气水层测井识别方法在苏里格气田东南部盒8段应用

周银玲，闫昭圣

(西北大学 地质学系大陆动力学国家重点实验室，陕西 西安710069)

鄂尔多斯盆地伊陕斜坡中北部的苏里格气田，其含气层系为下石盒子组盒8段、山西组山1段及山2段，盒8为其主力含气层系。储层颜色主要为灰白色中一粗粒石英砂岩与中粗粒岩屑石英砂岩，储层物性变化很大，孔隙度在1.40%～19.96%，渗透率在(0.001 6～561)×10-3um2，区内气井无阻流量介于(0.18～120.16)×104m3/d之间，属于岩性圈闭定容弹性驱动的气藏［1-4］。众所周知，气层中的水是气田开发中的“大敌”，在开发前，如果能有效地识别储集层含水情况，则对气田开发非常有利［5］。基于气水层与测井曲线(自然电位、自然伽马、声波时差、电阻率等)之间的关系，及在曲线上的特点与反映，通过测井方法(重叠图技术和交会图技术)有效的识别出气水层，指导勘探开发。

1 区域地质概况

苏里格气田东南部地处内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗、陕西省榆林市榆阳区和靖边县境内，区域构造隶属于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡中北部，研究区石盒子组盒8段，发育大规模由北向南延伸的河流——三角洲沉积砂体，为天然气藏的形成提供了广阔的储积空间。其中盒8段辫状河三角洲平原沉积砂体的厚度一般为20～50 m，以粗粒沉积为主，砂层纵向多期叠置，横向连片分布，宽度为10～30 km，延伸数百公里以上。

苏里格地区大规模天然气勘探始于2000年，当年部署的苏6井在上古生界中二叠统石盒子组盒8段钻遇厚层含砾中粗粒石英砂岩气层。试气获得了无阻流量达120.167×104m3/d的高产工业气流［6］。按照“区域甩开探相带，整体解剖主砂体，集中评价高渗区”的大型岩性气藏勘探部署思路，高效、快速探明了苏里格大气田，并使之成为了当时中国陆上探明天然气储量最大的整装气田［7］，累计探明天然气地质储量达 5 336.52 ×108m3。

2 储层基本特征

苏东南地区盒8段岩石类型主要为岩屑石英砂岩和岩屑砂岩。岩石组分总体上表现为高岩屑、多石英、少量长石。其中盒8上、盒8下主要为岩屑砂岩和岩屑石英砂岩。盒8下较之盒8上，砂岩成分成熟度较高。不同类型沉积相中岩石颗粒粗细和矿物组成的差异及沉积构造特征，对应的测井响应特征也不同。据研究区所有孔隙结构压汞参数统计结果分析得出:苏里格气田东南部盒8段储层孔隙结构总体具有“大孔隙、小喉道、微裂缝不发育、孔喉连通性差”的特点。因此，苏里格气田东南部为典型的低孔、低渗储层，微观非均质性强烈。

储层岩性、物性、含气性之间既存在内在联系又相互制约。岩石颗粒粗细、分选好坏、粒度纵向变化特征以及泥质含量、胶结类型等都直接影响着储层物性的变化。储层测井曲线(如自然电位、自然伽马、感应电阻率、声波时差等)是岩性(岩石类型、泥质含量等)、物性(孔隙度、渗透率等)、含气性(含气饱和度、束缚水饱和度等)四性关系的综合反映。

研究区盒8段沉积条件复杂、成岩作用强烈的特征决定了其具有低孔、低渗的特点，储层物性受多种因素控制，是典型的岩性油气藏。在低孔低渗储层评价中，“四性”关系研究显得尤为重要，只有搞清“四性”关系之间的内在联系和变化规律，掌握气层“四性”关系特点，才能比较准确的识别气层、水层。密度测井对含气性反映较灵敏，含气部位呈明显的密度测井低值特征。一般气层密度值小于2.4(g/cm3);致密层密度约2.6(g/cm3)以上;含气后，声波时差明显增大，甚至出现“周波跳跃”现象(图1)。

图1 S1井盒8含气性与测井响应

3 气层识别方法研究

3.1 重叠图技术

重叠图是单井气层快速直观显示的一种较为有效的方法，本次研究中主要采取视自然电位—自然电位、声波时差—深侧向电阻率重叠图技术结合声波时差—自然电位重叠图技术进行气、水层的快速识别。

3.1.1 视自然电位—自然电位重叠法

该方法又称之为径向电阻率法与自然电位曲线重叠法，原理是原状地层与冲洗带含水饱和度之间的差别，正好反映了储层可动烃的数量。

3.1.2 声波时差(英制)—深感应电阻率重叠法

声波时差(英制)一深感应电阻率重叠法最初是由Passey提出来，用于识别和评价烃源岩的生油能力。其原理是较好的生油岩一般在测井曲线上表现为较高的声波时差和高电阻的特征，故其反向重叠后可表现为“镜像”增大的特征，曲线“反向”处理是测井解释中一种放大有效信息的数据处理方法。由于较好储层一般也具有较高声波时差，且在含气后也具有电阻率增大特征，因此，可以借这种方法来识别气层。

