苏里格气田马五4-5亚段气藏富集区主控因素——以苏6、苏36-11区块为例

马羽龙 王 超 王丽琼 郑 凡 何润华 胡 兵

中国石油长庆油田公司第四采气厂

0 引言

苏6、苏36-11区块位于鄂尔多斯盆地苏里格气田中部，主力含气层系是上古生界二叠系石盒子组8段及山西组1段，近年产能建设遵循“打下去”的原则，陆续发现下古生界奥陶系马家沟组上组合马五1-4以及中组合马五5气层，累计钻遇147口井、其中84口井见含气显示、7口井试气无阻流量百万立方米以上，呈现出较好的勘探开发潜力。岩溶古地貌是沉积作用、构造作用、成岩作用、岩溶作用等各类地质作用的综合结果，富集区受多重因素控制[1-2]。本文利用钻试测录、动态监测、气井生产等资料，开展构造特征、沉积相特征、古地貌恢复、储层评价等研究[3]，明确富集区控制因素，为苏里格气田下古生界储层有利区优选及产建井位部署提供科学依据。

1 区域沉积背景

秦岭古大洋板块向华北板块俯冲，早古生代寒武纪在鄂尔多斯盆地西部形成了中央古隆起。奥陶系马家沟时期鄂尔多斯古陆解体成伊盟古陆、庆阳古陆，发育了华北海与秦祁海两大海域，古隆起以东属华北海域，发育陆表海碳酸盐岩与局限海蒸发岩交替的旋回沉积[4]。根据沉积旋回和岩性特征，马家沟组分为6个亚段，其中马一、三、五段为相对海退期，属局限海蒸发台地环境，主要发育白云岩和膏盐岩；马二、四段为相对海侵期，属陆表海陆棚环境，主要发育石灰岩。

马五段内部存在振荡性的海进－海退，其内部形成了膏盐岩－碳酸盐岩的互层状沉积[5]。根据岩性组合特征，将马五段划分为10个亚段，马五1-4亚段古岩溶风化壳为上组合，马五5-10亚段白云岩为中组合，马四段白云岩为下组合[6]。上组合马五1-4亚段和中组合马五5亚段是主力含气层系，由于沉积环境的不同，两者在储层岩性、物性、展布规模、和气井产能存在差别（图1）。

图1 研究区位置及风化壳岩溶古地貌分布图

2 沉积相特征

沉积相决定沉积环境范围内的岩石类型，研究区整体属于潮坪相沉积，潮上带含膏云坪是上组合风化壳储层发育的基础，而颗粒滩相有利于中组合白云岩储层的发育[7]。马五5亚段经历盆地内一次较大的海侵期，为开阔潮坪沉积，沉积亚相以潮间带为主，局部见潮上带。受古隆起东侧的水动力作用，在靖西台坪环带发育藻屑颗粒滩相沉积透镜体，至马五4期古隆起东侧间歇性暴露，发生白云石化，形成晶间孔型粉细晶结构白云岩储层[8]。颗粒滩相沉积是形成马五5亚段晶间孔型储层的基础。马五5亚段发育生物碎屑，局部见鸟眼构造及藻团块[9]。马五1-4亚段以潮上带沉积为主，为蒸发潮坪环境，广泛发育含膏云坪相带沉积，易溶膏盐矿物含量高，为风化壳溶孔型储层的发育奠定了物质基础，球状硬石膏结核、石膏晶体、干裂、鸟眼构造发育[10]（图2）。

图2 研究区马五4-5亚段沉积微相模式图

沉积微相研究表明，马五2亚段以灰云坪和泥云坪为主；马五3亚段以泥云坪为主，东北部发育小范围泥灰坪沉积；马五4亚段中部发育灰云坪，西部、中东部以泥云坪为主，东南部以泥灰坪为主；马五5亚段西侧发育灰云坪、云坪沉积，东部以灰坪、云灰坪为主（图3）。

图3 马五4-5亚段显微照片

3 成岩作用分析

3.1 岩溶作用

研究区位于岩溶高地与岩溶斜坡过渡带，东南部主要位于岩溶斜坡带，西北部主要位于岩溶高地地貌单元，向西北方向风化淋滤程度逐渐变深，溶蚀作用增强[11]。马五1-4储层受风化溶蚀作用明显，广泛发育溶孔，伴溶缝，形成风化壳溶孔型储层。马五1-4储层储集空间以溶孔、晶间溶孔为主，其次为膏模孔和晶间孔，溶缝、微裂缝较为发育，对沟通溶孔、提高储层渗流能力具有重要意义[12]。马五5储层不受溶蚀作用主控，以晶间孔为主要储集空间，微裂缝次之，局部发育晶间溶孔[13]（图4）。

