区域地质背景及测井解释参数模型

第一章 苏里格气田西区地质概况

苏里格气田西区位于内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克前旗及鄂托克旗境内，区域构造隶属鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西北部，西邻天环坳陷（图1-1）。区内地表为沙漠、草地覆盖，地形相对平缓，高差一般在20m左右，海拔1200m～1500m，为内陆性半干旱气候，夏季炎热，最高温度达30℃；冬季严寒，最低温度为-15℃，年平均气温7.2℃，昼夜温差大，冬春两季多风沙，年平均降水量小于270mm。区内交通较为便利，青银高速、109国道、307国道横贯东西。

苏里格气田西区，西气东输、陕京、长呼、靖西、长宁等多条集输管线分别在气田的南侧或东侧穿过，集输条件非常便利。

图1-1 苏里格气田西区位置图

第一节 区域地质简况

鄂尔多斯盆地是一个多旋回演化、多沉积类型的大型沉积盆地，盆地本部面积约25×104km2。盆地基底为前寒武纪结晶变质岩系，沉积盖层大体经历了中晚元古代坳拉谷、早古生代陆表海、晚古生代海陆过渡、中生代内陆湖盆及新生代周边断陷等五大阶段，形成了下古生界陆表海碳酸盐岩、上古生界海陆过渡相煤

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系碎屑岩及中新生界内陆湖盆碎屑岩沉积的三层结构。盆地主体除缺失中上奥陶统、志留系、泥盆系及下石炭统外，地层基本齐全，沉积岩厚度约6000m。目前在盆地内发现了下古生界、上古生界及中生界三套含油气层系。

早古生代以来，加里东运动使鄂尔多斯地块抬升为陆，遭受1.3亿年的风化淋滤剥蚀，形成了奥陶系岩溶地貌和碳酸盐岩岩溶孔隙型储层。晚古生代区域下沉接受沉积，形成海陆交互及陆相碎屑岩为特点的沉积组合，石炭—二叠系下部煤岩与暗色泥岩属优质烃源岩，发育于气源岩之间及其上的三角洲平原分流河道砂岩、三角洲前缘水下分流河道砂岩、海相滨岸砂岩及潮道砂岩等构成了上古生界的主要储集岩体。

石炭系上统本溪组底部的铝土质泥岩横向分布稳定、岩性致密，为下古生界风化壳气藏的区域盖层，同时分隔上、下古生界两套含气层系。晚二叠世早期沉积的上石盒子组河漫湖相泥岩则构成了上古生界气藏的区域盖层。

地质综合研究表明：鄂尔多斯盆地古生界具有广覆型生烃，储集岩多层系发育，区域性封盖层广泛分布等诸多有利条件。尤其是苏里格地区上古生界位于有利生烃中心，发育大面积展布的三角洲沉积砂体，并且在地质历史时期稳定下沉，区域封盖保存条件良好，有利于大型岩性气藏的形成与富集。

第二节 沉积背景

苏里格气田上古生界地层与下古生界地层呈不整合接触，中间缺失中上奥陶统、志留系、泥盆系及下石炭统地层。上古生界地层内部沉积连续，均为整合接触，以海陆过渡相－陆相碎屑岩沉积为主，地层自下而上发育石炭系本溪组、二叠系太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组。本次研究地层主要为上古生界二叠系山西组1段及下石盒子组盒8段，地层厚度总体变化不大。但要研究储层水体的分布特征，但了解其地层特征是不够的，必须从沉积背景入手，全面开展其沉积特征的研究，下面从苏西地区取心井的薄片鉴定资料入手，通过重矿物、岩屑、杂基的含量、分布统计，来重现其沉积背景和过程。 一、重矿物特征

