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。     

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。     

碳酸盐岩缝洞型油藏溶蚀孔洞分类建模

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。根据溶蚀孔洞成因不同,采用分类建模的方法分别建立不同成因溶蚀孔洞的地质模型。溶洞垮塌引起的溶蚀孔洞采用多点地质统计学建模方法,断裂周围发育的溶蚀孔洞采用断裂约束分区建模方法,风化壳表层层状溶蚀孔洞采用岩溶相控建模方法,揭示了不同成因溶蚀孔洞空间分布特征,提高了溶蚀孔洞地质建模的精度,并通过塔河油田S80缝洞单元的应用,预测了其有利储集体发育带及井间连通关系,验证了该建模方法的实用性。     

碳酸盐岩缝洞型储集体特征及分类分级地质建模

以塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏为例,以储集空间类型和规模为标准划分缝洞储集体类型,采用分类分级的方法建立缝洞型储集体三维地质模型。基于岩心、钻井、测井、地震等资料,将缝洞储集体划分为溶洞型、溶蚀孔洞型、裂缝型、基质岩块4种类型,其中溶洞型储集体又细分为大型溶洞和小型溶洞2种亚类,裂缝型储集体划分为大尺度裂缝、中尺度裂缝、小尺度裂缝及微裂缝4种亚类。大型溶洞建模采用"地震截断,模式修正"的确定性方法、小型溶洞采用以大型溶洞为训练图像的多点地质统计学随机模拟方法、溶蚀孔洞采用序贯高斯随机模拟方法、大尺度裂缝采用人工解释的确定性方法、中尺度裂缝采用蚂蚁体追踪的确定性方法、小尺度裂缝采用基于目标的随机模拟方法,微裂缝及基质岩块因储集性能差,一般不建立离散分布模型,最后将各类缝洞储集体离散分布模型进行融合,构建了典型缝洞单元离散分布模型。塔河油田6区、7区应用效果表明,分类分级建模提高了该类油藏的建模精度,有效地指导了注水开发,改善了开发效果。     

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。     

碳酸盐岩缝洞型油藏三维建模方法技术研究——以塔河奥陶系缝洞型油藏为例

碳酸盐岩缝洞型油藏与碎屑岩油藏及其它裂缝孔隙型的碳酸盐岩油藏有本质区别,溶洞、裂缝、溶蚀孔隙3种孔隙类型共存,使得传统的碎屑岩油藏建模理论、方法面临挑战.该文提出了以缝洞单元为基础的缝洞型油藏"5步法"建模技术,即建立溶洞分布模型、裂缝离散分布模型、溶洞物性参数模型、裂缝参数模型和缝洞连通体模型.地质模型描述和刻画缝洞体三维形态展布、属性分布,为开发该类油藏提供了理论基础.      

缝洞型碳酸盐岩油藏溶洞描述技术研究

碳酸盐岩岩溶缝洞型油藏主要储油空间和渗流空间由大型溶洞和与之相连的裂缝带组成。如何识别、有效预测大型溶洞是塔河缝洞型碳酸盐岩油藏开发的关键。以古溶洞系统发育模式为基础,结合溶洞的结构特征、形成和发育规律,以建立溶洞系统测井识别模式为突破口,结合利用地球物理、生产动态特征,建立落水洞、潜流洞、溶道、表层溶蚀带、洞边缝5种溶洞综合识别模式。研究溶洞系统纵向上和平面上发育分布规律,利用定量建模技术建立溶洞系统三维定量模型,在塔河油田T607-S76井区奥陶系碳酸盐岩油藏3年实际检验中单井吻合程度达97%,缝洞体吻合程度很接近实际。对研究溶洞发育展布规律和类似油藏开发具有借鉴意义。     

