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(kù)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(chǔ)層是主要的儲(chǔ)油空間，裂縫是連通儲(chǔ)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(duì)儲(chǔ)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(jì)產(chǎn)油3.47×104t，投產(chǎn)井平均單井累計(jì)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(chǔ)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(jì)產(chǎn)油6.00×104t，而裂縫型儲(chǔ)層井建產(chǎn)率僅為37%，單井產(chǎn)能低，平均單井累計(jì)產(chǎn)油量?jī)H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(gè)小區(qū);同時(shí)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(diǎn)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(chǔ)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(guò)提取中下奧陶統(tǒng)頂面以下0～100 ms振幅變化率，識(shí)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(jì)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(guò)測(cè)井與地震信息標(biāo)定發(fā)現(xiàn)，目前識(shí)別到的巖溶管道縱向上至少發(fā)育了3套儲(chǔ)層，空間組合形式復(fù)雜多樣，儲(chǔ)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(gè)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(duì)比發(fā)現(xiàn)，僅個(gè)別井將整個(gè)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(jì)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(guò)220 m，僅1口井揭開厚度與管道巖溶底板接近，該井實(shí)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(jì)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(chǔ)量動(dòng)用程度極低。針對(duì)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(dòng)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(dòng)用力度。

圖3 尖滅線附近地表溝谷巖溶水最大等勢(shì)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(shí)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(shì)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(guò)單井標(biāo)定、人機(jī)一體化追蹤及利用平均絕對(duì)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(gè)時(shí)窗下振幅變化率。圖4為尖滅線(紅色)附近2個(gè)時(shí)窗下平面疊合圖，圖5為2個(gè)時(shí)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(gè)時(shí)窗下的振幅變化率并不完全疊合，說(shuō)明空間上上、下2套縫洞體可能相互獨(dú)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(duì)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(duì)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(jì)產(chǎn)油量為11.1×104t，日產(chǎn)油量為77 t/d，無(wú)含水，該類型中深部縫洞體及預(yù)測(cè)方法仍需進(jìn)一步評(píng)價(jià)。

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(duì)比

中深部縫洞體不僅受地質(zhì)因素控制，同時(shí)與巖溶作用的強(qiáng)度直接相關(guān)，巖溶作用越強(qiáng)，儲(chǔ)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(jì)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(zhǎng)串珠、內(nèi)幕短串珠及雜亂強(qiáng)亞類儲(chǔ)集體類型以溶洞、孔洞型儲(chǔ)層為主，單井累計(jì)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(chǔ)集體類型為裂縫型，累計(jì)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(shí)鉆在O1-2y2頂面下232～233 m井段鉆遇溶洞，后對(duì)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(jì)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(shí)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(chǔ)層，后對(duì)該段酸壓建產(chǎn)，但產(chǎn)能低于10 t/d，累計(jì)產(chǎn)油量?jī)H為0.18×104t，且地層嚴(yán)重供液不足。

3 效果驗(yàn)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(duì)中部巖溶管道油井的中深部縫洞體共實(shí)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(jì)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(chǔ)層，但由于油藏認(rèn)識(shí)及工藝條件的制約，未對(duì)中深部縫洞體進(jìn)行評(píng)價(jià)。典型井S74井揭開厚度為287 m，已揭開洞穴2儲(chǔ)層，投產(chǎn)后作為整套儲(chǔ)層開發(fā)，直接對(duì)O1-2y2頂面下21～33 m酸壓完井建產(chǎn)，初期獲高產(chǎn)，累計(jì)產(chǎn)油22.3×104t，2007年6月后由于高含水長(zhǎng)期關(guān)井。在對(duì)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(duì)O1-2y2頂面下227～287 m井段縫洞體進(jìn)行下返評(píng)價(jià)，初期日產(chǎn)油30 t/d，累計(jì)產(chǎn)油量為7 422 t，目前仍無(wú)水生產(chǎn)。該類井的試驗(yàn)成功為后期動(dòng)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(dú)立的縫洞體的認(rèn)識(shí)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(zhǎng)串珠，揭開厚度為147.5 m，完鉆后對(duì)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(jì)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(píng)價(jià)動(dòng)用提供了技術(shù)支持。

4 結(jié)論

(1)中深部縫洞體儲(chǔ)集體類型以溶洞型、裂縫-孔洞型為主，儲(chǔ)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(jì)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)。

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