塔河油田中深部縫洞體油藏控制因素分析

巫 波，榮元帥，張 曉

(中石化西北油田分公司，新疆 烏魯木齊 830011)

引 言

塔河油田位于塔里木盆地北部沙雅隆起中段，阿克庫勒凸起中南部，主要地層包括石炭系頂(C1b)，奧陶系桑塔木組頂(O3s)、良里塔格組頂(O3l)、一間房組頂(O2yj)、鷹山組二段泥晶灰?guī)r頂(O1-2y2)、鷹山組一段白云巖頂(O1-2y1)，寒武系頂(∈3ql)［1］。一間房組頂面下0～300 m 為奧陶系主要的含油層段，溶洞型、孔洞型儲層是主要的儲油空間，裂縫是連通儲油空間的主要通道［2-4］。奧陶系油藏經(jīng)歷了多期巖溶作用［5-10］，其中加里東中期及海西早期巖溶對儲層的改造最為強(qiáng)烈，主要發(fā)育3大巖溶模式:剝蝕區(qū)發(fā)育巖溶管道、尖滅線附近地表水系+斷裂復(fù)合控制區(qū)，上奧陶統(tǒng)覆蓋區(qū)為斷控巖溶區(qū)。

1 中深部縫洞體概況

截至2013年6月底，塔河油田碳酸鹽巖縫洞型油藏總采油氣井?dāng)?shù)為1142口，中深部縫洞體投產(chǎn)井共154口，占總井?dāng)?shù)的13.5%，中深部縫洞體揭開程度及控制程度低，建產(chǎn)率為57.1%，建產(chǎn)井平均單井累計產(chǎn)油3.47×104t，投產(chǎn)井平均單井累計產(chǎn)油量近2.00×104t。投產(chǎn)井巖性以灰?guī)r為主，70%投產(chǎn)井為溶洞、孔洞型儲層。溶洞鉆遇率低，僅為35%，且溶洞高度小，建產(chǎn)率為64%，其中85%的建產(chǎn)井獲得中—高產(chǎn)油量，平均單井累計產(chǎn)油6.00×104t，而裂縫型儲層井建產(chǎn)率僅為37%，單井產(chǎn)能低，平均單井累計產(chǎn)油量僅為0.13×104t。

中深部縫洞體投產(chǎn)井主要分布在塔河油田一間房組尖滅線以北的北東部巖溶管道區(qū)，包括4區(qū)、6區(qū)、7區(qū)中北部等5個小區(qū);同時在良里塔格組尖滅線附近地表水系加深大斷裂復(fù)合控制的T738井區(qū)也集中分布;其次是在上奧陶統(tǒng)覆蓋區(qū)沿TP12CX北東向斷控帶零星分布。該次研究重點為巖溶管道區(qū)和尖滅線附近復(fù)合控制區(qū)的中深部縫洞體儲集體發(fā)育與產(chǎn)能差異的控制因素。

2 控制因素分析

2.1 巖溶管道發(fā)育區(qū)中深部縫洞體受控于管道內(nèi)部下切深度及空間組合形式

在高精度三維地震資料基礎(chǔ)上，通過提取中下奧陶統(tǒng)頂面以下0～100 ms振幅變化率，識別到巖溶管道發(fā)育區(qū)平面上呈強(qiáng)振幅條帶分布，包括樹枝狀河道和單一的主干河道2種類型。平面上自西向東主要發(fā)育3條大型的巖溶管道，均為北東向展布，其中累計產(chǎn)量大于0.2×104t的中深部油井主要分布在中部及東部管道上。

通過測井與地震信息標(biāo)定發(fā)現(xiàn)，目前識別到的巖溶管道縱向上至少發(fā)育了3套儲層，空間組合形式復(fù)雜多樣，儲層間既有裂縫及斷裂作為連通通道，又有致密段在縱向和橫向上形成隔擋(圖1)。

圖1 巖溶管道發(fā)育區(qū)內(nèi)幕3套洞穴巖溶發(fā)育模式

沿巖溶管道發(fā)育的方向發(fā)現(xiàn)存在一個連續(xù)弱巖溶相位，將該相位定義為巖溶管道的底板，底板深度與一間房組頂深度差值即為管道下切深度。將目前投產(chǎn)井揭開厚度與巖溶管道底板對比發(fā)現(xiàn)，僅個別井將整個巖溶管道揭開(圖2)。