砂岩中比重大于2.87的一套矿物，称为重矿物，其含量一般不及1%。根据重矿物的标型特征和重矿物组合（再结合轻矿物组合），对恢复母岩类型、进行

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地层对比，以及追溯陆源区都是有意义的。重矿物是判断物源方向及物源分区的最重要的标志，不同的物源区岩石中的重矿物在搬运的过程中具有不同的组合特征，因此，根据这一原理可以通过重矿物的组合类型和变化特征进行物源分析。苏里格气田西区山1、盒8段所含重矿物的种类较多8，主要有锆石、电气石、石榴子石、榍石、绿帘石等。根据收集的资料统计绘制了研究区山1、盒8段重矿物组合类型分布图。从图上可以看出：研究区主要受到 2个不同物源区供给的影响，即存在东北和北部两大物源供给方向。东北物源供给导致研究区内沉积体系中的重矿物组合主要为锆石+电气石组合；北部物源使研究区沉积岩中的重矿物组合主要表现为锆石+电气石+石榴子石组合。从重矿物在平面上的分布情况来看。研究区东部山1段重矿物组合自北而南依次表现为鄂6井区的石榴子石+锆石+电气石+榍石+金红石组合、苏46井区的锆石+石榴子石+电气石+榍石组合、苏44井区的锆石+电气石+石榴子石组合(表1-1)；研究区西区山1段重矿物组合 自北而南依次表现为统30井区的石榴子石+锆石+电气石+绿帘石组合、苏26井区的锆石+电气石+绿帘石组合、统19井区的锆石+电气石+绿帘石组合。山1段重矿物组合由北西向南东具明显的分带性。自北而南，大体上不稳定重矿物的含量降低，稳定重矿物的含量升高。依据远离物源区稳定重矿物含量增加、不稳定重矿物含量减少的基本规律。

表1-1 苏西地区山1段主要重矿物含量统计表 井号 鄂20 鄂6 召4 陕238 鄂3 召2 自形锆石 9 12.7 49.5 51.5 61.5 68 金红石 0 0 2 1 0.5 1.5 电气石 1 26.4 1 2 0.5 0.5 无色石榴石 2 0 0 1 0 0 赤褐铁矿 0 0 35 0 0 2 白钛矿 88 60.9 5 32 36.5 20 绿帘石 0 0 0.5 0.5 0 0 同样根据研究区重矿物含量及组合的变化规律，盒8段重矿物组合由北西向南东具明显的分带性，自北而南，不稳定重矿物的含量降低，稳定重矿物的含量升高(表1-2)，判定研究区正北和东北方向是盒段沉积时期的主要物源方向。 二、岩屑成分特征

砂岩碎屑成分分析是进行沉积物源岩石类型分析的重要途径。一般来讲碎屑成分主要是指石英、长石及岩屑。石英是砂岩的主要矿物碎屑，它在地表条件下

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最稳定，是大多数砂岩的主要组分，常用作母岩的指示物。砂岩中长石含量仅次于石英，有的超过石英。一般认为，长石碎屑的含量受气候、地壳运动的强度和母岩性质的影响，在统计的鉴定结果中，本区长石偶见。岩屑是判断母岩的直接标志。统计了78口井岩屑成分和含量，据统计苏西地区岩屑类型齐全，有火山岩屑、沉积岩屑及变质岩屑，岩屑含量1-25%，平均含量5.9%。火山岩屑含量为1-6%，平均含量为2.1%、变质岩屑含量为1-15%，平均含量为2.9%、沉积岩屑含量为1-11%，平均含量为3.1%。并且各类岩屑具有一定的分区分带性。山1段岩屑具有东西分带性，东部以变质岩岩屑和火山岩岩屑的组合出现为特征，西区岩屑类型及含量均以沉积岩岩屑为主；盒8段岩屑也明显具有东西分带性，东部以变质岩岩屑和沉积岩岩屑的组合出现为特征，西区岩屑以变质岩岩屑和火山岩岩屑组合为特征。

