鄂爾多斯盆地N 區S2 儲層產水特征研究

路小甲，王 河，徐良寶，王亞蘭，劉 蕾，孫 媛

（1.中國石油長慶油田分公司第六采油廠，陜西定邊 718600；2.中國石油長慶油田分公司蘇里格南作業分公司，陜西西安 710018；3.中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西西安 710021；4.中國石油測井有限公司長慶分公司，陜西西安 710021）

S 氣田N 區位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡北部，地理位置在S 氣田中區南部。晚古生代是本區含氣的重要層系，自下而上發育石炭系本溪組、二疊系太原組、山西組、石盒子組和石千峰組，主力氣層從H8 到S2都有不同程度含氣，儲層具有典型“低滲透、低壓、低產、低豐度”特征，埋藏深度大，儲層較致密，為典型的致密砂巖巖性氣藏[1-5]。儲層厚度小，非均質性強，橫向變化快，孔滲關系復雜，有效儲層主要分布于物性較好的致密砂巖甜點部位，沉積相主要為大型緩坡型的河流-三角洲相沉積，河道帶中儲層普遍發育，平面上各小層河道擺動較頻繁，縱向上砂體呈零散的透鏡狀或連片分布[6-8]。S2 儲層沉積期為低彎度曲流河、曲流河為主的沉積環境，多期河道疊置，但總體上砂體規模較小，主要在NE-SW 向主砂帶上發育有效砂體，砂體以0～10 m 為主，砂厚平均為5.5 m[9-10]。隨著氣田開發程度的不斷深入，N 區局部巖性氣藏出現了不同程度的產水現象,制約了單井產量的提高和氣藏規模的進一步擴大。特別是S2 儲層疑似產水嚴重，部分氣井積液嚴重甚至水淹，影響氣井正常生產。為此，本文通過對N 區內的S2 儲層改造井的產水特征進行整體摸排，落實相關產水特征，并利用N 區鄰近區域的延安-安邊砂帶及哈汗兔廟-楊橋畔砂帶的S2 儲層單試氣井的測井及試氣資料進行重點分析研究，建立了N 區S2 儲層氣井產水界限，確定了氣井產水的臨界線，并利用井口兩相計量試驗井和封堵措施氣井進行了對比驗證，同時利用該氣水界限對全區塊內含有S2 儲層的氣井的產水特征進行了分析預測，以期為N 區S2 儲層的勘探開發、生產管理及產能建設提供一定的技術支持與參考依據。

1 S2 儲層產水特征分析

1.1 SN0001 井產水分析

SN0001 井于2019 年12 月投產，原生產儲層為H8、S1、S2，試氣無阻流量54.033 4×104m3/d，屬于典型的投產即積液井，因產水量大導致氣井水淹，無法正常生產，2020 年10 月-2021 年共進行4 次動態P/T 測試，液柱最高一次液面位置158 m，射孔段上方3 346 m，積液嚴重。2021 年采取措施封堵S2 儲層后氣井恢復正常生產，日產氣8×104m3左右，生產穩定。通過SN0001 井的實際生產動態分析及氣井井史研究認為，該井S2儲層解釋為含氣水層，電阻率較低，僅為45.42 Ω·m，產水的可能性大（表1）。因此，S2 儲層產水是導致該井積液水淹，無法正常生產的主要原因。

1.2 S2 儲層改造井產水分析

1.2.1 氣井整體產水分析 N 區投產氣井超過900口，日均產氣量約975×104m3，日均產水量超過300 m3，井均日產氣1.530 0×104m3，井均日產水0.603 0 m3，平均液氣比0.39 m3/104m3。其中，改造S2 儲層的氣井共有62 口，日均產氣量約為60×104m3，通過對比分析區塊產水量與這62 口氣井每日開井數及產氣量的關系可以看出，區塊內的日產水量與S2 儲層改造井的開井數，特別是S2 儲層改造井的日產氣量呈明顯的正相關關系，S2 儲層改造井的開井數越多，日產水量越大。因此，初步判斷為N 區內62 口S2 儲層改造井產水，區塊內氣井的S2 儲層容易產水（圖1）。

