超深层礁滩岩性气藏中高产井成因分析——以川东北元坝地区长兴组礁滩相储层为例

范小军

(中国石油化工股份有限公司 勘探南方分公司 勘探研究院，成都 610041)

超深层礁滩岩性气藏中高产井成因分析
——以川东北元坝地区长兴组礁滩相储层为例

范小军

(中国石油化工股份有限公司 勘探南方分公司 勘探研究院，成都 610041)

元坝地区长兴组气田自2007年勘探突破以来，截至目前已有多口井获日产超百万方高产工业气流，成为我国目前最深的以台地边缘礁滩相储层为主的大型礁滩岩性气田，勘探形势整体较好。为进一步明确其油气高产富集的控制因素，采用地质、测井及物探相结合的综合研究方法，指出优质储层发育是元坝长兴组获高产的主控因素和物质基础，同时输导体系特征、构造与优质储层发育的良好匹配共同控制了油气聚集及再分配，分析认为元坝地区西北部礁带区为元坝长兴组最有利的油气富集区，研究成果对下步挖掘研究区潜在有利勘探区或层系及扩大勘探成果有重要现实意义。

成因分析；高产井；礁滩相储层；长兴组；元坝地区；川东北

元坝地区位于四川盆地三级构造九龙山背斜构造带东南侧、通南巴背斜构造带西南侧、川中平缓构造带北部的衔接部位，受3个构造的遮挡，主要为一大型礁滩岩性气藏，发育台地边缘礁滩相沉积[1-15]。经数年勘探，对碳酸盐岩天然气勘探不断深入[10]，目前作为其主要产层的长兴组的研究也就越来越受到重视，多口井相继获得日产超百万方高产工业气流，且长兴组气藏属于高含硫、超深层、低孔渗碳酸盐岩气藏[16-17]，进一步证实了元坝长兴组重要的勘探开发和研究价值。

1 分布特征

截至目前，元坝地区长兴组台缘礁滩相测试获工业气流井20口左右，其中近10口井获日产超百万方高产工业气流，勘探形势整体较好。从高产井的平面分布来看，所有的高产井都分布在北西—南东向展布的台地边缘生物礁带上，其中在元坝地区西北部的③、④号礁带分布尤为集中，而东边的①、②号礁带主要为中低产工业气流井，高产井分布相对分散(图1)；纵向上，自上而下长兴组高产井主要分布在长二段生物礁储层，长一段浅滩储层高产井相对较少。

图1 川东北元坝地区长兴组礁滩相储层高产井位置分布

2 控制因素

元坝地区长兴组地层埋深6～7 km，比邻区普光大气田深1 000多米，孔隙度较普光低，总体以Ⅱ、Ⅲ类储层为主，然而多口井试获日产超百万方高产工业气流，那么油气如此富集的本质原因是什么？通过对新老工业气流井的精细对比分析指出，高产富集的控制因素主要包括以下几个方面。

2.1优质储层的发育

2.1.1 共性

生物礁自下而上常由礁基、礁核及礁盖3部分组成，横向上形态呈两侧不对称向上突起的丘状体，垂直生物礁方向可划分为礁前、礁顶、礁坪、礁后等单元。通过对元坝地区完钻井岩心物性分析表明，元坝长兴组礁滩相储层总体以Ⅱ类(5%≤φ≤10%)和Ⅲ类(2%≤φ<5%)储层为主，其中礁带发育生物礁优质储层，尤其是西北部③、④号礁带Ⅰ类(φ>10%)和Ⅱ类(5%≤φ≤10%)储层较发育(图2)。结合垂直于礁带方向典型高产井地震叠加剖面和实钻井特征分析，高产井基本上都钻遇了礁顶、礁坪优质储层发育的有利部位，从生物礁的纵向组成来看主要是钻遇了礁盖储层。以P井为例(图1)，P井长兴组实钻至礁前位置，礁盖储层厚42.9m；侧钻至礁坪、礁顶位置，连续礁盖白云岩储层段厚达127 m，储层明显变好，测试也获得高产工业气流，进一步证实了礁顶、礁坪位置是优质储层发育的有利部位。分析认为生物礁的礁坪、礁顶位置有利于高能生屑滩的堆积及后期云化、溶蚀作用，使得优质储层发育。

图2 川东北元坝地区长兴组垂直礁带地震叠加剖面

2.1.2 差异性

通过对元坝地区所有高产井的精细分析发现，虽同样发育优质储层，但储层类型有所差异，主要表现为以下2种类型：

(1)储层厚度大，物性好的储层

N井18块样品物性分析显示，岩性主要为深灰色溶孔白云岩，孔隙度最大18.01%，最小4.83%，平均10.36%；渗透率最大185.924×10-3μm2，最小0.002 8×10-3μm2，平均23.49×10-3μm2。测井解释N井礁盖储层厚122.2 m(表1)，储层厚度大，其中Ⅰ类储层达13.5 m，储层总体上优质程度较高，为典型的生物礁优质储层；测试也获得了日产超百万方高产工业气流，有力地证实了优质储层对油气的捕获力很强，油气富集程度很高。

