石油勘探与开发 >

2022 , Vol. 49 >Issue 4: 704 - 715

DOI: https://doi.org/10.11698/PED.20220044

油气勘探

川中震旦系灯四段岩溶储集层特征与发育模式

  • 闫海军 , 1, 2 ,
  • 何东博 , 2 ,
  • 贾爱林 2 ,
  • 李治平 1 ,
  • 郭建林 2 ,
  • 彭先 3 ,
  • 孟凡坤 4 ,
  • 李新豫 2 ,
  • 朱占美 3 ,
  • 邓惠 3 ,
  • 夏钦禹 2 ,
  • 郑国强 2 ,
  • 杨山 3 ,
  • 石晓敏 2
展开
  • 1 中国地质大学（北京）,北京 100083
  • 2 中国石油勘探开发研究院,北京 100083
  • 3 中国石油西南油气田公司,成都 610051
  • 4 长江大学,武汉 430100
何东博（1972-）,男,河北沧州人,博士,中国石油勘探开发研究院教授级高级工程师,主要从事石油与天然气开发与提高采收率等研究和管理工作。地址：北京市海淀区学院路20号中国石油勘探开发研究院,邮政编码：100083。E-mail：

闫海军（1983-）,男,河南南阳人,硕士,中国石油勘探开发研究院高级工程师,主要从事天然气藏开发评价与开发方案编制等研究工作。地址：北京市海淀区学院路20号中国石油勘探开发研究院,邮政编码：100083。E-mail：

Copy editor: 魏玮

收稿日期: 2022-01-07

  修回日期: 2022-06-09

  网络出版日期: 2022-07-25

基金资助

“十三五”国家重大专项“复杂天然气藏开发关键技术”(2016ZX05015)

中国石油天然气股份有限公司“十四五”前瞻性基础性科技项目“风化壳型碳酸盐岩气藏提高采收率技术研究”(2021DJ1504)

收起

Characteristics and development model of karst reservoirs in the fourth member of Sinian Dengying Formation in central Sichuan Basin, SW China

  • Haijun YAN , 1, 2 ,
  • Dongbo HE , 2 ,
  • Ailin JIA 2 ,
  • Zhiping LI 1 ,
  • Jianlin GUO 2 ,
  • Xian PENG 3 ,
  • Fankun MENG 4 ,
  • Xinyu LI 2 ,
  • Zhanmei ZHU 3 ,
  • Hui DENG 3 ,
  • Qinyu XIA 2 ,
  • Guoqiang ZHENG 2 ,
  • Shan YANG 3 ,
  • Xiaomin SHI 2
Expand
  • 1 China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, China
  • 2 PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development, Beijing 100083, China
  • 3 PetroChina Southwest Oil and Gas Field Company, Chengdu 610051, China
  • 4 Yangtze University, Wuhan 430100, China

Received date: 2022-01-07

  Revised date: 2022-06-09

  Online published: 2022-07-25

Fold

摘要

基于钻井、录井、测井和地震等资料,系统分析四川盆地中部震旦系灯影组四段（简称灯四段）古老岩溶型碳酸盐岩储集空间特征、储集层类型和分布特征,构建岩溶储集层发育模式,支撑气藏实现高效开发。研究表明,灯四段储集层主要储渗空间为小尺度溶洞和裂缝,发育缝洞型、孔洞型和孔隙型3种储集层类型。明确岩溶储集层发育特征,平面上自岩溶台地到岩溶斜坡岩溶厚度由65 m增加到170 m,优质储集层厚度由25.0 m增加到42.2 m,纵向上灯四段顶部储集层多层展布,呈现顺层溶蚀和顺缝溶蚀特征,底部储集层存在3~5套规模较大的缝洞系统,呈现平行于岩溶期古水平面溶蚀特征。综合储集层发育特征,从成因机制出发,建立灯四段层溶体、缝溶体和面溶体3类储集层发育模式。构建3类岩溶储集层发育模式,明确其地震响应特征,为井位部署和轨迹设计提供参数依据,优化单井和气藏开发指标,气藏开发设计产能由初期的年产36×108 m3提升到60×108 m3,大幅增加了气藏开发效益。

