塔里木盆地縫洞型碳酸鹽巖油氣藏儲量計算方法

趙寬志，張麗娟，鄭多明，孫崇浩，黨青寧（中國石油塔里木油田公司勘探開發(fā)研究院）

塔里木盆地縫洞型碳酸鹽巖油氣藏儲量計算方法

趙寬志，張麗娟，鄭多明，孫崇浩，黨青寧
（中國石油塔里木油田公司勘探開發(fā)研究院）

摘要：為科學(xué)合理地開展儲量評估以指導(dǎo)后期的勘探開發(fā)，避免儲量評估出現(xiàn)較大偏差，以塔里木盆地哈拉哈塘油田某區(qū)塊縫洞型碳酸鹽巖油氣藏為例，研究碳酸鹽巖準層狀油藏縫洞雕刻及儲量計算方法。利用基于高精度三維地震的縫洞量化雕刻技術(shù)確定儲量計算參數(shù)；利用地震反射特征的敏感屬性及門檻值，結(jié)合高置信度的井震聯(lián)合反演技術(shù)分別刻畫洞穴型、孔洞型、裂縫型3類儲集層的含油面積、有效厚度及有效孔隙度參數(shù)。依據(jù)容積法，求取不同儲集層類型的儲量，再由實鉆井進行動態(tài)采收率的標定。該方法用于非均質(zhì)性極強的縫洞型碳酸鹽巖油氣藏的儲量計算及方案編制，可實現(xiàn)儲量的有效動用。圖10參12

關(guān)鍵詞：塔里木盆地；縫洞型碳酸鹽巖油氣藏；儲量計算；縫洞量化雕刻；動態(tài)采收率；儲集層類型

0　引言

碳酸鹽巖儲集空間主要為洞穴、孔洞、裂縫，大小不均，分布復(fù)雜，儲集層非均質(zhì)性極強。儲集類型為洞穴型、孔洞型、裂縫型。油氣層普遍具準層狀分布、大面積含油、局部富集的特征，不同于一般的碎屑巖油氣藏[1-3]。實踐表明，利用井控法計算的碳酸鹽巖儲量呈現(xiàn)出含油氣面積大、地質(zhì)儲量大、可采儲量低、動用程度低的特點，因此針對均質(zhì)砂巖儲集層的儲量研究方法及思路不適用于非均質(zhì)性極強的碳酸鹽巖[4]。根據(jù)碳酸鹽巖儲集層及油藏的特殊性，本文在平面上根據(jù)出油井點和儲集層預(yù)測確定含油氣面積，縱向上根據(jù)錄井、測井、測試及儲集層預(yù)測資料綜合確定油層厚度，利用縫洞雕刻等技術(shù)對儲集層空間上的展布特征進行刻畫，通過高置信度的井震聯(lián)合反演對縫洞雕刻體積進行量化[5-6]，以避免儲量計算結(jié)果出現(xiàn)較大偏差。通過對哈拉哈塘油田某區(qū)塊探明儲量的計算，初步形成了針對塔里木盆地碳酸鹽巖準層狀油藏的縫洞雕刻及儲量計算新方法——縫洞雕刻容積法[7-11]。

1　縫洞雕刻容積法流程

塔里木盆地碳酸鹽巖縫洞型儲集層非均質(zhì)性極強，通過地震儲集層雕刻，可提高儲集層預(yù)測與識別精度。雕刻方法包括：①地震屬性體與地震反演體相結(jié)合的縫洞雕刻；②地質(zhì)建模的地震縫洞雕刻。本文主要介紹第②種方法，該方法將地質(zhì)建模思路引入到地震縫洞體儲集層雕刻中，依據(jù)保真地震數(shù)據(jù)體，結(jié)合儲集層井震標定識別出有效儲集層的地震反射特征并進行分類；在地震敏感屬性體優(yōu)選與雕刻門檻值測試的基礎(chǔ)上，雕刻出不同類型儲集層地震相三維幾何形態(tài)；通過建模技術(shù)得到雕刻區(qū)縫洞體三維幾何結(jié)構(gòu)模型，結(jié)合油藏地質(zhì)認識劃分縫洞帶（或縫洞單元）；在單井測井建模與地震波阻抗約束建?；A(chǔ)上，結(jié)合縫洞體三維幾何結(jié)構(gòu)模型，得到縫洞體有效孔隙度地質(zhì)模型；利用積分法計算儲量單元的有效儲集空間，同時編制出儲量計算單元的不同儲集層類型的面積、有效厚度及有效孔隙度平面圖（見圖1）。