圖2 中部巖溶管道發(fā)育區(qū)地震連井剖面

圖2中綠色豎線為投產(chǎn)典型井，該巖溶管道中深部縫洞體共投產(chǎn)12口井，建產(chǎn)率為91.7%，單井平均累計產(chǎn)油量為5.6×104t，產(chǎn)油層段距鷹山組頂面平均深度為170 m，其中4口井揭開厚度超過220 m，僅1口井揭開厚度與管道巖溶底板接近，該井實際揭開246 m。目前生產(chǎn)井段為O1-2y2頂面下238.4～246.0 m，累計產(chǎn)油量為8.4×104t，日產(chǎn)油量為16 t/d，低含水穩(wěn)定生產(chǎn)。該管道的中深部縫洞體完全揭示程度低，多數(shù)井的揭開厚度不到巖溶厚度的1/2，導(dǎo)致出現(xiàn)圖1所示洞穴2、3儲量動用程度極低。針對目前狀況，可在鉆井工藝、井筒條件滿足情況下，利用措施下返動用、側(cè)鉆、加深及部署新井等方式，加大巖溶管道區(qū)中深部縫洞體動用力度。

圖3 尖滅線附近地表溝谷巖溶水最大等勢面與深大斷裂面形成中深部縫洞體示意圖

2.2 尖滅線附近復(fù)合控制區(qū)中深部縫洞體受控于附近地表溝谷下切深度

在地層尖滅線附近易形成阻水構(gòu)造，同時地表溝谷水易沿著O1-2y2和O1-2y1巖性變化區(qū)域橫向巖溶，因此，地表溝谷下切的深度決定了巖溶水作用的最大深度，將尖滅線附近地表溝谷巖溶水形成的最大等勢面定義為O1-2y1-2(圖3中深藍(lán)色線)。阻水構(gòu)造與最大巖溶面在深大斷裂的影響下在地表易形成大型的噴泉，故地表溝谷下切深度決定了尖滅線附近中深部縫洞體發(fā)育狀況。

通過單井標(biāo)定、人機(jī)一體化追蹤及利用平均絕對振幅求傾角屬性，將數(shù)值進(jìn)行歸一化處理獲得振幅變化率屬性，分別提取了 O1-2y2—O1-2y1-2、O1-2y1-2—O1-2y1這2個時窗下振幅變化率。圖4為尖滅線(紅色)附近2個時窗下平面疊合圖，圖5為2個時窗下典型地震剖面圖，縫洞體在平面與縱向顯示結(jié)果表明，2個時窗下的振幅變化率并不完全疊合，說明空間上上、下2套縫洞體可能相互獨立。

圖4 尖滅線附近O1-2y2—O1-2y1-2與O1-2y1-2—O1-2y1振幅變化率對比疊合

前期投產(chǎn)的TH10214井屬于該類型(圖5)。該井于2009年2月投產(chǎn)，揭開O1-2y2厚度141 m，完鉆后對O1-2y2頂面下110～141 m即O1-2y1-2頂面下0～31 m的中深部縫洞體酸壓完井建產(chǎn)，目前累計產(chǎn)油量為11.1×104t，日產(chǎn)油量為77 t/d，無含水，該類型中深部縫洞體及預(yù)測方法仍需進(jìn)一步評價。

圖5 追蹤O1-2y1-2面連井剖面

2.3 中深部縫洞體的發(fā)育程度受控于地震反射體能量強(qiáng)度

圖6 中深部投產(chǎn)井反射特征對比

中深部縫洞體不僅受地質(zhì)因素控制，同時與巖溶作用的強(qiáng)度直接相關(guān)，巖溶作用越強(qiáng)，儲集空間越大，表現(xiàn)為縫洞體地震反射體能量越強(qiáng)。統(tǒng)計同一控制因素下的中深部縫洞體反射特征與產(chǎn)能的關(guān)系，得出中深部縫洞體地震反射特征表現(xiàn)為內(nèi)幕能量強(qiáng)投產(chǎn)井的產(chǎn)能效果明顯好于內(nèi)幕能量弱投產(chǎn)井的效果(圖6)。其中地震反射特征能量較強(qiáng)的整體長串珠、內(nèi)幕短串珠及雜亂強(qiáng)亞類儲集體類型以溶洞、孔洞型儲層為主，單井累計產(chǎn)量高，達(dá)2.2×104t，建產(chǎn)率為59.4%;反射特征能量較弱的弱反射及紅波谷亞類單井儲集體類型為裂縫型，累計產(chǎn)量偏低，建產(chǎn)率僅為37.5%，投產(chǎn)效果差。

同一巖溶管道內(nèi)TK440井的中深部縫洞體地震反射能量強(qiáng)，反射特征表現(xiàn)為雜亂強(qiáng)，實鉆在O1-2y2頂面下232～233 m井段鉆遇溶洞，后對該段溶洞自然完井建產(chǎn)，獲高產(chǎn)油流，初期日產(chǎn)油為442 t/d，累計產(chǎn)油量為4.5×104t，供液充足。而管道內(nèi)T415井的中深部縫洞體地震反射能量弱，反射特征表現(xiàn)為弱反射，實鉆在O1-2y2頂面下157.5～203.5 m井段的中深部縫洞體均為裂縫型儲層，后對該段酸壓建產(chǎn)，但產(chǎn)能低于10 t/d，累計產(chǎn)油量僅為0.18×104t，且地層嚴(yán)重供液不足。

