鄂尔多斯盆地延长气田储层压力特征与含气性关系

鄂尔多斯盆地延长气田储层压力特征与含气性关系

刘宝平

(延长石油(集团)油气勘探公司采气一厂，陕西延安716000)

摘要：通过对延长气田上古生界主力气层试气资料详细分析，认为研究区主要存在两种类型气藏，二叠系山西组和石盒子组盒8段是强负压和负压为主的气藏，石炭系本溪组是负压和常压为主的气藏。此外，山西组山2段和本溪组局部存在弱超压和超压现象；储层压力特征与气井产能、产水量、流体性质等有一定的关系，从强负压→负压→常压，随着压力系数的增加，气井产能和产水量都在增加，而天然气组分中重烃含量减少，二氧化碳含量明显增加，甲烷含量有减少的趋势。

关键词：鄂尔多斯盆地；延长气田；储层压力；产能；流体性质

中图分类号：TE112.23

文献标识码：A

文章编号：1004-602X(2015)01-0074-04

收稿日期：2014-12-20

基金项目：国家科技重大专项课题(2011ZX05010-001)；陕西省高水平大学建设专项资金资助项目(2013SXTS03)；延安大学专项科研基金项目(YDK2012-1)资助

作者简介：刘宝平(1971—)，男，陕西延安人，陕西延长石油(集团)油气勘探公司高级工程师。

Abstract：Through the analysis of the well testing dates of the upper Paleozoic gas reservoir in Yanchang filed, it is concluded that the existence of two types of gas reservoirs,one is a strong negative pressure to negative pressure one,another kind is negative pressure to normal pressure one.The former mainly gassy formations are Permian Shanxi Formation and He 8 Formation,the latter is Carboniferous Benxi formation. Reservoir pressure and gas production,water production,fluid properties,also have a certain relationship,from the strong negative pressure and negative pressure to normal pressure,with the increasing of pressure coefficient, the productivity of gas and water also increase,and in the composition of natural gas the heavy hydrocarbon content decreases, content of carbon dioxide increases significantly,the methane content has a tecdency to reduce.

自上世纪90年代中期以来，在鄂尔多斯盆地北部上古生界陆续发现了苏里格庙、乌审旗、靖边、榆林、大牛地等多个探明储量超千亿方大型气田。多年的勘探开发证实，这些气田都具有“低孔、低渗、低压、低产”四低的特征，其中异常低压与天然气成藏之间的关系备受关注，许多学者对盆地异常压力特征及形成机制与天然气运移、聚集、成藏等关系做了大量的研究[1-8]。笔者以延长气田为例，分析储层异常压力的分布特征与储层物性、气井产能、流体性质之间关系。

延长气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部(图1)，行政区划上隶属于延安地区。延长气田主要含气层位为上古生界石炭系本溪组，二叠系山西组山2段、山1段及石盒子组盒8段。

1地层压力分类标准

地层压力又叫孔隙流体压力，在正常压实条件下，地层压力一般用等深度的静水柱压力来表示，正常地层压力就是指从地表到目的层中部的静水柱压力，但由于地下诸多因素的影响，地层压力往往不等于静水柱的压力，通常把偏离静水柱压力的地层孔隙流体压力称之为异常地层压力。为了描述沉积盆地的地下压力状态，需要对地层压力偏离静水柱压力的幅度进行划分，即压力分类。国内外学者普遍采用压力系数(实测地层压力与同深度静水压力的比值)进行划分(表1)。由于现今研究区地层压力系数差异较大，在0.367～1.44之间，所以本文采用郝芳分类方案。

2延长气田储层压力特征

2.1　压力类型

根据收集的324个层段试气数据，延长气田上古生界石炭系本溪组—二叠系石盒子组盒8段储层压力系数小于0.8占51.2%，0.8～0.96占34.3%，0.96～1.06占11.1%，1.06～1.27仅占2.8%，总体以强负压和负压为主。

表1　地层压力分类方案 [9]

由于埋深不一样，不同层位，压力类型有所差异(图2)。石盒子组盒8段压力系数0.367~0.958之间，平均压力系数0.729，其中小于0.8占71.4%，0.8～0.96占28.6%，表现为强负压和负压；山西组山1段压力系数0.589~0.973之间，平均压力系数0.812，其中小于0.8占42.5%，0.8～0.96占52.5%，0.96～1.06占5%，表现为强负压和负压，少量为常压；山西组山2段压力系数0.508~1.44之间，平均压力系数0.771，其中小于0.8占74.8%，0.8～0.96占20%，0.96～1.06占3%，表现为强负压和负压，极少量为常压，个别为弱超压和超压；本溪组压力系数0.473~1.177之间，平均压力系数0.904，其中小于0.8占17%，0.8～0.96占46%，0.96～1.06占30%，1.06～1.27占7%，表现为负压和常压，其次为强负压，少量为弱超压。整体来说，本溪组压力系数最高，本溪组和山2段个别表现为弱超压和超压，盒8段最低。

