鄂尔多斯盆地定北区块盒1气藏高产主控因素研究

周家林

定北区块位于鄂尔多斯盆地中西部，横跨内蒙古鄂托克前旗、宁夏盐池县和陕西定边县；构造位于鄂尔多斯盆地天环向斜与伊陕斜坡交界部位，横跨天环向斜、伊陕斜坡两个构造单元，整体呈东高西低走势；研究区内发育北西—南东向对冲式逆断层组合[1]。定北区块上古生界自下而上主要发育太2、山1、山2、盒1四套气层，其中2014年在该区域盒1段提交控制储量615×108m3，砂体厚度10.0～25.0 m、平均15.3 m，孔隙度5.8%，渗透率0.42×10-3μm2，属于特低孔-超低渗气藏[2]。定北区块主力层盒1段地层厚度多为40～50 m，按照沉积旋回划分为四个小层，自下而上分别是盒1-1、盒1-2、盒1-3、盒1-4。

前期勘探表明定北区块盒1气藏气储量规模大，直井试气效果好，具有巨大的勘探潜力和广阔的开发前景，然而在水平井评价阶段，气井产水较为严重，且气水关系较为复杂。复杂的气水关系直接影响着开发井的部署和气田的高效开发。因此明确盒1气藏高产主控因素和气水分布规律对气田开发区块的优选具有重要意义[3]。

1 气藏试气效果分析

定北区块盒1段直井完成试气24口井，其中盒1-1完成试气8口，单井平均日产气量0.1×104m3，单井平均日产水量0.9 m3，无阻流量0.37×104m3/d；盒1-2完成试气4口，单井平均日产气量0.35×104m3，单井平均日产水量9.3 m3，无阻流量0.42×104m3/d；盒1-3完成试气4口，单井平均日产气量0.17×104m3/d，单井平均日产水量0.9 m3，无阻流量0.19×104m3/d；盒1-4完成试气8口，单井平均日产气量0.22×104m3，单井平均日产水量8.6 m3，无阻流量0.25×104m3/d。

盒1段水平井试气完成7口井，其中盒1-1完成试气2口，平均日产气量3.95×104m3，平均日产水量8.23 m3，无阻流量14.5×104m3/d；盒1-2完成试气1口，日产气量5.2×104m3，日产水量23 m3；盒1-4完成试气3口，平均日产气量0.23×104m3，平均日产水量82.3 m3。

试气成果表明，定北区块水平井盒1-1与盒1-2小层出气效果好，盒1-4小层产水量很大。高产气井多分布在盒1-1与盒1-2小层，低产井主要分布在盒1-4小层。

2 地层水地球化学特征

通过对定北区块盒1气藏地层水分析资料统计（表1）可以看出：本区地层水阳离子主要以Ca2+、Na+、K+为主；阴离子以Cl-离子为主，次之为HCO3-离子，而离子较少。

本区地层水均为氯化钙型水，该水型代表了深层封闭环境下的地层水，这种地层水处于停滞状态，有利于油气聚集和保存，是储层含油气良好的标志。定北区块盒1气藏地层水总矿化度15 000～25 000 mg/L，反映出本地区地层水总矿化度高、正变质程度深的特点，说明地层水形成演化过程没有淡水的渗入和层间水窜，保存条件非常好[4-5]。

表1 定北区块盒1气藏不同气井地层水分析数据 mg/L

3 气层水层识别与分布规律

在储层低孔渗、低压、岩性及物性非均质性等因素影响下，定北区块盒1储层高、低电阻率气层、气水层并存，且气水在纵向剖面和横向上分布不均；盒1气藏无稳定生产井，缺乏纯水层资料，给测井气水层识别带来很大困难。本次研究从电性特征并结合录井资料和气井产出特征入手进行气水层识别，将研究区储层划分为气层、气水层、干层3种类型（表2）。

表2 盒1段气水层判别标准

以地层格架为约束，通过建立气水层判别标准，对盒1层气井进行了重新解释，结合二次解释成果分析认为：盒1气藏在纵向上气层主要分布在盒1-1、盒1-2小层，盒1-3、盒1-4小层为气水同层。平面上盒 1气层在西区主要分布在中南部的定北13—定北17—定北18、定北10—定北8—定北25—定北 26井区域，气水层主要分布在西北部的LP14H—定北16—LP11H井一线；在东区盒1气层主要分布在定北31—定北21—定北5井一线，而气水层主要分布在定北11—定北22井一线。

4 高产主控因素分析

4.1 烃源岩生烃强度及储层与气源的垂向距离对高产层分布的影响

定北区块主要发育石炭系太原组、二叠系山西组腐殖型煤系烃源岩及二叠系山西组炭质泥岩、暗色泥岩腐殖型煤系烃源岩，其中以煤系烃源岩为主，表现为广覆式生烃特征。据已有钻井资料显示，生烃强度为（20～28）×108m3/km2。

前人研究表明，鄂尔多斯盆地天然气以近距离侧向、垂向运移为主近源运移成藏[6-9]，在一定的生烃强度下，储层与烃源岩的垂向距离导致气、水分布的不同。总体上看，盒1气藏内部气层主要分布在距离烃源岩较近的盒1-1、盒 1-2小层，平均含气饱和度达到65%，气井试气效果好，产水量低；而盒1-3、盒 1-4小层因距离烃源岩较远，平均含气饱和度只有35%，气井产气量低产水量高。结合对苏里格西区山1、盒8下、盒8上167口井472个层段统计结果分析，按照山1—盒8下—盒8上小层顺序，含气饱和度逐渐减小；试气成果表明，山1小层试气27口井，出水15口，出水井比例55.6%，平均产水量7.8 m3；盒8下小层试气18口，出水11口，出水井比例60.1%，平均产水量12 m3；盒8上小层试气26口，出水22口，出水井比例84.6%，平均产水量14.3 m3。定北与苏里格西区构造位置相当，试气也呈现类似特征。