圖1　地震屬性體與地震反演體相結(jié)合的儲集層雕刻流程

2　縫洞雕刻容積法儲量參數(shù)的確定

縫洞雕刻容積法是計算碳酸鹽巖縫洞型油氣藏儲量的主要方法。該方法在碳酸鹽巖縫洞體雕刻的基礎(chǔ)上，結(jié)合儲量級別要求確定儲量計算單元：探明儲量以縫洞系統(tǒng)為計算單元，控制儲量以縫洞帶為計算單元，預(yù)測儲量以區(qū)塊為計算單元，并按不同儲集層類型分別計算。

區(qū)塊指受勘探領(lǐng)域選擇的主控因素控制，具有同一儲蓋組合、同一相帶或者同一構(gòu)造背景的碳酸鹽巖區(qū)帶，可作為預(yù)測儲量計算的基本單元?？p洞帶指受相似或同一巖溶背景（構(gòu)造、斷裂、地貌、水系、沉積相帶）控制、具有較大延展規(guī)模的縫洞發(fā)育帶，可作為控制儲量計算的基本單元?？p洞系統(tǒng)指受同一巖溶發(fā)育背景控制，由相關(guān)聯(lián)的孔洞、洞穴、裂縫所構(gòu)成的空間縫洞集合體，可作為探明儲量計算的基本單元。

2.1 含油氣面積的確定

充分利用地震、鉆井、測井和測試等資料，綜合研究油、氣、水分布規(guī)律和油氣藏類型，依據(jù)三維縫洞體雕刻成果編制反映儲集層特征的不同類型儲集層分布平面圖，在此基礎(chǔ)上確定各類儲集層含油氣面積。

首先確定工區(qū)面積：采用縫洞雕刻技術(shù)預(yù)測工區(qū)面積邊界，當邊部有效出油井到預(yù)測含油氣邊界距離過大（≥3 km）時，以有效出油井外推1.5倍開發(fā)井距（開發(fā)井距1 km）劃定工區(qū)面積邊界。

在工區(qū)面積確定的基礎(chǔ)上，依據(jù)縫洞雕刻及井震標定成果，扣除工區(qū)面積內(nèi)的不利區(qū)（水井、干井），分別刻畫出洞穴型、孔洞型、裂縫型（儲量計算通常分這3種儲集層類型計算，由于裂縫和孔洞伴生，測井很難區(qū)分，所以常簡化為洞穴型和裂縫-孔洞型2類）儲集層的含油氣面積。

2.1.1 縫洞體地震反射特征識別

當碳酸鹽巖儲集體發(fā)育達到一定規(guī)模時，在地震疊后數(shù)據(jù)體上常表現(xiàn)為由波谷—波峰組成的低頻率、較強振幅反射，即串珠狀反射。該反射反映大型洞穴、縫洞集合體、裂縫密集帶的整體地震特征，可利用敏感屬性振幅梯度進行識別與刻畫。當碳酸鹽巖儲集體平面分布遠大于縱向時，在地震疊后數(shù)據(jù)體上常表現(xiàn)為低頻率、強波谷/峰反射，即片狀強反射，可利用敏感屬性振幅能量進行識別與刻畫。當碳酸鹽巖儲集體規(guī)模較小時，在地震疊后數(shù)據(jù)體上表現(xiàn)為雜亂反射特征，可利用反映地震反射振幅變化的地震不規(guī)則結(jié)構(gòu)屬性（反射紊亂系數(shù)）及相干屬性識別與刻畫。裂縫可利用敏感屬性曲率和相干屬性識別與刻畫。

2.1.2 縫洞體幾何結(jié)構(gòu)建模

在地震幾何屬性和地震相分析的基礎(chǔ)上，分別獲得反映不同地震反射特征的地震敏感屬性及門檻值，建立由縫洞連通體和雜亂相組成的巖溶縫洞系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)模型。根據(jù)同一網(wǎng)格串珠相優(yōu)先，片狀相其次，雜亂相和裂縫相最后的原則，將串珠、片狀、雜亂相和裂縫通道相合并成為巖溶縫洞體幾何結(jié)構(gòu)地質(zhì)模型（見圖2）。在該地質(zhì)模型的基礎(chǔ)上根據(jù)網(wǎng)格是否相連進行搜索，求得縫洞連通體（見圖3）。

