碳酸盐岩缝洞型油藏三维地质建模方法——以塔河油田四区奥陶系油藏为例

碳酸盐岩缝洞型油藏储集空间类型主要为大型溶洞、溶蚀孔洞及裂缝,尺度大小悬殊,形态不规则,分布不连续。定量刻画孔、洞、缝在三维空间的展布一直是该类油藏开发的技术难题,目前尚缺乏有效的地质建模方法。以塔河碳酸盐岩缝洞型油藏为原型,提出了多元约束碳酸盐岩缝洞型油藏三维地质建模方法,即在古岩溶发育模式控制下,采用两步法建模。第一步,建立4个单一类型储集体模型:首先利用地震识别的大型溶洞和大尺度裂缝,通过确定性建模方法,建立离散大型溶洞模型和离散大尺度裂缝模型;然后在岩溶相控约束下,基于溶洞发育概率体和井间裂缝发育概率体,采用随机建模多属性协同模拟方法,建立溶蚀孔洞模型和小尺度离散裂缝模型。第二步,采用同位条件赋值算法,将4个单一类型模型融合成多尺度离散缝洞储集体三维地质模型。该模型定量刻画了缝洞储集体在三维空间的展布特征,为油田开发奠定了坚实的地质基础。     

多尺度岩溶相控碳酸盐岩缝洞型油藏储集体建模方法

以塔河油田为代表的碳酸盐岩缝洞型油藏是中国近年来投入开发的大型油藏,其储集空间类型主要为大型溶洞、溶蚀孔洞及裂缝,且尺度大小悬殊,形态不规则,分布不连续。定量表征孔、洞、缝在三维空间的分布一直是该类油藏开发的技术难题,目前尚缺乏有效的储层建模方法。以塔河油田4区碳酸盐岩缝洞型油藏为原型,研究并提出了多尺度岩溶相控缝洞储集体建模方法,即在古岩溶发育模式控制下,根据缝洞尺度的差异,采用两步法建模：第1步建立4个单一类型储集体离散分布模型,即利用地震识别大型溶洞和大尺度裂缝,通过确定性建模方法,建立离散大型溶洞模型和离散大尺度裂缝模型;在岩溶相控约束下,基于溶洞发育概率体和井间裂缝发育概率体,采用随机模拟多属性协同模拟方法,建立溶蚀孔洞模型和小尺度离散裂缝模型。第2步采用同位条件赋值算法,将4个单一类型储集体模型融合成多尺度离散缝洞储集体三维分布模型。该模型的建立定量表征了缝洞储集体在三维空间的展布特征,可以为油田开发奠定坚实的地质基础。     

塔河奥陶系碳酸盐岩油藏缝洞系统发育模式与分布规律

塔河奥陶系碳酸盐岩缝洞型油藏是以缝洞为主要储集空间的特殊型油藏。区域构造演化与古岩溶发育关系密切,塔河地区奥陶系碳酸盐岩经历了加里东中期及海西早期岩溶作用,海西早期裸露风化壳岩溶作用是塔河岩溶储集体发育的主要因素。塔里木盆地北缘一间房、硫磺沟、三道班和五道班等地区奥陶系古岩溶露头地质调查及塔河油田储集体发育特征揭示该区奥陶系碳酸盐岩存在地下河系统型、岩溶洞穴型和溶蚀孔缝型3大类型的缝洞系统发育模式。地下河系统和岩溶洞穴是最主要的储集体类型。断裂带附近是缝洞系统发育的密集带;古地貌控制了缝洞系统的平面分布,岩溶台地内的峰丛洼地区溶洞最发育,其次以岩溶缓坡内的丘峰洼地区和丘丛垄脊槽谷区古岩溶缝洞系统发育程度高;垂向上溶洞发育具有明显分带性,表层岩溶带是最重要的岩溶发育段。     

