縫洞型油藏儲量評價方法及開發對策

耿 甜，呂艷萍，巫 波，張 曉，文 歡

(中國石化西北油田分公司，新疆 烏魯木齊 831011)

0 引 言

塔河油田奧陶系碳酸鹽巖油藏屬于巖溶縫洞型油藏，受多期構造運動、風化剝蝕、古水系等地質條件影響，儲集體空間結構復雜多樣，發育大型洞穴、溶蝕孔洞與裂縫[1]，儲層非均質性極強。隨著開發程度的不斷深入，塔河主體區已進入中高含水階段，油水矛盾突出，剩余油挖潛難度大，儲量動用不均衡，嚴重制約了油田高效開發。塔河縫洞型油藏探明儲量的計算先后經歷了井控面積法、改進容積法以及雕刻體積法階段。目前儲量計算采用雕刻體積法[2]，根據儲集體類型對應地震相特征，應用三維雕刻技術量化縫洞體積，儲量計算由平面轉向空間。考慮到不同地質背景下儲集體存在差異，文中利用地震屬性優選與參數差異化賦值，改進縫洞雕刻體積法以提高儲量計算精度。前期楊敏等[3-11]將塔河探明儲量劃分為已開發與未開發儲量兩大類，并將未開發儲量按可靠程度、動用次序細分為落實未開發儲量、待評價一類儲量、待評價二類儲量、待核銷儲量4類。該劃分方案在油田開發早期應用廣泛，隨著塔河主體區開發程度的深入，劉遙等[4]將已開發儲量劃分為未控制儲量、井控未連通儲量、連通難采出儲量和連通易采出儲量。針對主體區目前井控程度高，儲量采出狀況不明等問題，文中在連通判別基礎上，綜合動靜態資料明確儲量動用狀況，進一步細化儲量分類標準，為剩余油挖潛提供指導。

1 基于儲集體類型的雕刻體積法

前人綜合地質特征與巖溶縫洞發育規律，將塔河碳酸鹽巖縫洞型油藏劃分為風化殼油藏、古暗河型油藏和斷控油藏三大類，不同類型油藏儲集體分布具有較大差異。風化殼油藏儲集體以小縫洞為主，包括溶蝕的裂縫、孔洞、小型溶洞等，具有面狀分布特征；古暗河型油藏儲集體是由不同形式的溶洞組成的洞穴系統，暗河平面展布形態多樣；斷控油藏儲集體以垂向溶洞、溶蝕擴大縫為主。

塔河碳酸鹽巖縫洞型油藏儲集類型主要為溶洞型、孔洞型、裂縫型3類。正演分析與實鉆統計結果顯示，不同類型儲集體地震反射特征不同。因此，利用不同地震屬性表征反射異常特征能識別儲集體空間分布，進而確定物性參數、明確儲層規模。前期通過雕刻體積法進行井震標定與地震屬性篩選，確定波阻抗反演體屬性適用于溶洞及大孔洞刻畫，螞蟻追蹤體適用于裂縫刻畫，縫洞刻畫未能揭示不同油藏類型的儲集體特征，尤其是風化殼表層溶蝕孔洞及裂縫的表征[5，12-21]。此次通過地震屬性優選，以及對計算參數差異化賦值，縫洞刻畫空間結構特征更清晰，同時也提高了儲量計算精度。

1.1 地震屬性優選

統計不同類型儲集體相應地震反射特征，溶洞表現為串珠相，風化殼裂縫孔洞為雜亂相，斷裂、裂縫為裂縫相。針對不同地震反射相優選屬性表征，串珠相選取能量屬性、波阻抗反演體屬性，雜亂相選取極大似然率、張量、剩余波阻抗、斷層增強屬性，裂縫相選取螞蟻體、張量屬性。綜合區域地質條件，對比實鉆儲層特征，以風化殼剝蝕區塔河4區為例，通過地震屬性適用性分析，優選瞬時能量屬性表征串珠相，螞蟻體表征裂縫相，最大似然率屬性表征雜亂相(圖1)。波阻抗反演體屬性能較好地刻畫串珠狀反射特征，消除子波旁瓣效應，形態刻畫更接近實際儲集體三維空間形態特征。螞蟻體屬性刻畫斷裂及裂縫，較好地反映出井區主干、次級斷裂與裂縫的分布。最大似然技術主要利用極大似然估計方法，是建立在極大似然原理基礎上的數理統計方法，能消除表層連續強反射影響，較好地表征具有雜亂反射特征的殘丘內幕縫洞體。