关键词： 气藏特征; 岩溶储集层; 溶洞; 层溶体; 缝溶体; 面溶体; 发育模式; 震旦系灯影组; 四川盆地中部

本文引用格式

闫海军 , 何东博 , 贾爱林 , 李治平 , 郭建林 , 彭先 , 孟凡坤 , 李新豫 , 朱占美 , 邓惠 , 夏钦禹 , 郑国强 , 杨山 , 石晓敏 . 川中震旦系灯四段岩溶储集层特征与发育模式[J]. 石油勘探与开发, 2022 , 49(4) : 704 -715 . DOI: 10.11698/PED.20220044

Abstract

The reservoir space, types and distribution characteristics of karst carbonate gas reservoirs in the fourth member of Sinian Dengying Formation (Deng 4 Member) in central Sichuan Basin are analyzed based on the drilling, logging and seismic data. A development model of karst reservoirs is constructed to support the high-efficiency development of gas pools. The research shows that the reservoirs in Deng 4 Member have mainly small-scale karst vugs and fractures as storage space, and can be divided into three types, fracture-vug, pore-vug and pore types. The development patterns of the karst reservoirs are determined. On the plane, the karst layers increase from 65 m to 170 m in thickness from the karst platform to the karst slope, and the high-quality reservoirs increase from 25.0 m to 42.2 m in thickness; vertically, the reservoirs at the top of Deng 4 Member appear in multiple layers, and show along-bedding and along fracture dissolution characteristics. The reservoirs at the bottom are characterized by the dissolution parallel to the water level during the karstification period, and have 3-5 large-scale fracture-cave systems. Based on the reservoir development characteristics and the genetic mechanism, three types of reservoir development models of karst reservoir are established, i.e., bed-dissolved body, fracture- dissolved body and paleohorizon-dissolved body. The construction of karst reservoir development models and seismic response characteristics of the three types of reservoirs can provide parameter for well placement and trajectory design, and substantially improve productivity and development indices of individual wells and gas reservoirs. The designed production capacity of the gas reservoir has enhanced from the initial 3.6 billion to 6 billion cubic meters, making the profit of the reservoir development increase noticeably.

Key words： gas reservoir characteristics; karst reservoir; karst cave; bed-dissolved body; fracture-dissolved body; paleohorizon-dissolved body; development model; Sinian Dengying Formation; central Sichuan Basin

0 引言

碳酸盐岩气藏是一种重要的气藏类型,在天然气储量和产量结构中占有重要地位[1⇓⇓-4],截至2020年底,全球碳酸盐岩天然气可采储量约占天然气总可采储量的45.6%,碳酸盐岩储集层天然气产量约占天然气总产量的60%。中国石油天然气股份有限公司（简称中石油）碳酸盐岩气藏探明储量占常规气探明储量的52.6%,产量占常规气产量的36.6%,在未来相当长一段时间内,碳酸盐岩气藏都是常规天然气上产的主体。岩溶是中国碳酸盐岩储集层发育的重要控制因素,储集层发育特征研究贯穿天然气勘探开发全过程,岩溶储集层发育模式研究对于岩溶型碳酸盐岩气藏高效开发至关重要。
前人针对岩溶储集层发育特征和发育模式开展了多方面研究并取得了系列成果认识,建立了潜山岩溶、层间岩溶、断溶体岩溶等多种发育模式,有效指导了渤海湾盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地和四川盆地岩溶型碳酸盐岩气藏的勘探开发[5⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓-19]。目前,四川盆地中部（简称川中）安岳气田震旦系灯影组四段（简称灯四段）气藏建立了“叠合岩溶”的岩溶模式[20],明确了岩溶储集层发育的分区分带特征,支撑了气藏开发评价和选区,但对于储集层成因机制认识不清,尚未建立科学的储集层发育模式,建产井部署风险较大。本文通过多种资料综合对比分析,从岩溶储集层成因机制出发,采用动态与静态结合、地质与地震相结合的研究方法分析储集层发育特征,从而构建岩溶储集层发育模式,以期为开发井位部署和轨迹优化设计提供参数依据,同时优化气井开发指标和气藏开发规模。

