苏里格气田储层宏观非均质性——以苏53区块石盒子组8段和山西组1段为例

叶成林，王国勇，何 凯，徐中波

［1.中国石油长城钻探苏里格气田项目部，辽宁盘锦 124010; 2.中海石油（中国）有限公司 天津分公司，天津300452］

苏里格气田储层宏观非均质性
——以苏53区块石盒子组8段和山西组1段为例

叶成林1，王国勇1，何 凯1，徐中波2

［1.中国石油长城钻探苏里格气田项目部，辽宁盘锦 124010; 2.中海石油（中国）有限公司 天津分公司，天津300452］

苏里格气田位于鄂尔多斯市苏里格庙地区，属于典型的岩性圈闭气藏，具有“低孔、低渗、低丰度”的地质特征。以苏53区块为研究目标，从宏观上明确其总体低渗背景下的相对高渗储集砂体的分布规律，优选出天然气相对富集区。结合区域基本地质特征，在地层系统划分的前提下，充分利用测井和试气等实际地质资料，对储层非均质性参数进行分析。同时借助三维地质建模的研究结果，结合微观分析数据，分别对苏里格气田苏53区块石盒子组8段和山西组1段储层层内非均质性、平面非均质性和层间非均质性进行研究。结果显示，研究区石盒子组8段和山西组1段层内和层间非均质性都十分严重，但纵向上的层间和层内非均质性要强于平面非均质性;石盒子组8上段砂体最发育，在沿河道方向砂体连续性较好，而在垂直河道方向上河道砂体更叠频繁，连续性较差，致使层间非均质性最严重。

夹层;砂体;宏观非均质性;储层;苏53区块;苏里格气田

1 区域地质概况

鄂尔多斯盆地苏里格气田位于长庆靖边气田西北侧的苏里格庙地区，是我国最大的气田之一。苏53区块位于苏里格气田的西北部，行政区属内蒙古自治区鄂尔多斯市的鄂托克后旗所辖，地面海拔为1 350～1 510 m（图1）。地质构造属于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部中带 。

图1 苏里格气田第53区块构造位置Fig.1 Location map of the Su53 Block in Sulige gasfield

苏里格气田含气层为上古生界二叠系下石盒子组8段及山西组1段，储层岩性主要为岩屑石英砂岩、岩屑砂岩以及少量的石英砂岩。气藏主要受控于近南北向分布的大型河流、三角洲砂体带，是典型的岩性圈闭气藏。气层由多个单砂体横向复合叠置而成，基本属于低孔、低渗、低产、低丰度的大型气藏［3］。

根据研究区测井曲线和岩性特征，采用沉积旋回分级的方法划分地层。苏里格气田上古生界地层自下而上划分为石炭系本溪组、二叠系太原组、山西组、石盒子组和石千峰组［4］。同时借用高分辨率层序地层学的分层方法，将石盒子组自上而下分成8段，山西组分为2段。其中盒8段和山1段是主要的含气层系（表1）。

2 储层宏观非均质性

根据裘亦楠的储层非均质性分类标准，储层宏观非均质性包括平面非均质性、层内非均质性和层间非均质性［5］。

2.1 储层平面非均质性

平面非均质性是指一个储层砂体的几何形态、规模、连续性，以及砂体内孔隙度、渗透率的空间变化所引起的非均质性［6］。

2.1.1 砂体几何形态

根据研究区目的层沉积微相砂体分布情况，对单砂体长宽比进行分类，基本可分为:席状砂体、土豆状砂体和条带砂体状［7］。

表1 苏里格气田地层划分Table 1 Stratigraphic division in Sulige gasfield

2.1.2 砂体连通性

砂体的连通性是指各种成因单元砂体在垂向上和平面上相互接触程度［8］。本次研究将主要通过砂体钻遇率和连井剖面分析对砂体连通性进行论述。

1）砂体钻遇率

砂体钻遇率指钻遇砂体的长度与总进尺的百分比，是评价砂体连通性的一个重要方面。通过对苏53区块完钻井砂体钻遇率统计资料分析，纵向上各小层发育情况可划分为3类:①4，5，6，7小层砂体最发育，钻遇率最高可达91%，其中大于5 m的砂体钻遇率为40%左右;② 1，2，3，9小层砂体较好，钻遇率在70%～78%，大于5 m的砂体钻遇率为35%左右;③8小层砂体发育较差，钻遇率最低（图2）。