图4 研究区马五4亚段显微照片

3.2 岩石类型

马五1-3近强风化溶蚀带中心，地层保留完整，白云石化程度亦高；马五41层受风化溶蚀作用白云石化程度相对较高，白云岩发育普遍，高白云石化程度带明显较马五1-3亚段向西北偏移[14]；而马五5亚段受沉积作用控制较强，白云石化程度局限。储层岩石成分主要为白云石和方解石，含少量硅质、伊利石等矿物（表1）。白云质含量平面分布呈西部高、东部低的特点；石灰质含量平面分布与白云质呈相反趋势（图5）。

图5 研究区马五4-5亚段白云质含量平面分布图

表1 研究区马五4-5亚段碳酸盐岩矿物成分统计表

4 储层特征

4.1 储层物性特征

统计测井解释储层物性数据，马五1-4储层孔隙度主要分布在4%～10%、平均8%，渗透率分布呈双峰特征，分布在0.2～0.6 mD及1～2 mD，分别对应溶孔和溶缝，含气饱和度分布在50%～80%、平均60%；马五5储层孔隙度主要分布在4%～8%、平均6%，渗透率分布同样呈双峰特征，含气饱和度分布在50%～70%、平均55%。马五1-4储层物性整体好于马五5储层。

4.2 地层展布特征

研究区北部东西向骨架剖面反映出向西地层剥蚀较为严重，东部南北向骨架剖面反映出地层整体保存相对完好，仅局部存在较强剥蚀。整体上东部、南部地层保留相对较好，中北部、西部地层剥蚀严重。

岩溶地貌研究表明，马五1-3亚段剥蚀严重，仅中南部发育Ⅰ类储层；马五41a小层整体以Ⅰ类储层为主，Ⅱ类储层分布在研究区东北部，马五41b层以Ⅱ类储层为主，马五42层Ⅰ+Ⅱ类储层主要发育在中部，马五43层Ⅲ类储层发育面积大；马五5亚段Ⅰ+Ⅱ类储层主要分布在中部，呈南北向条带状展布（图 6）。

图6 研究区马五4-5亚段骨架剖面图

4.3 有效储层分布

利用录井、测井资料综合评价，马五4亚段各小层均有发育，单个有效储层厚度较薄，纵向多个叠置发育、厚度较大，其中马五41层气层更为发育，横向连通性较好，马五42、马五43层差气层相对发育。马五5亚段有效储层主要发育在上部，中下部发育水层、含气水层，气层、差气层叠置发育，井间气层相对连续（图7）。

图7 研究区马五4-5亚段有效储层分布图

5 富集区主控因素分析

5.1 有利岩性组合

研究区马五1-4储层形成于蒸发潮坪环境，以准同生白云石化和回流渗透白云石化作用为主，白云石化作用较为充分；马五5储层形成于水下潮间带环境，以埋藏白云石化作用为主，白云石化作用不够充分。开发实践表明，储层白云质含量低于70%时无产能，高产气井完全分布在较厚白云岩区域（图8）。研究区储层云质含量70%以上、厚度5 m以上，足够规模的白云岩、灰质白云岩储层是富集区形成的先决条件。

5.2 构造相对高部位

A井和B井同为研究区东北部马五4亚段气藏，A井处于构造高部位、B井处于构造低部位，气层海拔相差13.4 m（图9）。B井储层物性尤其渗透率好于B井，试气无阻流量111.4 104m3/d远高于A井27.7 104m3/d（表2），但由于B井气层海拔低，试气阶段产水5 m3/d，2018年投产后外围水体侵入，生产效果较差，目前累产气量仅570 104m3，远小于A井2 580 104m3。两口井生产效果表明，在同一气藏范围内，气水分布符合上气下水的规律，应在构造高部位布井。

图9 A、B井局部构造分析图

6 结论

1）马五1-4储层以溶孔、晶间溶孔为主，溶缝、微裂缝较为发育，马五5储层以晶间孔为主，局部发育微裂缝，马五1-4储层的物性好于马五5储层。

2）研究区平面西北部剥蚀严重，纵向马五1-3亚段剥蚀严重，整体构造平缓，呈北东高、南西低的单斜构造，局部发育鼻状构造。

3）储层白云质含量70%以上、厚度5 m以上，孔隙度6%以上，处于局部构造高部位，是产层主要富集区。