2.1.3 儲集層地質(zhì)模型及孔隙度模型

圖2　哈拉哈塘油田某區(qū)塊奧陶系巖溶縫洞幾何結(jié)構(gòu)地質(zhì)模型

統(tǒng)計單井儲集層類型與波阻抗的關(guān)系，在地震波阻抗屬性體的約束下，采用協(xié)同克里金模擬方法建立儲集層類型地質(zhì)模型，通過三維幾何結(jié)構(gòu)地質(zhì)模型的約束，得到縫洞體儲集層地質(zhì)模型（見圖4）。儲集層地質(zhì)模型建立后，利用測井解釋孔隙度數(shù)據(jù)，分析每一種類型儲集層的孔隙度分布情況，建立各類儲集層的孔隙度-波阻抗交會關(guān)系。將波阻抗屬性體和儲集層類型模型作為空間約束，采用協(xié)同克里金模擬方法建立各類儲集層的孔隙度模型，最終結(jié)合縫洞連通體結(jié)構(gòu)模型得到縫洞連通體的孔隙度模型（見圖5）。

2.1.4 儲集層類型界線確定及劃分

圖3　哈拉哈塘油田某區(qū)塊奧陶系巖溶縫洞幾何結(jié)構(gòu)連通體模型（同一顏色代表同一連通體[12]）

圖4　哈拉哈塘油田某區(qū)塊奧陶系巖溶縫洞體儲集層地質(zhì)模型

圖5　哈拉哈塘油田某區(qū)塊奧陶系巖溶縫洞連通體孔隙度模型

由于洞穴型儲集層與裂縫-孔洞型儲集層具有不同的儲集、滲流和產(chǎn)能特征，因此本次研究根據(jù)鉆井資料、測井評價結(jié)果、反演成果、地震相和試油結(jié)論，綜合確定洞穴型儲集層與裂縫-孔洞型儲集層之間的劃分界限。在實際研究中采用測井統(tǒng)計、反演法和地震相3種方法分別研究，互相驗證。

由哈拉哈塘油田某區(qū)洞穴型儲集層與裂縫-孔洞型儲集層最大孔隙度和平均孔隙度交會圖（見圖6）可知，就平均孔隙度而言，92%的洞穴型儲集層井點處孔隙度大于5.2%，87%的裂縫-孔洞型儲集層井點處孔隙度小于5.2%；就最大孔隙度而言，92%的洞穴型儲集層井點處孔隙度大于7.6%，75%的裂縫-孔洞型儲集層井點處孔隙度小于7.6%。綜合考慮以平均孔隙度5.2%為二者界限。

2.1.5 探明含油面積、有效厚度及有效孔隙度的確定

圖6　哈拉哈塘油田洞穴型儲集層與裂縫-孔洞型儲集層平均孔隙度與最大孔隙度交會圖

在工區(qū)面積確定的基礎(chǔ)上，探明儲量計算單元（縫洞系統(tǒng)）主要依據(jù)儲集層集中發(fā)育區(qū)進行劃分，哈拉哈塘油田某區(qū)共劃分為8個縫洞系統(tǒng)（見圖7）。

結(jié)合勘探實踐，串珠或片狀反射部位鉆井大部分發(fā)生鉆井液漏失及放空，認為孔隙度大于等于5.2%的串珠和片狀反射為洞穴型儲集層，孔隙度為1.8%～5.2%的串珠、片狀、雜亂反射為孔洞型儲集層。將孔隙度地質(zhì)模型平面投影即得到洞穴型儲集層（見圖7）和孔洞型儲集層（見圖7）的平面分布范圍。參考洞穴型、孔洞型儲集層的分布范圍，依據(jù)相干加強裂縫預(yù)測結(jié)果圈出裂縫集中發(fā)育區(qū)為裂縫型儲集層（見圖7）的平面分布范圍。除去水井及干井所在縫洞體面積即得到含油面積。

利用縫洞連通體孔隙度模型，積分可求取洞穴型儲集層的有效厚度及有效孔隙度（見圖8、圖9）。孔

圖7　哈拉哈塘油田某區(qū)塊奧陶系探明儲量含油面積圖

圖8　哈拉哈塘油田某區(qū)塊奧陶系洞穴型儲集層有效厚度平面圖

洞型儲集層有效厚度及有效孔隙度求取方法同上。裂縫型儲集層的有效厚度及有效孔隙度利用井點測井值采用龜背法加權(quán)求取。

2.2 儲量計算中油層底界的確定

碳酸鹽巖準層狀油氣藏地質(zhì)儲量計算需要確定油層厚度。依據(jù)鉆錄井、測井、測試資料，基于區(qū)域油氣產(chǎn)層段厚度變化規(guī)律綜合確定油氣層底界。

