焦石坝地区五峰组观音桥段平面展布特征研究

2017-06-19刘超

石油地质与工程 2017年3期

关键词：平桥伽马石坝

刘超

(中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院，湖北潜江 433124)

焦石坝地区五峰组观音桥段平面展布特征研究

刘超

(中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院，湖北潜江 433124)

五峰组-龙马溪组目前已成为我国页岩气开发的主力层系，作为两套层系之间的高应力地层，观音桥段在一定程度上影响了水平井的压裂改造效果。为了明确焦石坝地区五峰组观音桥段的平面展布特征，通过对焦石坝地区取心井观音桥段的岩心观察，发现观音桥段主要为泥质灰岩或灰质泥岩，含介壳类生物化石，厚度为30～50 cm。结合测井曲线，明确了该段具有中低自然伽马、高电阻率、中高密度的电性特征，并以此为依据，结合已钻井的岩电特征，刻画出了观音桥段平面发育特征，为水平井压裂设计方案优选提供了依据。

焦石坝地区；观音桥段；岩电特征；平面展布特征

截至2016年年底，涪陵页岩气田已建成70×108m3产能，进一步证明五峰组(O3w)-龙马溪组(S1l)已成为我国页岩气开发的主力层系。两层之间的五峰组观音桥段(O3g)是赫南特期冰期形成的一套区域分布的介壳层，在测井解释应力剖面上表现为高值。压裂曲线表明，五峰组上部地层施工压力中期爬升，表明改造缝网向上受到高应力区影响，延伸困难，导致压力爬升。

前人对滇东、黔北、鄂西等地层出露区的五峰组观音桥段已做过大量研究[1-3]，但针对涪陵焦石坝地区的观音桥段分布研究工作十分薄弱。本文依据钻井取心和测井资料，明确观音桥段在本区的测井响应特征，进而在平面上分析焦石坝地区观音桥段横向变化特征，明确平面展布特征，为水平井水平段压裂设计方案优化提供依据。

1 岩性特征

中扬子地区五峰组厚度总体较薄，一般为2～10 m，焦石坝地区五峰组厚度一般为5～6 m[4-6]。观音桥段位于五峰组顶部，根据焦石坝地区的直井取心资料，观音桥段在焦石坝地区主要表现为泥质灰岩或灰质泥岩，含介壳类生物化石，厚度一般为30～50 cm，与上覆志留系龙马溪组黑色页岩整合接触，在平桥地区中部以南区域出现地层缺失。

据焦石坝地区北部A井取心井剖心资料观察，观音桥段上部岩性主要为深灰色泥质介屑灰岩，厚度为0.24 m，内部富含介壳和介屑；下部岩性主要为灰黑色含云碳质泥页岩，厚度为0.22 cm。整个观音桥段碳酸盐岩含量高，硬度大，厚度为0.46 m。在东南部的白马地区，根据B井和C井岩心资料观察，观音桥段岩性主要为深灰色含硅泥质灰岩和深灰色含灰泥岩，厚度为0.5 cm左右，层理不发育，局部发育高角度缝。在南部的平桥地区，D井位于其北边，据岩心观察，岩性主要为泥质生屑灰岩，厚度为0.25 cm，断面处可见双壳类化石发育，构造剪切缝较为发育，方解石全充填，纵向上贯穿整个观音桥段；平桥地区东南部，五峰组顶部岩性为灰黑色含黏土硅质页岩，层间缝极发育，表明观音桥段的介屑灰岩在缺失，表明五峰组在平桥地区D井以北发育，D井以南缺失。

2 电性特征

根据岩心观察结果，结合A，B，C，D，E井的实钻情况，焦石坝地区观音桥段与上、下页岩层段相比，测井曲线值变化较大，基本表现为中-低自然伽马、高电阻率、中-高密度的测井响应特征(表1)，且测井解释有机碳含量(TOC)为相对低值。统计结果表明，4口取心井的观音桥段自然伽马一般为72～330 API，电阻率一般为20～884 Ω·m，虽与上、下页岩存在差异，但不能定量描述观音桥段岩性特征。密度曲线则能够相对较好地量化表征观音桥段的岩性特征，平均密度值一般大于2.58 g/cm3。

当观音桥段存在时，以B井为典型井，自然伽马为72～149 API，该值与上、下围岩相比，表现为相对低值；电阻率为557～841 Ω·m，高于上、下围岩的电阻率；密度为2.53～2.68 g/cm3，明显高于上、下围岩密度；测井解释TOC为低值(见表1、图1)。

表1 焦石坝地区典型取心井观音桥段测井参数

图1 B井五峰组顶部观音桥段测井综合柱状图

当观音桥段缺失时，以E井为例(目前仅此井取心未见观音桥段)，从去铀伽马曲线看，五峰组顶部(0.5 m)伽马值与上、下围岩大致相当；电阻率为30 Ω·m左右，与上、下围岩电阻率接近；密度则表现为低值(图2)。其与B井的观音桥段测井响应特征差异大，表明在平桥地区E井观音桥段缺失。

3 平面展布特征

根据前面岩性观察结果，初步认为在焦石坝南部平桥地区D井周缘出现五峰组观音桥段地层缺失。

图2 E井五峰组顶部测井综合柱状图

目前，平桥地区已完成5口水平井钻探，其中D-6HF，F-2HF，G-6HF和H-6HF共4口井钻遇五峰组地层。利用上述4口井的测井资料，结合观音桥段测井响应特征，精细刻画平桥地区观音桥段地层平面分布特征。通过电性特征对比，认为D-6HF井和F-2HF井(图3)水平段在进入五峰组时，靠近顶部存在多套密度值高于2.58 g/cm3的地层。同时，对比上、下围岩，发现该套地层表现出较为明显的中低自然伽马，且声波时差和中子也表现为相对低值，基本符合典型井B井观音桥段的电性特征。G-6HF井虽在井深3 909～3 915 m存在一套高密度地层，但其自然伽马表现为相对高值，电阻率无明显变化，声波时差和中子值较上、下地层变大，未表现出观音桥段典型电性特征；H-2HF井在4 098.5～4 112.0 m井段密度曲线虽为高值，但电阻率、声波时差和中子值并不符合观音桥段电性特征，因此，综合分析认为观音桥段F-2HF井及其以北地区存在观音桥段，以南地区则地层缺失。

最后，综合取心井和水平井两者的分析结果，认为五峰组观音桥段广泛存在于焦石坝地区北部及其东南部白马地区(B井和C井所属地区)，而在南部的平桥地区，仅在F-2HF井及其以北地区存在，在以南地区则地层缺失(图4)。