断控岩溶主控的缝洞型碳酸盐岩内部溶蚀相带表征——以塔河油田10区奥陶系油藏为例

以塔河油田10区的典型井组为研究对象,在明确断裂主控岩溶的背景下,分析岩溶作用过程与缝洞空间分布的关系,揭示了研究区缝洞体内幕结构及油气生产差异机理。通过对钻井、地震、示踪剂等动态和静态资料的分析,将研究区缝洞储集体划分为洞穴型、孔洞型、裂缝-孔洞型和裂缝型4种类型。结合地球物理描述与相似露头观察,分析断控岩溶作用下溶洞的发育过程,并建立基于成因演化的缝洞空间分布模式。岩溶作用下储层的发育具有分带性,依据该模式从内向外划分出4个溶蚀相带,分别是大型溶洞带、溶蚀孔洞密集区、缝洞联合发育体以及最外围的裂缝破裂带。不同的溶蚀相带其发育的主要储集体类型、储集物性、井震特征以及储量和产能情况有较大差异。在此基础上,结合生产动态资料所揭示的不同井之间的响应和连通情况,明确了研究区不同钻井分别钻遇了不同发育程度或演化阶段的缝洞溶蚀相带,且主要存在溶洞连通、缝洞连通和裂缝连通3种沟通方式。通过对缝洞溶蚀相带空间配置关系的有效刻画,采用确定性建模方法建立岩溶储层三维地质模型,并取得较好的数值模拟效果。     

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。     

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏堵水效果地质影响因素

塔河油田主力油藏是受多期岩溶作用叠加改造、多期油气充注形成的碳酸盐岩缝洞型油藏,储集体非均质性极强,油水关系复杂,堵水效果整体较差。通过对塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏堵水效果地质影响因素分析后认为,油井储集体类型和油水分布模式是影响堵水效果最关键的地质因素。由于大型溶洞特别是高角度裂缝的存在,碳酸盐岩缝洞型油藏剩余油分布复杂,且分别易造成工艺上封堵难度大和堵死的现象,堵水效果较差。而裂缝-孔洞型储集体类似砂岩油藏,储层呈"似均质"状,堵水效果相对较好。与储集体类型相对应的似均质型油水关系模式以及表现出来的缓升型、台阶式上升型的含水率上升类型的油井,堵水效果好;同时致密段的存在提高了堵水效果。     

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。     

塔河油田六七区碳酸盐岩储层类型及分布规律研究

应用岩心、钻测井、生产动态等资料,对塔河油田六七区碳酸盐岩储层类型、S67单元上岩溶段储层展布规律进行分析。研究表明：该区主要发育大型溶洞、裂缝—孔洞型、裂缝型储层;S67单元大型溶洞与溶蚀缝是主要储集体,分布于单元中部与中北部。纵向上受古潜水面控制,在相近海拔高度内呈连片分布;平面上大型溶洞在岩溶残丘、岩溶高地以及构造应力集中区易形成大型溶洞,而溶蚀缝与溶蚀孔常与岩溶洞穴、断裂密集区伴生。     

塔河油田六七区碳酸盐岩储层类型及分布规律研究

应用岩心、钻测井、生产动态等资料,对塔河油田六七区碳酸盐岩储层类型、S67 单元上岩溶段储层展布规律进行分析。研究表明：该区主要发育大型溶洞、裂缝—孔洞型、裂缝型储层;S67 单元大型溶洞与溶蚀缝是主要储集体,分布于单元中部与中北部。纵向上受古潜水面控制,在相近海拔高度内呈连片分布;平面上大型溶洞在岩溶残丘、岩溶高地以及构造应力集中区易形成大型溶洞,而溶蚀缝与溶蚀孔常与岩溶洞穴、断裂密集区伴生。     

缝洞型油藏储量定量描述方法研究

塔河缝洞型碳酸盐岩油藏，油藏类型特殊，经过多期构造运动与古风化壳岩溶共同作用形成的、以缝洞储集体控藏为主的缝洞复杂碳酸盐岩油气藏。其储集空间类型多，储集体的空间分布变化大，具有形态不规则、随机不均匀分布特征。经过对塔河缝洞型油藏的多年开发，目前已进入精细开发阶段，对单个缝洞体储量定量评估精确度提出更高要求。通过总结前期储量刻画思路，分析其中存在的问题及技术难题，指导引出针对风化壳岩溶储层，基于混合速度初始低频模型反演预测技术；及针对溶洞边缘裂缝假象影响裂缝储量计算的属性预测，通过倾角约束的张量属性薄化融合蚂蚁体的小尺度断裂，表征强溶蚀区的连通分析更明确，裂缝储量刻画更精确；同时通过对比研究优化孔隙度量化表征、油柱高度、含油饱和度、原油密度等参数模型化，为储量精确定量描述提供支撑。     

