裂缝对沙一段席状砂油藏高产井的控制及其地球物理识别

唐思琪，董少峰**，李 顺，陈 果，张敏知，范存辉

(1.西南石油大学 地球科学与技术学院，四川 成都 610500； 2.西南油气田川中油气矿，四川 遂宁 629000；3.川庆钻探地质勘探研究院，四川 成都 610000)

席状砂体是四川盆地中部沙溪庙组一段重要的储层段，前期勘探主要集中于沙一段中下部的河道砂体的综合研究，对于底部滨浅湖相的席状砂体的储层特征及油藏高产主控因素缺乏较为清晰的认识[1-2]。除此之外，目前针对沙一段油气藏的勘探开发将沙一段底部席状砂划分为烃源岩与砂体紧密共生的非常规致密油气[3-5]，忽视了裂缝对沙一段底部席状砂体油藏增产增效的影响。

本文以川中地区公山庙构造沙一段底部席状砂为对象，在透析沙一段席状砂体的储层特征和烃源条件基础上，借助岩心、薄片、测井、地震等资料，分析沙一段席状砂储层成藏的关键因素，并且根据高产井测井、录井和地震资料对主控因素进行地球物理识别，为四川盆地中侏罗统油藏的增产增效做出贡献。

1 研究背景

公山庙构造位于四川盆地中部的南部、蓬安、西充县境内，属于低山丘陵的地表地貌，地面海拔在300～500 m。该构造是扬子板块中四川盆地的川中古隆中斜平缓构造带营山构造群的构造之一[6](图1)，地表出露有蓬莱镇组地层。公山庙构造的侏罗系为一套陆相淡水湖相碎屑岩沉积[7-9]。

根据岩石显微薄片分析，公山庙构造研究区内沙一段底部储集岩石类型主要为粉～细粒长石岩屑石英砂岩，其间可见各粒间溶孔、粒内溶孔，溶孔内及吼道含油饱满(图2)。根据134个席状砂体样本，沙一段底部席状砂储层的渗透率范围为0.023～8.58 mD，平均值为 0.4772 mD。其中，渗透率介于0.1～1 mD 的频率最高。连通孔隙度范围为0.3%～7.08%，平均值为3.09%。其中，连通孔隙度在2%～4%的频率最高(图2)，属于特低孔、特低渗型储层[10]。根据研究区取心段岩相组合的测井相特征，对单井上砂体的识别及连井剖面上砂体连续性的刻画[11]，沙一段席状砂体在剖面上砂体厚度较薄(<5 m)，砂体具有良好横向连续性，呈储层与非储层(致密层)互层特点，非均质性较强[12]。

图2 公山庙构造沙溪庙组一段席状砂储层特征

2 高产井主控因素

2.1 优质储层控制单井产能

研究区内沙一段储层属于特低孔、特低渗型储层。根据孔隙结构参数以及平均毛管压力参数，结合扫描电镜、岩性薄片、物性等分析[13]，可将研究区沙一段席状砂储层分为3类(表1)，其中的相对优质储层表现为孔隙度大于5%，渗透率大于 1 mD，孔喉间连通性强。

将沙一段储层通过孔隙度和渗透率分级评价[13]，根据区内G27井、G44井、G22井、G28井、G18井及G104井生产解释结果分析(表2)，I类储层产能占比可达81%，Ⅱ类和Ⅲ类储层产能占比达19%。结果表明，公山庙构造的油藏产量主要由I类储层供给，席状砂体优质储层越发育越有利于提高单井产量[13-14]。

表2 公山庙构造沙溪庙组一段席状砂试油各井产能系数与储能系数表

2.2 断裂沟通油藏

由于研究区储层具有非均质性强、低孔渗、致密等特点，因此裂缝作为渗油通道成为了席状砂储层增产的关键。通过GSM构造沙溪庙组一段席状砂的高产井及工业井岩心照片进行观察，沙一段席状砂的岩心上发育较多裂缝，且裂缝大多以小缝为主，规模较小；裂缝倾角较低，以中低斜、水平缝为主。沙一段的油源主要来自于下伏凉高山组黑色页岩烃源层，局部可能伴随有大安寨段黑色页岩烃源层，沙一段自身储层与非储层段呈薄互层，因此一部分来源于凉高山组的油气通过裂缝沟通运移至沙一底部席状砂体储层中，另一部分大断层可沟通凉高山组甚至大安寨段油气规模运移至沙一底部席状砂体储层中(图3)。断层与裂缝叠加发育极大改善储层渗透性，能形成有效储渗体系[15-16]。

