裂縫對沙一段席狀砂油藏高產井的控制及其地球物理識別

唐思琪，董少峰**，李 順，陳 果，張敏知，范存輝

(1.西南石油大學 地球科學與技術學院，四川 成都 610500； 2.西南油氣田川中油氣礦，四川 遂寧 629000；3.川慶鉆探地質勘探研究院，四川 成都 610000)

席狀砂體是四川盆地中部沙溪廟組一段重要的儲層段，前期勘探主要集中于沙一段中下部的河道砂體的綜合研究，對于底部濱淺湖相的席狀砂體的儲層特征及油藏高產主控因素缺乏較為清晰的認識[1-2]。除此之外，目前針對沙一段油氣藏的勘探開發將沙一段底部席狀砂劃分為烴源巖與砂體緊密共生的非常規致密油氣[3-5]，忽視了裂縫對沙一段底部席狀砂體油藏增產增效的影響。

本文以川中地區公山廟構造沙一段底部席狀砂為對象，在透析沙一段席狀砂體的儲層特征和烴源條件基礎上，借助巖心、薄片、測井、地震等資料，分析沙一段席狀砂儲層成藏的關鍵因素，并且根據高產井測井、錄井和地震資料對主控因素進行地球物理識別，為四川盆地中侏羅統油藏的增產增效做出貢獻。

1 研究背景

公山廟構造位于四川盆地中部的南部、蓬安、西充縣境內，屬于低山丘陵的地表地貌，地面海拔在300～500 m。該構造是揚子板塊中四川盆地的川中古隆中斜平緩構造帶營山構造群的構造之一[6](圖1)，地表出露有蓬萊鎮組地層。公山廟構造的侏羅系為一套陸相淡水湖相碎屑巖沉積[7-9]。

根據巖石顯微薄片分析，公山廟構造研究區內沙一段底部儲集巖石類型主要為粉～細粒長石巖屑石英砂巖，其間可見各粒間溶孔、粒內溶孔，溶孔內及吼道含油飽滿(圖2)。根據134個席狀砂體樣本，沙一段底部席狀砂儲層的滲透率范圍為0.023～8.58 mD，平均值為 0.4772 mD。其中，滲透率介于0.1～1 mD 的頻率最高。連通孔隙度范圍為0.3%～7.08%，平均值為3.09%。其中，連通孔隙度在2%～4%的頻率最高(圖2)，屬于特低孔、特低滲型儲層[10]。根據研究區取心段巖相組合的測井相特征，對單井上砂體的識別及連井剖面上砂體連續性的刻畫[11]，沙一段席狀砂體在剖面上砂體厚度較薄(<5 m)，砂體具有良好橫向連續性，呈儲層與非儲層(致密層)互層特點，非均質性較強[12]。

圖2 公山廟構造沙溪廟組一段席狀砂儲層特征

2 高產井主控因素

2.1 優質儲層控制單井產能

研究區內沙一段儲層屬于特低孔、特低滲型儲層。根據孔隙結構參數以及平均毛管壓力參數，結合掃描電鏡、巖性薄片、物性等分析[13]，可將研究區沙一段席狀砂儲層分為3類(表1)，其中的相對優質儲層表現為孔隙度大于5%，滲透率大于 1 mD，孔喉間連通性強。

將沙一段儲層通過孔隙度和滲透率分級評價[13]，根據區內G27井、G44井、G22井、G28井、G18井及G104井生產解釋結果分析(表2)，I類儲層產能占比可達81%，Ⅱ類和Ⅲ類儲層產能占比達19%。結果表明，公山廟構造的油藏產量主要由I類儲層供給，席狀砂體優質儲層越發育越有利于提高單井產量[13-14]。

表2 公山廟構造沙溪廟組一段席狀砂試油各井產能系數與儲能系數表

2.2 斷裂溝通油藏

由于研究區儲層具有非均質性強、低孔滲、致密等特點，因此裂縫作為滲油通道成為了席狀砂儲層增產的關鍵。通過GSM構造沙溪廟組一段席狀砂的高產井及工業井巖心照片進行觀察，沙一段席狀砂的巖心上發育較多裂縫，且裂縫大多以小縫為主，規模較小；裂縫傾角較低，以中低斜、水平縫為主。沙一段的油源主要來自于下伏涼高山組黑色頁巖烴源層，局部可能伴隨有大安寨段黑色頁巖烴源層，沙一段自身儲層與非儲層段呈薄互層，因此一部分來源于涼高山組的油氣通過裂縫溝通運移至沙一底部席狀砂體儲層中，另一部分大斷層可溝通涼高山組甚至大安寨段油氣規模運移至沙一底部席狀砂體儲層中(圖3)。斷層與裂縫疊加發育極大改善儲層滲透性，能形成有效儲滲體系[15-16]。