圖1 不同地震相屬性剖面圖

以TK440井區為例進行縫洞刻畫(圖2)，井區發育風化殼裂縫孔洞、古暗河以及斷裂裂縫。由圖2可知前期縫洞體刻畫屬性單一，初步刻畫出溶洞、孔洞及斷裂裂縫分布范圍，未能揭示風化殼裂縫孔洞發育特征，同時古暗河及斷裂特征區分不明顯，未能表征油藏真實形態。前期縫洞刻畫識別出溶洞、孔洞103個，斷裂、裂縫21條；優化后識別出風化殼孔洞32個，古暗河1條，零散分布溶洞63個，斷裂、裂縫35條。通過屬性分析與優選，刻畫縫洞形態更加清晰，能充分反映出不同地質背景下的縫洞結構特征。

圖2 TK440井區縫洞雕刻體刻畫對比

1.2 參數差異化賦值

雕刻體積法是將地震屬性刻畫的地震異常體與物性參數融合轉化為有效孔隙體積[6]，利用容積法計算儲量。計算公式為：

N=VoSoiρo/Boi

(1)

式中：N為原油地質儲量，104t；Vo為有效孔隙體積，104m3；ρo為原油密度，t/m3；Soi為原始含油飽和度；Boi為原始原油體積系數。

式(1)中，有效孔隙體積為雕刻視體積與孔隙度的乘積；孔隙度由基于賦值法的孔隙度與反演波阻抗關系式確定；原始含油飽和度通過單井測井資料與密閉取心資料綜合取值；原油密度及原始原油體積系數通過井區高壓物性資料獲取。

如何確定合理的參數是精細儲量計算的關鍵，不同類型儲集體有效空間體積具有差異。有效孔隙體積的確定對儲量計算至關重要，孔隙度的取值直接影響有效孔隙體積的大小。前期利用塔河全區實鉆資料建立波阻抗反演與測井孔隙度經驗關系式，未考慮分區不同類型儲層物性差異影響。通過選取實際測井解釋(未充填-少量充填洞穴、部分充填洞穴及孔洞-裂縫型3類樣本點)，建立高、中、低孔隙度三段式擬合曲線(圖3)，反映出不同類型儲層在特定屬性值范圍內的孔隙特征。洞穴的充填程度直接影響儲集空間的大小，通過分別建立未充填、充填洞穴孔隙度關系式，使孔隙度賦值更加符合實際，從而提高有效孔隙體積預測精度。

圖3 孔隙度與波阻抗反演擬合關系曲線

此外，由于不同區域油水界面差異大，儲量復算具有分區參數差異賦值的必要性。前期儲量計算時井控程度低，原始油柱高度因沿用部分探井數值而不夠精準，需結合開發中后期油藏認識選取合理數值。同時，針對區域地質特征進行參數優化，如明河發育區需削減明河底部充填段地質儲量等。以TK494斷裂為例，前期井控程度低，原始油水界面采用相鄰暗河油井T403井生產層段深度為200 m，但近幾年新井投產證實斷裂上油柱高度小于60 m，前期計算儲量數值偏大。其次，TK439殘丘邊部發育明河，投產井TK422井鉆遇砂泥質充填物，儲層改造后投產為干層，證實該段明河充填程度高，儲量實際數值較小。因此，通過分區分背景雕刻參數差異化賦值，計算結果更接近實際情況，與區域采出狀況更匹配。

2 儲量分類評價

塔河主體區已進入開發中后期，存在油水界面整體抬升、井組水竄氣竄嚴重、連通路徑認識不清導致儲量動用不均衡等問題，制約采收率的大幅提升。由于儲量劃分不夠精細，剩余油賦存位置不明，導致油田開發效果逐年變差。因此，需深入連通性研究，在此基礎上精細儲量評價。

2.1 儲量分類標準

塔河主體區目前井網控制程度高，前期單純按井距劃分儲量分類具有局限性，一方面未井控儲量已逐步被井網控制，另一方面縫洞型油藏儲層非均質性強，連通特征取決于縫洞成因、縫洞結構配置關系、改造作用等，而不受井距限制。階段開發矛盾集中表現為連通性認識不足，儲量動用狀況認識不清。儲量劃分需充分考慮縫洞連通特征，因此，將井控儲量、未井控儲量重新劃分為未連通儲量、連通未動用儲量、連通在動用儲量3種類型，其劃分標準見圖4。區分連通儲量與未連通儲量取決于縫洞連通狀況，主要采用地震刻畫與地質描述綜合分析方法，將縫洞成因相同且不存在結構變化，或是縫洞成因不同但經改造作用后連通的縫洞儲量劃分為連通儲量，反之，縫洞成因不同或者成因相同但存在結構變化或經改造作用形成不連通的縫洞儲量劃分為未連通儲量。針對連通儲量，根據單井、井組的動用范圍以及縫洞是否分布在注采受效連通通道上，細化為連通在動用儲量與連通未動用儲量。目前，優化后的儲量分類標準已在塔河4、6區廣泛應用，為老區綜合治理提供了合理參考。