塔河油田缝洞型油藏不同成因岩溶储集体表征

塔河油田奥陶系缝洞型油藏探明石油地质储量近14×108t,目前该油田已进入开发中后期,油藏整体存在含水率较高、注采关系矛盾、储层非均质性严重、采收率明显偏低的问题,急需建立精细的油藏地质模型。按岩溶成因将缝洞储集体分为风化壳型、断控型和地下河型3类,通过分析沙74、沙65和塔7-615这3种典型缝洞单元不同成因储集体发育特征,最终以3种岩溶储集体均发育的沙65缝洞单元为例,分别建立其离散分布模型,并与孔洞、裂缝融合成完整的油藏模型。对于属性参数模型的建立,以大量成像测井上观察到的储集体类型为依据,结合单井储集体波阻抗与测井解释孔隙度,总结出不同类型缝洞储集体波阻抗与孔隙度定量关系,并直接由波阻抗体反演得到孔隙度体,储量计算最终结果与油藏动态预测结果一致。     

基于数值试井的断溶体油藏储集体动态表征

塔里木盆地顺北断溶体油藏是碳酸盐岩油藏的一种特殊类型，其储集空间主要是受断裂作用改造形成的洞穴或裂缝。因储集空间结构复杂、形态不规则且分布随机性强，传统上依据静态地震资料的缝洞体雕刻技术存在诸多不确定性。依据缝洞体雕刻结果，采用数值试井正演模拟方法分析不同试井曲线代表的地质意义，明确试井分析可动态表征断溶体油藏储集体，提出了基于数值试井动态约束缝洞体雕刻门槛值的储集体定量表征方法。该方法结合试井解释、生产特征分析等研究手段，用动态修正的储集体认识约束地震属性门槛值，确定缝洞体形态和储量规模，进而优选更为准确的缝洞体雕刻模型。     

塔河油田4区奥陶系缝洞型油藏特征及开发对策

塔河油田4区储集体主要分布在奥陶系风化壳,呈不规则网状。储集空间以溶洞、裂缝为主,溶洞高度大多数低于2 m,裂缝平均宽度大于0.1 mm的层段占总层段的58%。储集体的平面分布与古岩溶发育有关,古岩溶水道的地震反射特征呈串珠状强反射,深浅侧向测井异常具有幅度差。利用蒙特卡罗法计算缝洞型油藏储量,一种方法是利用测井解释的结果,统计孔隙度、有效厚度、含油饱和度的概率分布;另一种方法是假设孔隙度、有效厚度、含油饱和度为精确值,储集体面积符合某种概率分布,求得每口井的储量分布。塔河油田是块状底水油藏,油藏的水体主要由深部发育的古岩溶水道系统沟通底水。合理开发碳酸盐岩缝洞型油藏应以缝洞单元为基础,以循环注水、钻侧钻井为主要措施,宜采用“一井一策”方针。     

碳酸盐岩储层多尺度缝洞体分类表征——以塔河油田S80单元奥陶系油藏为例

碳酸盐岩缝洞型油藏受古地貌、构造及岩溶作用控制,储集体类型多样,主要以不同类型的大尺度溶洞、小尺度孔洞及多尺度裂缝为主,储集体成因机制不同,高度离散,传统连续性储层表征思路难以直接套用。以储集体识别和描述为基础,基于分类表征的思想对不同类型储集体分别进行刻画。以岩溶成因及野外露头为指导,综合地震定性预测与定量反演成果,对于风化壳成因、断控成因的大尺度溶洞分别采用序贯指示方法和基于目标的方法进行模拟。对于小尺度孔洞采用协同序贯指示模拟方法建模,对于多尺度裂缝则以地震信息为基础,采用人工解释、蚂蚁追踪与随机模拟相结合的方法进行表征。在分类表征基础上,根据岩溶成因规律构建分类储集体的融合原则,实现了分类模型的整合。结果表明：该方法能够有效表征S80单元缝洞型油藏的强非均质性特征,基于模型细化评价单元储量级别,设计新钻井位置,筛选有利目标区均取得较好效果,模型应用于油藏数值模拟,为指导剩余油挖潜与开发方案调整奠定地质基础。     

