碳酸鹽巖油氣藏縫洞單元多學科綜合劃分方法研究
——以塔里木盆地輪古11井區(qū)為例

鄧興梁，劉俊鋒，裴廣平，李保華，翟姝玲，常少英，高翔，王霞

(1中國石油塔里木油田公司勘探開發(fā)研究院；2中國石油杭州地質(zhì)研究院）

碳酸鹽巖油氣藏縫洞單元多學科綜合劃分方法研究
——以塔里木盆地輪古11井區(qū)為例

鄧興梁1，劉俊鋒1，裴廣平1，李保華1，翟姝玲1，常少英2，高翔1，王霞1

(1中國石油塔里木油田公司勘探開發(fā)研究院；2中國石油杭州地質(zhì)研究院）

對于已進入開發(fā)中后期的碳酸鹽巖縫洞型油氣藏，進行縫洞單元精細研究非常重要。盲目部署加密井，很容易導致因為所在單元的儲量已被動用而失利。本文采用的碳酸鹽巖縫洞單元多學科綜合劃分方法是：在有井控制的地區(qū)，首先分析井間連通性，然后結(jié)合生產(chǎn)動態(tài)、常規(guī)解析試井、流體性質(zhì)、數(shù)值試井等多學科資料確定縫洞單元邊界；在無井控制的地區(qū)，影響連通性最重要的主控因素是儲層本身的相互連通性，其次才是斷裂和裂縫，這時可在連通性約束下進行儲層和裂縫預(yù)測，并以此為主要依據(jù)確定縫洞單元邊界。對塔里木盆地輪古油氣田輪古11井區(qū)劃分出80個縫洞單元，其中有55個為儲量未動用單元（潛力單元），并部署了一些加密井，已鉆的XW1井獲得了成功，投產(chǎn)初期日產(chǎn)油95t，不含水。

碳酸鹽巖油氣藏；縫洞單元；綜合研究；輪古油氣田

塔里木盆地輪古油氣田一些開發(fā)區(qū)塊已進入開發(fā)中后期，近年來，加密井和側(cè)鉆井出現(xiàn)了流體與老井溝通、同屬一個縫洞單元因而導致失利的現(xiàn)象，而且這種情況呈逐年上升的趨勢。因此，對縫洞單元劃分的研究顯得非常重要。

張希明［1］、呂愛民［2］、魯新便［3］等先后在縫洞單元研究方面做了大量工作，其成果主要反映在以下三個方面：（1）明確了縫洞單元是縫洞型碳酸鹽巖油氣藏開發(fā)的基本單元，碳酸鹽巖油氣藏儲層非均質(zhì)性極強，一個縫洞單元就是一個連通體系，是一個特殊意義上的“油藏”；（2）提出了通過壓力降落法、類干擾試井、示蹤劑及生產(chǎn)特征一致性等技術(shù)來分析井間的連通性；（3）在連通性研究的基礎(chǔ)上，通過巖溶古地貌、構(gòu)造、斷裂及地震屬性等資料來確定縫洞單元邊界。根據(jù)這些概念和方法所建立的連通性分析技術(shù)已非常成熟，但對縫洞單元邊界的確定主要依據(jù)靜態(tài)資料，對動態(tài)資料利用較少，這容易導致縫洞單元劃分結(jié)果與加密開發(fā)所需的要求相差較遠。

本文以塔里木盆地輪古油氣田輪古11井區(qū)為例，首先借鑒前人的研究成果對工區(qū)內(nèi)所有井進行了井間連通性分析，在此基礎(chǔ)上分析出影響連通性的主控因素，并在連通性的約束下進行了儲層與裂縫預(yù)測，最后，綜合運用多學科的方法確定縫洞單元邊界，由此形成了一套完整的縫洞單元劃分方法，這是對前人研究成果的一種補充與修正。

1 研究區(qū)概況及研究思路

1.1 研究區(qū)概況

輪古11井區(qū)位于塔里木盆地塔北隆起的輪古油氣田（圖1），它為一個近東西向展布、構(gòu)造上呈長軸狀的斷背斜，是一個帶油環(huán)的凝析氣藏。主要產(chǎn)層段為奧陶系一間房組和鷹山組，平均埋深5300m，巖性以亮晶顆粒灰?guī)r為主，屬于縫洞型儲層。截至2012年7月，該井區(qū)共鉆井21口，投產(chǎn)14口，投產(chǎn)率達67%，高效井7口，占投產(chǎn)井數(shù)的50%，屬于高效開發(fā)井區(qū)。

