鶯歌海盆地東方區(qū)高溫高壓氣藏氣水分布特征及成因

周偉 王勇標(biāo) 王玉莫 馮陽 彭旋 吳倩

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東湛江524057）

0 引言

氣水分布一直是制約氣藏開發(fā)效果的關(guān)鍵因素，前人對(duì)不同地區(qū)的碎屑巖和碳酸巖儲(chǔ)層氣水分布特征及主控因素做了大量研究，但主要是針對(duì)常溫常壓致密砂巖或低滲透儲(chǔ)層，以及部分裂縫型高溫高壓碳酸巖氣藏，而鮮見對(duì)高溫高壓碎屑巖氣藏氣水關(guān)系的研究［1-11］。近年來在鶯歌海盆地東方區(qū)中深層發(fā)現(xiàn)了規(guī)?？捎^的高溫高壓天然氣儲(chǔ)量，實(shí)鉆揭示儲(chǔ)層物性較好，產(chǎn)能高，顯示了良好的開發(fā)前景，但在構(gòu)造的高、中、低部位均鉆遇水層，揭示了復(fù)雜的氣水關(guān)系。因此，深入地分析東方區(qū)氣水分布特征，明確其控制因素，總結(jié)氣水分布模式和規(guī)律，對(duì)該區(qū)高溫高壓氣藏的高效開發(fā)具有重要的意義。

1 區(qū)域概況

鶯歌海盆地東方區(qū)高溫高壓氣藏位于盆地中央泥底辟背斜構(gòu)造帶的西翼，已探明天然氣儲(chǔ)量規(guī)模大，成為我國近海首個(gè)千億立方米級(jí)高溫高壓氣田［6］132。主要目的層為中新統(tǒng)黃流組一段，為淺海背景的細(xì)粒重力流海底扇沉積體［12-13］。該海底扇沉積體為水道和朵葉體相互切割、相互疊置而成的復(fù)合體（圖1），其沉積過程受到構(gòu)造、古地貌、底流等多種因素的控制和影響，且受到后期泥質(zhì)水道的侵蝕改造，導(dǎo)致砂體疊置連通關(guān)系極為復(fù)雜，從而影響氣水分布。

圖1鶯歌海盆地東方區(qū)黃流組高溫高壓氣藏沉積相圖

2 氣水分布特征及成因

由于海底扇砂體超覆在泥底辟背斜的西翼，研究區(qū)整體構(gòu)造呈西低東高的特征，西部發(fā)育大型侵蝕水道，井點(diǎn)實(shí)鉆氣水界面與地震平點(diǎn)吻合，整體呈現(xiàn)邊水特征。但往東部構(gòu)造高部位鉆遇了多種類型的水層，揭示了氣水分布的復(fù)雜性。綜合鉆錄井、測(cè)井、測(cè)壓、測(cè)試等資料，可將研究區(qū)氣水分布劃分為3種類型，逐一分析其成因。

2.1 具有統(tǒng)一氣水界面的大型邊水

研究區(qū)多口井鉆遇該類邊水，且鉆遇氣水界面。從井點(diǎn)來看，氣層與氣水同層、水層均為厚層箱狀侵蝕水道砂體，巖性、物性均一致、無明顯差異，局部發(fā)育成巖作用導(dǎo)致的薄層物性夾層，該夾層對(duì)氣水分布不起封隔作用（圖2a）。從壓力資料來看，該類型氣層具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)，各井水層同樣具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)（圖3），壓力回歸界面與井點(diǎn)實(shí)鉆氣水界面一致。從地震資料上看，由于砂體厚度大、物性較好、氣水分異明顯，該類型在地震剖面上表現(xiàn)出典型的“平點(diǎn)”響應(yīng)特征，“平點(diǎn)”與井點(diǎn)實(shí)鉆氣水界面吻合（圖2b）。

該邊水類型主要分布在研究區(qū)西部構(gòu)造低部位，為大型侵蝕水道連片發(fā)育區(qū)，表現(xiàn)為具有統(tǒng)一氣水界面的邊水氣藏。大型侵蝕水道內(nèi)砂體厚度大、連續(xù)性及連通性好，非均質(zhì)性弱，加之物性較好、氣水分異明顯，是形成統(tǒng)一界面邊水的主要原因。