图2 苏35区块各砂组钻遇率示意图Fig.2 Drilling ratio of each sand unit in the Su53 Block

2）连井剖面分析

运用钻井资料进行井间砂体对比，是评价砂体井间连通性的一种有效方法［9］。研究中，选取控制程度最高的苏53—26～苏53—5～苏53—25～苏53～苏53—11井作了东西向砂体对比剖面，通过该剖面分析可知，垂直河道方向，纵向上砂体发育不均匀，盒8段各小层砂体发育，侧向上相互叠置，形成“砂包泥”的结构特征。其它小层砂体发育较差，呈透镜体状孤立分布，侧向连通性差，表现为“泥包砂”的结构特征（图3）。

通过砂体对比剖面观察，可见在沿河道展布方向上，砂体连通性较好，延伸规模大，且南部砂体发育厚度、规模都明显好于北部。

2.1.3 砂体厚度分布

从砂体分布、连井分析和沉积砂体地质建模统计资料分析，纵向上4，5，6，7小层砂体发育最好，累计厚度均在115～152 m之间，砂地比达到40%左右，单层厚度小于1 m的砂体分布率小于23%;1，2，3，9小层砂体累计厚度在74～88 m之间，砂地比为22% ～25%，厚度小于1 m的砂体分布占到28%～37%;8小层砂体发育最差，累计厚度在54 m，砂地比低于20%（图4）。

图3 苏53区块苏53－26井—苏53－11井气藏剖面Fig.3 Profile of gas reservoirs across Su 53－26 and Su 53－11 wells in the Su 53 Block

图4 苏53区块各砂层组砂体厚度分布频率Fig.4 Distribution frequency of sandstone thickness in the Su 53 Block

2.1.4 砂体平面展布特征

砂体总体呈南北方向展布，不同时期的砂体相互叠置，砂体较厚，平面上的分布具有北厚南薄、西厚东薄的特点。

1）山1段

山1段沉积期间，分流河道少且宽度窄，单层砂体砂体发育面积最小，仅占到全区的60%左右，7小层砂体发育规模较好。砂体连片分布，分流河道砂体厚度大部分在5～15 m之间，少数井砂厚大于20 m，主要分布在中北部苏53－2井、南部苏53、苏71、苏53－12井附近。

2）盒8段

盒8段水下分流河道砂体仍呈近南北方向展布，与山1段相比，河道网状化更为明显，多期分流河道砂岩相互叠置切割，形成连片的复合砂体。该时期单层砂体发育面积占到全区的80%。本区砂厚一般分布在10～30 m之间，其中，苏53－2井、苏53－10井、苏53井和苏72井附近的砂厚最为发育，砂体厚度超过了30 m（图5）。

2.1.5 平面渗透率非均质性评价

渗透率参数是评价储层渗透率的重要指标［10］。通过对全区25口井测井解释和试气资料统计，根据储层非均质性划分标准（表2），认为区块各层非均质性较严重，各层分布不均，给开发带来不利影响（表3）。

2.1.6 孔隙度、渗透率平面分布特征

通过物性参数三维模型平面分布图可看出，孔隙度及渗透率均表现出较强的非均质性，水下分流河道及砂坝沉积具有较好的孔隙度与渗透率，形成连片的相对高渗带（图6）。

2.2 储层层内非均质性

主要用来表征单砂体内部在垂向上储层性质的变化，是控制和影响一个单砂体层内垂向上注入剂波及厚度的关键地质因素［11］。

2.2.1 渗透率韵律类型

渗透率韵律分为正韵律、反韵律和复合韵律。根据岩心分析的岩性、粒度、物性数据，结合电测曲线以单砂体内渗透率最高段所在位置及其在垂向上的变化规律来确定渗透率类型。通过对研究区取心井的分析统计，确定该区目的层以复合韵律和正韵律为主，分别占到总统计层数的51%和35%。

