张满郎，张静平，汤子余，李明秋，徐艳梅，罗万静，彭越，姜仁

（1.中国石油勘探开发研究院，北京 100083；2.长江大学石油工程学院，湖北 武汉 430100；3.中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院，四川 成都 610041；4.中国地质大学（北京）能源学院，北京 100084）

川中地区在晚三叠世处于川西前陆盆地的斜坡带和前隆带，须家河组沉积了巨厚的叠置连片河流、三角洲砂岩[1]，且煤系烃源岩发育[2]，具备大面积自生自储的岩性气藏成藏富集条件[3-6]。川中须家河组已发现广安、合川、安岳、磨溪、蓬莱等气田，已探明储量逾5 000×108m3，但采出程度仅6.4%。

安岳气田（区块）须二段发育孔隙型、裂缝-孔隙型储层，具有低孔—特低孔、低渗—特低渗、高含水、厚砂薄储、纵向多层、储层分布非均质性强的特点。该气藏储量规模大，动用程度低，产水严重，产量递减快，气藏效益开发面临挑战。本文针对安岳气田须二段致密砂岩气藏（简称安岳须二气藏）开展了储层甜点精细刻画，结合气井生产动态评价，明确了气藏效益开发的主要影响因素，优选了效益开发有利区块。

1 储层特征及分布

1.1 须家河组地层分布

安岳地区上三叠统须家河组为一套内陆河湖交替的陆源碎屑岩沉积，上覆侏罗系陆相地层，下伏中三叠统雷口坡组海相地层。须家河组地层厚度在500～650 m，纵向自下而上划分为6个岩性段。须家河组地层整体为自生自储式。须一段、须三段、须五段以泥岩为主，夹煤层，是主要的烃源岩层段；须二段、须四段、须六段以砂岩为主，是主要的储集层段。

安岳地区气藏主要发育在须二段，地层厚度在100～160 m。通过井震结合，开展小层划分对比，将须二段划分为5个小层。其中：须二段下亚段划分为2个小层（X2-1，X2-2），X2-2 发育分布稳定的“泥腰带”；须二段上亚段划分为 3 个小层（X2-3，X2-4，X2-5）。 须二段地层北厚南薄、西厚东薄，工区东南部雷口坡组碳酸盐岩古残丘之上缺失须一段及须二段部分地层。

1.2 储层基本特征

川中须家河组具有厚砂薄储、纵向多层、横向非均质性强的特点。针对须家河组的成岩作用[7-13]与储层孔隙结构[14-15]、储层甜点成因及分布规律方面开展的大量研究认为：须家河组优质储层的形成受层序地层界面、有利沉积相带、次生溶蚀及裂缝发育等因素控制[16-19]；沉积作用为储层发育提供物质基础，对储集岩原始孔隙的形成具有控制作用；成岩作用改造了原始孔隙，并最终决定现今储层物性的好坏及储层的分布状况。

岩性方面，须二段储层甜点主要发育中—中粗粒长石石英砂岩、岩屑石英砂岩、岩屑长石砂岩。砂岩成熟度较高。砂岩颗粒分选以中—好为主，磨圆度呈次棱角、次圆状，以次圆状为主。支撑类型普遍为颗粒支撑，接触关系为线接触、点-线接触、线-凹凸接触。砂岩中填隙物结构类型以杂基-胶结物为主，胶结类型主要为孔隙-接触式胶结和接触式胶结，少部分为孔隙式胶结。

根据铸体薄片和扫描电镜观察，须二段储集空间主要为残余粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔和微裂缝，为孔隙型、裂缝-孔隙型储层（见图1）。

图1 安岳区块须二段典型岩心与铸体薄片特征

残余粒间孔指碎屑颗粒之间经机械压实和胶结作用后剩余的原生粒间孔隙，主要为石英加大或绿泥石环边发生后，颗粒之间没有被胶结物填充的孔隙部分。该类孔隙多呈三角状、多边形状，与点状或管状孔喉相连，或孤立分布，或与次生溶孔相连。残余粒间孔主要发育于刚性不可溶的石英颗粒和硬质岩屑颗粒（燧石、硅质岩屑）之间。

粒间溶孔是在原生粒间孔或充填残余粒间孔的基础上，粒间孔周围的长石、岩屑等铝硅酸盐颗粒边缘以及粒间充填和杂基中的碳酸盐胶结物等受到溶蚀作用而形成的孔隙。粒间溶孔常见于岩屑石英砂岩中，孔隙边界呈港湾状或不规则状，并伴有自生黏土矿物充填。粒间溶孔对储层的渗透率有明显的改造作用，可以使孔隙连通，在孔隙度提高的基础上，增加连通性，扩大孔隙空间。