表1-2 苏西地区盒8段主要重矿物含量统计表

无色石榴金红石 电气石 赤褐铁矿 白钛矿 石 0 0.5 32 0 10 0 1 2 0 78 0 0.4 0 49 0 9 3 0 58 0.5 15 1 0 40.5 0 1 0 0 5 0 2 0 0 57 0 4 11 0 46 0 3 0.5 7 2 2 15 1 30 5 0 0 0 5 0 1 4 0 5 0 0 17 0 30 0 12 1 0 35 0 1 2 0 19 0 0.5 2 0 21 0 2 4 0 5 0 1 5 0 6 井号 自形锆石 苏26 召9 鄂2 鄂18 苏6 苏14 苏18 鄂19 苏20 鄂7 苏2 召8 苏32 苏43 召10 苏23 苏42 召6 16 19 20 26 32 35 37 38 38 41 45 48 51 52 65 71 85 85 绿帘石 39.5 0 0.2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 三、杂基含量

杂基是和粗大碎屑一起沉积下来的细粒填隙组分，属于机械沉积，杂基粒度一般< 0.03mm；砂岩根据杂基含量分为两大类，即杂基少于15%的净砂岩和杂基含量多于15%的杂砂岩。高杂基含量砂岩的形成条件与长石砂岩或岩屑砂岩类似，即快速侵蚀、搬运和沉积形成的，通常是分选不好、泥砂混杂的砂岩，成分成熟度低，多呈棱角状。苏西地区富含杂基是储层的一个基本特征，而且颗粒越

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细，杂基含量越高。统计结果表明，总体杂基高，平均达到12.8%，最高含量为28%（苏67井，下石盒子组，3647.1m），不同物源带远离物源地杂基含量逐渐减少的趋势明显。

第三节 构造及圈闭

利用地震及钻井资料综合完成的TP8（盒8底部）、TC2（太原底部）构造图显示，研究区区域构造为一宽缓的区域性西倾大单斜，坡降（7～10）m/km，倾角不足1°。在宽缓的斜坡上存在多排北东走向、西南倾覆的低缓鼻隆，鼻隆宽5km～15km，长10km～35km，幅度普遍小于20m。勘探实践证实这些低缓的鼻隆构造对天然气聚集不起主要控制作用。

表1-3 苏里格地区古生界地层简表

层位 系 统 组 段 上统 石千峰组 盒1 盒2 上石盒子组 盒3 盒4 中统 盒5 二叠系 盒6 下石盒子组 盒7 盒8 山1 山西组 下统 山2 太原组 石炭系 上统 本溪组 层位代号 P3q P2sh1 P2sh2 P2sh3 P2sh4 P2x5 P2x6 P2x7 P2x8 P1s1 P1s2 P1t C2b O1m 厚度 岩相 (m) 230～280 泛滥平原 30～40 30～40 滨浅湖沉积 30～40 30～45 30～40 30～40 河流－三角洲沉积 35～45 40～65 40～50 河流－三角洲沉积 45～60 25～40 三角洲前缘沉积 25～45 障壁岛－泻湖沉积 奥陶系 下统 马家沟组

盒8气藏主要受三角洲平原分流河道砂体控制，圈闭成因与砂岩的侧向尖灭及岩性致密遮挡有关。综合研究表明，近南北向分布的盒8主砂带沿走向受沉积微相与沉积物组构差异影响，向两侧岩性变致密或相变为泛滥平原泥质沉积，形成侧向遮挡；纵向上盒8之上厚层砂质泥岩、泥岩构成了良好的盖层。

山1气藏主要受三角洲平原分流河道砂体控制，圈闭成因与盒8基本类似， 主

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砂带近南北走向，其东西两侧砂岩变薄，并尖灭相变为泛滥平原泥质岩沉积，形成侧向岩性遮挡，其上覆地层盒8之下的厚层砂质泥岩、泥岩构成了气藏的盖层。

山2气藏主要受三角洲平原分流河道砂体控制，砂体近南北向展布，向两侧岩性变致密或尖灭相变为泛滥平原泥质沉积，形成气藏的侧向岩性遮挡，分布在山l、山2段储层之间的泥岩、砂质泥岩，封盖能力较强，构成了气藏的直接盖层。