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。     

塔河油田六区碳酸盐岩溶洞型储集体三维地质建模

碳酸盐岩溶洞型储层与碎屑岩储层不同,是一种由古岩溶作用形成的特殊储层,其发育特征复杂。为揭示塔河油田六区溶洞型储集体的三维展布规律,对其进行了三维地质建模研究。建模遵循"成因控制"的原则,即以溶洞储集体的成因特征为地质约束条件。碳酸盐岩储层垂向上具有明显的分带性,自上而下将其划分为表层溶蚀带、渗流溶蚀带、径流溶蚀带、潜流溶蚀带等4个带,并建立了岩溶三维分带模型。不同的岩溶带发育不同类型的溶洞,以测井资料结合地震资料对溶洞进行识别,并通过地震精细解释,刻画溶洞的三维展布特征,采用确定性建模技术,建立溶洞的三维地质模型。建模研究发现,研究区溶洞储集体的展布在平面上受控于古地貌类型。     

钻遇大型溶洞的油井参数及储层参数动态评价方法

缝洞型碳酸盐岩油藏储集体类型多样,大型溶洞、溶孔及多尺度裂缝发育,储集体形态不规则、尺度差异大、连通性差,储层非均质性极强。大型溶洞是主要的储集空间,裂缝主要为渗流通道,油水分布复杂。目前基于地震资料解释的缝洞型储集体静态雕刻方法对油井地质储量评价的误差较大,且该静态方法无法评价其他油井参数和储层参数。利用油井实际生产数据,基于产量不稳定分析方法,提出了一种运用动态数据评价油井动态储量及其他储层参数和油井参数的新方法,即:将大尺度溶洞储集体模型视为大型溶洞与周围小尺度孔洞缝组成的多重介质复合模型,大型溶洞内的流体流动等效为自由流,周围复杂小尺度孔洞缝内流体流动等效为达西渗流,进而建立渗流-自由流耦合数学模型;通过求解获得缝洞体中油井的产量不稳定分析曲线,并进行各参数的敏感性分析。同时,经过规整化处理,构建归一化的Blasingame典型曲线图版,并通过图版的拟合最终建立储集体油井参数和储层参数的评价方法和流程。通过塔里木油田现场实际应用,验证了方法的可靠性和实用性,获得的储集体各项参数可评价油井生产动态及指导油藏下一步的合理开发部署。     

塔河4区油藏分析技术研究与应用

根据塔河4区钻井、岩心、地震、测井和生产动态等资料,建立了溶洞型、裂缝型以及裂缝-孔洞型储集体的判别标准。并在此基础上,开展了储集体识别与描述、三维地质建模、油藏数值模拟等多学科油藏分析技术研究,研究结果表明,多学科油藏分析技术有利于揭示缝洞型碳酸盐岩油藏的严重非均质性,可精确表征剩余油的分布位置。     

塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩储集层三维地质建模

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏是以溶蚀孔洞及裂缝为主要储集空间的古岩溶型储集层，储集层非均质性极为严重。为制定试验区稳油控水综合治理方案，运用地震方差体技术、云变换技术、岩溶相控建模技术等综合地质、地球物理和油藏工程资料，通过构造建模、岩溶建模、属性建模、裂缝分析及模型分析筛选开展储集层三维地质建模研究，改善了缝洞型碳酸盐岩储集层三维地质随机建模方案，为该区油藏精细描述和数值模拟提供了合理的地质模型。随机模拟结果表明，塔河油田奥陶系碳酸盐岩有利储集层与构造高部位存在一致性，且储集体的发育与构造变形程度及岩溶作用有关；孔隙度和渗透率的值均较低，分布具有随机性，整体表现为北东高，向南变低的趋势，由浅到深随井数减少不确定性增加，图9参16.