董 震，季凤玲，曹思远

(中国石化西南石油工程有限公司，四川 成都 610100)



非常规气藏有利岩性组合定量模拟及测井识别

董 震，季凤玲，曹思远

(中国石化西南石油工程有限公司，四川 成都 610100)

致密油气藏作为非常规能源的勘探热点之一，其成藏机理及富集规律一直备受关注。川西须五气藏为介于页岩气和致密砂岩气之间的非常规气藏，储层砂岩致密，非均质性强，泥页岩发育，其地层岩性组合是较为关键的成藏因素之一。为了对该类气藏的岩性组合特征进行有效评价，在已有测井数据的标定下，利用测井资料划分砂泥岩剖面后，对测试段的砂泥比、砂地比、互层率及4类砂岩层数占比等指标参数进行定量模拟计算，建立了有利岩性组合测井识别模式。研究表明，该方法高效快速、分辨率高，为该类非常规油气储层评价提供了有效参考，并在川西新场地区须五段地层获得了较好的应用效果。

非常规气藏；致密砂岩；岩性组合；测井；定量模拟；识别模式

0 引 言

目前，页岩气、致密气等非常规油气藏正在逐步改变着全球能源结构布局[1]。作为非常规油气勘探领域的生力军，致密油气藏在中国分布广泛，资源量大，具有较大勘探潜力。然而致密油气多附存于低孔、低渗的致密沉积岩储层中，不仅不易开采，其成藏机理和富集规律仍处于起步摸索阶段，勘探开发思路和配套开发技术也有待提高[2-4]。

1 有利岩性组合特征

四川盆地上三叠统须家河组以陆相河湖三角洲沉积体系为主，层内砂岩厚而致密，储层非均质性强，且普遍发育致密砂岩气[5-7]。2013年新页HF-2井在川西新场须家河组五段(T3x5)经过大型加砂压裂，测试获日产气量为4.5×104m3/d，展示了新场须五致密气藏良好的勘探前景。从气藏特征上来看，该气藏兼具页岩气及致密砂岩气的部分特征，其赋存的暗色泥页岩及其共生的致密砂岩既为烃源岩也是储气载体，大量游离气通过微米—纳米级孔隙和少量裂缝进行运烃、储烃，逐渐形成源储一体的非常规气藏。

实际资料表明[8-11]，具有一定厚度且富含有机碳的暗色泥页岩与一定厚度的砂岩储集层进行互层配置，是须五气藏获得高产的重要岩性组合特征，而该岩性组合也反映了地层相应的沉积微相特征。在须五上、中、下亚段垂向分布上，砂泥(页)岩频繁互层，厚度不等，整体表现为较强的非均质性。上亚段呈现泥夹砂模式，微相上对应三角洲前缘的分支河、浅湖砂坝等沉积；中亚段则为泥包砂模式(以泥岩为主)，局部富砂，属滨浅湖砂坝、湖相泥及湖沼等沉积；下亚段为厚砂夹泥型或薄砂夹泥模式(富砂型)，为三角洲前缘的水下砂坝等沉积。

岩性录井剖面是油气评价的第一手资料。按照录井岩性剖面的砂泥岩交互方式，可将砂泥互层类型分为厚砂夹泥型(砂厚大于8 m)、砂泥互层型和泥夹砂型三大类，而砂泥互层型又可进一步细分为中厚砂与泥互层(砂厚为4～8 m)、薄层砂与泥互层2类(砂厚小于2 m)。其中，测试结果已证实这几类砂泥互层类型均有油气产出。

2 岩性组合测井评价

2.1 测井资料进行岩性划分

利用测井资料对砂泥岩进行岩性划分识别是测井储层评价的重要前提。碎屑岩岩性在自然伽马和电阻率曲线上容易识别和分辨。测井通常利用自然伽马曲线计算泥质含量，并按地区统计确定粗砂、粉砂、细砂岩及泥岩的泥质含量划分标准。利用自然伽马曲线计算泥质含量的公式：

(1)

(2)

式中：GCUR为计算泥质含量时所用的经验指数，新地层取值为3.7，老地层取值为2.0；GR为自然伽马测井值，API；GRmin为纯砂岩的自然伽马测井值，API；GRmax为纯泥页岩的自然伽马测井值，API；SH为自然伽马相对值；Vsh为泥质含量，%。