图2　延长气田储层压力系数分布频率图

2.2　压力与深度的关系

延长气田石盒子组盒8段气层中部埋深2168~2976 m，平均埋深2542 m，压力在10.206~27.523 MPa之间，平均压力18.8 MPa；山西组山1段气层中部埋深2128~3121 m，平均埋深2562 m，压力在14.35~28.551 MPa之间，平均压力20.761 MPa；山西组山2段气层中部埋深2380~3580 m，平均埋深2734 m，压力在14.418~31.806 MPa之间，平均压力20.9 MPa；本溪组埋深1944~3686 m，平均埋深2756 m，压力在12.034~31.501 MPa之间，平均压力24.802 MPa。一般来说，随着埋深的增加，压力也随着增加，但是从延长气田储层压力与深度关系(图3)来看，位于静水压力趋势线以上的压力点(对应层位主要为本溪组和山2段)并不是埋深最大的位置，相反埋深越大，其压力值(对应层位主要为山1和盒8)偏离静水压力趋势线越远，可见延长气田各气层段并非一个压力系统，山2和本溪组在海拔-1300～-1800 m深度段出现异常高压，这是由于纵向上存在多个岩性封隔层造成的，研究区本溪组顶部发育煤层且其上部太原组为一套稳定的灰岩沉积，是区域性封隔层，山2段也发育有多套煤层，另外，本溪组和山2段暗色泥岩及含煤层系是主力烃源岩，生烃增压作用对压力的异常有很大的影响，而山1和盒8段远离主力生烃层系且不存在类似分布稳定封隔层，因此在地质历史中因流体散失而造成生烃增压作用大幅度降低。

图3　延长气田储层压力与深度的关系

3储层压力与含气性的关系

3.1　储层压力与产能的关系

延长气田上古生界山2段、山1段及盒8段气藏总体属于强负压和负压气藏，以强负压为主，而本溪组为负压和常压气藏，以负压为主；局部山2段和本溪组表现为弱超压和超压，山2和本溪组压力系数高于山1和盒8，这与各层试气结果呈正相关性。通过对延长气田260个层段试气结果统计，盒8段无阻流量小于2×104m3/d低产井占65.5%，山1段无阻流量小于2×104m3/d低产井占77.7%，山2段无阻流量小于2×104m3/d低产井占31.8%，本溪组无阻流量小于2×104m3/d低产井占39.5%，大于10×104m3/d高产井基本全部为山2和本溪组。一般来说，在相同的储集条件下，随着压力系数的增加，气藏驱动能量越大，无阻流量也会随着增加，尽管各层的无阻流量与压力系数之间的关系不完全相同(图4)，盒8、山1和本溪组相关性较好，高产井压力系数普遍大于0.8，当压力系数小于0.8时，无阻流量一般小于10×104m3/d；山2段相关性较差，但是整体来说，相对较高的压力分布区是高产气层分布区。

图4　延长气田上古生界储层压力系数与无阻流量的关系

3.2　储层压力与产水量的关系

实际资料表明，延长气田上古生界气藏类型主要为干气气藏，产水量较少，对175层次试气日产水量统计，最高产水量为15.6 m3/d，平均产水量1.36 m3/d，但不同层位和不同压力类型其产水量有所差异。如图5所示，从强负压→负压→常压，随着压力系数增加产水量也有所增加，从常压—弱超压—超压则呈相反趋势，常压平均日产水量最高，强超压最低；从层位来看，本溪组日产水量最高，平均1.52 m3/d，其次为山2，山1最低。

3.3　储层压力与流体性质的关系

根据87个气样分析结果统计，延长气田气藏中天然气主要成分(表2)，各气层甲烷平均含量较为接近，但从盒8—山2段随着埋深及压力系数的增加，甲烷和重烃的平均含量略有减少，到本溪组甲烷含量又有所增加；但二氧化碳含量从盒8—本溪，随着埋深和压力系数的增加而增加的趋势比较明显，表明在不同压力系统下，烃类流体性质有所差异，这与生储盖组合类型及天然气运移聚集的方式有关。

表2　延长气田上古生界气藏天然气主要成分及压力系数统计

4结论

延长气田上古生界气藏总体为强负压—常压气藏。根据储层压力类型，可分为两类，一类为负压—常压，主要为石炭系本溪组，另一类为强负压—负压，主要为山西组和盒8，局部山2段和本溪组表现为弱超压和超压。储层压力类型及压力系数的大小与气层产能、产水量及流体性质有一定的关系，从强负压→负压→常压，随着压力系数的增加，气井产能和产水量都在增加，而天然气组分中重烃含量减少，二氧化碳含量明显增加，甲烷含量有减少的趋势但不明显。

参考文献：

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[9]郝蜀民，陈召佑，李良.鄂尔多斯盆地大牛地气田致密砂岩气成藏理论与勘探实践[M].北京：石油工业出版社，2011.

[责任编辑李晓霞]

Pressure Characteristics of Reservoir and Accumulations of

Nature Gas in Yanchang Gas Field of Ordos Basin

LIU Bao-ping

(The First Gas Production Plant,Yanchang Oil and Gas Exploration Company Co.,LTD,Yan'an 716000,China)

Key words：Ordos Basin; Yanchang gas field; reservoir pressure; productivity; fluid properties