缝洞体系连通性分析<br/>——塔北深埋碳酸盐岩研究的一个实例

缝洞体系连通性分析
——塔北深埋碳酸盐岩研究的一个实例

2015-06-07张亮亮李相文

复杂油气藏 2015年2期

张亮亮，李相文

(1．西安石油大学，陕西西安 710000;2．中国石油东方地球物理公司研究院库尔勒分院，新疆库尔勒 841000)

哈拉哈塘地区位于塔里木盆地塔北隆起中段，是塔北隆起的一个次级构造单元，其东西两侧分别为轮南低凸起和英买力低凸起。该区奥陶系地层年代老［1］，埋藏深(近7 000 m)。钻探结果表明，哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩地层油气资源丰富［2］，受多期表层岩溶作用［3－4］，多个层系岩溶储集层发育，其奥陶系良里塔格组三段—一间房组—鹰山组一段岩溶储集体的发育规模存在明显差异，油藏开发差异巨大。哈拉哈塘油田自发现至今，随着高精度勘探开发一体化进程的不断推进，使得油田开发生产对大型缝洞集合体的储层连通性分析有了更高的要求，在油藏开发过程中，通常用储层连通性来表征储集层连通效果［5］，可直接影响油藏生产的受效情况，同时也可以反映注水替油或注水驱油是否达到油藏开发设计效果，其次可以间接了解油藏内剩余油的情况［6］。因此针对缝洞型碳酸盐岩，需要从单层系、单储集体的思路转换到缝洞集合体的思路进行研究，从纵向和横向上进一步搞清缝洞体系的连通性，最终确定大型缝洞集合体的边界，指导油藏开发方案的编制。

1 研究思路和对策

碳酸盐岩缝洞型储集层是由洞穴、孔洞、裂缝相互组合而形成的，目前所确定的部分定容型洞穴储集体也是由洞穴、孔洞及周边裂缝交错组成，也就是地质上的缝洞集合体，它们具有相似的成因。目前，哈拉哈塘地区缝洞连通性研究主要处于静态定性分析阶段，主要利用静态资料如储层预测、裂缝预测、断裂构造等结果对缝洞系统、大型缝洞集合体的边界进行刻画，连通性分析结果的可靠性受到地震资料品质、地震解释员、研究方法等方面的影响，仅靠静态资料进行缝洞集合体边界的划分，无法确保其结果的准确性，已经不能完满足油田高精度勘探开发的精度需求。

通过近几年攻关，对哈拉哈塘地区的地质认识进一步加深，同时地震资料品质也有明显提高。利用静态描述与生产动态资料分析的研究思路与方法，即通过三维油藏建模技术手段研究缝洞的连通性以及确定大型缝洞集合体的边界，进一步细化油藏油水变化情况，最终保留最重要的高渗透率等数据，结合试井、测试等动态数据以及比较可靠的孔隙度和渗透率数据，得到更为可靠的渗透率模拟结果，结合油田实际生产进度，指导油藏高效开发井组部署方案的实施。研究中涉及裂缝定量研究技术、碳酸盐岩地震相控储层建模与油藏动态建模技术等几项关键技术(图1)。

图1 缝洞连通性研究思路与流程

图2 过W1井裂缝密度井震标定剖面和裂缝孔隙度与预测密度交汇图

2 关键应用技术

2.1 地震裂缝强度定量描述技术

一般认为利用地震资料所预测出的“裂缝”实际是微断裂或是裂缝破碎带，也有可能是阻抗突变带［7］。对于地震裂缝预测，提出精细优化参数设置、选择恰当的阈值，才能保证单元划分的合理性及客观性。在研究中，裂缝研究包括两大方面，一是基于叠前深度偏移地震数据的叠后预测研究，主要解决裂缝强度的问题，通过精细井—震定量标定，利用测井解释的裂缝成果标定在裂缝预测地震属性剖面上，分析井—震之间的关系(图2)，确定井上裂缝发育程度与地震裂缝预测振幅强度有效阈值关系，最终确定静态横向连通范围;二是基于叠前深度偏移3D或5D地震数据的各向异性预测研究，主要解决裂缝发育方向的问题，因为只有裂缝方向有利于缝洞体相互连通才是有效的低储高渗介质。通过两方面裂缝研究的紧密结合，确定静态数据分析下连通单元的分布特征。

