東勝氣田錦72井區(qū)盒1段地層水特征及賦存類型

馬雪娟

（中國石化華北油氣分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450006）

研究區(qū)錦72井區(qū)位于東勝氣田杭錦旗區(qū)塊的南部，構(gòu)造位于鄂爾多斯盆地北部伊陜斜坡上[1，2]。目前在錦72井區(qū)已開展產(chǎn)能建設(shè)工作，下石盒子組盒1段儲(chǔ)層較好、完鉆氣井產(chǎn)能高，是主要的建產(chǎn)層位。本文結(jié)合巖心觀察、化驗(yàn)分析資料等研究成果，開展錦72井區(qū)盒1段氣層特征研究，明確了盒1段氣水分布模式，形成有針對性的開發(fā)政策，有利于指導(dǎo)東勝氣田錦72井區(qū)盒1段天然氣的高效開發(fā)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

位于鄂爾多斯盆地北緣伊蒙隆起的錦72井區(qū)二疊系下石盒子組為沖積平原辮狀河沉積環(huán)境，主要發(fā)育辮流水道、心灘和河漫沉積三種微相。盒1段河道砂體由于辮狀河道的遷移疊置呈現(xiàn)廣覆式發(fā)育，砂體較厚且順河流方向上連續(xù)性較好。盒1段常見含礫粗砂巖相和塊狀層理砂巖相，表明物源碎屑供給充足并且水動(dòng)力較強(qiáng)，在錦72井區(qū)典型井的垂向序列上也表現(xiàn)為多期河道互相疊置這種典型的辮狀河流相沉積特征；同樣地，由于辮狀河道不穩(wěn)定，心灘橫向連續(xù)性差，砂體之間多為辮狀水道滯留沉積或河漫沉積物，縱向上沿古水流方向呈彎曲的條帶狀；垂相上泥質(zhì)夾層多，礫石含量少，厚度相對較薄，盒1段測井曲線以疊置箱型和鐘型為主，其中疊置箱型表示垂向上發(fā)育多期心灘，通過對高產(chǎn)氣井有利砂體儲(chǔ)層的統(tǒng)計(jì)和分析可知，高產(chǎn)氣層主要發(fā)育在心灘微相中，常見巖相為含礫粗砂巖相和塊狀層理砂巖相；鐘型鋸齒狀明顯，表明辮流水道頻繁遷移擺動(dòng)，對應(yīng)巖性為中細(xì)砂巖，細(xì)砂巖可見泥質(zhì)紋層[3，4]。

2 儲(chǔ)層物性特征

2.1 物性特征

通過巖心孔隙度、滲透率分析，錦72井區(qū)盒1段孔隙度分布區(qū)間為5.0%～18.72%，平均孔隙度為9.2%；滲透率分布范圍為0.15 mD～6.47 mD，平均滲透率0.72 mD。表現(xiàn)為單峰特點(diǎn)；通過物性參數(shù)孔-滲相關(guān)性圖可知，孔隙度和滲透率呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)關(guān)系。根據(jù)碎屑巖儲(chǔ)層類型劃分標(biāo)準(zhǔn)，盒1段砂巖儲(chǔ)層屬于低孔-特低孔、特低滲-超低滲型儲(chǔ)層[5]。

2.2 孔隙特征

2.2.1 孔隙類型 通過觀察和總結(jié)鏡下薄片特征，錦72井區(qū)二疊系下石盒子組盒1段主要孔隙類型為粒間溶孔、原生粒間孔和粒內(nèi)溶孔，鑄模孔、裂縫較少（見圖 1）。

2.2.2 孔喉特征 通過最常用的毛細(xì)管壓力法研究盒1段儲(chǔ)層砂巖孔喉特征，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明盒1段砂巖平均排驅(qū)壓力為1.39 MPa，中值壓力為15.6 MPa，中值半徑為 0.11 μm，最大喉道半徑為 1.65 μm，分選系數(shù)為0.2，歪度系數(shù)為2.39。盒1段儲(chǔ)層喉道以中小喉為主，孔喉結(jié)構(gòu)復(fù)雜，非均質(zhì)性強(qiáng)[6]。根據(jù)毛細(xì)管壓力曲線分析，盒1段砂巖儲(chǔ)層孔喉可劃分為三種類型（見表1、圖 2）。

3 地層水特征

3.1 地層水礦化度特征

表1 錦72井區(qū)盒1段儲(chǔ)層分類評價(jià)表

圖2 錦72井區(qū)盒1段砂巖毛細(xì)管壓力曲線分類圖

錦72井區(qū)盒1段地層水礦化度在33 667 mg/L～46 417 mg/L，平均為41 624 mg/L。總體上，地層水礦化度與深度呈正相關(guān)，下部層位地層水礦化度較上部層位高，表明隨深度增加水巖作用及地層水的變質(zhì)程度較高。

3.2 氯根參數(shù)特征

錦72井區(qū)盒1段地層水氯根濃度在21 928 mg/L～28 000 mg/L，平均為25 530 mg/L。總體上，礦化度的大小主要表現(xiàn)為氯離子濃度的高低，所以地層水礦化度與氯離子濃度呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)關(guān)系。