粒内溶孔分布于碎屑颗粒内部，主要为长石沿解理面溶解，花岗岩屑、中基性岩屑及云母类不稳定组分被溶蚀形成的蜂巢状、斑块状孔隙，溶孔中常见溶蚀残晶。粒内溶孔普遍发育于细中粒岩屑砂岩、中粗粒长石岩屑砂岩中。粒内溶孔进一步发展可形成铸模孔，即整个碎屑颗粒被溶蚀，长石、岩屑被溶后保留颗粒形态的孔隙。该类孔隙多呈孤立状产出。

须二段砂岩中还见到杂基内溶孔和胶结物溶孔。前者是泥质杂基被溶蚀形成的不规则溶蚀孔，由杂基内选择性溶解而成，一般孔径较小，多呈微型网状或局部蜂窝状，发育于细粒岩屑砂岩的颗粒之间。后者是方解石胶结物选择性溶解所成，孔径一般较小。由于早期钙质胶结较彻底，孔隙几乎完全损失，胶结物溶孔在研究区须二段较少见。

岩心观察、成像测井解释及铸体薄片观察表明，安岳地区须家河组发育与断裂伴生的构造裂缝和雷口坡古残丘之上差异压实形成的微裂缝[20]。岩心观察和成像测井图像中可见到斜交缝、低角度缝和网状破裂。铸体薄片中观察到的微裂缝宽度主要在0.005～0.050 mm，少部分为0.050～0.100 mm，且裂缝多沿颗粒边缘发育，在裂缝延长方向上有分叉现象，裂缝多相互穿插和切割。沿微裂缝常见溶蚀现象，表明裂缝促进了次生溶孔的形成。虽然裂缝对储集空间贡献不大，但可有效改善致密砂岩的渗流性。裂缝发育是气井高产的重要因素。

须二段储层孔隙度主要分布在7.0%～10.0%，平均孔隙度为8.7%；渗透率主要分布在0.1×10-3～1.0×10-3μm2，裂缝发育处渗透率达 5.0×10-3～10.0×10-3μm2。 须二段总体为低孔—特低孔、特低—低渗储层，孔隙为主要储集空间，裂缝发育改善了储层的渗流能力。

沉积微相是储层发育主要的控制因素[21-24]，砂岩粒度对于储层物性具有重要影响，中粗粒砂岩沉积时水动力条件强，分选好，磨圆度高，有利于原始孔隙的保存。通过6口井271 m岩心观察，明确安岳须二段优质储层主要为发育于三角洲前缘水下分流河道的中—中粗粒长石石英砂岩、岩屑石英砂岩，且这类储层发育块状层理、粒序层理、板状交错层理（见图1）。

1.3 储层甜点分布刻画

由于安岳区块须二段储层具有受沉积岩相控制的特点，因而刻画中粗粒岩相是储层甜点分布预测的有效途径。海拉尔河的现代沉积研究揭示，砂岩粒径中值与泥质质量分数存在明显的正相关，相关系数达0.88。受此启发，建立了安岳区块须二段砂岩粒径中值测井反演方法。岳112井须二段全井段取心（2340.55～2474.48 m），按1 m左右间隔均匀取样121块，磨制薄片并在镜下测量其主要粒径，建立砂岩粒径中值与自然伽马（GR）值的关系。根据经验公式，计算出均一化GR值，反推得到砂岩粒度曲线。该曲线更好地突出了粗粒相带，沉积韵律更加清晰。通过粒度反演，重构每口井的粒度曲线，获得不同粒度的砂泥岩岩性剖面。基于粒度的纵向变化，结合岩心观察的沉积构造和岩性组合，可以划分出分流河道、水下分流河道、河口坝、分流间湾、滨浅湖等沉积微相类型。将单井岩性柱叠合到均方根振幅属性平面图，从中可以看出，均方根振幅清晰反映了分流河道的分布格局。针对安岳区块须二段，开展了单井地层划分与沉积相分析、连井沉积相剖面对比，编制了5个小层不同粒度砂岩的厚度分布图和砂地比分布图，结合均方根振幅属性平面分布图，编制了须二段5个小层的沉积微相分布图。

研究区须二段沉积演化表现出以下特点：1）雷口坡古残丘的沟槽及低洼地形控制了X2-1小层的分流河道延展及三角洲朵体的分布；2）沉积地形南高北低、东高西低，分流河道由南向北延展；3）从X2-1到X2-5小层，发育2～3个河道带，且河道发育具有由东向西迁移的特点，从下往上，砂岩发育程度增强。