圖9　哈拉哈塘油田某區(qū)塊奧陶系洞穴型儲集層有效孔隙度平面圖

對于探明含油氣面積，要求有1/3預(yù)探及評價井鉆穿有效厚度，平面分布較均勻，能控制油氣水界面；對于控制含油氣面積，要求本區(qū)及鄰區(qū)有1/3預(yù)探及評價井鉆穿計算油層底界，基本控制油氣水界面；對于預(yù)測含油氣面積，如果本區(qū)鉆井未鉆穿計算油層底界，可參考鄰區(qū)資料。

哈拉哈塘油田某區(qū)塊以儲集層頂面作為油層頂面，以油氣層集中發(fā)育段作為垂向計算單元。井區(qū)儲集層集中分布于儲集層頂面以下100 m左右范圍內(nèi)；錄井表明儲集層頂面以下70 m附近油氣顯示活躍；測井解釋的油層底界主要集中在油層頂面以下70 m之內(nèi)，且有7口井的測井解釋油層底界遠大于70 m；測試資料表明，測試底界在70 m范圍內(nèi)的井均獲得工業(yè)油氣流，且有測試底界遠大于70 m的3口井測試獲得工業(yè)油氣流；參考鄰區(qū)塔河油田的油層厚度變化趨勢，綜合分析，油層底界確定為70 m（見圖10）。

由于本地區(qū)油藏類型為受巖溶儲集層控制的準層狀油藏，取統(tǒng)一的油層底界進行計算。實際研究過程中，也可按不同縫洞帶、縫洞系統(tǒng)自身的油層底界分別進行計算。

圖10　哈拉哈塘油田某區(qū)塊奧陶系油藏鉆揭油層底界綜合對比圖

2.3 其他儲量參數(shù)的確定

飽和度、地面原油密度、原油體積系數(shù)等參數(shù)在區(qū)塊、縫洞帶及縫洞系統(tǒng)劃分的基礎(chǔ)上按平均值法、龜背法、等值線面積權(quán)衡方法求取。

2.4 采收率確定

采收率采用動態(tài)標定法確定。哈拉哈塘油田奧陶系碳酸鹽巖縫洞型油藏非均質(zhì)性極強，不同儲集層類型水體發(fā)育都具差異性，導(dǎo)致試采特征差異較大。優(yōu)選試采時間較長且具有代表性的井，根據(jù)動靜態(tài)特征綜合判斷單井儲集層類型，利用縫洞雕刻容積法計算單井地質(zhì)儲量，再利用產(chǎn)量遞減法計算單井最終可采儲量，最后根據(jù)可采儲量占地質(zhì)儲量的百分比，計算不同類型儲集層的平均采收率。

3　結(jié)語

通過縫洞幾何輪廓的雕刻及區(qū)塊、縫洞帶、縫洞系統(tǒng)的劃分，明確了縫洞體的空間分布特征；利用實鉆井的縱向油氣分布規(guī)律確定油層底界，在油氣分布規(guī)律認識基礎(chǔ)上利用儲集層量化雕刻技術(shù)更加準確地劃定含油氣面積并確定有效厚度及有效孔隙度等儲量參數(shù)；利用實鉆井進行動態(tài)采收率的標定，將地質(zhì)認識指導(dǎo)下的勘探評價與儲量研究銜接起來，是目前科學(xué)合理開展縫洞型碳酸鹽巖油氣藏儲量評估，以更好地指導(dǎo)后期的方案編制及勘探開發(fā)，實現(xiàn)儲量的有效動用，避免出現(xiàn)較大偏差行之有效的方法。

參考文獻：

[1]朱光有, 楊海軍, 朱永峰, 等. 塔里木盆地哈拉哈塘地區(qū)碳酸鹽巖油氣地質(zhì)特征與富集規(guī)律研究[J]. 巖石學(xué)報, 2011, 27(3): 827-844.

Zhu Guangyou, Yang Haijun, Zhu Yongfeng, et al. Study on petroleum geological characteristics and accumulation of carbonate reservoirs in Hanilcatam area, Tarim basin[J]. Acta Petrologica Sinica, 2011, 27(3): 827-844.