2.2 岩性组合测井定量模拟

针对单位长度内的砂泥(页)岩剖面，按照层位的概念可计算出单层砂岩厚度、单层砂岩厚度层数、单层泥(页)岩厚度、单层泥(页)岩层数及各层的交互频率。从储层类型的角度来看，该结果最终反映了岩性的砂泥岩含量(富砂或富泥特征)和交互层类型，因此，可根据测试井的数据对岩性组合特征指标进行定量模拟计算。

2.2.1 富砂类型

富砂类型评价指标主要包含砂泥比(砂岩累计厚度与泥岩累计厚度之比)或砂地比(砂岩累计厚度与地层总厚度之比)，利用砂泥比或砂地比可将储层按砂岩含量多少划分成富砂型、富泥型、砂泥混合型3种富砂类型。以已获产的测试井段为对象，通过测井计算砂泥比、砂地比，按照测试层钻录井资料的定性识别，将富砂类型的划分界限定义如下：富砂型的砂泥比不低于60.0%，砂地比不低于36.0%；砂泥混合型的砂泥比为30.0%～60.0%，砂地比为23.0%～36.0%；富泥型的砂泥比不大于30.0%，砂地比不大于23.0%。图1为砂泥比、砂地比与富砂类型的统计数据。

图1 砂泥比、砂地比与富砂类型的统计数据

由图1可知，从测试产量与富砂类型的关系来看，该3种富砂类型储层均具有油气产出，其中富砂型、砂泥混合型效果相对较好，为优势岩性组合。

2.2.2 互层率

利用测井曲线划分砂泥岩剖面后，可自动计算砂泥层的互层率(计算砂岩层数与统计地层厚度之比，即单位厚度内砂岩的层数)。该指标反映了一定厚度地层内砂泥层的交互频率。

结合砂泥互层率、砂泥比与测试产量之间关系来看(图2)，富泥型储层测试产气量较差，均低于1.0×104m3/d，互层率相对较低，小于0.20 层/m；而富砂型及混合型测试段中，大部分的互层率大于0.15 层/m。另外参与统计的所有测试层的互层率均大于0.10 层/m，最高接近0.30 层/m。

图2 测井计算互层率与测试段产量关系

2.2.3 交互类型

为了与须五气藏常见的几种砂泥互层模式相对应，可将互层类型简化如下：厚层砂夹泥型可简化为厚互层型，该模型要求单层砂岩厚度大于10 m；中厚砂岩与泥不等厚互层可简化为均等互层型，该模型要求单层砂岩厚度分布为2～10 m；薄砂与泥近等厚互层型及泥夹砂型可简化为薄互层型，该模型要求单层砂岩厚度小于2 m。通过上述简化方法，交互类型即可简单分为厚交互、均等交互、薄交互3类。

对任意一井段内的交互层，在测井划分砂泥岩层后，可自动计算并统计各单层砂岩的层数及厚度，在此基础上，通过计算4类砂岩层数占比(各类砂岩层数与总层数之比)及互层率来区分3类交互类型，即厚交互、均等交互及薄交互。其中，4类砂岩按砂岩厚度大小划分标准如下：①Ⅰ类砂岩，单层层厚大于10 m的砂岩；②Ⅱ类砂岩，单层层厚大于5 m且小于等于10 m的砂岩；③Ⅲ类砂岩，单层层厚大于2 m且小于等于5 m的砂岩；④Ⅳ类砂岩，单层层厚小于2 m的砂岩。

通过录井岩性组合剖面的定性识别作为标定依据，分别将厚交互、薄交互及均等交互类型按4类砂岩占比及互层率2个指标进行定义区分：①厚交互型，互层率大于0.10，Ⅰ类占比大于0，同时(Ⅰ类+Ⅱ类)占比不低于10%；②均等交互型，互层率大于0.15，(Ⅰ类+Ⅱ类)占比小于10%，同时(Ⅰ类+Ⅱ类+Ⅲ类)占比不低于25%(或Ⅳ类占比小于75%)；③薄交互型，互层率大于0.10小于0.20，(Ⅰ类+Ⅱ类)占比小于10%，同时(Ⅰ类+Ⅱ类+Ⅲ类)占比小于25%(或Ⅳ类占比不低于75%)。

3 有利岩性组合模式测井识别

按照上述测井模拟指标的定义，互层率反映了一定厚度地层内砂泥层的交互频率，4类砂岩的层数占比能定量划分交互层中的砂层厚度类型，砂泥比或砂地比则体现了地层整体砂泥含量的相对比例。将这几个测井模拟指标综合起来，能有效地定量描述岩性组合特征，且与录井剖面确定的几种常见有利岩性组合模式能进行较好的对应，从而建立有利岩性组合模式的测井识别方法(表1)。