鄧興梁：1969年生。1992年本科畢業(yè)于石油大學（華東）石油地質(zhì)專業(yè)；2011年獲南京大學地科系構(gòu)造地質(zhì)博士學位?，F(xiàn)從事碳酸鹽巖油氣開發(fā)工作。通訊地址：841000新疆庫爾勒市；電話：(0996)2172487

圖1 塔里木盆地輪古油氣田輪古11井區(qū)油氣開發(fā)特征圖

位于輪古11井區(qū)西邊、相鄰的桑南西井區(qū)輪南54井是一口1991年投產(chǎn)的高效井，累積產(chǎn)油5.4×104t，產(chǎn)水1.8×104t。2009年第一次向該井北東方向側(cè)鉆，與原井眼距離370m，試油出水，含油花；2011年第二次向該井北西方向側(cè)鉆，與原井眼距離270m，試油獲高產(chǎn)，但投產(chǎn)不足1月即暴性水淹關(guān)井。兩次側(cè)鉆的串珠均與原井口串珠溝通，因而導致側(cè)鉆失利。在輪古11井區(qū)W3井，2006年投產(chǎn)時的地層壓力系數(shù)僅為0.62，說明該井已被動用，且該井區(qū)儲層連通性較好，故在該井區(qū)部署加密井的風險較大。

1.2研究思路

本文的研究思路如圖2所示，首先結(jié)合油氣田的動、靜態(tài)特征進行井間連通性分析，進一步搞清影響連通性的主控因素，再通過地球物理勘探技術(shù)達到儲層和裂縫的預(yù)測與實際連通性相一致，然后結(jié)合主控因素、儲層與裂縫預(yù)測、試井與生產(chǎn)動態(tài)等多種資料綜合確定縫洞單元邊界，得到未動用的縫洞單元（潛力單元），并優(yōu)選出有地震串珠特征的潛力單元，部署新井或側(cè)鉆井。

2 連通性分析及應(yīng)用

2.1 井間連通性分析

采用壓力降落法、流體性質(zhì)差異法、生產(chǎn)類干擾法等方法［1-3］對輪古11井區(qū)各井之間的連通性進行

了分析，結(jié)果顯示，該井區(qū)內(nèi)只有W1與W3兩口井是連通的。

圖2 碳酸鹽巖油氣藏縫洞單元劃分思路圖

2.2 影響連通性的主控因素

W1、W2與W3井（位置參見圖1）位于同一殘丘，W1井水平段B點與W3井相距400m，兩井是連通的，而W1井水平段A點與W2井也相距400m，但兩井不連通，說明處于同一個殘丘并不是影響連通性的主控因素。

從W1井至W3井儲層預(yù)測剖面（圖3）可看出兩井間儲層發(fā)育非常連續(xù)，屬于同一巖溶系統(tǒng)。從W1—W3井連井主流裂縫預(yù)測技術(shù)（AFE）剖面（圖4）可看出，W1與W3連通是因為有裂縫溝通，而W1與W2井之間無裂縫溝通，所以不連通。由此認為，影響連通性的主控因素為儲層本身的連通性及裂縫（或斷裂）。

圖3 輪古11井區(qū)W1—W3井連井常規(guī)剖面

圖4 輪古11井區(qū)W1-W3井連井AFE剖面

2.3 在連通性約束下的儲層和裂縫預(yù)測

在連通性的約束下，不斷調(diào)節(jié)閾值，使儲層和裂縫預(yù)測結(jié)果與生產(chǎn)動態(tài)相吻合，從而使無井控制區(qū)域的儲層和裂縫預(yù)測結(jié)果更加準確。在圖5中，圖5a的閾值過大，得到的儲層預(yù)測和裂縫預(yù)測過于集中且連片；而圖5c的閾值過小，得到的儲層預(yù)測與裂縫預(yù)測的結(jié)果過于分散。用這兩類閾值得到的結(jié)果與實際生產(chǎn)動態(tài)均不吻合。圖5b的閾值適中，得到的儲層預(yù)測和裂縫預(yù)測結(jié)果與實際生產(chǎn)動態(tài)相吻合。