从储层厚度与测试产量关系上看(表1)，礁盖优质储层特别是Ⅰ类储层的厚度与测试产量密切相关，日产超百万方高产井的礁盖储层平均厚度基本上都大于80 m，Ⅰ类储层厚度都在5 m以上，所占百分数在5%以上，Ⅱ、Ⅲ类储层较发育，其储层平均厚度50 m以上，所占百分数在50%以上；再从高产井与中产井的孔喉特征分析，两者孔喉级别都达中孔细喉(30%≤类平均孔径≤60%,0.024 μm≤饱和度中值喉道半径<0.2 μm)以上，其中高产井更是以大孔粗喉(类平均孔径>60%,饱和度中值喉道半径>1 μm)为主，储集空间类型好，储层优质程度高(图3)。

表1 川东北元坝地区长兴组台地边缘礁盖储层厚度与测试产量关系

在明确了储层厚度与产能大小关系的基础上，选用孔隙度参数(φ)，对储层物性与产能大小之间进行回归分析，建立了相应的回归方程(图4)，同时结合各井实际的测试产量，一定程度上明确了二者的定量关系。其中Ⅰ类储层产能大于等于130×104m3/d；Ⅱ类储层产能为(60～130)×104m3/d；Ⅲ类储层产能为(0～60)×104m3/d[10]。

(2)储层厚度相对较薄，但储集空间类型好的储层

L、U、M、N、O井发育礁盖白云岩储层，储层厚度大(表1)，白云石晶间(溶)孔发育，储层物性好，测试产量高易理解；而T井储层薄(表1)，且第二期生物礁发育时期，T井区沦为局限环境，没有发育储层，那么是什么控制其高产呢？分析认为与储集空间类型好有关。T井岩心观察可以看到非常发育的生物溶蚀孔、生物体腔孔、洞，且未被充填、胶结，孔洞保存完整，且这些孔洞呈小圆柱状错落交织，形成一个完善的输导体系，极大的改善了储、渗性能。这些易溶生物体腔溶孔形成后，由于有生物格架的保护，孔隙得以保存，在后期垂向裂缝的沟通下，能形成非常好的网状输导体系。同时Ⅰ类优质储层达7 m以上(表1)，而这几米厚的优质储层正是生物体腔孔发育处。再从T井测试段储层压汞特征分析，该井Ⅰ类储层发育，毛细管压力曲线表现出明显的粗歪度，分选较好，排驱压力、中值压力较低，此类储层一般具有较低的门槛压力，其门槛压力一般小于1 MPa，最大进汞饱和度一般在90%以上[10]；此外，中孔细喉级别以上占72.7%，其中大孔粗喉占36.4%，孔喉级别较高，储集空间类型好，从而很好的解释了其高产的原因(图5)。

图3 川东北元坝地区长兴组高产井与中产井孔喉组合类型对比

图4 川东北元坝地区长兴组储层物性与产能关系

图5 川东北元坝地区T井储层毛细管压力曲线

2.1.3 成因机制

分析优质储层发育的原因发现，其发育程度主要受沉积相、早期大气淡水溶蚀、浅埋白云石化、破裂作用、烃类充注及深埋溶蚀等因素的控制。沉积相是优质储层发育的基础，早期大气淡水溶蚀、浅埋白云石化是优质储层的发育关键，破裂作用及深埋溶蚀进一步提高了储集性能。由于储层均位于高位体系域，主要对应海退期，古地貌高点往往易发生暴露溶蚀，利于早期孔隙的形成。且这些礁体一直位于台地边缘的前缘，水动力作用强，沉积时亮晶胶结，利于早期白云石化和早期孔隙的形成；而早期孔隙的形成又有利于烃类充注，为晚期溶蚀奠定了基础。在后期溶蚀、破裂等建设性成岩作用下形成优质储层[18]。

图 6 川东北元坝地区长兴组高产井岩心及铸体薄片照片

图7 川东北元坝地区长兴组礁滩储层孔渗关系

2.2有效的输导体系

2.2.1 输导体类型

通过大量岩心、薄片的观察分析，元坝长兴组的输导体主要由白云岩、云质灰岩储集体与裂缝构成(图6)。根据储层段岩心物性的统计分析(图7)，样品点的渗透率值存在较多异常高值，分析认为与裂缝的发育情况有关。再结合成像测井来看(图8)，长兴组礁盖储层成像测井动态图像表现为块状、杂乱、裂缝及孔、洞特征，高陡缝发育，水平缝次之；动态图像的色级以暗黄褐色为主，少部分为亮白色，色级变化范围较宽，但总体上色级以暗色段为主[10]，故岩性较疏松，物性较好，总体上裂缝与孔隙呈网状交错配置。