4 地層水賦存類型

氣（油）田水賦存于儲(chǔ)集層的孔隙-裂縫系統(tǒng)中，由于東勝氣田錦72井區(qū)盒1段致密砂巖儲(chǔ)層在天然氣聚集成藏時(shí)其烴源巖生烴動(dòng)力與砂巖儲(chǔ)層毛細(xì)管壓力之間存在較大的差異，造成了儲(chǔ)層中地層水具有兩種賦存狀態(tài)，即束縛水和自由水。

4.1 束縛水

在天然氣運(yùn)移過程中，砂巖儲(chǔ)層中一部分水在一般天然氣生烴驅(qū)替壓力下不能自由移動(dòng)，這部分水稱為束縛水，相應(yīng)的飽和度則稱為束縛水飽和度。束縛水根據(jù)其賦存部位和賦存類型分為孔隙盲端水、結(jié)合水、滯留水（毛細(xì)管水），其中孔隙盲端水由于其物理特性，主要分布于儲(chǔ)層孔隙盲端內(nèi)，一般情況下不參與流動(dòng)，可以認(rèn)為該類型地層水不產(chǎn)出；結(jié)合水廣泛分布于儲(chǔ)層礦物顆粒表面，呈液膜狀分布，不參與流動(dòng)，可以認(rèn)為該類型地層水不產(chǎn)出；滯留水（毛細(xì)管水）分布于儲(chǔ)層內(nèi)被微小喉道所約束的孔隙內(nèi)，呈孤立或連片狀分布，孔喉兩端壓差大于孔喉處液相的毛管力和其他附加阻力之和時(shí)，后方流體開始流動(dòng)，宏觀表現(xiàn)為隨開發(fā)的進(jìn)行滯留水梯級動(dòng)用。

在東勝氣田錦72井區(qū)中盒1段儲(chǔ)層束縛水可以存在于物性較好且孔喉配置結(jié)構(gòu)優(yōu)良的砂巖儲(chǔ)層中。該類儲(chǔ)層由于孔滲物性較好、生烴動(dòng)力充足而且輸導(dǎo)體系配置關(guān)系良好，地層中水主要以束縛水的狀態(tài)賦存，因此氣井在生產(chǎn)過程中產(chǎn)水量很低。

4.2 自由水

自由水也叫重力水，能在重力作用下流動(dòng)。自由水飽和度很高的氣井在試氣過程中往往產(chǎn)水量很高。結(jié)合本區(qū)的局部微構(gòu)造特征及地層水成因，將本區(qū)自由水類型再劃分為邊底水和孤立透鏡體水[9]。

邊底水多位于砂體底部的構(gòu)造低部位，一般產(chǎn)水量較大，這類水的發(fā)育部位既可位于河道邊部的砂巖儲(chǔ)層的底部，也可發(fā)育在連續(xù)儲(chǔ)層內(nèi)部的構(gòu)造低部位，此類自由水礦化度一般高于本區(qū)平均值，說明水層范圍有限，相對較為封閉，水體與圍巖接觸時(shí)間較長造成的這種結(jié)果。

孤立透鏡體水所賦存的儲(chǔ)集砂體多為單套儲(chǔ)集砂體，該類水體與天然氣無明顯的直接關(guān)系，由于這類水體封閉性較高，與周圍泥巖接觸時(shí)間較長，造成了礦化度較高，含有該類型水體的氣井在試氣過程中不產(chǎn)氣，只產(chǎn)水[10]。

5 地層水平面分布特征

通過盒1段氣水層平面分布特征可知，氣水層的分布明顯受控于構(gòu)造形態(tài)和優(yōu)質(zhì)砂巖儲(chǔ)層的縱橫向展布特征等相關(guān)因素。在對錦72井區(qū)盒1段單井氣水層解釋的基礎(chǔ)上，對比氣水層剖面上的垂向分布特征，綜合考慮氣井產(chǎn)水?dāng)?shù)據(jù)并疊合平面砂體展布特征、構(gòu)造發(fā)育特征等控制因素，繪制了錦72井區(qū)盒1段各個(gè)小層的氣水平面分布圖[11]。

錦72井區(qū)盒13小層水體主要分布在4號(hào)河道，表現(xiàn)為大面積連片水體的富水河道。氣層主要分布在6號(hào)河道北部錦90、錦69等部位，以及7號(hào)河道北部的J72P11H井以及南部J72P5H井等附近（見圖3）。

盒12小層在錦72井區(qū)水體主要發(fā)育在5號(hào)河道中部錦71井附近，以及7號(hào)河道北部的錦54、J72P15H井區(qū)（見圖4）。

錦72井區(qū)盒11儲(chǔ)層發(fā)育的區(qū)域多被水層所覆蓋，水體發(fā)育規(guī)模較大，主要發(fā)育在4號(hào)河道及7號(hào)河道北部（見圖5）。

圖3 盒13小層氣水分布圖

6 結(jié)論

（1）在最新試氣試采、四性關(guān)系研究基礎(chǔ)上，結(jié)合感應(yīng)電阻率等電性參數(shù)完善了氣水識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，氣水識(shí)別符合率85%；

（2）根據(jù)地層水在儲(chǔ)層中的賦存狀態(tài)，將目標(biāo)區(qū)地層水劃分為束縛水和自由水兩大類；

（3）根據(jù)地層水在研究區(qū)主要分布范圍，將目標(biāo)區(qū)地層水劃分為河道砂體局部邊底水、致密砂巖封隔的“透鏡體”水及致密層滯留水。

圖4 盒12小層氣水分布圖

圖5 盒11小層氣水分布圖