基于粒度反演+地震均方根振幅+GR砂体厚度反演，按相控原理，刻画储层甜点分布。地震、地质结合，基于相控约束，编制沉积储层分布系列图件，包括5个小层的储层厚度、孔隙度、含水饱和度、储能系数的平面分布图。须二段有效储层纵向上主要发育于X2-5，X2-4，X2-3小层，平面上储层主要发育于水下分流河道，在研究区中西部叠置连片（见图2）。在须二段5个小层沉积相和储层有效厚度分布图的基础上，利用气、水层测井解释结果，编制了5个小层的气、水层厚度分布图。安岳须二气藏为低缓斜坡背景下的岩性圈闭气藏，须二段整体呈上气下水的分布格局，但天然气充注不足，分异不彻底，加之有效砂体规模小，气水关系复杂[25]。气层主要发育在X2-5，X2-4小层，其厚度占比分别为41.78%，35.93%，其次为X2-3小层，厚度占比为14.65%；水层主要分布在X2-1小层，厚度占比为60.36%，其次为X2-2小层，厚度占比为23.13%（见图3）。须二上亚段X2-3—X2-5小层的水层零星发育，须二下亚段X2-1，X2-2小层的水层局部连片发育。

图2 安岳区块须二段小层沉积相和有效储层厚度分布

图3 安岳区块须二段气、水层分布特征

2 裂缝分布及其对开发的影响

结合地震剖面与断裂检测属性进行断层解释，并对解释结果进行平面与空间质控。解释结果表明，断穿须三段底界的断层较少，断穿须二上亚段底界的有79条，断穿须二段底界的有160条。按垂直断距进行断层分级：Ⅰ级断层10条（断距大于10 m），Ⅱ级断层23条（断距在3～10 m），Ⅲ级断层127条（断距小于3 m）。

利用多种地震预测技术方法开展了安岳须二段裂缝分布预测。裂缝地震预测技术主要包括地震相干体裂缝检测、倾角检测、方位角属性检测、曲率属性、蚂蚁体属性、对称度属性等[26-27]。研究表明：对称度属性对振幅的变化比较敏感，和地下构造的弯曲形变及不连续性有较好的相关性，利用该属性可以较好地预测断层、裂缝及地质体边界；与几何属性相比，它可以更清晰地揭示出邻近地震道波形的细微变化。因此，选择对称度属性进行裂缝预测。图4为气井EUR（Estimated Ultimate Recovery，最终可采储量）、初期日产气量与裂缝分布叠合图。图中蓝色、深蓝色表示裂缝较为发育，裂缝多与断层相伴生，裂缝发育面积约占45%。剖面裂缝特征响应明显，高产气井多数对应裂缝发育部位，但裂缝水侵严重，导致气井快速递减。

图4 安岳区块气井EUR、初期日产气量与裂缝分布叠合

图4反映出裂缝-孔隙型储层初期高产（5×104～12×104m3/d），但稳产期短（0～10 个月），EUR 偏低（0.200×108～0.530×108m3），开发效益差。

3 气井产水特征及对开发效果的影响

气井产水影响气井产能，产水严重程度与射孔或压裂层段的性质有关。射孔纯气层开发效果最好，射孔气水同层和含气水层会导致单井无阻流量和累计产气量显著降低。统计表明：安岳区块须二段射孔纯气层井的平均无阻流量为37.62×104m3/d，平均单井累计产气量3 516×104m3；射孔气层、气水同层和含气水层井的无阻流量为7.46×104m3/d，平均单井累计产气量为1 371×104m3。可以看出，要获得较好的开发效果，就必须避免射开或压开水层和含气水层。

根据气井的单井累计产气量与累计水气比，将气井产水程度划分为4种类型（见表1）。高、中累计产气量，低累计水气比的Ⅰ，Ⅱ类气井占比为30.17%，累计水气比大于4m3/104m3的Ⅳ类气井占比为23.28%。

表1 不同类型气井产水程度划分标准及占比

结合断层、裂缝分布特征及气井生产动态综合判断气井产水的水侵通道，划分气水同层产水型、基质孔隙侵入型、低导裂缝缓慢侵入型、高导裂缝快速侵入型、多通道混合产水型5种水侵通道类型。研究结果表明，安岳须二气藏高、中累计产气量，低水气比的Ⅰ，Ⅱ类气井通常为基质孔隙或低导裂缝产水类型，而低累计产气量、高水气比的Ⅳ类井多为高导裂缝产水类型，高导裂缝水侵导致产水量急剧上升，产水量峰值高，对产能影响较大，易导致水封气。直接部署在断裂带的开发井一般产水严重，开发效果差。

气井水气比低于5 m3/104m3的生产阶段贡献了86.8%的累计产气量，水气比在0～2m3/104m3生产阶段对累计产气量的贡献为66.7%。统计所有产水井的水侵时间点发现，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ类气井的平均见水（开始产水）时间分别为投产 15.67，10.58，8.07，5.00 个月，Ⅳ类井比Ⅰ类井平均见水时间提前10.67个月。气井见水前后生产参数的变化反映出见水气井见水后递减规律的改变，早期见水气井见水后产气量下降明显，而晚期见水气井产气量降幅相对较小。如：投产第2月见水的岳101-X12井日产气量比产水前降幅达64%，EUR比不产水生产测算值下降46%；投产第13月见水的岳101-67-X2井日产气量比产水前下降50%，EUR比不产水生产测算值下降40%；投产第72月见水的岳101-3C1井日产气量比产水前下降14%，EUR比不产水生产测算值下降12%。气井水侵时间越早，产气量下降越明显。