4.2 储层物性对气井高产的影响

对研究区12口取心井437块样品的岩心物性资料统计分析表明：下石盒子组盒1段孔隙度主要为0.4%～11.3%、平均5.8%；渗透率主要为（0.02～1.15）×10-3μm2、平均 0.42×10-3μm2，储层整体属于特低孔-超低渗储层。定北区块在盒1沉积期主要为三角洲平原沉积环境，全区呈南北向发育3～4条分流河道，分流河道储集砂体发育，沉积稳定，在气源供给相对充足的情况下，物性相对好的河道砂含气饱和度高，试气效果好；而在河道侧翼，由于岩性变化，储层物性较差，含气饱和度低，试气效果差。试气成果统计表明，定北区块盒1层高产井主要分布在孔隙度大于 8%的地区。例如研究区南部定北 17井位于河道中部，砂厚12m，声波时差230 μs/m，孔隙度9.7%，含气饱和度68%，平均日产气3.34×104m3，平均日产液1.8 m3；而位于河道侧翼的定北25井，盒1段砂厚3 m，声波时差213 μs/m，孔隙度5.3%，含气饱和度36%，日产气0，平均日产液3.8 m3。这说明天然气在运移成藏过程中，气驱水的完全程度与地层的孔渗情况密切相关。在物性较好的储层中，气驱水程度高，气层含气饱和度高，试气效果好；但在比较致密的低渗透岩储层中，地层水难以流动，气驱水很难前行，残存在储集砂体中的水很难完全被天然气置换出来，故形成了残余滞留水分布区，导致气井产气量低，产液量较大。

4.3 断裂、气水层间隔层厚度对气井高产的影响

如上所述，盒1气藏内部盒1-1、盒1-2小层含气饱和度高，为主要气层；盒1-3、盒1-4小层含气饱和度低，为气水层。二者之间的泥岩隔层厚度及气井周边是否发育断层或裂隙直接影响到气井能否高产，如果泥岩隔层厚度较薄或气井周围发育断层，那么压裂改造极易造成下部盒1-1、盒 1-2气层与上部盒 1-3、盒1-4水层相沟通，致使气井水淹。试气结果表明，盒1高产区附近断层基本不发育，气水层之间隔层平均厚度达到30 m。如LP6T井远离断裂，上部隔层厚度40 m，压裂试气后获得日产气量4.0×104m3，日产液量0.2 m3，无阻流量11.1×104m3/d；而同一层位的LP17H井距离断裂仅700 m，钻井过程中发生漏失，而且目的层与上部水层的隔层厚度仅8 m左右，虽然该井钻遇10 m厚的气层，但试气效果很差，在返排率达到194%的情况下，日产气量为0，日产液量28 m3。这也说明了目前的储层改造工艺也会影响这类复杂气藏的高产。

5 结论

（1）区域地质背景和邻区产出效果对比表明，位于鄂尔多斯盆地西缘的定北区块与苏里格西区构造位置相当, 储层主要位于气水同层区，都具有自下而上含气饱和度逐渐降低、产水量逐渐增多的特征。

（2）定北区块盒1气藏气水关系复杂，盒1气藏地层水为氯化钙型水，具有总矿化度高、正变质程度深的特点，说明地层水形成演化过程没有淡水的渗入和层间水窜，保存条件非常好，这种环境有利于气藏的形成和保存。

（3）盒1气藏高产主要受烃源岩、储层物性、断裂及气水层间隔层厚度综合控制，高产层位主要分布距离烃源岩较近的盒1-1、盒1-2小层且孔隙度大于8%的分流河道砂体中，产水层位主要分布距离烃源岩较远的盒1-3、盒1-4小层；断裂、气水层的泥岩隔层厚度也影响盒1气层产能；部分含水储层由于压裂沟通使得气井普遍出水，直接影响了气井产能。

参考文献

[1] 吴元燕，吴胜和，蔡正旗. 油矿地质学[M]. 北京：石油工业出版社，2005：176–177.

[2] 张威，马超，齐荣. 柳杨堡气田太2段致密砂岩储层特征及分类标准研究 [J].石油地质与工程，2014，28（2）：42–45.

[3] 郭耀华，邓明亮. 定北地区古生界天然气勘探前景[J].断块油气田，2004，11（3）：13–16.

[4] 王国亭，冀光，程立华，等.鄂尔多斯盆地苏里格气田西区气水分布主控因素[J].新疆石油地质，2012，33（6）：123–128.

[5] 代金友，王蕾蕾. 苏里格西区气水分布特征及产水类型解析[J]. 特种油气藏，2011，18（2）：69–72.

[6] 郝蜀民，惠宽洋，李良，等. 鄂尔多斯盆地大牛地大型低渗气藏成藏特征及其勘探开发技术[J].石油天然气地质，2006，27（6）：762–68.

[7] 郝蜀民，李良，尤欢增. 大牛地气田石炭-二叠系海陆过渡沉积体系与近源成藏模式[J].中国地质， 2007，34（4）：607–611.

[8] 谢姗，兰义飞，焦 扬，等.长庆油田致密气藏气井动态储量计算方法研究[J].石油地质与工程，2017，31（3）：73–75.

[9] 范玲玲.杭锦旗地区十里加汗区带致密砂岩高产气层识别方法研究[J].石油地质与工程，2017，31（3）：54–56.