圖4 縫洞型油藏儲量分類標準

2.2 靜態連通判別

連通判別首先考慮縫洞形成時期，即同一巖溶時期形成的縫洞具有初始連通性，構成的巖溶縫洞系統內縫洞體具有關聯性。其次，同一巖溶時期縫洞結構配置關系發生變化會形成局部分隔，后期斷裂、充填、垮塌改造作用亦會形成新的連通或分隔關系[7-8]。塔河縫洞型油藏不同地質背景下縫洞結構變化主要表現為：①斷裂平面分段、段內及縱向分隔處；②暗河發散或匯聚、暗河走向轉變、平面分段及縱向多套、充填及垮塌改造處；③風化殼殘丘形態變化、溝谷及斷裂分隔、內幕結構變化處。靜態連通判別是在縫洞刻畫的基礎上結合實鉆資料，運用地質分析方法對縫洞連通狀況的綜合判別。連通路徑類型分為溶洞連通、溶洞與斷裂裂縫連通、裂縫連通3類，主要通過地震多屬性融合實現靜態連通路徑的刻畫。通常利用波阻抗反演、能量體屬性刻畫溶洞，利用AFE斷層增強技術、最大似然技術刻畫孔洞、裂縫網絡，利用螞蟻體、最大曲率屬性刻畫斷裂、裂縫。

2.3 儲量動用狀況評價

通常利用動態儲量、油氣產量、地質儲量綜合評價儲量的動用狀況。動態儲量反映了油藏目前儲量動用范圍，靜態地質儲量與動態儲量的差值反映了剩余儲量的大小，產油量與地質儲量的比值即采出程度反映了儲量動用效果。目前塔河縫洞型油藏動態儲量計算常采用物質平衡法、水驅曲線法、產量遞減法、注水指示曲線法、不穩定試井法、PDA生產數據分析等方法[9-10]，不同開發階段適用方法及條件不同。彈性能量開發階段適用能量指示曲線、試井曲線、PDA曲線；底水驅開發階段適用水驅特征曲線；人工注水開發階段適用水驅特征曲線與注水指示曲線。

動態儲量數值確定后需在縫洞雕刻成果基礎上，結合井洞關系、油井生產特征、靜態連通特征以及井間動態連通特征，綜合確定儲量動用范圍與剩余儲量分布區域。井洞關系是油井與溶洞的配置關系，通常油井鉆遇放空漏失或低鉆時直接鉆遇溶洞，或采用儲層改造方式與溶洞溝通。油井的生產特征直觀反映動用的儲集體規模大小，動用多個溶洞常表現為產油量高，生產能量充足的特征。井間連通特征即注采井組的生產響應特征，在一定程度上能定性判斷連通路徑，其中，溶洞連通表現為井間溶洞發育，注水持續受效，累計增油量較高，示蹤劑監測濃度上升緩慢、峰值幅度寬、持續時間長等特征；裂縫連通表現為井間發育規模較大斷裂，注水后液面上升，含水驟降后快速上升，累計增油量較小，示蹤劑迅速見峰值、持續時間短、呈尖峰狀等特征；裂縫孔洞連通則為井間斷裂不發育，主要發育尺度較小的裂縫孔洞，動態上主要呈現井間干擾特征，無明顯井間注采增油，以能量傳遞為主。