表1 测井计算参数识别有利岩性组合模式

4 应用效果分析

利用测井资料可快速有效地划分砂泥岩，对砂泥岩含量、砂泥层厚度以及层数进行统计。通过各油气田区块的测试井数据，对岩性组合特征指标进行定量模拟计算，即可建立有利岩性组合的测井识别模式。该模式的识别结果与常见的岩性组合有较好的对应关系，能够反映砂泥岩剖面的沉积特征，在实际应用中能获得较好的效果。

针对川西须五段18口已完成测试的典型井，分别计算其测试段内的砂泥比、砂地比、互层率及4类砂岩层数占比等参数，并按照表1中的判别标准对各测试段(测试段地层厚度为100～500 m)的岩性组合模式进行识别，统计分析结果见表2。

由表2可知，具有一定含砂量的富砂型和混合型储层，其油气产出能力较强，测试初期最高日产气量均大于1.0×104m3/d，而富泥型储层的测试日产气量均低于1.0×104m3/d。可见无粉砂岩配置的单泥页岩，其产气能力有限。

从互层类型来看，3种交互类型(厚交互、均等交互及薄交互)均能获得油气产能，而测试日产气量大于1.0×104m3/d的测试井中(共14口井)，互层率大于0.15 层/m的井有11口，占到总数量的78.6%以上。测井计算参数识别有利岩性组合模式结果说明获得相对高产的测试井，其测试段均为大段的砂泥岩频繁互层段。

表2 测井计算参数识别有利岩性组合模式

5 结 论

(1) 非常规气藏的岩性组合特征作为地质“甜点”要素之一，反映了烃源岩的沉积特征，对产能的贡献不可忽略。利用测井资料快速直观、分辨率高的特点，将岩性组合的测井定量模拟指标加入到储层测井评价中，对该类储层品质的初步判定有一定效果。

(2) 根据须五气藏实际应用效果，采用测井定量模拟指标判别的富砂型和互层型储层其产气能力较强，而互层率较高的砂泥互层是有利储层的特征之一。

(3) 测井资料反演具有多解性，要注意高自然伽马测井资料会影响砂泥岩剖面的准确划分。

[1] 朱彤，包书景，王烽.四川盆地陆相页岩气形成条件及勘探开发前景[J].天然气工业，2012，32(9)：16-21.

[2] 贾培峰，杨正明，肖前华，等.致密油藏储层综合评价新方法[J].特种油气藏，2015，22(4)：33-36.

[3] 黄秀，刘可禹，吴松涛，等.沉积体系非均质性对致密油气储集层控制及其定量评价方法[J].矿物岩石地球化学通报，2015，34(1)：65-68.

[4] 林铁锋，张庆石，张金友，等.齐家地区高台子油层致密砂岩油藏特征及勘探潜力[J].大庆石油地质与开发，2014，33(5)：36-43.

[5] 郭正吾.四川盆地西部浅层致密砂岩天然气勘探模式[J].天然气工业，1977，17(3)：5-13.

[6] 蔡开平，廖仕孟.川西地区侏罗系气藏气源研究[J].天然气工业，2002，20(1)：36-41.

[7] 曹少芳，李峰，等.库车拗陷野云2致密砂岩气藏地质特征及成藏机制[J].东北石油大学学报，2014，38(3)：42-48.

[8] 史洪亮，杨克明，熊亮，等.新场地区上三叠统须五段陆相页岩层系非常规天然气特征与成因[J].科学技术与工程，2015，15(21)：109-115.

[9] 杨克明，朱宏权.川西叠覆型致密砂岩气区地质特征[J].石油实验地质，2013，35(1)：1-7.

[10] 李素华，李兆影.官渡构造下沙溪庙组致密砂岩储层有效识别[J].东北石油大学学报，2014，38(2)：35-42.

[11] 凡睿，周林，吴俊，等.川东北地区须家河组致密砂岩储层流体识别方法研究[J].油气地质与采收率，2015，22(3)：67-71，105.

编辑 王 昱

20160111；改回日期：20160515

中国石油化工集团科技开发部科研项目“页岩气测井评价技术研究”(JP13050)

董震(1983-)，男，工程师，2005年毕业于中国地质大学(武汉)地球物理学专业，2008年毕业于该校地球探测与空间信息专业，获硕士学位，现从事测井解释与综合研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.04.013

TE122.1

A

1006-6535(2016)04-0060-04