3 多學科方法綜合確定縫洞單元邊界

3.1 常規(guī)解析試井——確定W1井的縫洞單元邊界

W1井和W3井之間是通過洞穴與裂縫相互串連而溝通的。結(jié)合儲層預(yù)測與裂縫預(yù)測，得到主要連通路徑折線距離1 380 m（圖6中地層連通路徑在兩井之間的部分）。W1井于2006年8月進行了壓力恢復試井測試，解釋探測半徑為1 168 m，與連通路徑折線距離基本吻合。而且從沿裂縫發(fā)育的連井地震剖面上分析，串珠反射非常連續(xù)(見圖3)。再結(jié)合影響連通性的主控因素［1-5］，確定W1井的縫洞單元邊界，結(jié)果如圖6中的橘黃色框線所示。

3.2 生產(chǎn)動態(tài)特征——確定W2井的縫洞單元邊界

圖5 輪古11井區(qū)不同閾值下的局部儲層和裂縫預(yù)測圖

圖6 輪古11井區(qū)西部W3井以西部分縫洞單元劃分

室內(nèi)實驗與實際生產(chǎn)證實，當油井鉆遇單洞和多洞時所表現(xiàn)出來的生產(chǎn)動態(tài)特征有明顯差異。當鉆遇單洞時，生產(chǎn)能力遞減呈現(xiàn)單指數(shù)擬合關(guān)系，累積產(chǎn)液量與累積壓降呈直線關(guān)系［6-7］；鉆遇多洞時，生產(chǎn)能力遞減呈雙指數(shù)擬合關(guān)系，累積產(chǎn)液量與累積壓降呈末端上翹的特性［8］。通過實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)判斷，輪古11井區(qū)W2井符合鉆遇單洞的生產(chǎn)特征。從沿裂縫發(fā)育帶走向的地震剖面（圖7）分析，W2井鉆遇了該井以北的（而不是以南的）一個多串珠連通的單洞型儲集體。再結(jié)合影響連通性的主控因素，劃分出W2井所在的縫洞單元邊界如圖6中的藍灰色邊框所示。

圖7 過W2井沿裂縫帶走向的地震剖面圖

3.3 流體性質(zhì)及動態(tài)儲量——確定W5井的縫洞單元邊界

從圖8上可見，W4井與W5井相距很近，兩井之間的直線距離只有220m。W4井比W5井奧陶系頂面高11m，但W4井試油的氣油比（4397m3/m3）并沒有比W5井的氣油比（122207m3/m3）高，反而還要低很多，因此認為這兩口井是不連通的。從W5井生產(chǎn)曲線（圖9）還可判斷，它有兩個儲集體在不同時間參與供給，這兩個儲集體如圖8中W5井縫洞單元內(nèi)的洞1和洞2所示。洞1的天然氣儲量1.5×108m3，氣油比11000m3/t，洞2的天然氣儲量0.6×108m3，氣油比31500 m3/t。由于洞1的儲量比洞2大，氣油比也較低，且洞1的洞穴頂面比洞2的低了7m，所以W5井是先連通洞1，再連通洞2的。再結(jié)合上面所述的解析試井等動靜態(tài)資料，確定出W5井縫洞單元邊界如圖8中橘黃色邊框所示。

圖8 輪古11井區(qū)西部W5井和LG11井縫洞單元劃分

圖9 輪古11井區(qū)W5井生產(chǎn)曲線

3.4 數(shù)值試井——確定LG11井的縫洞單元邊界

對LG11井，從數(shù)值試井解釋參數(shù)（表1），并結(jié)合數(shù)值試井模型（圖10）分析，區(qū)1和區(qū)2是反映井底鉆遇串珠，其它4個方向中，位于西北方向的區(qū)3，流度比最低，那么可以認為LG11井連通的優(yōu)勢方向是北西向。該井井底的串珠與在其西北方向的串珠之間明顯是有裂縫連通的，連通裂縫分布帶的折線距為830 m（圖8中深褐色虛線所示的可能連通路徑），這與該井2006年9月壓力恢復試井得到的探測半徑851 m基本吻合。同時,區(qū)4、區(qū)5流度比高，說明LG11井向南連通的可能性低，證實了在其南邊斷層具有一定的封堵性。據(jù)此劃出了LG11井縫洞單元的邊界(如圖8中的藍色邊框所示)。