第四节 气田勘探开发简况

苏里格气田综合勘探始于1999年，目前已发现上古生界盒4、盒6、盒7、盒8、山1、山2、太原、本溪和下古生界马五

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、马五4等多套含气层段，其中盒8和

山1是气田的主力气层。从2000年勘探获重大发现后，至2003年底累计探明天然气地质储量5336.52×108m3，含气面积4067.20km2；在苏里格气田西区剩余天然气控制地质储量1837.37×108m3，预测地质储量1744.50×108m3。

目前，苏里格气田开发建设进展顺利，气井生产稳定。到2008年底，累计建产能达到83.1×108m3，预计配套形成日产2000×104m3的生产能力。苏里格气田中区的开发实践证实，勘探阶段对气藏的认识可靠，储量落实。

苏里格气田中区的有效开发，坚定了在苏里格地区周边大规模勘探的信心。近年来，通过地质研究与勘探实践认为，苏里格气田东、西区具有与苏里格气田中区类似的成藏地质条件，上古生界发育由北向南展布的大型河流－三角洲沉积体系，储集岩以分流河道相中－粗粒石英砂岩为主，储层物性相对较好，有利于形成大型岩性气藏。2006年，长庆油田分公司加大了苏里格气田西区的勘探力度，在地质综合研究的基础上，结合地震预测储层成果，重点围绕有利目标区展开集中勘探。2006年在苏里格气田西区甩开钻探了苏42、苏43、苏44、苏46井，4口井在盒8试气均获工业气流，3口井在山1获工业气流，显示西区也具有良好的含气性。

2007年苏里格西区在前期预探基础上，以上古生界下石盒子组盒8和山西组山1气藏为主，兼探上古生界盒4、山2等其它层系，当年完钻天然气探井29口，均钻遇盒8气层，平均气层厚度8.5m，经对29口井试气有20口井获得了工业气流，平均产量4.6×104m3/d，其中苏47井钻遇盒8气层11.8m，试气获无阻

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流量23.18×104m3/d的较高产工业气流；21口井钻遇山1气层，平均气层厚度5.6m， 针对山1试气15口，11口井产量大于1.0×104m3/d；此外，苏45井还在盒4段钻遇砂层厚12.4m，解释气层9.9m，经压裂试气获无阻流量14.67×104m3/d，揭示了本区具备较大的勘探潜力。

2008年为了进一步落实苏里格气田西区储量规模和扩大含气面积，对西区展开了整体勘探，4月底在该地区初步落实储量规模11862.32×108m3，含气面积11340.50km2。

在勘探落实含气范围的同时，苏里格气田西一区开发评价和产能建设工作也在积极展开。2008年围绕苏48井区建产能2.5×108m3/a，截止目前，已钻开发评价井及开发井61口，其中60口井钻遇盒8或山1气层，气层平均厚度10.8m，其中苏西86-91井钻遇盒8气层7.6m、山1气层10.0m，试气获得无阻流量10.11×104m3/d。目前已完试井10口，平均无阻流量7.41×104m3/d，最大无阻流量17.86×104m3/d。

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第二章 气水层综合识别方法

第一节 储层参数精细解释

本次研究搜集岩石物理配套分析资料20余口，根据其“四性”关系特征，分层位建立了储层参数解释模型和解释图版。资料点的选取依据精细的岩电归位和小层划分，主要选择岩心采样密度每米大于7块，测井各曲线之间有较好的一致性且岩电关系不矛盾的层点。孔、渗参数解释模型的建立步骤是通过物性参数与测井参数之间的相关分析，优选出最佳的组合关系，然后利用一元或多元逐步回归方法建立解释关系式。

