鄂西渝東JZ1井志留系致密砂巖氣層解釋

榮延善，沈金才

（1.中國(guó)石化江漢石油管理局測(cè)錄井工程公司，湖北 潛江433123；2.中國(guó)石化江漢油田分公司天然氣勘探開發(fā)處，湖北 潛江433124）

致密砂巖氣是指孔隙度低、滲透率低、天然氣在其中流動(dòng)緩慢的砂巖層中的非常規(guī)天然氣。中國(guó)石化在鄂西渝東區(qū)部署的JX1、JXX－1、JZ1等井均在志留系發(fā)現(xiàn)非常規(guī)致密砂巖儲(chǔ)層，其中專門針對(duì)志留系部署，為獲得區(qū)域致密砂巖儲(chǔ)層參數(shù)特征、整體評(píng)價(jià)志留系致密砂巖氣藏潛力的JZ1井，獲穩(wěn)定工業(yè)氣流，是中國(guó)南方志留系第一口投入正規(guī)開發(fā)的非常規(guī)致密砂巖氣井。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

鄂西渝東區(qū)是中國(guó)南方志留系天然氣勘探較有利的區(qū)域，志留系埋深一般在3 000 m～5 000 m。JZ1井位于該區(qū)某構(gòu)造南高點(diǎn)附近，該構(gòu)造是一個(gè)保存完整的膝狀背斜（見圖1）。

圖1 JZ1井所處構(gòu)造示意圖

2 氣顯示特征

鄂西渝東區(qū)志留系是一個(gè)十分獨(dú)特的層系。它是在揚(yáng)子陸塊穩(wěn)定的以碳酸鹽巖為主體的臺(tái)地區(qū)，廣泛發(fā)育的一套厚度巨大的碎屑巖系，具有自生、自儲(chǔ)、自蓋特征。志留系下、中統(tǒng)各組致密砂巖層中見有氣顯示。

2.1 巖性特征

JZ1井自井深4 161 m鉆入中志留統(tǒng)韓家店組，于5 013 m的下志留統(tǒng)龍馬溪組完鉆，共鉆遇致密砂巖顯示17.8 m／7層，其中顯示最好的兩個(gè)氣層位于井深4 850 m～4 950 m的下志留統(tǒng)小河壩組小一段。含氣儲(chǔ)層巖性主要以灰色粉砂巖為主，間夾薄層狀砂質(zhì)泥巖，薄片鑒定成分以石英為主，含量超過(guò)80%；石英砂質(zhì)結(jié)構(gòu)；膠結(jié)方式以鑲嵌式為主；巖性致密、堅(jiān)硬。

2.2 物性特征

鄂西渝東區(qū)志留系致密砂巖層基巖常規(guī)孔隙度、滲透率值均較低。據(jù)JZ1井巖心樣品資料統(tǒng)計(jì)，單塊樣品孔隙度介于0.39%～0.91%、平均值為0.51%，滲透率介于0.006 md～0.035 md、平均為0.02 md，總體而言，儲(chǔ)層物性差，屬于典型的極低孔、低滲致密砂巖儲(chǔ)層，其孔、滲性已低于常規(guī)儲(chǔ)層下限，屬于“非常規(guī)”范疇。取心證實(shí)，局部含氣砂巖段發(fā)育有石英半充填的高角度縫，可以有效提升儲(chǔ)層的整體滲透性。

2.3 含氣性特征

致密砂巖氣層與其他類型含氣儲(chǔ)層相似，在鉆探過(guò)程中普遍具有氣顯示特征，存在鉆時(shí)值降低、氣測(cè)值升高、鉆井液槽面上升、氣侵及后效氣侵明顯等錄井現(xiàn)象。

JZ1井實(shí)鉆至下志留統(tǒng)小河壩組井深4 862 m后，錄井發(fā)現(xiàn)氣顯示，在密度1.21g／m3的鉆井液柱壓力下，鉆開后氣測(cè)全烴由基值0.19%上升到2.44%，C1值升至1.73%，全烴峰整體形態(tài)呈氣層“梯形峰”形態(tài)，且持續(xù)性明顯（見圖2）。

圖2 JZ1井志留系致密砂巖氣層綜合圖

繼續(xù)鉆至井深4 939 m后，再次發(fā)現(xiàn)氣顯示，在密度1.19 g／m3的鉆井液柱壓力下，鉆開該層，氣測(cè)全烴由基值1.24% 上升，最大升至99.90%，C1值最大升至92.30%，全烴峰整體形態(tài)呈“三角峰”形態(tài)，且持續(xù)性明顯（圖2），關(guān)井節(jié)流循環(huán)放噴口點(diǎn)火可燃，焰高1 m～2 m。

該井鉆開小河壩組氣層至下套管固井前共測(cè)后效3次，每次下鉆到底均有明顯的后效異常并伴隨氣浸，槽面可觀察到針孔狀氣泡，密集排列呈片狀展布，鉆井液密度有明顯下降，粘度上升，后效全烴最大值達(dá)99.9%，后效氣樣可燃，火焰呈淡藍(lán)色，具有典型的氣層錄井后效特征。