1 气藏概况

川中安岳气田位于四川省中部资阳市、重庆市潼南县境内（见图1a）,位于乐山—龙女寺古隆起的东端,其构造为古隆起背景上的一个大型潜伏构造[21⇓⇓-24]。震旦系气藏发育灯影组二段（简称灯二段）和灯四段两套储集层,均为受不整合面控制的岩溶型碳酸盐岩气藏,其中灯四段表现为桐湾运动Ⅱ幕和Ⅲ幕两期风化壳的叠合（见图1b）,呈现叠合岩溶发育特征[20]。安岳气田以西为德阳—安岳裂陷槽,向西灯四段快速尖灭,地层残余厚度为280~380 m。依据电性和岩性特征,灯四段自上而下可划分为灯四2亚段和灯四1亚段,前者包括灯四21、灯四22和灯四23共3个小层,后者包括灯四11、灯四12和灯四13共3个小层。
图1 川中震旦系气藏构造位置及震旦系—寒武系综合柱状图
震旦系是四川盆地最古老的含油气层系,川中灯四段气藏埋深4 953~5 535 m,平均孔隙度为3.3%,平均渗透率为0.5×10-3 μm2,综合研究表明气藏成藏条件优越、含气面积大、储量规模大、局部发育地层水[25⇓⇓⇓⇓-30]。截至2020年底,川中震旦系灯四段气藏探明天然气地质储量为5 908.2×108 m3。随着气藏开发评价动静态资料的增加,气藏也呈现出一定的复杂性[31-32],主要表现在：①储集层大面积连片分布,但受沉积、成岩差异和裂缝发育程度的影响,储集层非均质性较强;②个别探井具有很高的产能,但受储集层发育特征认识不清的影响,早期评价井产能差异大;③开发初期部分气井能够实现高产稳产,但60%以上为低产气井,气藏效益开发挑战大;④气藏地下、地面条件复杂,开发井位优选难度高;⑤国内外同类型气藏投入开发极少,没有成功经验可供借鉴。

2 川中灯四段岩溶储集层特征

2.1 灯四段岩石学特征

受差异剥蚀作用影响,震旦系顶部风化壳在局部地区不均一残留寒武系麦地坪组灰岩。综合岩心描述、薄片鉴定、岩心物性测试及录井资料分析显示,灯四段主要发育白云岩,储集层岩性主要包括藻凝块白云岩、藻叠层白云岩和砂屑白云岩[33⇓-35]（见图2）。
图2 震旦系灯四段储集层岩石类型和特征

（a）MX52井,5 568.68 m,藻凝块白云岩,溶蚀孔洞发育;（b）MX108井,5 296.67 m,藻叠层白云岩,扁圆状溶洞,中洞—大洞;（c）GS105井,5 221.98 m,砂屑白云岩,孔洞发育;（d）MX105井,5 342.5 m,藻凝块白云岩,溶孔发育,缩颈喉道;（e）MX9井,5 447.69 m,藻叠层白云岩,晶间溶孔;（f）MX105井,5 324.94 m,砂屑白云岩,粒间溶孔发育

藻凝块白云岩是灯四段最主要的储集岩类,藻黏结砂屑、泥或球粒形成藻凝块或团块,岩心中能够观察到明显的溶孔（见图2a、图2d）,面孔率集中在3%~6%,主要储集空间为凝块间残余溶孔及后期溶孔,溶孔溶洞部分被沥青或白云石充填。
藻叠层白云岩是发育比例仅次于藻凝块白云岩的重要储集岩类,其主要为藻生长过程中形成的水平纹层状、波状或缓丘状藻叠层岩,岩溶改造作用强,溶蚀孔洞发育（见图2b、图2e）,岩心观察面孔率主要为4%~8%,部分达到10%,主要储集空间为藻丝体腐烂后形成的窗格孔洞,或者是藻缠绕生长过程中形成的格架孔洞,具有顺层溶蚀分布的特征。
砂屑白云岩形成于水动力较强的环境,发育砂屑、残余砂屑及细—粉晶亮晶白云石,白云石具有“雾心亮边”特征,颗粒结构明显（见图2c、图2f）,面孔率集中在1%~4%,主要储集空间为粒间和粒内溶孔,可见沥青充填。