1）渗透率正韵律型

该类渗透率韵律受反旋回沉积的影响，渗透率下好上差，从取心井测井解释分析结果反映出渗透率正韵律特征。

2）渗透率复合韵律型

该类渗透率韵律由于沉积序列的多变性，对砂－泥互层型沉积旋回在一个单砂体内多次出现渗透率高低变化［12］。

2.2.2 层内夹层分布特征

层内夹层指位于单砂层内部厚度小于2 m的非渗透层或低渗透层［13］。依据其成因类型结合岩电特征，研究区夹层主要发育泥质夹层和物性夹层两种类型。根据井间的对比分析，按厚度、大小、延伸范围将研究区夹层划分为以下类型。

图5 苏53区块盒8段砂岩厚度平面分布Fig.5 Areal distribution of sandstone thickness of the He 8 member in the Su 53 Block

表2 苏53区块储层非均质性划分标准Table 2 Standards for the division of reservoir heterogeneity in the Su 53 Block

表3 苏53区块测井解释评价砂体平面非均质性Table 3 Logging interpretation for the evaluation of horizontal heterogeneity of sandbodies in the Su53 Block

图6 苏53区块盒8段与山1段渗透率三维分布模型Fig.6 3D permeability distribution models for the 8thmember of the Shihezi Formation and the 1st member of the Shanxi Formation in the Su 53 Block

1）1～2 m厚夹层

本区这类夹层分布较多，主要表现井间范围内分隔单砂体或把单砂体在某一端分成两部分。可在较大规模上影响单砂体内渗流方向，尤其对垂向渗滤作用有较强的抑制作用。

2）0.1～1 m夹层

此类夹层在单砂体内普遍存在，主要岩性为泥岩。

通常采用夹层分布频率和夹层分布密度两个参数定量描述泥质夹层的分布［14］。苏53区块盒8段夹层具有层数多、差异大、分布不均一的特点;山1段夹层层数较少，但分布密度较高。研究区砂泥互层，层内夹层较发育，对流体流动起到隔层作用，增加了采气的难度（表4）。

2.2.3 层内非均质性评价

表征渗透率非均质程度的定量参数有渗透率变异系数、渗透率突进系数、渗透率级差、渗透率均质系数［15］。按照评价分类标准，由测井资料统计表可以看出（表5），盒8段和山1段层内非均质性都比较严重，总体来看，盒8下部层位内非均质性最强，盒8上部层位次之，山1段相对于盒8较弱。区块各层层内非均质性普遍较严重，而且分布不均，对开发带来不利影响。

表4 苏53区块夹层分布统计Table 4 Statistics of interbeds in the Su 53 Block

表5 苏53区块测井资料评价砂体层内非均质性Table 5 Logging interpretation for the evaluation of in-layer heterogeneity of sandbodies in the Su 53 Block

2.3 储层层间非均质性

层间非均质性是指某一单元内各砂层之间垂向岩性、物性等差异的总体研究，属于层系规模的储层描述。苏53区块盒8段、山1段沉积、构造相近，两套含气层系之间无明显隔层，属于同一温度、压力系统［16］。

2.3.1 层间非均质性基本参数

1）分层系数和砂岩系数

分层系数越大，层间非均质性愈严重。砂岩系数即砂地比，指剖面砂岩总厚度占地层总厚度的百分数［17］。数值越大，砂体越发育，连续性越好。由统计表可以看出，盒8段分层系数较大，平均砂岩厚度和砂岩系数也较山1段大，表明盒8的砂体较发育，层间非均质性也较强（表6）。