2.2 小型巖性圈閉邊底水

圖2具有統(tǒng)一氣水界面的大型邊水氣藏氣水分布連井對(duì)比及典型地震剖面圖（剖面位置見圖1）

圖3大型邊水氣藏井點(diǎn)地層壓力與埋深關(guān)系圖

小型巖性氣藏的氣水分布主要受圈閉有效性、構(gòu)造位置、砂體連通性和物性非均質(zhì)性等因素控制，差異充注成藏，在研究區(qū)可見兩種類型的小型巖性邊底水氣藏：①一類是分屬不同水道控制的沉積單元，在其砂體側(cè)向?qū)踊虔B置處不連通，導(dǎo)致高部位未能有效充注成藏。以研究區(qū)D-A2井、D-A4井和D-10井為例，這三口井分屬兩個(gè)不同的水道體系，兩者地震相特征差異明顯，且在兩個(gè)水道體系側(cè)向?qū)犹帲辔蛔兓黠@（圖4a）。實(shí)鉆揭示低部位水道為高產(chǎn)氣藏，高部位水道體系為水層，未能有效成藏（圖4b）。②另一類是水道前端分流擺動(dòng)或轉(zhuǎn)化為多期次遷移擺動(dòng)的朵體沉積，加之后期泥質(zhì)水道的侵蝕改造，導(dǎo)致砂體疊置連通關(guān)系復(fù)雜，形成多個(gè)獨(dú)立的巖性氣藏，無統(tǒng)一氣水界面［14］。如研究區(qū)D-A3井在構(gòu)造高部位砂體底部鉆遇了氣水同層和水層，在構(gòu)造較低部位的D-3井已證實(shí)的大型邊水氣藏氣水界面高約50 m（圖5a）。結(jié)合沉積認(rèn)識(shí)和砂體精細(xì)刻畫結(jié)果可知，位于D-A3井西部的侵蝕水道，在D-A3井處發(fā)生了分流，侵蝕水道主體仍沿原方向前侵蝕充填，而D-A3井處以水道化朵體沉積為主，縱向多期次，平面遷移擺動(dòng)，與主侵蝕水道不連通，在地震剖面上可見明顯的同相軸扭動(dòng)、地震相變化等現(xiàn)象（圖5b）。可見，研究區(qū)小型巖性氣藏主要位于沉積相帶變化導(dǎo)致砂體疊置連通關(guān)系復(fù)雜的地方，主要受沉積微相控制。

圖4小型巖性圈閉邊底水典型地震剖面及氣水分布連井對(duì)比圖（類型1）（剖面位置見圖1）

2.3 不滲透層遮擋的局部滯留水

研究區(qū)多口井鉆遇該類局部滯留水，從井點(diǎn)來看，氣層與水層存在明顯的物性差異，水層物性明顯變差，且水層與氣層之間存在致密的鈣質(zhì)隔層或不滲透的泥巖夾層（圖6）。從測(cè)壓資料來看，水層與構(gòu)造低部位具有統(tǒng)一界面的區(qū)域大型邊水不屬于一個(gè)壓力系統(tǒng)，且壓力系數(shù)明顯高于相鄰氣層，而氣層與構(gòu)造低部位大型邊水氣藏屬于同一壓力系統(tǒng)，表明該水層為局部封閉水體（圖7）。

測(cè)井解釋該類滯留水主要發(fā)育在侵蝕水道或者分流水道砂體底部，一般厚度不大，且與上部氣層之間存在明顯的不滲透層分隔。分析認(rèn)為，為水道沉積早期受局部微地貌控制形成的透鏡狀砂巖，其底部低洼處水體受不滲透層遮擋，加之砂體底部物性較差，天然氣充注成藏時(shí)排水不暢，不能將水體完全排出，導(dǎo)致形成局部的滯留水體。由于其厚度不大，規(guī)模有限，在巖石物理特征上與氣層沒有明顯的差別，在地震上沒有明顯的響應(yīng)特征，一般難以有效識(shí)別和區(qū)分。

圖5小型巖性圈閉邊底水氣水分布連井對(duì)比及典型地震剖面圖（類型2）（剖面位置見圖1）

3 氣水分布模式及開發(fā)建議

根據(jù)研究區(qū)沉積微相、砂體精細(xì)刻畫、砂體連通性研究成果及實(shí)鉆情況總結(jié)認(rèn)為，研究區(qū)黃流組一段高溫高壓氣藏整體為構(gòu)造背景下的復(fù)雜巖性氣藏，雖然整體成藏，但由于淺海重力流沉積機(jī)制及沉積過程的復(fù)雜性導(dǎo)致砂體的疊置連通關(guān)系復(fù)雜，氣水分布相當(dāng)復(fù)雜。根據(jù)各類水體成因、所處空間位置及與之接觸的氣藏規(guī)模等建立了研究區(qū)兩種氣水分布模式。