2.2 灯四段储集空间特征

不同于塔里木盆地断溶体储集层发育模式下的大缝大洞特征,四川盆地震旦系灯四段岩溶储集层储集空间主要为中、小尺度的孔、缝和洞,整体表现为以小缝小洞为主的特征[34⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓-45]。小尺度溶洞孔隙度占总孔隙度的70%左右,是主要储集空间,溶洞中又以中小尺度溶洞为主,其中直径为2~5 mm的小洞数量占78.1%,直径为5~20 mm的中洞数量占15.8%,直径大于20 mm的大洞数量仅占6.1%,同时储集层微裂缝发育,可大幅增加储集层渗透性。
受表生期淡水溶蚀和后期成岩改造作用控制,裂缝和溶洞有被沥青、白云石、石英和泥质充填的现象。在电成像测井图像上,沥青、白云石和石英充填都呈高阻亮色和基质色,而泥质充填呈暗色或黑色。采用岩心标定成像测井的方法,能够计算出不同深度的面孔率和连通性指数。面孔率表示井壁单位面积里总的孔洞面积所占百分比,能够间接反映孔隙度大小。连通性指数表示孔洞的导电性能强弱,导电性能强,则孔洞的连通性好,可作为渗透性指标。依据面孔率和连通性指数,能够对溶洞/孔的有效性进行定量评价（见图3）。对于溶蚀孔洞的产状,利用岩溶期顺层溶蚀的产状间接获得。对于裂缝识别来说,裂缝的发育类型、特征、填充程度等信息通过电成像测井图像进行识别。高阻缝一般被胶结、没有渗透性,是闭合缝,高导缝有可能充填钻井液、或泥质以及其他导电矿物,需要结合声波扫描测井进行综合判别。综合评价结果表明,灯四段解释连通面孔率为2%~11%、孤立面孔率为1%~4%、连通性指数为0~0.013。
图3 不同储集空间成像测井识别

2.3 岩溶储集层分布特征

灯四段顶部由于遭受长期的区域性暴露和大气降水淋滤,地表形成明显的可作为层序界面的区域不整合面。受地貌高低、地层倾角、致密层以及断裂发育程度等因素控制,地表、地下水体沿着原始地层储渗介质高速紊流、渗流、离散流等流动,侵蚀和溶蚀作用显著,灯四段顶部岩溶影响面积大,溶蚀地层厚度大。灯四段底部受基准面变化、海平面升降及潜水水平面的规律性变化等影响,存在多期大气淡水透镜体,在大气淡水透镜体的顶部和底部分别存在1个混合溶蚀区。顶部的混合溶蚀区是指上部近似垂向的大气水与下部水平方向流动大气水的混合,这两种不同方向流体的混合会造成对碳酸盐不饱和并产生溶蚀作用,可形成层状孔洞。而底部的混合溶蚀区是指大气淡水与海水的混合（盐跃层）,这两种不同性质的流体混合同样会造成碳酸盐岩的溶蚀作用。同时,向岸方向潜水面与盐跃层还可能压缩形成两个强化学反应带相叠合的水平层状溶蚀区带,即在大气淡水透镜体的边缘由于两种混合溶蚀区的叠加效应导致形成所谓的边缘侧翼溶洞。岩心和薄片资料证实,临近海岸的GS102井溶洞内被泥质和白云石充填,微量元素测试溶洞充填物中Sr含量为337.42×10-6,Ba含量为336.22×10-6,Sr含量与Ba含量比值为1,揭示其为大气淡水和海水混合作用成因机制。综合认为灯四段底部受大气淡水透镜体顶底部存在的混合溶蚀作用控制,岩溶影响面积相对局限,溶蚀地层厚度较薄,在靠近海岸带的区域发育大型溶洞,向内陆方向逐渐过渡为海绵状溶蚀带发育为特征。
震旦系灯四段储集层整体表现出强非均质性特征,利用岩心、成像资料,主要依据储集空间类型、大小以及缝洞搭配关系,综合考虑成像解释面孔率和连通性指数大小,灯四段岩溶储集层分为缝洞型、孔洞型和孔隙型3种类型[38⇓⇓⇓-42]（见图4）。整体来说,缝洞型储集层裂缝和溶洞均较发育,储集层储渗性能最好,是灯四段气藏Ⅰ类储集层。该类储集层孔隙度为2%~12%,渗透率为（0.1~10.0）×10-3 μm2,面孔率大于3%,连通性指数大于0.012（见表1）。孔洞型储集层裂缝欠发育、孔洞发育,储集层储渗性能次之,是灯四段气藏Ⅱ类储集层。该类储集层孔隙度为2%~8%,渗透率为（0.01~1.00）×10-3 μm2,面孔率大于2%,连通性指数大于0.001（见表1）。孔隙型储集层不发育裂缝,主要为晶间孔和溶孔,溶洞发育程度远低于孔洞型及缝洞型储集层,储集层储渗性能最差,是灯四段气藏Ⅲ类储集层。该类储集层孔隙度为2%~6%,渗透率为（0.001~0.100）×10-3 μm2,面孔率小于2%,连通性指数小于0.001（见表1）。3类储集层中缝洞型储集层最易动用,孔洞型储集层易动用,两类储集层是目前气田开发的主要对象,孔隙型储集层较难动用。
表1 不同类型储集层参数表
储集层类型 裂缝发育程度 孔隙度/% 渗透率/10-3 μm2 最大进汞饱和度/% 中值压力/MPa 面孔率/% 连通性指数 动用性
缝洞型 发育 2~12 0.100~10.000 ≥60 ≥3 ≥0.012 易动用
孔洞型 欠发育 2~8 0.010~1.000 ≥50 <5 ≥2 ≥0.001 可动用
孔隙型 不发育 2~6 0.001~0.100 <50 ≥5 <2 <0.001 难动用
图4 川中地区灯四段气藏不同类型储集层发育特征