2）有效厚度系数

指含气层厚度与砂岩总厚度之比，能较好地反映气层的分布规律和气层非均质性的强弱［18］。通过对测井和试气解释资料综合分析，确定了苏53区块气层有效厚度评价划分标准（表7）。在此标准下，筛选了苏53区块气层有效厚度，分别统计了气层有效厚度、砂岩厚度和有效厚度系数范围，分析表明，苏53区块气层有效厚度系数分布不均，差异较大，总的来看，盒8的有效厚度系数为49.75%，比山1低，也进一步表明了盒8层间非均质性较山1严重。

表6 苏53区块分层系数和砂岩系数统计分析Table 6 Statistics of stratification coefficient and sand coefficient in teh Su 53 Block

表7 苏53区块气层有效厚度划分标准Table 7 Standards for the division of effective thickness of gas layers in the Su 53 Block

表8 苏53区块测井解释评价砂体层间非均质性Table 8 Logging interpretation for the evaluation of interlayer heterogeneity of sandbodies in the Su 53 Block

2.3.2 层间渗透率非均质评价

通过统计表可以看出，储层内单砂层之间物性差异明显，渗透率级差和层间变异系数都很高，表明储层层间非均质性较强（表8）。根据苏53区块岩心分析化验资料，山1段孔隙度、渗透率平均值分别为8.60%和0.53×10－3μm2。盒8段孔隙度和渗透率平均值分别为8.82%和0.87×10－3μm2。总体上看，盒8段的物性较好，但层间非均质性较强。

3 结论

1）从平面上看，盒8上段砂体最发育，在沿河道方向砂体连续性较好，而在垂直河道方向上河道砂更叠频繁，连续性较差，导致平面非均质性增强，砂体平面上的分布具有北厚南薄、西厚东薄的特点。总体研究表明，盒8和山1平面非均质性都较强。

2）层内非均质性研究认为，研究区目的层渗透率以正韵律和复合韵律为主。夹层分布广泛，主要为泥质夹层和物性夹层。参数分析表明，盒8段和山1段层内非均质性普遍严重，其中盒8下段非均质性最强。

3）通过层间非均质性参数的统计和分析，认为盒8段、山1段层间非均质性都较强，其中盒8下段砂体最发育，但层间非均质性也最严重。

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Macro heterogeneity of reservoirs in Sulige gasfield—a case study of the 8thmember of the Shihezi Formation and the 1stmember of the Shanxi Formation in the Su53 Block

Ye Chenglin1，Wang Guoyong1，He Kai1and Xu Zhongbo2

（1.Project Department of Sulige Gas Field，GWDC，Panjin，Liaoning124010，China;2.CNOOC Tianjin Company，Tianjin300452，China）

Sulige gas field，located at Sulige temple district in Ordos City，is a typical lithologic gas reservoir characterized by low porosity，low permeability and low abundance.In this paper，the distribution of sandbodies with relatively high permeability in the low permeability background is predicted and the relative gas enrichment zones are recognized in Su53 block.The reservoir heterogeneity is analyzed by using the logging and test data and combining with regional geological features.Meanwhile，3D geological modeling results and microscopic analysis data are integrated to predict the in-layer，horizontal and interlayer heterogeneities in the eighth member of Shihezi Formation and the first member of Shanxi Formation in Su53 Block，Sulige gas field.The results suggest that both their in-layer and interlayer heterogeneities are strong，and are stronger vertically than horizontally.Sand-bodies are highly developed in the upper part of the eighth member of Shihezi Formation.Their continuity is good along the channel but poor perpendicular to the channel，resulting in the strongest interlayer heterogeneity.Key words:interbed，sandbody，macro heterogeneity，reservoir，Su 53 Block，Sulige gasfield

TE121.1

A

0253－9985（2011）02－0236－09

2010－12－20。

叶成林（1982—），男，硕士，石油地质。

（编辑 董 立）