圖1 S2 儲層改造井日產氣量、開井數與區塊內日產水量關系圖

1.2.2 兩相計量氣井產水分析 根據N 區的采氣工藝，工區內氣井未進行單井產水計量。為判斷氣井產水情況，2017-2020 年優選并開展99 井次氣液兩相計量試驗[11-12]，其中，SN0002、SN0003、SN0004、SN0005、SN 0006 井含S2 儲層。試驗結果發現，兩相計量試驗井井均日產水為0.823 6 m3、平均液氣比為0.45 m3/104m3，均高于N 區井均日產水及平均液氣比（表2）。對含有S2 儲層的5 口氣井進行分析，可以看出，SN0002 井的液氣比為0.06 m3/104m3，低于兩相計量試驗井及N 區的平均值；SN0003 井的液氣比為0.78 m3/104m3，略高于兩相計量試驗井及N 區的平均值，其他3 口氣井的液氣比遠高于兩相計量試驗井及N 區平均值。因此，相對來說，含有S2 儲層的氣井整體產水情況更加嚴重（圖2）。

圖2 兩相計量測試S2 儲層改造井液氣比與兩相計量試驗井及N 區所有井平均液氣比對比圖

表2 兩相計量測試S2 儲層改造井與兩相計量試驗井及N 區所有井產水情況對比表

通過對比分析含有S2 儲層的5 口兩相計量試驗井測井響應特征（SN0002 井無測井數據未列出），可以看出，高產水井SN0004、SN0006、SN0005 的S2 儲層電阻率普遍較低，平均值分別在95、90、30 Ω·m 左右，且S2 儲層砂體電阻率出現上高下低的典型重力二相分異作用，呈現明顯的產水特征。SN0003 井S2 儲層平均電阻率190 Ω·m 左右，相對來說，電阻率較高，但仍然低于200 Ω·m，S2 儲層的產水受電阻率的影響較大，電阻率越低，產水的可能性就越大。

2 S2 儲層產水界限預測

S 氣田S2 儲層含氣顯示較好的砂帶主要有延安-安邊砂帶及哈汗兔廟-楊橋畔砂帶，其中，延安-安邊砂帶含氣性優于哈汗兔廟-楊橋畔砂帶，N 區位于哈汗兔廟-楊橋畔砂帶西北部。由于該區無S2 儲層單試井，產水資料較少，氣水關系研究分析難度較大[13-15]。因此，選取了鄰近N 區的兩個砂帶進行了相關研究，通過尋找S2儲層電阻率、聲波時差與氣井產氣產水的對應關系，建立了產水氣井與不產水氣井的氣水界限，并利用5 口兩相計量試驗井和封堵S2 儲層的氣井進行了對比驗證。

2.1 不同類型儲層的測井響應特征

利用N 區鄰近區域延安-安邊砂帶及哈汗兔廟-楊橋畔砂帶S2 儲層單試氣井55 口70 小層（氣層49個、差氣層2 個、氣水同層12 個、含氣水層5 個、干層2 個），依據試氣、測井解釋資料建立S2 儲層電阻率-聲波時差交會圖（圖3），圖版中產水層誤入點與氣層誤入點之和與總點數之比均小于10%，圖版符合率達到90%以上?？梢钥闯?，氣層與產水層之間的電阻率與聲波時差特征存在一定的分界線，但不明顯，總體上電阻率與聲波時差滿足lnRT=-0.017 3AC+5.840 2 的關系式，電阻率與聲波時差交會點落在界限的左下方，則一般解釋為產水儲層或干層。

圖3 鄰近區塊S2 儲層氣井電阻率與聲波時差交會圖

2.2 S2 儲層氣井產水界限分析預測

對鄰近區塊55 口氣井S2 儲層單層試氣資料進行分析發現（表3），試氣產水氣井20 口，測井解釋為含水儲層及干層16 口，氣層為4 口；試氣不產水氣井35口均解釋為氣層、差氣層，測井解釋的結論與氣井試氣產水存在一定的對應關系。因此，依據氣井試氣產水特征，通過分析產水氣井和不產水氣井的電阻率-聲波時差交會圖（圖4），建立了產水井與不產水井之間的電阻率與聲波時差氣水界限，圖版中產水井誤入點與不產水井誤入點之和與總點數之比均小于15%，圖版符合率達到85%以上。結果可以看出，試氣產水情況不同氣井S2 儲層的電阻率與聲波時差特征存在一定的氣水界限，總體上產水井的電阻率與聲波時差交會點落在氣水界限的左下方。也就是說，電阻率與聲波時差交匯點在氣水界限的左下方，則氣井產水的可能性大。