a为缝洞型储集层、b为孔洞型储集层、c为孔隙型储集层;1为岩心照片、2为成像测井、3为薄片照片。其中,（a-1）MX105井,5 326.18 m,藻凝块白云岩,裂缝沟通溶孔;（a-2）MX105井,5 325.20~5 325.40 m,高亮背景下暗色正弦线状影像和暗色斑点分布;（a-3）MX105井,5 325.30 m,溶蚀孔洞和裂缝搭配好;（b-1）MX108井,5 296.67 m,藻叠层白云岩,扁圆状溶洞;（b-2）MX105井,5 315.90~5 316.10 m,高亮背景下暗色斑点顺层展布;（b-3）MX105井,5 315.90 m,溶蚀孔洞发育;（c-1）MX13井,5 101.81 m,泥晶白云岩,早期岩溶形成的针孔;（c-2）GS16井,5 425.90~5 426.10 m,亮色背景,基本不含暗色斑点或者斑块;（c-3）GS16井,5 425.90 m,缝洞欠发育

采用“双界面”岩溶古地貌恢复方法,结合四川全盆地震旦系岩溶古地貌特征,将安岳地区震旦系岩溶风化壳平面上分为岩溶台地、岩溶斜坡和岩溶低地3个二级地貌单元和若干个三级、四级微地貌单元[25]（见图5）。通过岩心刻度成像的方法,纵向上划分出地表岩溶带、垂直渗流带、水平潜流带和深部缓流带,同时水平潜流带又划分为若干个岩溶段（见图6）。单井解剖发现,灯四段储集层纵向多层,发育2~15层不等,单层厚度约为2~10 m,优质储集层（缝洞型和孔洞型）主要分布在灯四段顶部,而灯四段底部个别井发育优质储集层。连井对比发现,平面上从岩溶台地到岩溶斜坡,风化溶蚀深度由浅变深,风化溶蚀段数由少变多,缝洞型和孔洞型储集层厚度由薄变厚（见图6）。岩溶台地主要为大气淡水的补给区,岩溶斜坡主要表现为地表径流和地下渗流,随着距离补给区越远,岩溶发育厚度由65 m增加到170 m,岩溶段由1~2段增加到6~7段,缝洞型和孔洞型储集层累积厚度由25.0 m增加至42.2 m。纵向上灯四段不同岩溶结构储集层类型也存在差异,垂直渗流带以发育高角度溶蚀缝为主,表现为溶蚀扩大缝、蜂窝状溶蚀孔洞特征（见图6）。水平潜流带以发育低角度溶蚀扩大缝为主,表现为顺层溶蚀孔洞、蜂窝状溶蚀孔洞特征。深部缓流带以发育孔隙型储集层为主,局部地区发育缝洞型储集层（见图6）。
图5 灯四段顶部岩溶古地貌图
图6 灯四段岩溶储集层发育特征（剖面位置见图1）
综合利用完钻井成像测井解释、钻井液漏失和放空数据资料研究发现,宏观上灯四段缝洞发育呈现如下特征：①灯四段顶部缝洞发育规模大小不一,发育位置呈现分散、随机分布特征（见图7）;②灯四段底部缝洞发育位置在岩溶期呈现规律性分布,整体表现为“岩溶期面状展布特征”,缝洞系统发育与古潜水面平行分布,缝洞系统纵向上有3~5层（见图7）;③灯四段顶部缝洞发育规模小,底部缝洞发育规模大（见图8）。以高石梯区块为例,钻井漏失量数据统计结果显示,从顶部到底部灯四21、灯四22、灯四23、灯四11、灯四12、灯四13等6个小层的漏失段数分别为14,9,2,3,9,6个;其相应漏失段数的占比分别为32%,21%,5%,7%,21%,14%;其漏失量分别为1 133,774,160,804,2 845,3 260 m3;其相应漏失量的占比分别为12%,9%,2%,9%,32%,36%。平均单层漏失量分别为81,86,80,268,316,543 m3。灯四段从顶部到底部,漏失量逐渐增加,底部灯四12和灯四13两个小层累计漏失段数为15层,占总漏失段数的35%,但是两层累计漏失量为6 105 m3,占整个漏失量的68%。
图7 高石梯区块岩溶期灯四段缝洞发育特征（剖面位置见图1）
图8 高石梯区块井漏位置距风化壳顶部深度与不同小层漏失量统计图（圆大小代表漏失量多少）
由此看出,灯四段顶部储集层表现出陆地环境下岩溶储集层发育的特征,其岩溶储集层的发育受控于原始地层储渗介质。如果原始地层储渗介质是基质粒间孔（洞）,大气淡水顺层溶蚀,岩溶储集体在横向上延伸很远,呈现出明显的层控特征。如果原始地层储渗介质基质孔洞欠发育而裂缝发育,大气淡水主要在裂缝体系及附近的基质中溶蚀,岩溶储集体呈现出明显的缝控特征。灯四段底部储集层表现出海岸环境下岩溶储集层发育特征,其岩溶储集层的发育既不是沿层溶蚀,也不是沿缝溶蚀,而是表现为岩溶期沿淡水透镜体顶底界面溶蚀的特征。