一、孔隙度解释模型的建立

(1)对中子－密度测井曲线镜像响应段：

气层含气饱和度较高，密度（或声波）测井计算的孔隙度一般偏大、中子测井孔隙度则由于挖掘效应而明显偏低。将二者加权平均，则可实现气层对中子、密度测井影响的校正。

(2)其它层段：

气层孔、渗、饱较低，应用岩心刻度测井方法，直接采用密度（或声波）测井与岩心分析孔隙度建立解释模型。

分以上两种情况，我们分别建立了苏西地区盒8、山1段的孔隙度解释模型，在天然气开发井测井解释和储量提交的过程中取得了良好的效果。

图4-1 苏里格西区盒8段孔隙度计算模型（DEN-CNL曲线无镜像响应）

盒8段：

POR=－39.23×DEN+108.19，R=0.89 DEN-CNL曲线无镜像响应

POR=0.2114×AC-38.424，R=0.73 DEN-CNL曲线无镜像响应（密度失真）

8

POR=0.2707×DEN+0.6227×CNL，R=0.88 DEN-CNL曲线有镜像响应

图4-2 苏里格西区盒8段孔隙度验证图版（DEN-CNL曲线有镜像响应）

山1段：

POR=－52.36×DEN+140.35，R=0.95 DEN-CNL曲线无镜像响应

POR=0.9835×AC-33.688，R=0.93 DEN-CNL曲线无镜像响应（密度失真） POR= POR=0.7408×DEN+0.1967×CNL，R=0.93 DEN-CNL曲线有镜像响应

图4-3 苏里格西区山1段孔隙度计算模型（DEN-CNL曲线无镜像响应）

图4-4苏里格西区山1段孔隙度验证图版（DEN-CNL曲线有镜像响应）

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二、渗透率解释模型的建立

通过选取与储层分析渗透相关系数较高的测井参数，通过多元回归的方法建立了苏里格东西区地区盒8、山1段的渗透率解释模型，模型计算精度达到了储量要求，在生产井解释中取得了良好的效果。

盒8：Lg(k)=-0.01083×GR+0.0803×Φ＋0.0048×Sg-0.9307， R=0.80 山1：Lg(K)=-0.1339×Φ-0.3124×lgSH-1.93665 ，相关系数R=0.86

图4-5苏里格西区盒8、山1段分析渗透率与计算渗透率交会图

三、含气饱和度饱和度解释模型的建立

含气饱和度求取采用阿尔奇公式，如下，

1Sw式中：

a?b?Rwn?()mRt??Sw—含水饱和度(f)； Φ—孔隙度(f)；

Rt—储层电阻率(Ω·m)； Rw—地层水电阻率(Ω·m)； a、b—与岩性有关的系数； m—胶结系数； n—饱和度指数。

地层水分析资料是确定原始地层水电阻率最有效的方法。测井解释一般认为一个不太长的井段内地层水矿化度和电阻率基本保持不变，采用相同地层水电阻率进行解释。

岩电参数根据实验分析数据拟合求得，其中： 盒8：a=1.0，b=0.97,m=1.86,n=1.95，Rw=0.06Ω.m；

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山1：a=1.0，b=0.91,m=1.84,n=1.89，Rw=0.06Ω.m； 对盒8、山1段致密砂岩储层(Rt大于60Ω.m)：b=1.15,n=2.05。

1000a=1.0m=1.86r=0.95100b=0.97n=1.95r=0.93地层因素F电阻率指数I10010采用4口井133块岩样测定结果采用5口井20块岩样测定结果10110孔隙度(%)110010含水饱和度(%)100

33-1苏里格地区盒 苏里格气田下石盒子组盒8段储层岩电关系图版图4-6 8段砂岩储层岩电关系图版

1000a=1.0m=1.84r=0.94100b=0.91n=1.89r=0.96地层因素F100电阻率指数I10采用5口井104块岩样测定结果10110孔隙度(%)100采用3口井25块岩样测定结果110含水饱和度(%)100

图4-7 苏里格地区山1段砂岩储层岩电关系图版

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