2.2.2 输导模式

由前述分析知，元坝长兴组白云岩储层孔隙类型以晶间(溶蚀)孔、洞为主，裂缝发育(图6～8)，故元坝长兴组高产井输导模式属于优质储层加裂缝的立体输导模式。高陡构造缝除与有效孔隙结合起来作为有效储集空间外，还可起到沟通烃源岩与储层以及连接上下储层的通道作用；水平缝、压溶缝及溶蚀缝与有效孔隙配置同样可以构建有效储集空间和起到油气的侧向输导作用，有利于油气的连片分布[1]；缝—孔配置总体表现为裂缝与有效孔隙网状交错配置，同时还可形成网状交错立体输导体系，利于油气的高效汇聚(图9)。

图8 川东北元坝地区M井长兴组FMI成像测井资料

2.3构造与优质储层发育的良好匹配

对元坝地区Ⅰ、Ⅱ区块典型取心井长兴组沥青含量进行系统统计分析表明，均有沥青分布，Ⅱ区块西北部L井区沥青含量明显高于Ⅰ区块东部Q、D井区。分析认为早期存在古油藏，在油藏阶段Ⅱ区块礁带处于构造高点，且发育优质储层，故油藏规模、充满度高于Ⅰ区块。为证实这一观点，对元坝及邻区的烃源岩演化史、构造演化史及油气充注史进行研究发现[19-20]，长兴组原油发生了2期原油充注。第一期时间为200～185 Ma(晚三叠—早侏罗世)；第二期时间为181～175 Ma(早侏罗世)。印支末期(200 Ma)，长兴组下伏吴家坪组烃源岩Ro值达到了0.5%，进入生油门限，早侏罗世古油藏形成。由于Ⅱ区块L井区优质储层发育，利于油气富集，后期经埋藏作用，原油从晚侏罗世开始裂解形成古气藏，一直到晚白垩世，裂解完成。整个构造演化过程基本上继承了构造平缓的特征，但是中晚白垩世以来，元坝西北部L井区发生了较明显的隆升，使得储层向南倾，此时天然气以白云岩、云质灰岩储集体加裂缝的输导模式进行二次运移，加上保存条件较好(上覆几百米厚的嘉陵江—雷口坡组膏盐盖层)，从而形成现今的气藏(图9)。

图9 川东北元坝地区长兴组气藏成藏模式

在前述研究的基础上，再利用振幅、频率、波阻抗等多种属性开展信息融合处理，预测了长兴组高产富集带主要是沿生物礁相带展布，其中元坝地区西北部为最有利的油气高产富集区。

3 结论

(1)元坝地区长兴组发育的台地边缘礁滩相优质储层是其获高产的主控因素和物质基础。

(2)元坝地区长兴组优质储层与裂缝构建的有效储集空间和立体输导体系是储层产能提高的重要保障。

(3)构造与优质储层发育的良好匹配共同控制了油气聚集及再分配，分析认为元坝地区Ⅱ区块礁带可能位于古油藏中心，油气富集程度远高于Ⅰ区块，更易获得高产。

(4)元坝地区西北部礁带区位于高点位置，发育礁盖白云岩优质储层，且裂缝、溶蚀孔、洞较发育，裂缝与孔隙呈网状交错配置，缝—孔配置较好。结合预测的长兴组高产富集带分布范围，综合分析认为元坝地区西北部礁带区为长兴组最有利的油气富集区。

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(编辑黄 娟)

Geneticanalysisofhigh-yieldwellsofultra-deepreef-shoallithologicgasreservoirs: A case study of reef-shoal facies reservoirs in Changxing Formation, Yuanba area, northeastern Sichuan Basin

Fan Xiaojun

(ResearchInstituteofSINOPECExplorationSouthernCompany,Chengdu,Sichuan610041,China)

Since the exploration breakthrough of year 2007, over 1 million m3of industrial gas flows have been obtained from the Changxing Formation in the Yuanba area, and it is the deepest reef-shoal lithologic gas field in China which mainly develops reef-shoal facies reservoir in platform margin. To further clarify the controlling factors of natural gas enrichment, through the comprehensive research on geology, well logging and geophysics, it is pointed out that the high-quality reservoir development is the major controlling factor and material basis for the high yields of the Changxing Formation in the Yuanba area. Meanwhile, passage system features and the perfect match between structure and favorable reservoir control hydrocarbon accumulation and redistribution. Reef zones in the northwestern Yuanba area are most favorable for hydrocarbon accumulation. The research results have important practical significances for finding potential areas or strata and expanding exploration.

genetic analysis; high-yield well; reef-shoal facies reservoir; Changxing Formation; Yuanba area; northeastern Sichuan Basin

1001-6112(2014)01-0070-07

10.11781/sysydz201401070

2012-11-07；

：2013-12-06。

范小军(1982—)，男，硕士，工程师，从事油气地质勘探生产与研究工作。E-mail: york111888@126.com。

中石化重点项目“元坝地区长兴组和飞仙关组储层描述与预测”(P09024)部分研究成果。

TE122.3+22

：A