3 川中灯四段岩溶储集层发育模式构建

立足于灯四段岩溶储集层分布特征,综合考虑原始地层储渗介质和地形地貌的差异性,构建震旦系灯四段岩溶储集层发育模式。

3.1 岩溶储集层发育模式

灯四段顶部储集层为受陆地环境影响,依据原始地层储渗介质是以基质孔隙（洞）为主还是以缝为主,将岩溶储集层划分为层溶体和缝溶体。层溶体是在岩溶期淡水沿原始的孔（洞）顺层溶蚀,储集空间相对均匀分布、横向渐变展布,发育规模较大、横向连通性较好的缝洞型和孔洞型储集层（见图9）。缝溶体是在岩溶期淡水主要沿缝溶蚀,储集空间分布非均质性较强,发育规模和连通范围均差异较大的缝洞型和孔隙型储集体（见图9）。灯四段底部为受海岸环境影响,无论原始地层储渗介质是孔洞还是缝,其岩溶储集层的发育既不是沿着原始沉积界面溶蚀,也不是沿着裂缝溶蚀,而是表现出沿淡水透镜体顶底界面溶蚀的特征,该类储集体称之为面溶体。面溶体是岩溶期沿淡水透镜体顶底部界面溶蚀,储集空间以溶蚀孔洞为主,发育规模不一、横向连通性不等的沿面展布的缝洞型和孔隙型储集体（见图9）。
图9 震旦系气藏有效储集层发育模式
岩溶储集层发育模式见图9,安岳气田自东向西由岩溶台地到岩溶低地可依次形成补给区、地面径流/地下潜流区和汇水区。层溶体和缝溶体分布在安岳气田灯四段顶部,垂向上主要发育在垂直渗流带和水平潜流带内。安岳气田台地边缘岩溶期位于径流区的主体部位,受丘滩体和古地貌双重控制,丘滩体主体部位主要发育层溶体,丘滩体边缘主要发育缝溶体。安岳气田台地内部岩溶期位于补给区,受丘滩体更薄、硅质白云岩厚度等因素控制,主要发育缝溶体。面溶体分布在安岳气田灯四段底部,垂向上主要发育在深部缓流带内。受边缘侧翼溶洞发育影响,台缘带西侧,面溶体规模较大,向台地内部方向,面溶体大小不一。