塔河油田缝洞储集体储集空间计算方法

塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏埋藏深,溶洞是主要的储集空间类型,由于储集层非均质性极强,地震分辨率有限,缝洞储集体的定量预测难度极大。针对缝洞型油藏特点,采用以属性提取和模式识别为核心的波形分析技术对缝洞异常体的边界进行了研究,通过井点缝洞储集体的标定,确定了溶洞储集体和裂缝储集体的波形相关系数,并计算了缝洞储集体异常体积。在此基础上,通过不同尺度溶洞地质模型的地震正演模拟,建立了缝洞异常体的校正图版,利用校正图版和溶洞储集体垂向上的实际储地比实现了缝洞储集体的储集空间计算。     

三维地质模型概率法在碳酸盐岩缝洞型油藏石油地质储量研究中的应用——以塔河油田四区为例

碳酸盐岩缝洞型油藏孔、洞、缝储集体类型共存,规模相差悬殊,形态不规则,分布不连续,定量表征有效储集空间难度大,准确计算该类油藏石油地质储量一直是开发的技术难点.为此,研究并提出了基于三维地质模型的概率法,即在单井缝洞储集体识别及井间储集体预测的基础上,采用确定性建模与随机建模相结合的方法建立一系列等概率地质模型,在三维地质模型网格数据体上求取有效缝洞储集体体积,依据孔、洞、缝等不同储集体类型分别计算石油地质储量,统计石油地质储量概率分布.塔河油田四区计算的最可能的石油地质储量为5 665×104 t,最悲观的石油地质储量为5 470×104t,最乐观的石油地质储量为5 914×104t,计算结果与塔河油田开发生产现状基本一致.结果表明,基于三维地质模型的概率法充分考虑储层的非均质性,计算的石油地质储量更为精确,细化了石油地质储量的构成,明确了石油地质储量的有利富集区.     

多尺度缝洞型碳酸盐岩油藏不确定性建模方法

缝洞型碳酸盐岩油藏储集空间类型多、尺度悬殊且分布随机,定量表征孔、洞、缝的三维空间分布十分困难,同时该类型油藏储集空间的分布又存在较大的不确定性。忽略这些不确定性、采用偏离实际的地质模型,会导致开发效果不理想或选择不合适的开发方式。为了降低开发风险,建模过程中应充分重视不确定性的分析。以塔里木盆地哈拉哈塘油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏为例,提出了多尺度缝洞型碳酸盐岩油藏不确定性建模方法。该方法首先确定了储层有效孔隙度下限、大型溶洞与溶蚀孔洞孔隙度界限、表征裂缝的属性体界限3个主要的不确定性地质参数;其次,针对缝洞型碳酸盐岩油藏的特点,按照储集体类型和尺度划分为大型溶洞、溶蚀孔洞、大尺度裂缝、小尺度裂缝4种储层类型;在整合多类数据和分析缝洞分布规律基础上,采用成因控制建模方法,考虑3个主要的不确定性地质参数影响,分别建立4种储层类型的不同分布可能性的多个储集体离散模型,并将4类储集体离散模型按不同优先次序的多种同位条件赋值算法融合成多个等概率多尺度缝洞储集体三维离散分布模型;最后,通过动、静态多信息结合方法对多个离散分布模型进行优选,形成乐观、较可能、悲观3个离散分布模型,综合反映了建模研究的不确定性以指导开发调整。     

缝洞型油藏自喷井合理产能确定方法研究

塔河碳酸盐岩是经过多期构造破裂和古风化壳岩溶共同作用的缝洞型油气藏,储集空间主要有溶洞、裂缝及孔隙三种类型。其特点是不规则形态和非均匀分布,储层非均质性极强。实践中发现依据达西渗流规律建立的产能方程不能适用该类油藏开发,通过对缝洞型油藏自喷井渗流规律总结分析,建立了缝洞型油藏IPR曲线与二项式产能方程,能较好的描述缝洞型油藏局部非达西流下的产能特征,矿场应用效果较好。     