表1 輪古11井區(qū)LG11井數(shù)值試井解釋參數(shù)

圖10 輪古11井區(qū)LG11井數(shù)值試井模型

3.5 無井控制區(qū)域縫洞單元劃分

無井控制區(qū)域主要根據(jù)前述連通性約束下的儲層和裂縫預(yù)測結(jié)果，再適當結(jié)合古、今地貌來劃分縫洞單元［1-5］。根據(jù)這一方法對研究區(qū)劃分出了一部分縫洞單元邊界如圖6中的藍色邊框所示。

4 井位部署與實施效果

采用上述縫洞單元劃分方法，對塔里木盆地輪古油氣田輪古11井區(qū)作了劃分（圖11），劃分出80個縫洞單元，其中有65個未動用儲量，可加密部署一些井位。優(yōu)選后上鉆XW1井（位置參見圖1），于2012年6月酸壓試油獲高產(chǎn)，4 mm油嘴，油壓17 MPa，折合日產(chǎn)油72.58 m3，不含水。投產(chǎn)初期日產(chǎn)油95 t，不含水。XW1井的構(gòu)造深度明顯比W2井低（圖12），W2井累積產(chǎn)水2.4×104t，已轉(zhuǎn)注水井，累積注水11×104m3，而XW1井獲高產(chǎn)且不見水，由此可見這兩口井之間是不連通的，這也驗證了本文所述的縫洞單元劃分方法是可行的。

圖11 輪古11井區(qū)縫洞單元劃分圖

5 結(jié)論

（1）影響井間連通性的主控因素是儲層、裂縫（或斷裂），但最重要的是儲層本身相互連通。在連通性約束下得到的儲層與裂縫預(yù)測更加可信。

圖12 輪古11井區(qū)XW1—W2井連井地震剖面圖

（2）在有鉆井的縫洞單元，常規(guī)解析試井、生產(chǎn)動態(tài)特征、流體性質(zhì)及動態(tài)儲量、數(shù)值試井等方法與靜態(tài)相結(jié)合能夠有效地確定出其邊界；在無井控制的區(qū)域，可以根據(jù)連通性約束下的儲層和裂縫預(yù)測結(jié)果確定縫洞單元邊界。

（3）采用多學科綜合方法劃分縫洞單元，在塔里木盆地輪古油氣田輪古11井區(qū)取得了較理想的效果，說明該方法是可行的。

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［2］呂愛民.碳酸鹽巖縫洞型油藏油藏工程方法研究——以塔河油田為例［D］.中國石油大學，2007：20-23.

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編輯：吳厚松

Research on Multi-subject Integrated Division of Fracture and Cave Units in Carbonate Reservoirs:A Case of Well LG-11 Area in Lungu Oil Field,Tarim Basin

Deng Xingliang,Liu Junfeng,Pei Guangping,Li Baohua, Zhai Shuling,Chang Shaoying,Gao Xiang,Wang Xia

It is important for the fractured and caved carbonate oil and gas reservoirs during the middle-late development period to study fracture-cave units in detail.Such blind deployment as infilling wells will be likely to lead to defeat because of having used the petroleum reserves in fracture-cave units.A method of multi-subject integrated division of fracture-cave units is proposed to determine the boundaries of fracture-cave units for the carbonate reservoirs in well areas and no well areas.This method is applied in Well LG 11 area of Lungu Oil Field where 80 fracture-cave units are divided,among which 55 units are reserves-unused(potential units).Some infill wells are deployed in this area,in which the drilled Well WX-1 is succeeded and yields 95t of oil per day,without water.

Carbonate oil reservoirs;Fracture and cave unit;Integrated research;Lungu Oil Field;Tarim Basin

TE112.3

A

2012-08-27；改回日期：2013-03-11

本文受國家自然科學基金項目《縫洞型碳酸鹽巖油藏溶洞參數(shù)識別方法研究》（編號：51074176）資助

10.3969/j.issn.1672-9854.2013.02.010

1672-9854(2013)-02-0072-07

Deng Xingliang：male,Dr.,Add:Exploration and Development Research Institute,PetroChina Tarim Oilfield Company,Korla,841000,China