圖3 公山廟構造沙溪廟組一段席狀砂體成藏示意圖

2.3 高產井解剖

在研究區選取測試產量超過 5 t/d 或者累產量超過5000噸的井為高產井，測試不超過 1 t/d 為低產井，工業井介于二者間。研究區共高產井21口，工業井8口，低產井14口。沙一段底部席狀砂孔滲散點圖反映研究區儲層為孔隙-裂縫型儲層(圖4a)，其中以孔隙型儲層為主。其中，高產典型井G27井，其測試產量累產 12200.63 t，可見明顯的裂縫型儲層特征(圖4b)。

(a)沙一底席狀砂高產、工業井儲層孔滲散點圖 (b)沙一底席狀砂G 27井儲層孔滲散點圖

3 裂縫的地球物理識別

3.1 斷層解釋

裂縫的識別對于沙一段席狀砂體儲層的增產具有重要意義。裂縫主要分布在斷層附近，且只有識別出斷層，才能較有效的識別出裂縫[17]。研究區沙溪廟組斷層平面延伸和分布的精細確定，主要采用 50 Hz 分頻相干的計算結果對斷層解釋進行強約束，同時結合剖面斷點特征進行綜合的斷層解釋與評價。根據斷層平面解釋結果，沙一底共發育41條斷層，以公1井大斷層為主。將研究區分為南北兩個部分，該斷層公1井以西其南北不發育其次生斷層或小斷層，而公1井以東，主要在大斷層的南部發育臨近斷層的次一級斷層或小斷層，與主斷層在平面上形成斜交組合(圖5)。

圖5 公山廟地區沙溪廟組沙一段底斷層平面級分級平面圖

3.2 裂縫測井識別

從測井評價的角度，可以將裂縫分為宏觀縫和微觀縫。宏觀縫在電成像測井圖上呈正弦曲線狀高導異常，成組出現電阻率值與背景值相比有所降低，低角度縫呈“尖刀刺”狀，高角度縫呈明顯“正差異”；聲波時差與骨架值相比有明顯增大，自然伽馬較低[18-19]，如高產井典型G27井的沙一段席狀砂主產油層段2465.4～2470.3 m 反映宏觀低角度縫測井特征(圖6a、b)。

圖6 公山廟構造沙溪廟組一段席狀砂儲層測井裂縫特征

3.3 裂縫地震識別

基于結構梯度張量的裂縫因子，可以在區域內進行定性預測裂縫發育特征，而且基于裂縫因子的量化特征，可對裂縫的發育程度進行一定的定量預測。裂縫因子的大小集中反映了局部區域裂縫發育的程度[20-21]。基于裂縫因子計算的沙一底部席狀砂裂縫發育特征顯示，在公1井大斷層附近裂縫發育外，工區西部、北部和東部地區，裂縫也較發育，特別是高產井處的裂縫發育特征更加明顯(圖7)。

圖7 公山廟構造沙溪廟組一段席狀砂裂縫因子屬性平面圖

4 結論

1)公山廟構造研究區內沙一段底部儲集巖石類型主要為粉～細粒長石巖屑石英砂巖，其間可見各粒間溶孔、粒內溶孔；席狀砂體屬于特低孔、特低滲型儲層，砂體具有良好橫向連續性，儲層與非儲層(致密層)互層，非均質性較強的特征。

2)研究區相對優質儲層表現為孔隙度大于5%，滲透率大于 1 mD，孔喉間連通性強；公山廟構造的油藏產量主要由I類儲層供給，席狀砂體優質儲層越發育越有利于提高單井產量。

3)沙一段席狀砂的巖心上發育較多裂縫，且裂縫大多以小縫為主，規模較小；裂縫傾角較低，以中低斜、水平縫為主，沙一段的油源一部分來源于涼高山組的油氣通過裂縫溝通運移。另一部分來源于大斷層溝通涼高山組甚至大安寨段油氣規模運移至儲層中，斷層與裂縫疊加發育極大改善儲層滲透性，能形成有效儲滲體系。

4)采用 50 Hz 分頻相干的計算結果對斷層解釋進行強約束，同時結合剖面斷點特征進行綜合的斷層解釋，沙一底共發育41條斷層，以公1井大斷層為主，將研究區分為南北兩個部分。該斷層公1井以西其南北不發育其次生斷層或小斷層，而公1井以東，主要在大斷層的南部發育臨近斷層的次一級斷層或小斷層，與主斷層在平面上形成斜交組合。

5)基于結構梯度張量的裂縫因子區域內進行定性預測裂縫發育特征顯示，在公1井大斷層附近裂縫發育外，研究區西部、北部和東部地區，裂縫也較發育，特別是高產井處的裂縫發育特征更加明顯。