3.2 不同岩溶储集体识别

由于成因机理存在差异,3类岩溶储集体在渗流通道、储集体规模、地震响应特征等方面存在较大差异,据此对其进行有效识别和预测。
层溶体储集层渗流通道主要是溶洞,储集体纵向多层,横向延伸范围远,储集层整体表现为层控、相控特征。通过大量岩心-测井-地震综合对比研究发现,层溶体储集层的地震响应主要表现为振幅较强、频率较低、反射轴呈错段-叠瓦片状特征,通常上下为弱-杂乱反射,反射波谷较宽,两侧延伸反射成层性好,平面上呈现片状分布特征（见表2）。该储集层发育模式以GS001-H2井最为典型,该井成像显示顺层溶蚀孔洞发育,试气日产量为109.9×104 m3。
表2 不同储集层发育模式地质及地震响应特征表
发育模式 典型岩心照片 典型岩心特征 地震响应特征 典型地震剖面
层溶体 MX52井,藻凝块白云岩,顺层溶蚀孔洞发育 低频中强振幅
“叠瓦片状”
反射
缝溶体 MX21井,藻砂屑白云岩,溶蚀缝、洞发育 中弱振幅杂乱
“散珠状”
反射
面溶体 强能量
“珠状”
反射
缝溶体储集层渗流通道主要是裂缝,储集体沿缝分布,规模差异较大,整体表现为缝控特征。缝溶体储集层地震上主要表现为反射特征变化大、振幅相对较弱等特征,呈现不规则散珠-断蚯蚓状特点,内部为杂乱反射结构,丘形外部形态（见表2）。该储集层发育模式以MX109井最为典型,该井成像显示裂缝发育,试气日产量为64×104 m3。
面溶体储集层渗流通道是溶洞和裂缝,储集层纵向单层或多层,整体表现为面控特征。面溶体储集层地震有明显的振幅变化,主要表现为“珠状”反射特征（见表2）。面溶体储集层规模差异较大,在钻井过程中容易出现井漏、放空等现象。该储集层发育模式以GS8井最为典型,该井成像显示发育3 m高的洞穴,试气日产量为54.3×104 m3。
3类岩溶储集体地质和渗流特征的差异性导致完钻气井稳产能力不同。层溶体完钻气井动态储量高、稳产条件好、稳产期长。缝溶体完钻气井动态储量相对较低、稳产条件相对较差、稳产期短。面溶体完钻气井动态储量可高可低、稳产条件不均一,稳产期可长可短。层溶体和缝溶体是目前灯四段气藏开发井位部署和产能建设的核心,而规模较大的面溶体是未来气藏接替稳产的主要开发对象。

4 开发应用及效果

4.1 为开发井位部署提供参数依据

通过建立不同储集体的地震识别模型,为开发井位部署和轨迹设计提供参数依据,大幅提高高产井比例。震旦系小尺度缝洞型储集层是微生物岩沉积和岩溶期风化溶蚀综合作用的结果,储集层宏观上表现为层溶体、缝溶体和面溶体3种发育模式,层溶体和缝溶体主要分布在灯四段顶部,面溶体主要分布在灯四段底部。通过综合地质研究和井震精细解剖,确定“层溶体”表现为低频中强振幅“叠瓦状”反射特征;“缝溶体”表现为中强振幅杂乱“散珠状”反射特征;“面溶体”表现为强能量“珠状”反射特征（见表2）。储集层发育模式的构建和相应地震识别模型的建立,为高石梯和磨溪区块6批建产井和1批接替井共64口开发井位部署和轨迹优化设计提供了参数依据,支撑安岳气田震旦系气藏测试日产百万立方米气井比例由开发评价期的41.6%提高到产能建设期的60%。

4.2 优化气井开发指标

评价不同储集体的气井产能特征,综合初期高产与长期稳产能力,优化气井开发指标。碳酸盐岩储集层非均质性强,由于孔、缝、洞等储集空间成因复杂多样,不同成因的孔、缝、洞表现出不同尺度、不同规模的连通性,不同储集层类型内部结构复杂多样,整体导致气井初期高产（测试高产）与长期稳产（稳产时间）能力不匹配,气井初期高产不一定能长期稳产,初期中低产也可能长期稳产。气井初期高产与长期稳产能力本质上受控于气井所控制的地下储渗体规模及性质,测试产量是否高产是由井眼附近的储集层物性和厚度综合确定,而稳产时间是由气井所控制储渗体特征（包括规模、物性等）和单井配产决定。研究发现安岳气田灯四段气藏在相近的钻井井型、井斜等前提下,同一储集层发育模式下流体宏观渗流特征相似,气井初期高产与长期稳产能力相匹配,气井测试产量的对数与动态储量的对数呈现较好的线性关系。结合这一认识,通过地质与气藏特征相结合对震旦系气井进行类型划分,综合考虑初期高产与长期稳产、建产规模和经济效益等,在完钻井仅仅测试无阻流量的前提下,很好地对不同类型气井开发指标进行优化。

