104m3/

17、d；此外，蘇45井還在盒4段鉆遇砂層厚12.4m，解釋氣層9.9m，經(jīng)壓裂試氣獲無阻流量14.67×104m3/d，揭示了本區(qū)具備較大的勘探潛力。2008年為了進(jìn)一步落實(shí)蘇里格氣田西區(qū)儲量規(guī)模和擴(kuò)大含氣面積，對西區(qū)展開了整體勘探，4月底在該地區(qū)初步落實(shí)儲量規(guī)模11862.32×108m3，含氣面積11340.50km2。在勘探落實(shí)含氣范圍的同時(shí)，蘇里格氣田西一區(qū)開發(fā)評價(jià)和產(chǎn)能建設(shè)工作也在積極展開。2008年圍繞蘇48井區(qū)建產(chǎn)能2.5×108m3/a，截止目前，已鉆開發(fā)評價(jià)井及開發(fā)井61口，其中60口井鉆遇盒8或山1氣層，氣層平均厚度10.8m，其中蘇西86-91井

18、鉆遇盒8氣層7.6m、山1氣層10.0m，試氣獲得無阻流量10.11×104m3/d。目前已完試井10口，平均無阻流量7.41×104m3/d，最大無阻流量17.86×104m3/d。11第二章 氣水層綜合識別方法第一節(jié) 儲層參數(shù)精細(xì)解釋本次研究搜集巖石物理配套分析資料20余口，根據(jù)其“四性”關(guān)系特征，分層位建立了儲層參數(shù)解釋模型和解釋圖版。資料點(diǎn)的選取依據(jù)精細(xì)的巖電歸位和小層劃分，主要選擇巖心采樣密度每米大于7塊，測井各曲線之間有較好的一致性且?guī)r電關(guān)系不矛盾的層點(diǎn)?？住B參數(shù)解釋模型的建立步驟是通過物性參數(shù)與測井參數(shù)之間的相關(guān)分析，優(yōu)選出最佳的組合關(guān)系，然后利用

19、一元或多元逐步回歸方法建立解釋關(guān)系式。一、孔隙度解釋模型的建立(1)對中子密度測井曲線鏡像響應(yīng)段：氣層含氣飽和度較高，密度（或聲波）測井計(jì)算的孔隙度一般偏大、中子測井孔隙度則由于挖掘效應(yīng)而明顯偏低。將二者加權(quán)平均，則可實(shí)現(xiàn)氣層對中子、密度測井影響的校正。(2)其它層段：氣層孔、滲、飽較低，應(yīng)用巖心刻度測井方法，直接采用密度（或聲波）測井與巖心分析孔隙度建立解釋模型。分以上兩種情況，我們分別建立了蘇西地區(qū)盒8、山1段的孔隙度解釋模型，在天然氣開發(fā)井測井解釋和儲量提交的過程中取得了良好的效果。圖4-1 蘇里格西區(qū)盒8段孔隙度計(jì)算模型（DEN-CNL曲線無鏡像響應(yīng)）盒8段：POR=39.23

20、5;DEN+108.19，R=0.89 DEN-CNL曲線無鏡像響應(yīng) POR=0.2114×AC-38.424，R=0.73 DEN-CNL曲線無鏡像響應(yīng)（密度失真） POR=0.2707×DEN+0.6227×CNL，R=0.88 DEN-CNL曲線有鏡像響應(yīng)圖4-2 蘇里格西區(qū)盒8段孔隙度驗(yàn)證圖版（DEN-CNL曲線有鏡像響應(yīng)）山1段：POR=52.36×DEN+140.35，R=0.95 DEN-CNL曲線無鏡像響應(yīng) POR=0.9835×AC-33.688，R=0.93 DEN-CNL曲線無鏡像響應(yīng)（密度失真） POR= POR=0.7408×DEN+0.1967×CNL，R=0.93 DEN-CNL曲線有鏡像響應(yīng)圖4-3 蘇里格西區(qū)山1段孔隙度計(jì)算模型（DEN-CNL曲