4 气藏效益开发影响因素分析

安岳须二气藏效益开发影响因素主要有3个。

其一，有效储层规模。有效储层规模及连通性决定气井稳产能力[28]。X2-4，X2-5小层发育的水下分流河道叠置砂体是须二段建产的基础，效益开发的单井有效厚度下限为9m，含气饱和度下限为55%。

其二，裂缝。裂缝发育能显著提高储层的渗透率，是气井初期高产的重要因素[29]，但沿裂缝水侵严重，导致气井快速递减，总体开发效益差。Ⅰ类气井多为孔隙型储层，有效储层规模大，初期产气量为中低水平（2×104～5×104m3/d），稳产期长（13～40 个月），单井累计产气量高（0.800×108～1.640×108m3），EUR 较高（1.080×108～2.450×108m3），开发效益好。裂缝-孔隙型储层初期高产（5×104～12×104m3·d-1），但稳产期短（0～10 个月），EUR偏低（0.200×108～0.530×108m3），开发效益差。

其三，防水、控水。高导裂缝水侵、射开或压开含水层、沟通须二段下部水层，均会导致严重产水和气井快速递减。过早见水严重影响累计产气量。要实现安岳须二气藏效益开发，就必须主动防水，井位部署避开含水区和高导裂缝带，优选射孔层位，避开含水层，控制压裂缝高和生产压差。

5 效益开发有利区优选

安岳地区须二段含气砂岩储层具有低GR值、相对高孔隙度、低纵横波速比（vp/vs）特征，采用岩性—物性—含气性逐级反演进行储层参数定量预测。建立扩展弹性阻抗（EEI）与GR曲线的关系，通过EEI反演GR，进行岩性识别。同理，建立EEI与孔隙度的关系，进行物性定量预测。基于叠前弹性参数反演，提取vp/vs属性，预测气层厚度分布。通过叠前地质统计学反演进行薄气层识别，提高气层识别精度[30-31]。

气井经济效益评价表明，内部收益率8%对应的直井EUR为0.560×108m3，内部收益率4%对应的直井EUR为0.505×108m3。确认直井效益开发的EUR下限为 0.560×108m3，EUR 在 0.500×108～0.560×108m3的气井具有一定开发潜力。根据单井EUR计算结果，结合储层地震预测和相控约束，绘制了须二段EUR平面分布图。综合气井EUR、气层厚度、孔隙度、渗透率、含气饱和度、储量丰度等因素，优选11个开发有利区（见图5）。

图5 安岳区块须二段开发有利区评价

对单井EUR在0.500×108m3以上11个有利区开展综合评价表明：总面积为102.71 km2，地质储量为193.500×108m3，剩余储量为 189.340×108m3，效益开发剩余储量为121.550×108m3。确定①、②、⑦号3个最大的有利区为效益开发先导试验区，有利区面积为73.10 km2，剩余储量为 156.540×108m3，效益开发剩余储量为112.160×108m3。先导试验区主力气层发育于X2-5，X2-4小层，气层厚度一般为15～20 m，储量丰度一般为2×108～3×108m3/km2，单井 EUR 大于 0.560×108m3。

6 结论

1）将安岳区块须二段划分为5个小层，精细刻画储层的空间展布，认为有效储层主要发育于工区中西部X2-5，X2-4小层的水下分流河道中—中粗粒长石石英砂岩、岩屑石英砂岩中，其中发育粒间溶孔、粒内溶孔和微裂缝，为孔隙型、裂缝-孔隙型储层。

2）气井水气比低于5 m3/104m3的生产阶段贡献了86.8%的累计产气量。高导裂缝快速水侵对开发效果影响甚大。气井水侵时间越早，产气量下降越明显。

3）明确了气藏效益开发的3个主要影响因素：有效储层规模——效益开发的单井有效储层厚度下限为9 m，含气饱和度下限为55%；裂缝——裂缝发育是气井初期高产的重要因素，但易发生裂缝水侵，造成气井快速递减；防水、控水——要实现须二气藏效益开发就必须主动防水，井位部署避开高导裂缝带，优选射孔层位，避开含水层，控制压裂缝高和生产压差。

4）确定直井效益开发的EUR下限为0.560×108m3，优选3个效益开发有利区，面积73.10 km2，剩余储量156.540×108m3，效益开发剩余储量 112.160×108m3。