3.1 構(gòu)造＋巖性控制的大型整裝邊水氣藏模式

構(gòu)造＋巖性控制的大型整裝邊水氣藏發(fā)育在研究區(qū)的主體部位，為研究區(qū)大型海底扇軸向水道發(fā)育區(qū)，水道寬、儲(chǔ)層厚度大，流態(tài)高、砂體分布穩(wěn)定，物性好、縱橫向非均質(zhì)性弱，為研究區(qū)最優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)層和主要的氣藏類型。該類氣藏高低部位均有鉆井，往構(gòu)造高部位為巖性尖滅，往構(gòu)造低部位多井鉆遇的氣水界面一致，氣藏底界未超出最低圈閉范圍，仍受構(gòu)造控制，壓力資料證實(shí)氣層為同一壓力系統(tǒng)，整體氣柱高度超過200 m。但在氣藏的中高部位，統(tǒng)一的氣水界面之上，砂體底部局部發(fā)育不滲透層遮擋形成的孤立水體（圖8a）。對(duì)于此類氣藏，由于儲(chǔ)層連通性及物性較好，井位應(yīng)避開邊水，部署在構(gòu)造中高部位。若鉆遇局部發(fā)育的孤立水體，可以通過合理避射來規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 小型巖性圈閉氣藏模式

圖6 D-8井綜合柱狀圖

小型巖性圈閉氣藏主要分布在海底扇沉積體的前端和邊部，為水道前端分流擺動(dòng)或水道化朵體遷移擺動(dòng)，加之后期泥質(zhì)水道的侵蝕改造，導(dǎo)致砂體平面分布碎片化，疊置連通關(guān)系復(fù)雜，形成獨(dú)立的巖性氣藏，無統(tǒng)一的氣水界面，該類氣藏主要受沉積微相的控制（圖8b）。由于此類氣藏砂體連通性復(fù)雜，多為孤立砂體，需要在精細(xì)沉積微相研究的基礎(chǔ)上結(jié)合精細(xì)砂體刻畫和連通性評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行井位部署，盡可能通過在砂體構(gòu)造高部位部署水平井來開發(fā)［15］。

圖7 D-8井氣層、水層、地層壓力與埋深關(guān)系圖

圖8東方區(qū)黃流組高溫高壓氣藏氣水分布模式圖

4 結(jié)論

1）鶯歌海盆地東方區(qū)黃流組高溫高壓氣藏為淺海背景的細(xì)粒重力流海底扇沉積，由于其沉積機(jī)制和沉積過程的復(fù)雜性導(dǎo)致砂體疊置連通關(guān)系復(fù)雜，從而影響了氣水分布。在研究區(qū)沉積微相、精細(xì)砂體刻畫及連通性評(píng)價(jià)研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合井點(diǎn)實(shí)鉆情況識(shí)別出研究區(qū)氣水分布的3種類型：其中具有統(tǒng)一氣水界面的大型邊水氣藏主要分布在研究區(qū)大型侵蝕水道連片發(fā)育區(qū)，砂體厚度大、砂體連通性以及物性較好、氣水分異明顯是形成該類氣藏的主要原因；小型巖性圈閉邊底水氣藏主要分布在海底扇沉積體的前端和邊部，為水道前端分流擺動(dòng)、水道化朵體遷移擺動(dòng)或后期泥質(zhì)水道的侵蝕改造，導(dǎo)致砂體疊置連通關(guān)系復(fù)雜，形成獨(dú)立的巖性氣藏；局部滯留水體為水道沉積早期受局部微地貌控制形成的透鏡狀砂巖，在天然氣充注成藏時(shí)水體未能完全排出而形成。

2）根據(jù)各類水體成因、所處空間位置及與之接觸的氣藏規(guī)模等建立了研究區(qū)兩種氣水分布模式：構(gòu)造＋巖性控制的大型整裝邊水氣藏發(fā)育在研究區(qū)的主體部位，是研究區(qū)主要的氣藏類型，由于儲(chǔ)層連通性及物性較好，開發(fā)井應(yīng)避開邊水，部署在構(gòu)造中高部位；小型巖性圈閉氣藏主要分布在研究區(qū)的沉積前端和邊部，此類氣藏砂體連通性復(fù)雜，多為孤立砂體，盡可能通過在砂體構(gòu)造高部位部署水平井來開發(fā)。