4.3 优化气藏设计规模

综合不同储集体开发指标优化结果,指导气藏开发规模优化调整,支撑气藏实现高效开发。储集层发育模式构建在单井提产和指标优化两方面整体上又用来优化气藏开发规模。一方面,明确不同储集层发育模式下地震响应模型,指导开发建产井产能大幅提升,气井单井配产由初期的13.8×104 m3/d提高到目前的23×104 m3/d。另一方面,依据不同储集层发育模式地震响应模型能够给出不同储集层发育模式在平面上的分布范围,结合不同储集层发育模式下气井开发指标优化结果,在考虑适度井间干扰的前提下能够推算出不同储集层发育模式内完钻井数。灯四段气藏开发模式类似于非常规气藏,气藏开发规模由单井叠加获得,开发规模论证要综合考虑建产节奏和稳产接替能力。论证结果支持安岳气田灯四段台缘带气藏建产设计规模由初期的36×108 m3调整到60×108 m3,稳产时间10年以上。考虑到目前台缘带气藏储量动用程度只有63%,综合考虑规模与效益指标,通过优选钻井井位持续提高气藏的储量动用程度,从而提高气藏开发规模或者是进一步延长气藏稳产期。

5 结论

不同于中国其他风化壳型碳酸盐岩气藏,震旦系灯四段岩溶气藏储集层为小尺度缝洞,直径为2~5 mm的小型溶洞是主要储集空间,裂缝发育可大幅度提高储集层渗透性。通过岩心校正成像,实现了小尺度溶洞（溶洞直径大于3 mm）和有效裂缝的定量识别。气藏发育缝洞型、孔洞型和孔隙型3类储集类型,缝洞型储集层是最优质的储集层类型,孔洞型储集层次之,孔隙型储集层最差。明确了震旦系灯四段岩溶储集层发育特征,平面上由岩溶台地向岩溶斜坡,岩溶厚度由65 m增加到170 m,岩溶段由1~2段增加到6~7段,缝洞型和孔洞储集层厚度由25.0 m增加至42.2 m。纵向上,灯四段顶部发育顺层溶蚀和顺缝溶蚀两类溶蚀作用,灯四段底部发育3~5期平行于古潜水面的缝洞型储集层。
立足于岩溶储集层分布特征,综合考虑原始地层储渗介质和地形地貌的差异性,综合分析构建了灯四段层溶体、缝溶体和面溶体3种储集层发育模式。层溶体是在岩溶期淡水沿原始的孔（洞）顺层溶蚀,储集空间相对均匀分布、横向渐变展布,发育规模较大、横向连通性较好的缝洞型和孔洞型储集层。缝溶体是在岩溶期淡水主要沿缝溶蚀,储集空间分布非均质性较强,发育规模和连通范围均差异较大的缝洞型和孔隙型储集体。面溶体是岩溶期沿淡水透镜体顶底部界面溶蚀,储集空间以溶蚀孔洞为主,发育规模不一、横向连通性不等的沿面展布的缝洞型和孔隙型储集体。3类发育模式储集体在渗流通道、储集体规模、高产稳产能力、地震响应特征等方面存在较大差异,据此可以对3类发育模式储集体进行有效识别和预测。
储集层发育模式的认识指导了川中安岳气田震旦系灯四段气藏的高效开发：①建立不同类型储集层发育模式下地震响应模型,为开发井位部署和轨迹设计提供参数依据,支撑灯四段测试日产百万立方米气井比例由评价期的41.6%提高到产能建设期的60%。②不同类型储集层发育模式下流体宏观渗流机制存在差异,同一模式下气井无阻流量与动态储量呈现规律性变化,这一认识能够用于单井开发指标优化。③储集层发育模式构建整体上能够用来优化气藏开发设计规模,综合考虑建产节奏和稳产潜力,论证台缘带气藏建产设计规模由初期的36×108 m3提高到60×108 m3,稳产时间10年以上,考虑进一步提高储量动用程度,通过持续优选钻井井位提高气藏开发设计规模或进一步延长气藏稳产期。

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