鄂西渝东JZ1井志留系致密砂岩气层解释

荣延善，沈金才

（1.中国石化江汉石油管理局测录井工程公司，湖北 潜江433123；2.中国石化江汉油田分公司天然气勘探开发处，湖北 潜江433124）

致密砂岩气是指孔隙度低、渗透率低、天然气在其中流动缓慢的砂岩层中的非常规天然气。中国石化在鄂西渝东区部署的JX1、JXX－1、JZ1等井均在志留系发现非常规致密砂岩储层，其中专门针对志留系部署，为获得区域致密砂岩储层参数特征、整体评价志留系致密砂岩气藏潜力的JZ1井，获稳定工业气流，是中国南方志留系第一口投入正规开发的非常规致密砂岩气井。

1 区域地质概况

鄂西渝东区是中国南方志留系天然气勘探较有利的区域，志留系埋深一般在3 000 m～5 000 m。JZ1井位于该区某构造南高点附近，该构造是一个保存完整的膝状背斜（见图1）。

图1 JZ1井所处构造示意图

2 气显示特征

鄂西渝东区志留系是一个十分独特的层系。它是在扬子陆块稳定的以碳酸盐岩为主体的台地区，广泛发育的一套厚度巨大的碎屑岩系，具有自生、自储、自盖特征。志留系下、中统各组致密砂岩层中见有气显示。

2.1 岩性特征

JZ1井自井深4 161 m钻入中志留统韩家店组，于5 013 m的下志留统龙马溪组完钻，共钻遇致密砂岩显示17.8 m／7层，其中显示最好的两个气层位于井深4 850 m～4 950 m的下志留统小河坝组小一段。含气储层岩性主要以灰色粉砂岩为主，间夹薄层状砂质泥岩，薄片鉴定成分以石英为主，含量超过80%；石英砂质结构；胶结方式以镶嵌式为主；岩性致密、坚硬。

2.2 物性特征

鄂西渝东区志留系致密砂岩层基岩常规孔隙度、渗透率值均较低。据JZ1井岩心样品资料统计，单块样品孔隙度介于0.39%～0.91%、平均值为0.51%，渗透率介于0.006 md～0.035 md、平均为0.02 md，总体而言，储层物性差，属于典型的极低孔、低渗致密砂岩储层，其孔、渗性已低于常规储层下限，属于“非常规”范畴。取心证实，局部含气砂岩段发育有石英半充填的高角度缝，可以有效提升储层的整体渗透性。

2.3 含气性特征

致密砂岩气层与其他类型含气储层相似，在钻探过程中普遍具有气显示特征，存在钻时值降低、气测值升高、钻井液槽面上升、气侵及后效气侵明显等录井现象。

JZ1井实钻至下志留统小河坝组井深4 862 m后，录井发现气显示，在密度1.21g／m3的钻井液柱压力下，钻开后气测全烃由基值0.19%上升到2.44%，C1值升至1.73%，全烃峰整体形态呈气层“梯形峰”形态，且持续性明显（见图2）。

图2 JZ1井志留系致密砂岩气层综合图

继续钻至井深4 939 m后，再次发现气显示，在密度1.19 g／m3的钻井液柱压力下，钻开该层，气测全烃由基值1.24% 上升，最大升至99.90%，C1值最大升至92.30%，全烃峰整体形态呈“三角峰”形态，且持续性明显（图2），关井节流循环放喷口点火可燃，焰高1 m～2 m。

该井钻开小河坝组气层至下套管固井前共测后效3次，每次下钻到底均有明显的后效异常并伴随气浸，槽面可观察到针孔状气泡，密集排列呈片状展布，钻井液密度有明显下降，粘度上升，后效全烃最大值达99.9%，后效气样可燃，火焰呈淡蓝色，具有典型的气层录井后效特征。

2.4 地层压力

JZ1井实钻过程中，通过录井DC指数法回归计算，志留系地层压力系数在1.01～1.37之间，其中井深4 918 m以上为正常压力梯度，无明显的异常高压，4 862.0 m～4 868.0 m为常压段。井段4 918 m～5 013 m地层呈现异常高压特征，压力梯度平均在1.35左右，4 938.0 m～4 946.0 m为异常高压段。