2.2 地震裂缝方向量化描述技术

研究中针对方位各向异性叠前裂缝预测对地震数据的高要求，首次应用5D地震数据，有效地对五维地震数据进行偏移距或者入射角优化，优选各方位覆盖次数均匀，能真实反映各向异性特征的数据，使参与椭圆拟合的数据收敛;其次通过可信度分析与质量控制等手段，提高椭圆拟合的稳定性，对拟合椭图的离心率进行刻划，椭圆离心率 (0～1)越大，同时拟合椭圆的解越少，则可信度越高;第三则与实钻资料进行交互式分析，使所拟合椭圆的长轴 (利用振幅信息预测裂缝)与FMI成像测井结果的裂缝走向趋于一致［8］，不断提高裂缝预测精度，为缝洞体连通性分析提供可靠依据。基于上述论述，对五维地震数据的应用取得良好效果。

2.3 碳酸盐岩地震相控储层建模技术

地震相是指沉积物在地震剖面图上所反映的主要特征的总和。Sheriff(1982)将地震相定义为由沉积环境所形成的地震特征。通过几年的研究，认识到地震数据上“串珠”状反射地震相、片状反射地震相、杂乱反射地震相、弱反射地震相均是储层的表现。研究中，采用可反映储层的地震相分析方法约束储层模型的建立，选用具有趋势的稳健的序贯高斯随机模拟算法，在进行指示克里金插值的过程中，将溶洞发育概率作为相应区域的比例阈值进行约束插值，使所得估值结果符合不同岩溶带及古地貌内的局部趋势，同时还具有井资料地质概率统计的合理性。其中，序贯高斯指示随机模拟算法是目前相对成熟的随机模拟算法，简称SIS(Sequential Indicator Simulation)，该算法易于利用次级变量，可充分利用地震资料进行孔隙度模型的建立［7］。值得提出的是，随机模拟的结果是等概率的多个实现，每个实现均代表了储集层物性参数的一个可能空间分布［9］，因此需要结合开发生产情况对实现进行有效评估，为油藏建模提供基础模型。

3 应用实例

以塔北地区哈拉哈塘油田奥陶系油藏开发为实例，紧邻的缝洞油藏开发情况差异很大，给高精度勘探开发带来巨大难题。通过缝洞型碳酸盐岩连通性分析技术思路的实施与深化应用，取得明显效果。

以哈拉哈塘油田JY地区油藏开发为实例，如图3所示，为哈拉哈塘油田JY地区某连通单元连通单元分析实例，实际研究结果为，静态研究W2井与W3井为连通型井组，周边裂缝相对发育，地震剖面表现为典型的“串珠”状反射的大型缝洞集休合体;动态资料表明，W2井投产油压38.8 MPa，日产油82 m3，目前累产20 935 m3(2014年7月)，油压33.8 MPa，一年时间内油压压降很小，而W3井于2014年4月6号开始试油，折日产水136 m3，W3井敞放试油时，W2井油压突降，生产受到明显干扰，W4井2014年4月9号试油，油压37.9 MPa，日产油56.3 m3，W4井投产时，W2井油压无明显压降，且两井原油密度、气比重、取样口硫化氢均不同。目前W2、W4井正常生产，W3关井，暂无干扰试井资料，动态分析结果认为W2井与W3井为连通型大型缝洞集合体，W4井单为一大型缝洞集合体。动态资料与静态资料相互约束下的三维地质建模结果连通性分析认为，W2井与W3井相互之间连通，W2井与W4井不连通。

基于以上关键技术的应用以及对研究结果的分析，对研究区内JY地区进行连通单元的划分，并且依据研究成果进行连通可能性的评价，总共分为三大类级别(图4)，其中47个Ⅰ类单元，总面积约52.7 km2，已动用19个，动用面积约24.8 km2。同时明确了油藏开发的主线:根据储层的发育情况，优选储集空间大且油柱高度大的缝洞集合体高部位钻探，较低部位的开发井如获工业油流可先生产，近油水界面时可转注水，增加缝洞集合体能量，保持原油产量，提高油藏开发的效率。如图4右部分所示，JY3－ABC井钻遇良好储层，位于大型缝洞集合体中偏高部位，目前试油结果折日产原油200 m3，可在本连通单元内合理部署A、B、C三口井组，高效开发该油藏。