致密砂岩气藏研究思路及勘探方法探讨

寇琳琳，孙现瑶，胡 耀，牛思琪，李爱荣

（西安石油大学地球科学与工程学院，陕西 西安 710065）

致密砂岩气的研究在国外已得到了长足的发展，特别是美国落基山盆地和加拿大阿尔伯达盆地[1-2]，而我国对于致密砂岩气藏的研究尚处于中期高速增产阶段。目前，中国研究相对成熟的盆地主要包括鄂尔多斯盆地和四川盆地[3]。如何将地质研究和地球物理方法紧密结合，是今后进行致密砂岩气藏研究应该考虑的重要问题。

1 概述

致密砂岩气的研究虽然在国内外已经得到了广泛的关注，但直到2011年，国家能源局才颁布了致密砂岩气的行业标准。致密含气砂岩的概念最早出现于美国，20世纪70年代，美国联邦能源管理委员会将致密含气砂岩定义为空气渗透率小于0.1×10-3μm2的砂岩。北美的致密砂岩气藏在深盆区，含气带储层孔隙度分布一般小于 10%；渗透率通常低于 （0.1～1.0）×10-3m2，含水饱和度一般在35%～70%。国内一般将致密砂岩气藏的储层物性条件界定为孔隙度小于10%，渗透率小于0.5×10-3μm2。目前，对于致密砂岩气研究相对成熟的鄂尔多斯盆地，整个上古生界致密砂岩气储层表现为低渗透特征。该地区上古生界砂岩储层被划分为四类，其中Ⅰ、Ⅱ类储层是相对高孔高渗储层，可以在目前工艺条件下获得工业气流，成为寻找大气田的“甜点”区。

致密砂岩气藏按照其成因类型目前主要分为两种类型：原生型致密砂岩气藏和改造型致密砂岩气藏。致密砂岩气藏具有以下基本特征：1）储层致密、含水饱和度高；2）气源充足，气源岩主要为进入正常热成熟的煤系地层；3）源储一体化，紧密接触；4）气水关系复杂，可能存在气水倒置、无边底水、砂岩底部含气等特征；5）地层压力异常，致密砂岩气藏地层压力可以为高压或低压异常，偶见正常压力；6）分布面积广，储量规模大，气藏受煤系地层有效烃源岩生气范围控制，含气面积大，类型多样,具有广覆型生烃特点；7）稳产时间比较长。

2 致密砂岩气藏基础地质研究的核心问题

致密砂岩气藏研究与早期常规天然气气藏研究的关键不同点在于勘探思路、指导思想发生了根本性的转变。从早期背斜理论所指导的“找背斜、打高点”，到后来的围绕“生烃中心”向盆地深凹区、斜坡部位进行勘探，勘探有效范围有了较大的扩展；从早期的局部圈闭逐步扩展到整个盆地的研究范围内。根据鄂尔多斯盆地多年来勘探的经验，致密砂岩气藏研究的核心问题主要集中在两方面：一是烃源岩条件评价，二是优质储层的分布评价。

2.1 加强烃源岩条件研究

鄂尔多斯盆地古生界天然气勘探近年来得到了迅速的发展，其根本原因在于对有效生烃范围进行了重新认识，提出了“广覆式生烃”的理论，盆地的天然气勘探由早期的生烃中心逐步向四周扩展，并相继取得了勘探突破。目前，盆地大部分地区已进入了成熟一过成熟阶段，生烃强度大于 10×108m3/km2的范围有 18×104km2，占勘探总面积的72%，形成全盆地广覆式生烃。受沉积中心和热演化中心控制，在盆地中东部、西部形成了三个局部生烃中心，目前发现的上古生界气藏多分布在生烃中心及其周边地区。

2.2 加强有效储层展布规律研究

鄂尔多斯盆地上古生界继承性发育的六大河流－三角洲沉积体系是有利储集砂体分布区。其中以二叠系山西组（山1、山2段）和石盒子组底部（盒8段）储集性能最好，形成盆地主要的工业性储集层段。上古生界主要勘探目的层山2、山1、盒8段砂体以三角洲平原相分流河道砂体为主，分流河道砂体的储集物性明显要好于非分流河道砂体的储集物性。勘探实践表明高孔高渗储集体严格受三角洲平原相分流河道砂体的控制，因此寻找分流河道主砂带是高孔高渗储集体勘探的重要前提。

2.3 致密砂岩气藏研究地球物理技术序列

致密砂岩气藏控制的主要因素是致力于在有效生烃范围内寻找高效优质储层，即在砂中找好砂，同时兼顾探寻构造裂缝性储层的有效叠合区域。在钻井资料比较有限的情况下，如何将地球物理手段充分应用到储层预测、烃类检测当中，并结合致密砂岩气藏本身的特点做出合理的解释，是正确认识某一地区是否存在致密砂岩气藏的关键因素。

2.4高分辨率地震资料保幅处理

地震资料的真实性是储层反演预测和烃类检测的基础，早期以强调构造成像为核心的地震资料处理技术已经不能满足岩性油气藏勘探的需要。高分辨率地震勘探技术是在保持资料信噪比的前提下，多域逐次提高主要目的层的分辨率。主要包括：层析折射波静校正、叠前多域组合反褶积、分频剩余静校正、叠后基于井约束子波拓频等提高分辨率处理技术。

2.5 曲线重构储层预测

致密砂岩储层一般都具有纵向上砂体厚度薄、砂泥互层，横向上砂体厚度变化快的特点，针对这一储层的发育特征，常规的波阻抗反演很难达到分辨砂泥岩储层的目的。为了精确刻画储层的空间展布特征，寻找油气储集的“甜点”，需要采用特殊的储层反演方法。曲线重构技术是近年来新近发展起来的一种储层反演方法，该方法的基本原理是利用原始声波曲线的低频成份和重构曲线的高频成份进行曲线重构，进而提高对储层的分辨率，达到预期的预测效果。自然伽马曲线对砂泥岩的区分最为明显，高自然伽马反映泥岩序列，低自然伽马反映砂岩序列，通过原始声波曲线与自然伽马曲线的重构，能够很好的解决砂体的纵向分辨率问题。

2.6 储层含油气检测

储层含油气检测的方法主要包括频率属性和振幅属性两类。频率属性检测主要是叠后频率衰减法，其基本原理是利用了储层在含气后频谱特征表现为 “低频增加”或“高频衰减”现象。振幅属性主要是叠前AVO分析技术，其基本原理是利用了储层含流体后振幅特征随偏移距变化而变化的特点，近偏移距和远偏移距地震振幅的特征变化存在比较明显的区别，其特征主要是储层含流体后的典型反应。

3 结语

1）致密砂岩气藏与早期常规天然气气藏研究的关键不同点在于勘探思路、指导思想的转变，烃源岩条件和高效优质储层分布范围是制约致密砂岩气藏勘探的两大核心问题。

2）高分辨率地震资料保幅处理、曲线重构储层预测以及储层含油气检测相结合，是实现致密砂岩气藏勘探突破的有效地球物理手段。