3 效果驗證

(1)研究表明，巖溶管道發(fā)育區(qū)中深部縫洞體受控于管道內(nèi)部下切深度，縱向上發(fā)育多套洞穴。為此，2013年對中部巖溶管道油井的中深部縫洞體共實施下返酸壓2口井，投產(chǎn)新井1口，均獲得較好效果，單井累計產(chǎn)量達(dá)6 700 t，單井日產(chǎn)油量仍大于15 t/d。早期管道內(nèi)多數(shù)井雖揭開了中深部縫洞體內(nèi)的洞穴2儲層，但由于油藏認(rèn)識及工藝條件的制約，未對中深部縫洞體進(jìn)行評價。典型井S74井揭開厚度為287 m，已揭開洞穴2儲層，投產(chǎn)后作為整套儲層開發(fā)，直接對O1-2y2頂面下21～33 m酸壓完井建產(chǎn)，初期獲高產(chǎn)，累計產(chǎn)油22.3×104t，2007年6月后由于高含水長期關(guān)井。在對該井所屬管道綜合分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合本井內(nèi)幕反射能量強(qiáng)特征，認(rèn)為洞穴2仍有較大潛力，2013年2月對O1-2y2頂面下227～287 m井段縫洞體進(jìn)行下返評價，初期日產(chǎn)油30 t/d，累計產(chǎn)油量為7 422 t，目前仍無水生產(chǎn)。該類井的試驗成功為后期動用管道中深部縫洞體提供了參考。

(2)基于尖滅線附近復(fù)合控制區(qū)受控于附近地表溝谷下切深度，縱向上發(fā)育2套相互獨立的縫洞體的認(rèn)識基礎(chǔ)上，于2013年8月在T738尖滅線附近井區(qū)中深部縫洞體投產(chǎn)井TH10273井1口，該井地震反射特征為整體長串珠，揭開厚度為147.5 m，完鉆后對一間房組頂下83.5～147.5 m中深部縫洞體酸壓完井建產(chǎn)，初期日產(chǎn)油為20.5 t/d，累計產(chǎn)油量為1 708 t，目前日產(chǎn)油水平仍在15 t/d以上。為尖滅線附近復(fù)合控制區(qū)的中深部縫洞體進(jìn)一步評價動用提供了技術(shù)支持。

4 結(jié)論

(1)中深部縫洞體儲集體類型以溶洞型、裂縫-孔洞型為主，儲集體的有利地震反射特征為“雜亂強(qiáng)”、“內(nèi)幕串珠反射”、“整體串珠”。

(2)具有一定累計產(chǎn)油量的中深部投產(chǎn)井主要受控于深大斷裂、古水系下切深度、縫洞體發(fā)育規(guī)模和油氣充注程度。明確了不同巖溶發(fā)育區(qū)中深部控制因素，為后期中深部縫洞體挖潛提供有利依據(jù)。

(3)古巖溶管道發(fā)育區(qū)中深部縫洞體主要分布在S67和TK427井區(qū)，尖滅線附近復(fù)合控制區(qū)中深部縫洞體主要分布在T738井區(qū)。

［1］焦方正.塔河碳酸鹽巖縫洞型油藏開發(fā)研究與實踐［M］.北京:石油工業(yè)出版社，2008:1-15.

［2］李培廉，張希明，陳志海.塔河油田奧陶系碳酸鹽巖油藏開發(fā)［M］.北京:石油工業(yè)出版社，2005:1-25.

［3］魯新便.塔里木盆地塔河油田奧陶系碳酸鹽巖油藏開發(fā)地質(zhì)研究中的若干問題［J］.石油實驗地質(zhì)，2003，25(5):508-512.

［4］葉德勝，王根長，林忠民，等.塔里木盆地北部寒武:奧陶系碳酸鹽巖儲層特征及油氣前景［M］.成都:四川大學(xué)出版社，2000:88-102.

［5］蔣炳南，康玉柱.新疆塔里木盆地油氣分布規(guī)律及勘探靶區(qū)評價研究［M］.烏魯木齊:新疆科技衛(wèi)生出版社，2001:25-142.

［6］葉德勝，張希明，等.新疆塔里木盆地北部儲層沉積、成巖特征及儲層評價［M］.成都:成都科技大學(xué)出版社，1995:78-204.

［7］劉順生，何玲娟.碳酸鹽巖油藏開采特征及油藏分類［J］. 新疆石油科技信息，2001，21(1):54-57.

［8］康志宏，等.塔河碳酸鹽巖油藏巖溶古地貌研究［J］.新疆石油地質(zhì)，2006，27(5):523-525.

［9］李國政，等.塔河油田奧陶系碳酸鹽巖油氣藏石油地質(zhì)條件［J］. 新疆石油地質(zhì)，2002，23(6):493-495.

［10］林忠民.塔河油田奧陶系碳酸鹽巖儲層特征及成藏條件［J］. 石油學(xué)報，2002，23(3):23-26.