图3 公山庙构造沙溪庙组一段席状砂体成藏示意图

2.3 高产井解剖

在研究区选取测试产量超过 5 t/d 或者累产量超过5000吨的井为高产井，测试不超过 1 t/d 为低产井，工业井介于二者间。研究区共高产井21口，工业井8口，低产井14口。沙一段底部席状砂孔渗散点图反映研究区储层为孔隙-裂缝型储层(图4a)，其中以孔隙型储层为主。其中，高产典型井G27井，其测试产量累产 12200.63 t，可见明显的裂缝型储层特征(图4b)。

(a)沙一底席状砂高产、工业井储层孔渗散点图 (b)沙一底席状砂G 27井储层孔渗散点图

3 裂缝的地球物理识别

3.1 断层解释

裂缝的识别对于沙一段席状砂体储层的增产具有重要意义。裂缝主要分布在断层附近，且只有识别出断层，才能较有效的识别出裂缝[17]。研究区沙溪庙组断层平面延伸和分布的精细确定，主要采用 50 Hz 分频相干的计算结果对断层解释进行强约束，同时结合剖面断点特征进行综合的断层解释与评价。根据断层平面解释结果，沙一底共发育41条断层，以公1井大断层为主。将研究区分为南北两个部分，该断层公1井以西其南北不发育其次生断层或小断层，而公1井以东，主要在大断层的南部发育临近断层的次一级断层或小断层，与主断层在平面上形成斜交组合(图5)。

图5 公山庙地区沙溪庙组沙一段底断层平面级分级平面图

3.2 裂缝测井识别

从测井评价的角度，可以将裂缝分为宏观缝和微观缝。宏观缝在电成像测井图上呈正弦曲线状高导异常，成组出现电阻率值与背景值相比有所降低，低角度缝呈“尖刀刺”状，高角度缝呈明显“正差异”；声波时差与骨架值相比有明显增大，自然伽马较低[18-19]，如高产井典型G27井的沙一段席状砂主产油层段2465.4～2470.3 m 反映宏观低角度缝测井特征(图6a、b)。

图6 公山庙构造沙溪庙组一段席状砂储层测井裂缝特征

3.3 裂缝地震识别

基于结构梯度张量的裂缝因子，可以在区域内进行定性预测裂缝发育特征，而且基于裂缝因子的量化特征，可对裂缝的发育程度进行一定的定量预测。裂缝因子的大小集中反映了局部区域裂缝发育的程度[20-21]。基于裂缝因子计算的沙一底部席状砂裂缝发育特征显示，在公1井大断层附近裂缝发育外，工区西部、北部和东部地区，裂缝也较发育，特别是高产井处的裂缝发育特征更加明显(图7)。

图7 公山庙构造沙溪庙组一段席状砂裂缝因子属性平面图

4 结论

1)公山庙构造研究区内沙一段底部储集岩石类型主要为粉～细粒长石岩屑石英砂岩，其间可见各粒间溶孔、粒内溶孔；席状砂体属于特低孔、特低渗型储层，砂体具有良好横向连续性，储层与非储层(致密层)互层，非均质性较强的特征。

2)研究区相对优质储层表现为孔隙度大于5%，渗透率大于 1 mD，孔喉间连通性强；公山庙构造的油藏产量主要由I类储层供给，席状砂体优质储层越发育越有利于提高单井产量。

3)沙一段席状砂的岩心上发育较多裂缝，且裂缝大多以小缝为主，规模较小；裂缝倾角较低，以中低斜、水平缝为主，沙一段的油源一部分来源于凉高山组的油气通过裂缝沟通运移。另一部分来源于大断层沟通凉高山组甚至大安寨段油气规模运移至储层中，断层与裂缝叠加发育极大改善储层渗透性，能形成有效储渗体系。

4)采用 50 Hz 分频相干的计算结果对断层解释进行强约束，同时结合剖面断点特征进行综合的断层解释，沙一底共发育41条断层，以公1井大断层为主，将研究区分为南北两个部分。该断层公1井以西其南北不发育其次生断层或小断层，而公1井以东，主要在大断层的南部发育临近断层的次一级断层或小断层，与主断层在平面上形成斜交组合。

5)基于结构梯度张量的裂缝因子区域内进行定性预测裂缝发育特征显示，在公1井大断层附近裂缝发育外，研究区西部、北部和东部地区，裂缝也较发育，特别是高产井处的裂缝发育特征更加明显。