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏开发理论及方法

以塔河油田为代表的碳酸盐岩缝洞型油藏是以大型溶洞和裂缝为主要储集空间的特殊类型油藏,储集体分布复杂,主体缝洞介质内流体流动不符合达西渗流规律,使得该类油田开发无法借鉴碎屑岩成熟的开发理论和技术。经过近年来的科技攻关研究,深化了缝洞型油藏储集体形成机制,揭示了缝洞型油藏流体动力学机理,形成了超深层缝洞储集体地球物理描述、多尺度岩溶相控缝洞储集体建模、缝洞型油藏数值模拟3项关键技术成果。在塔河油田缝洞型油藏开发实践中,有效指导了注水开发,提高了开发效果。     

塔河油田碳酸盐岩油藏产能特征与储集层类型的相关性

塔河油田4区下奥陶统碳酸盐岩岩溶缝洞型油藏的形成与古风化壳的风化剥蚀有关,该文从油井自然产能变化和试采井见水动态特性,论述了碳酸盐岩油藏产能,试采见水动态及其与储渗类型之见的相关性,结果表明,塔河油田4区奥陶系油藏的储集空间类型,储渗类型具有多亲性和复杂性,且储集层非均质性严重。     

碳酸盐岩缝洞型储层连通性定量表征方法研究

塔河碳酸盐岩缝洞型储层非均质性强,裂缝为储层主要渗流通道,裂缝发育状况直接影响储层连通程度,制约老区剩余油挖潜。以塔河4区TK409单元为例,利用地球物理方法,优选合理地震属性,其中蚂蚁体与AFE属性能较好地表征单元裂缝分布状况;同时,在缝洞空间刻画基础上,对裂缝进行分类评价,建立储层连通性定量表征方法,评价结果与动态连通特征相符。运用储层连通性评价方法,单元实施综合调整取得了较好地效果,对同类型油藏开发具有借鉴意义。     

塔河油田碳酸盐岩缝洞储集体地震反射特征量化识别研究与开发应用

在以地震反射特征分析为主的三维地震综合定性识别缝洞技术方法的基础上,利用地震多属性优化分析技术建立了6个亚类的地震反射特征量化识别模板。首次采用计算机误差反向传播神经网络技术自动量化识别6个亚类特征的储集体,并预测储集体空间分布。该方法在塔河油田碳酸盐岩油藏缝洞量化描述和开发部署中的应用效果较好,已成为"十二五"塔河缝洞型油藏定量描述的主要方法之一。     

地震属性在塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏 连通性分析及其注水开发中的应用

由于塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏具有极强的非均质性,实施多井缝洞单元注水开发过程中存在对井间连通性认识不清的问题,极大地影响了注水开发的效果。通过对判识碳酸盐岩缝洞型油藏连通性的地震属性进行优选,确定的最大曲率属性在反映碳酸盐岩缝洞型油藏微断裂和裂缝的发育程度、描述垂向上的非连续性以及表征裂缝的线型特征等方面均优于相干和地震倾角属性。因此,利用最大曲率属性识别和描述微断裂—裂缝体系,追踪大尺度裂缝的延伸方向,并结合振幅梯度属性,刻画缝洞连通体的空间形态。在碳酸盐岩缝洞型油藏多井缝洞单元注水开发过程中,最大曲率属性可以清晰地反映微断裂—裂缝体系的空间分布,确定其与溶洞的空间组合关系,为井间静态连通性的判定提供依据;利用多种地震属性刻画的缝洞连通体,可以指导注采井部署和优化注采关系;根据追踪的大尺度裂缝连通的主方向,可以预测注水受效方向。     