圖4 鄰近區塊S2 儲層氣井電阻率與聲波時差交會圖

表3 鄰近區塊S2 儲層單層試氣產水與測井解釋結論關系表

2.3 S2 儲層氣井產水界限對比驗證

利用鄰近區塊建立的S2 儲層氣井產水界限圖版，通過將5 口兩相計量試驗井和封堵S2 儲層氣井SN0001 的S2 儲層電阻率和聲波時差在交會圖上顯示（SN0002 井無測井數據未列出），可以看出，SN0003、SN0004 井分布在氣水界限上，SN0005、SN0006 和SN0001 井均位于氣水界限的左下方，與兩相計量測試結果相符，與封堵S2 儲層井的分析結果一致（圖5）。因此，該氣水界限圖版可應用于N 區含有S2 儲層的氣井進行產水特征分析研究。

圖5 兩相計量試驗井和封堵S2 儲層措施井電阻率與聲波時差交會圖

3 S2 儲層產水情況預測

S 氣田S2 儲層含氣顯示較好的砂帶主要有延安-安邊砂帶及哈汗兔廟-楊橋畔砂帶，其中，延安-安邊砂帶含氣性優于哈汗兔廟-楊橋畔砂帶，N 區位于哈汗兔廟-楊橋畔砂帶西北部。由于該區無S2 儲層單試井，產水資料較少，氣水關系研究分析難度較大。因此，選取了鄰近N 區的兩個砂帶進行了相關研究，通過尋找S2儲層電阻率、聲波時差與氣井產氣產水的對應關系，建立了產水氣井與不產水氣井的氣水界限，并利用5 口兩相計量試驗井和封堵S2 儲層的氣井進行了對比驗證。

3.1 2020 年完鉆井S2 儲層產水分析預測

2020 年N 區鉆遇S2 儲層14 口，其中，測井解釋為氣層6 口井6 小層、氣水同層5 口井7 小層、含氣水層3 口井3 小層（表4），其中，試氣獲得高產氣流9口，有4 口測井解釋為含水儲層。

表4 N 區2020 年鉆遇S2 儲層測井參數表

將14 口井S2 儲層的電阻率及聲波時差在建立的N 區氣井產水界限圖版上顯示（圖6），可以看出，SN0016、SN0017、SN0014、SN0012 井分布于氣水界限之上，且SN0017、SN0014、SN0012 井測井解釋為氣層，產水的可能性較小，其余10 口井均位于氣水界限的左下方。因此，可以判斷該10 口氣井S2 儲層的產水可能性較大。

圖6 2020 年鉆遇S2 儲層電阻率與聲波時差交會圖

3.2 S2 儲層產水分析預測

利用鄰近區塊建立的N 區S2 儲層氣井產水界限圖版，將區塊內改造S2 儲層的62 口氣井的電阻率、聲波時差在交會圖上顯示（圖7），可以看出，SN0021、SN0022、SN0023 等17 口氣井分布于氣水界限之上，其余45 口井位于氣水界限的左下方。因此，判斷該45 口氣井S2 儲層產水的可能性較大。建議在這45 口氣井中優選部分井列入2022 年兩相計量測試計劃，進一步證實S2 儲層的產水特征，以期為下一步N 區S2 儲層的勘探開發、生產管理及產能建設提供一定的決策依據和技術支持，同時為其他氣田S2 儲層的開發管理提供有力的技術保障。

4 結論及建議

（1）通過對含有S2 儲層的62 口氣井的整體產水特征進行分析研究，根據含有S2 儲層的5 口兩相計量試驗井的測試結果以及對封堵S2 措施井SN0001 產水特征的總結分析認為，N 區內S2 儲層改造井整體產水嚴重，氣井的S2 儲層產水嚴重。

（2）利用N 區鄰近區域的延安-安邊砂帶及哈汗兔廟-楊橋畔砂帶的S2 儲層單試氣井試氣資料及電阻率、聲波時差等測井參數進行產水特征分析，建立了N區S2 儲層氣井產水界限，確定了氣井產水的臨界線，并應用5 口兩相計量試驗井和1 口封堵措施氣井進行了對比驗證，與兩相計量測試結果相符，與封堵S2 儲層井的分析結果一致。

（3）利用N 區S2 儲層氣井產水界限，對N 區內62口含有S2 儲層的氣井進行驗證，結果發現，45 口氣井S2 儲層產水的可能性大。建議在這45 口氣井中優選部分井列入2022 年兩相計量測試計劃，進一步證實S2 儲層的產水特征，以期為下一步N 區S2 儲層的勘探開發、生產管理及產能建設提供一定的決策依據和技術支持，同時為其他氣田S2 儲層的開發管理提供有力的技術保障。