以TK435-TK455井組為例，構建動態及靜態連通關系(圖5)。由圖5可知：儲層類型是沿斷裂溶蝕形成的溶洞+斷裂裂縫，靜態上具有連通特征。

圖5 注采井組靜態及動態連通示意圖

平面上，TK435、TK455井均鉆遇斷裂上溶洞，井間及井周發育多個溶洞。縱向上，淺層溶洞與深層溶洞相互疊置，局部區域縱向上貫通較好。TK455井酸化壓裂溝通溶洞累計產油量為12×104t，TK435井第1階段周期注水后含水波動上升，地層能量有一定補充，末期高含水，增油效果不明顯；第2階段連續注水初期TK455井含水快速下降，后期持續低含水生產，階段增油3.5×104t，分析含水突變原因為斷裂溝通，增油效果好顯示水驅驅動井間溶洞內剩余油。通過縫洞結構刻畫與注采響應分析，明確了井間注水連通路徑為溶洞+斷裂。利用雕刻體積法計算TK455井周縫洞體連通地質儲量為38×104t，利用甲型水驅特征曲線計算動態儲量為28×104t，即連通在動用儲量，連通未動用儲量為10×104t。綜合儲量動用狀況分析，連通未動用儲量區存在水驅未波及剩余油，平面上分布在連通通道兩側，縱向上以頂端閣樓油為主，后期可實施注采優化進一步提高儲量動用程度。未連通儲量區存在未動用剩余油，平面上與已動用縫洞體不連通，溶洞之間裂縫發育程度差，縱向上，溶洞分層特征明顯，具有部署新井潛力。

3 不同類型儲量開發對策及效果

在儲量分類評價的基礎上，對不同類型儲量制訂相應的開發調整對策，能在一定程度上有效提高儲量動用程度。針對未連通儲量，以新井部署為主，構建注采井網；連通在動用儲量以優化井網與注采調整為主；連通未動用儲量根據儲量規模大小實施新井部署完善注采井網，或優化注采調整與開發方式[11]。

以TK439井區為例，井區油氣富集程度高，平均單井累計產油量為12×104t，經歷單元水驅、氣驅后開發效果急劇變差，油井均已高含水，綜合治理難度大。TK439井單元注水，TK474井初期受效，后期形成水竄，調整前TK439井長期停注，TK474井高產液高含水，井組生產效果差(圖6)。通過縫洞刻畫與實鉆分析，深化連通特征研究，認為TK474井鉆遇縫洞儲量規模大且內幕結構復雜，縱向上發育多套溶洞，局部因斷裂、充填作用形成分隔，不在水竄通道上的淺層溶洞未有效動用，存在部分連通未動用儲量。TK474井南部儲集體與北部儲集體屬于不同的分支管道，靜態上不連通，南部重新劃分為未連通儲量。由圖6可知，井區儲量類型以連通在動用為主，分布在注采相對完善的高采出區域，局部存在連通未動用、未連通儲量。

圖6 不同儲量類型井組調整實例

針對連通在動用儲量實施注采調整，對注水井TK439井實施氣水協同驅替，利用氮氣作為縱向驅動力，向下驅替頂部剩余油，注入水作為橫向驅動力，形成二次水驅，擴大注入流體在縫洞連通復雜區域的波及體積。后期TK439井轉采后平均日產油上升5 t/d，峰值日產油為16 t/d。

針對TK474井北部淺層連通未動用儲量實施井網完善與注采調整，部署新井TK4-1井，投產初期日產油為5 t/d，優化工作制度后利用新井放大壓差釋放頂部油層壓力，調整井間流場。調整后TK474井基本不含水，日產油為18 t/d，增油效果顯著。

針對TK422井所在暗河巖溶管道未連通儲量實施構建控制井網，利用老井套管開窗側鉆與部署新井的方式提高儲量動用程度。TK418井側鉆前生產供液差，側鉆后日產油上升至15 t/d；同時部署直井TK4-2井，投產初期日產油為20 t/d。通過綜合調整，井區日產油能力提升60 t/d，開發效果改善明顯。

利用儲量評價技術指導新井部署與注采調整。塔河4區2018年后投產新井31口，實施油水井措施25井次，日產油由270 t/d升至700 t/d，綜合治理效果顯著。礦場實踐表明，縫洞型油藏開發中后期通過連通特征再認識，精細儲量評價能有效指導開發調整，對同類型油藏具有重要借鑒意義。

4 結 論

(1) 塔河縫洞型油藏應用雕刻體積法計算儲量，縫洞刻畫方法的合理性直接影響儲量計算的可靠程度。運用地震屬性優選能較好地改善縫洞刻畫效果，反映出風化殼、斷裂、暗河不同地質背景下的縫洞空間結構特征。利用分區參數差異化賦值，建立不同孔隙度與波阻抗反演關系式，根據地質特征優化參數，其儲量計算結果更接近油藏實際。

(2) 通過縫洞靜態連通判別、動態連通驗證、采出特征分析等方法，明確剩余油分布特征，在此基礎上評價儲量動用狀況，將塔河已井控區儲量劃分為未連通儲量、連通未動用儲量、連通在動用儲量3類，形成適用于縫洞型油藏開發中后期的儲量評價方法。

(3) 針對不同類型儲量制訂相應開發調整對策，指導塔河4區新井部署與注采調整。2018年后投產新井31口，實施油水井措施25井次，日產油由270 t/d升至700 t/d，綜合治理效果顯著。