缝洞型碳酸盐岩油藏储层结构表征方法——以塔里木盆地塔河S67单元奥陶系油藏为例

为表征缝洞型碳酸盐岩油藏古岩溶储集体成因类型多样、储层结构复杂的特点,综合考虑主控因素和成因关系将古岩溶划分为表层岩溶、断控岩溶和地下河系统3类。表层岩溶主要受风化淋滤作用形成,分布范围广,结构类型以小型溶洞、溶蚀孔、裂缝等小缝洞体为主;断控岩溶主要沿断裂带溶蚀扩大形成,结构类型以复杂断裂、大型断控溶洞、溶蚀孔缝为主;地下河系统主要受控于潜水面,经长期水流冲刷溶蚀形成,规模大,结构类型以岩溶管道、厅堂洞及沿河的溶蚀孔缝为主。针对不同成因岩溶分布规律特征,采用地震振幅谱梯度属性结合序贯指示模拟表征表层岩溶分布,基于波阻抗反演结合梯度结构张量刻画断控岩溶特征,利用分频能量属性结合基于目标的方法构建地下河系统模型,综合测井、地质、动态等多学科资料表征古岩溶连通、充填及物性特征,并通过融合建立三维地质模型。结果表明：该方法能够有效表征此类油藏储层缝洞结构复杂、非均质性强的特点。塔河油田S67单元结构类型及连通样式多样,表层岩溶缝洞体尺度较小,局部连片近似层状分布,厚度在0~50 m,物性及连通性较好;断控岩溶缝洞体尺度较大,沿断裂带呈多种分布样式,物性差异大,顺断裂方向连通性好;地下河系统较为发育,存在上、下2层河道,充填严重,物性及连通性较差。基于融合模型落实并细化了单元储量构成,模型应用于油藏数值模拟及开发方案调整效果显著。     

塔里木盆地深层碳酸盐岩缝洞型油藏体积开发实践与认识

塔里木盆地碳酸盐岩缝洞型油藏由大小不同、形态各异的缝洞体构成,与传统的层状陆相砂岩油藏、裂缝-孔隙型碳酸盐岩油藏有本质不同。通过多年的研究和开发实践,基于碳酸盐岩缝洞型油藏开发的地质特点、流动机理、缝洞体刻画技术和开发动用方式,创造性地提出了缝洞型油藏"体积开发"理念。构建了以缝洞单元体为研究对象,以缝洞体空间配置、储量大小为基础,按缝洞进行体积开发,逐"体"动用的思想,采用多种开发井型、多种工艺技术手段、多类型的注入介质,进行缝洞体全方位、全过程的体积开发与挖潜,改善了资源结构与产量结构,实现了塔河缝洞型油藏的高效开发。图4表1参19     

塔河油田奥陶系缝洞型油藏储量计算方法

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏属古岩溶缝洞型油藏，储层发育受控因素多，非均质性强，储集空间多样，储集类型复杂，既有裂缝-溶蚀孔隙型储层，也有裂缝-溶洞型储层，堪称世界上最复杂特殊的碳酸盐岩油藏，油藏描述难度大，常规的储量计算方法不能有效使用。在分析塔河油田缝洞型储层连续性特征尺度的基础上，提出了采用孔隙体积来表征缝洞型碳酸盐岩油藏的储集性及相应的储量计算方法，采用多元回归分析方法和数值模拟方法，计算了典型区块的缝洞型碳酸盐岩油藏储量，对塔河油田奥陶系油藏精细描述和后期开发方案调整具有重要意义。     

塔河油田缝洞型油藏气驱动用储量计算方法

塔河油田缝洞型油藏储集空间类型多样、尺度差异大、呈非连续性分布，不同与常规砂岩层状油藏，属典型的块状油藏。塔河油田缝洞型油藏现场注气增油效果显著，针对塔河缝洞型块状非均质油藏特点，提出了缝洞型油藏井组气驱动用储量的定义及计算方法。基于PDA生产数据分析法，通过流量重整压力和物质平衡时间曲线的拟合，建立了井组总动用储量的计算方法。针对塔河风化壳、暗河和断溶体3类岩溶背景，提出了基于形状因子修正系数的平面波及系数计算方法和基于地震能量体属性缝洞体三维分布的纵向动用程度计算方法。基于井组总动用储量、注气前的累产油量、平面波及系数、不规则井网形状因子修正系数及纵向动用程度，建立了不同岩溶背景下不同井网井组气驱动用储量的计算方法。该计算方法已应用于塔河注气现场，为气驱井组的优选和已气驱井组的气驱井组动用储量的评价及注气潜力分析奠定了基础。