鄂尔多斯盆地子洲地区山2段地层水成因和主控因素研究

    丁迎超+徐文杰

    摘要：子洲气田山2段天然气藏的气水分布特征受到储层条件、构造等多方面的影响，气水关系复杂，周文等人认为气井产地层水类型可分为三大类，即边底水、透镜状水和残留地层水，其中后者和残留地层水都属于地层滞留水，较难以区分，本文结合岩心资料、测井解释、水体化学资料、试气生产资料等，在前人的研究基础上来探讨分析各种水体的产水特征、成因和主要的控制影响因素，对于气田开发具有一定的指导作用。

    关键词： 子洲气田；天然气藏；气水分布；地层水

    子洲气田是长庆近年新发现并探明的又一个千亿立方方米级的大气田，榆林气田位于子洲气田西北方与之接壤，子洲东北部相邻于米脂气田，区域构造上是处在鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的东部。子洲山2段天然气藏是一个特低孔、特低渗的气藏，岩性以石英砂岩、岩屑石英砂岩和灰黑色的泥岩、煤层为主。

    依据测井解释成果、试气生产数据、水化学结果，可以把工区内生产井的产水类型区分为三类：地层水、残留压裂液和凝析水。本次研究中，我们将工区内地层水类型分成了三个亚类：边（底）水、透镜体水、气层残留地层水。通过生产、试气等资料发现工区的西南部、南部和东南部是产水多的区域，中部也零星有水体分布，对于气井生产不利，子洲气田山2段是岩性气藏，气水关系受储层条件、构造等多方面因素控制，本文根据测井、生产和试气资料，通过单井解释、连井剖面、生产曲线等来综合分析地层水的成因和分布影响因素。

    1、地层水产水成因

    研究区地层水类型大致可分为边（底）水、孤立“透镜体”水、致密“透镜体”水以及气层残留地层水四种类型。其形成机理大致如下：

    （1）边（底）水形成机理：生产压差使得储层存在的游离态水从储层流入井筒最终产出到地面上的水。这类井生产日产水量大，日产气量低，测井解释为水层，一般位于富水区的位置。

    （2）孤立“透镜体”水形成机理：储层非均质性的影响下，泥岩等非渗透层的遮挡作用使得存在于物性较好砂岩中的地层水在成藏过程中不被天然气驱替出去而形成孤立的透镜体水，测井解释上为水层。

    （3）致密“透镜体”水形成机理：储层里面存在透镜状的致密砂体，储层初始水饱和，生烃高峰期在生烃增压的作用下，气脱溶形成游离气运移进入储层向低部位排水，首先通过物性较好的储层段，对于那些物性差的致密砂体段，天然气能量不够时无法驱替细孔喉、差砂体中的水，留下“致密透镜体水”。

    （4）气层残留地层水出水机理 ：“气层残留地层水”气井生产特征和致密“透镜体水”气井相似，产水量都比较少。成藏时，气运移进入储层排水强度不够，残留在气层中的地层水饱和度比临界水饱和度较高，含气饱和度高是其特点，测井解释不出明显水层，生产出少量地层水。

    2、地层水分布主要影响因素

    结合岩心资料、测井解释、水体化学资料、试气生产资料等，在前人的研究基础上来探讨分析各种水体的特征其主要的控制影响因素如下：

    （1）天然气运移：水体分布特征是伴随着天然气的聚齐运移形成的。鄂尔多斯盆地上古生代地层稳定，是“广覆式”生烃，没有较好的生烃中心，主要烃源层位于本溪组、太原组及山西组下部，成烃时期是燕山期。侧向过剩压力与垂向储层间压力差相比要小不少，所以初次运移是垂向运移为主，天然气沿垂向上过剩压力降低快的相邻的储层或疏导层运移，。山2段储层与烃源岩相邻，而且山23属于优质储层，油气优先进入里面。因此剖面下部富气程度高，而上部山21、山22段气层少，砂体连通性不好，物性较差，通常是透镜体水的储集场所。

    （2）砂体的展布特征：子洲地区山西组沉积时期是三角洲前缘环境，砂体整体上呈南北向展布。平面上，山2段砂体从北向南主要发育了三条砂带，主砂体在榆47～榆30井～榆45井～榆53～榆76～洲27-29～洲30-46一线最为发育，厚度多在10m以上，最厚28m。通过砂体、水体分布特征的叠合图可以看出：平面上较大的水体通常位于砂体的尖灭处、弯曲处。

    （3）构造：水的密度要比天然气密度大很多，所以同一砂体内的水通常是位于构造低的部位，气的下面，此时构成了“边底水”气水关系。而有的部位“气水倒置”（水体位于气层的上部）是由于水体跟天然气分别处于不同的储集层，两相邻储集层之间被物性差的泥岩、煤层等非渗层阻隔。

    （4）储层非均质性：包括砂体平面连续性及与泥岩配置关系、砂体物性变化等。储层非均质性是形成砂岩“透镜体”水、含气砂层内致密砂岩透镜体水 、砂层内致密带包围的高孔带 “透镜状”水体的关键因素。由气水分异的规律可知，气排水时大孔隙中的可动水比小孔隙中的易排出，另一方面由于碳酸盐岩的矿物特性，在储层中的水是润湿相而天然气为非润湿相，所以水更容易进入小孔隙中，而很难被气排出。砂体储层质量好坏直接影响天然气运移进入储层排水程度，进而影响储层中的可动水量，砂岩储层物性条件变化是控制含气区水体分布的关键因素。

    3、结论

    通过系统的研究发现研究区地层水类型大致可分为边（底）水、孤立“透镜体”水、致密“透镜体”水以及气层残留地层水四种类型。并主要受天然气运移、砂体的展布、构造和储层非均质性控制结合岩心资料、测井解释、水体化学资料、试气生产资料等，在前人的研究基础上来探讨分析各种水体的产水特征、成因和主要的控制影响因素对于气田开发具有重要意义。

    参考文献

    [1] 赵宏波，王筱烨等。鄂尔多斯盆地姬源油田长91油层组成藏地质特征及油藏类型[J]。石油化工应用，2013，32（3）：60-64

    [2] 赵文光，周波等。塔中地区志留系柯坪塔格组沉积特征与油气分布[J]。石油化工应用，2013，32（3）：60-64

    [3] 全裕科，侯洪斌等。塔中北坡两顺地区志留系成藏条件及其次分析[J]。矿物岩石，2008，28（4）：100-108

    作者简介 丁迎超 男 1989.9 籍贯 山东省 淄博市 单位 长安大学 资源学院 研究生在读 从事石油地质方向研究