3.1.3 声波时差—自然电位重叠法

利用自然电位曲线与声波时差曲线重叠图法能够有效识别地层渗透性。将自然电位曲线与声波时差曲线在泥岩部位进行叠合，作为基线，确定基线后，根据两条曲线之间的间距大小来判断地层的渗透性。

从上图2中可以看出，在取心资料分析反映为渗透性地层的部位，声波时差和自然电位曲线重叠图具有明显的幅度差，并且，渗透性越好，幅度差就越大。含气后，电阻率增大，则深侧向和声波时差曲线重叠图具有明显幅度差，并且在视自然电位和自然电位曲线重叠图上，也具有明显幅度差。通过上述处理，可以初步定性识别含气层段。

在含水部位，测井曲线重叠图特征为:声波时差和自然电位重叠图存在明显幅度差，视自然电位和自然电位重叠图无幅度差或幅度差较小、深侧向和声波时差重叠图无幅度差。ρ/Δt2曲线一般为相对高值(图3)。

图2 S2井测井曲线重叠图法识别盒8储层

图3 S6井测井曲线重叠图法识别盒8水层

3.2 交会图技术

同一含气区其储层特征往往具有相同的特征，因此，多井对比分析，也是气层识别的一种有效方法。而交会图技术是测井资料处理与解释中一种常用的多井对比方法。本次研究工作中主要采用声波时差与电阻率交会图、自然伽马与声波时差交会图以及三孔隙度交会图技术，对储层流体进行识别。

图4 研究区试气井盒8声波时差-电阻率交会图

首先，将研究区23口井盒8试气段的108个资料点进行声波时差与电阻率交会，从图4中可以看出，大部分气层和干层可以被有效区分出来，但是低产气层不能被识别，也就是说还有部分干层与低产气层分布区相混合，部分气层也与低产气层分布区也相混合。

第二，考虑岩性的影响，增加可以反映岩性特征的Pe指数和自然伽马两个测井参数，来对干层与低产气层混合区、气层与低产气层、气水层混合区进行识别，以期将混合区内不同属性的储层加以区分(图5、6、7、8)。图5、6反映可以有效识别出干层，图7、8反映低产气层和气层尚未被有效识别。

图5 干层与低产气层混合区Pe-△t交会图

图6 干层与低产气层混合区GR-△t交会图

图7 气层与低产气层混合区Pe-△t交会图

第三，考虑三孔隙度测井对含气性的响应，采用补偿中子-声波时差、补偿中子-密度交会图，图9、10反映出虽然补偿中子-声波时差交会图不能很好区分气层和低产气层、气水层，但是补偿中子-补偿密度交会图中只有一个气层、一个气水层没有被识别出来，图版综合识别精度达98%。因此，通过运用各种不同的测井参数进行交会，就可以对未试气井段的含气性做出初步判断。

图8 气层与低产气层混合区GR-△t交会图

图9 气层与低产气层混合区补偿中子-声波时差交会图

图10 气层与低产气层混合区补偿中子-补偿密度交会图

4 结语

通过气测曲线形态分析可有效识别储集层的含气水性，水层的测井响应特征表现为:高中子孔隙度、高密度、低电阻率与高声波的特点;气层的测井响应特征主要表现为低中子孔隙度、高声波时差、低密度、高电阻率。岩性越粗，物性越好，电性反映好(自然伽马低值，自然电位负异常，井径缩径，声波时差大，密度小，中子小)，含气级别越高;反之，岩性越细，物性越差，电性反映变为差储层甚至非储层(泥岩)的反映，含气级别越低。在同等条件下，储层厚度越大，气产量越高。

根据试气资料及测井对应分析可知，利用自然电位—视自然电位、声波时差—深侧向电阻率重 叠图技术，并结合声波时差—自然电位重叠图技术可以进行气、水层快速识别。含气后，深侧向和声波时差曲线重叠图具有明显幅度差，并且在视自然电位和自然电位曲线重叠图上也具有明显幅度差。采用声波时差与电阻率、自然伽马与声波时差及三孔隙度交会图技术，对储层流体进行识别，图版综合识别精度达98%。

［1］王允诚，宋焕荣，胡远来，等.鄂尔多斯盆地苏里格气田盒8气藏地层水的成因研究［R］.成都:成都理工大学档案馆.2006.

［2］赵文智，汪泽成，朱怡翔，等.鄂尔多斯盆地苏里格气田低效气藏的形成机理［J］.石油学报.2005，26(5):5—9.

［3］杨华，张军.鄂尔多斯盆地古生界含气系统特征［J］.天然气工业.2000，20(6):7—11.

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［5］夏育新，王志峰，张丛秀，等.苏里格气田储集层含水性分析及识别方法研究［J］.录井工程.2010，21(1):29-34.

［6］杨华，魏新善.鄂尔多斯盆地苏里格地区天然气勘探新进展［J］.天然气工业.2007，27(12):6-11.

［7］胡文瑞.长庆油田油气勘探开发新技术［M］.北京:石油工业出版社.2002:3-16.