2.5 电性特征

志留系小河坝组井段4 862.0 m～4 868.0 m，测井地层深侧向电阻率75.5Ω.m，声波时差195μs／m，岩性密度2.66 g／c m3；偶极声波测井中斯通利波、斯通利波能量及流动能量指数指示有裂缝发育，波形各向异性明显；电成像测井可见明显的斜缝，反映该段地层具有一定的裂缝储集空间及含气性；志留系小河坝组小一段4 938.0 m～4 946.0 m，测井深侧向电阻率38.8Ω.m，声波时差195μs／m，岩性密度2.65 g／c m3；偶极声波测井中斯通利波、斯通利波能量及流动能量指数指示有裂缝发育，单级波形具有明显差异，波形各向异性明显；电成像测井亦可见明显的X形剪切缝；地层倾角测井各波形也具有明显差异。反映该段地层也具有一定的裂缝储集空间及含气性。

3 致密砂岩气层解释

JZ1井所钻遇的志留系小河坝组气层具有非常规致密砂岩气特征。该砂体横向分布范围广，在同构造直线距离15 k m外的JXX－1仍可追踪对比；JZ1井位于构造轴部的靠近小断层部位，且储层岩石中脆性矿物成分含量高，在局部地质应力作用下易形成张性裂缝，虽然基岩致密、渗透性较差，但在裂缝的有效沟通下，仍有可能形成储气空间。

由于国内尚无统一的非常规致密气解释标准，笔者使用钻时比值－烃对比系数图版对显示段进行解释。JZ1井实钻至井深4 938 m后，钻时由上部泥岩盖层段平均50.0 min／m最低降至19.0 min／m，钻时降低幅度较明显，将上部盖层钻时与显示层钻时之比作为钻时比值Kc，反映地层的储集性；全烃含量由基值1.24% 最大升至99.90%，将显示段全烃值与基值之比作为烃对比系数RoPn／s，反映地层的含气性。利用区域构造的钻时比值－烃对比系数交会图版进行解释，发现井段4 938 m～4 946 m显示段绝大多数投点落在气层区（见图3），故4 938 m～4 946 m综合解释为气层。

图3 JN 构造钻时比值与烃对比系数解释评价图版

JZ1井完井后对4 938 m～4 946 m气层进行加砂压裂改造，在油压13.8 MPJZ1，套压9.3 MPJZ1，上流压力13.7 MPJZ1，下流压力1.6 MPJZ1条件下，瞬时产量2.0×104m3／d，解释获得成功，获工业气流后没有再对4 862 m～4 868 m气层进行试气。

2011年JZ1井全年试采过程中，单采4 938.0 m～4 946.0 m气层，日产气在0.6×104m3／d～1.0×104m3／d左右，生产稳定，截至2011年底累计产气超过100×104m3；该井生产过程中曾短时间关井，压力恢复快，试采生产动态显示致密砂岩气层能量充沛，可在较长时间内实现稳产。

4 结束语

鄂西渝东区志留系致密砂岩段发现良好录井显示，并已有工业气流井，具有一定的非常规勘探开发潜力。区域上石柱复向斜北部由于抬升较剧烈，志留系埋深相对较浅，是致密砂岩气勘探及规模开发的有利区带。建议继续加强区域地震资料研究，在靠近构造轴部或小断层附近裂缝发育带部署水平井，井眼尽可能多穿越气层，以提高志留系致密砂岩气藏的开发效益。

［1］关德师，牛嘉玉.中国非常规油气地质［M］.北京：石油工业出版社，1995：60－85.

［2］姜振学，林世国，庞雄奇，等.两种类类型致密砂岩气藏对比［J］.石油试验地质，2006，28（03）：210－213.

［3］肖开华.中国南方志留系油气地质特征与勘探方向［J］.天然气工业，2009，29（11）：1－4.

［4］宋文海.川东南下志留统小河坝砂岩含气地质条件论述－一个未来的勘探区块［J］.天然气勘探与开发，1998，21（02）：1－5.

［5］肖开华，李双建，汪新伟，等.中、上扬子志留系成藏特点与勘探前景［J］.石油与天然气地质，2008，29（05）：589－596.

［6］曾大乾，李淑贞.中国低渗透砂岩储层类型及地质特征［J］.石油学报，1994，15（01）：38－45.

［7］曾大乾，张世民，卢立泽.低渗透致密砂岩气藏裂缝类型及特征［J］.石油学报，2003，24（04）：36－39.