2.4 地層壓力

JZ1井實(shí)鉆過(guò)程中，通過(guò)錄井DC指數(shù)法回歸計(jì)算，志留系地層壓力系數(shù)在1.01～1.37之間，其中井深4 918 m以上為正常壓力梯度，無(wú)明顯的異常高壓，4 862.0 m～4 868.0 m為常壓段。井段4 918 m～5 013 m地層呈現(xiàn)異常高壓特征，壓力梯度平均在1.35左右，4 938.0 m～4 946.0 m為異常高壓段。

2.5 電性特征

志留系小河壩組井段4 862.0 m～4 868.0 m，測(cè)井地層深側(cè)向電阻率75.5Ω.m，聲波時(shí)差195μs／m，巖性密度2.66 g／c m3；偶極聲波測(cè)井中斯通利波、斯通利波能量及流動(dòng)能量指數(shù)指示有裂縫發(fā)育，波形各向異性明顯；電成像測(cè)井可見明顯的斜縫，反映該段地層具有一定的裂縫儲(chǔ)集空間及含氣性；志留系小河壩組小一段4 938.0 m～4 946.0 m，測(cè)井深側(cè)向電阻率38.8Ω.m，聲波時(shí)差195μs／m，巖性密度2.65 g／c m3；偶極聲波測(cè)井中斯通利波、斯通利波能量及流動(dòng)能量指數(shù)指示有裂縫發(fā)育，單級(jí)波形具有明顯差異，波形各向異性明顯；電成像測(cè)井亦可見明顯的X形剪切縫；地層傾角測(cè)井各波形也具有明顯差異。反映該段地層也具有一定的裂縫儲(chǔ)集空間及含氣性。

3 致密砂巖氣層解釋

JZ1井所鉆遇的志留系小河壩組氣層具有非常規(guī)致密砂巖氣特征。該砂體橫向分布范圍廣，在同構(gòu)造直線距離15 k m外的JXX－1仍可追蹤對(duì)比；JZ1井位于構(gòu)造軸部的靠近小斷層部位，且儲(chǔ)層巖石中脆性礦物成分含量高，在局部地質(zhì)應(yīng)力作用下易形成張性裂縫，雖然基巖致密、滲透性較差，但在裂縫的有效溝通下，仍有可能形成儲(chǔ)氣空間。

由于國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一的非常規(guī)致密氣解釋標(biāo)準(zhǔn)，筆者使用鉆時(shí)比值－烴對(duì)比系數(shù)圖版對(duì)顯示段進(jìn)行解釋。JZ1井實(shí)鉆至井深4 938 m后，鉆時(shí)由上部泥巖蓋層段平均50.0 min／m最低降至19.0 min／m，鉆時(shí)降低幅度較明顯，將上部蓋層鉆時(shí)與顯示層鉆時(shí)之比作為鉆時(shí)比值Kc，反映地層的儲(chǔ)集性；全烴含量由基值1.24% 最大升至99.90%，將顯示段全烴值與基值之比作為烴對(duì)比系數(shù)RoPn／s，反映地層的含氣性。利用區(qū)域構(gòu)造的鉆時(shí)比值－烴對(duì)比系數(shù)交會(huì)圖版進(jìn)行解釋，發(fā)現(xiàn)井段4 938 m～4 946 m顯示段絕大多數(shù)投點(diǎn)落在氣層區(qū)（見圖3），故4 938 m～4 946 m綜合解釋為氣層。

圖3 JN 構(gòu)造鉆時(shí)比值與烴對(duì)比系數(shù)解釋評(píng)價(jià)圖版

JZ1井完井后對(duì)4 938 m～4 946 m氣層進(jìn)行加砂壓裂改造，在油壓13.8 MPJZ1，套壓9.3 MPJZ1，上流壓力13.7 MPJZ1，下流壓力1.6 MPJZ1條件下，瞬時(shí)產(chǎn)量2.0×104m3／d，解釋獲得成功，獲工業(yè)氣流后沒(méi)有再對(duì)4 862 m～4 868 m氣層進(jìn)行試氣。

2011年JZ1井全年試采過(guò)程中，單采4 938.0 m～4 946.0 m氣層，日產(chǎn)氣在0.6×104m3／d～1.0×104m3／d左右，生產(chǎn)穩(wěn)定，截至2011年底累計(jì)產(chǎn)氣超過(guò)100×104m3；該井生產(chǎn)過(guò)程中曾短時(shí)間關(guān)井，壓力恢復(fù)快，試采生產(chǎn)動(dòng)態(tài)顯示致密砂巖氣層能量充沛，可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

鄂西渝東區(qū)志留系致密砂巖段發(fā)現(xiàn)良好錄井顯示，并已有工業(yè)氣流井，具有一定的非常規(guī)勘探開發(fā)潛力。區(qū)域上石柱復(fù)向斜北部由于抬升較劇烈，志留系埋深相對(duì)較淺，是致密砂巖氣勘探及規(guī)模開發(fā)的有利區(qū)帶。建議繼續(xù)加強(qiáng)區(qū)域地震資料研究，在靠近構(gòu)造軸部或小斷層附近裂縫發(fā)育帶部署水平井，井眼盡可能多穿越氣層，以提高志留系致密砂巖氣藏的開發(fā)效益。

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