[2]倪新鋒, 張麗娟, 沈安江, 等. 塔里木盆地英買力—哈拉哈塘地區(qū)奧陶系巖溶儲集層成巖作用及孔隙演化[J]. 古地理學(xué)報, 2010, 12(4): 467-479.

Ni Xinfeng, Zhang Lijuan, Shen Anjiang, et al. Diagenesis and pore evolution of the Ordovician karst reservoir in Yengimahalla-Hanilcatam region of Tarim Basin[J]. Journal of Palaeogeography, 2010, 12(4): 467-479.

[3]倪新鋒, 張麗娟, 沈安江, 等. 塔里木盆地英買力—哈拉哈塘地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖巖溶型儲層特征及成因[J]. 沉積學(xué)報, 2011, 29(3): 465-474.

Ni Xinfeng, Zhang Lijuan, Shen Anjiang, et al. Characteristics and genesis of Ordovician carbonate karst reservoir in Yingmaili-Halahatang Area, Tarim Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2011, 29(3): 465-474.

[4]楊通佑, 范尚炯, 陳元千, 等. 石油及天然氣儲量計算方法[M].北京: 石油工業(yè)出版社, 1998.

Yang Tongyou, Fan Shangjiong, Chen Yuanqian, et al. Study on reserves calculating method of oil and gas[M]. Beijing: Petroleum Industry Press, 1998.

[5]劉運宏, 劉永雷, 呂東, 等. 縫洞體量化技術(shù)在塔中碳酸鹽巖油氣儲量研究中的應(yīng)用[J]. 新疆石油地質(zhì), 2011, 32(2): 288-290.

Liu Yunhong, Liu Yonglei, Lü Dong, et al. Application of fracture-cave quantitative technique to reserves study of carbonate reservoir in Tazhong Area, Tarim Basin[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2011, 32(2): 288-290.

[6]李國會, 趙峰, 楊鵬飛, 等. 塔北隆起英買2區(qū)塊縫洞型碳酸鹽巖等效孔隙度模型定量描述研究[J]. 中國石油勘探, 2011(4): 20-23.

Li Guohui, Zhao Feng, Yang Pengfei, et al. Quantitative description of fracture-cavity type carbonate reservoir equivalent porosity model in YM 2 Well Area, Tabei Uplift[J]. China Petroleum Exploration, 2011(4): 20-23.

[7]韓劍發(fā), 梅廉夫, 潘文慶, 等. 復(fù)雜碳酸鹽巖油氣藏建模及儲量計算方法[J]. 地球科學(xué), 2007, 32(2): 267-278.

Han Jianfa, Mei Lianfu, Pan Wenqing, et al. Complex carbonate hydrocarbon reservoir modeling and reserve calculating[J]. Earth Science, 2007, 32(2): 267-278.

[8]張玲, 史建忠, 游秀玲. 縫洞型潛山油藏儲量計算方法研究[J].石油大學(xué)學(xué)報: 自然科學(xué)版, 2005, 29(6): 11-15.

Zhang Ling, Shi Jianzhong, You Xiuling. Studies on reserve calculation method for fractured-vuggy reservoir of buried hill[J]. Journal of the University of Petroleum, China: Edition of Natural Science, 2005, 29(6): 11-15.

[9]劉學(xué)利, 焦方正, 翟曉先, 等. 塔河油田奧陶系縫洞型油藏儲量計算方法[J]. 特種油氣藏, 2005, 12(6): 32-36.

Liu Xueli, Jiao Fangzheng, Zhai Xiaoxian, et al. Reserve calculation for Ordovician fracture-cavity reservoirs in Tahe Oilfield[J]. Special Oil & Gas Reservoirs, 2005, 12(6): 32-36.

[10]李珂, 李允, 劉明. 縫洞型碳酸鹽巖油藏儲量計算方法研究[J].石油鉆采工藝, 2007, 29(2): 103-107.

Li Ke, Li Yun, Liu Ming. Study on reserves calculating method of fractured-cavernous carbonate reservoirs[J]. Oil Drilling & Production Technology, 2007, 29(2): 103-107.

[11]張達景, 繆莉, 白森舒. 碳酸鹽巖油氣資源量計算方法: 藏控單儲系數(shù)法[J]. 石油實驗地質(zhì), 2005, 27(6): 635-639.

Zhang Dajing, Miao Li, Bai Senshu. Petroleum reserves calculation in carbonate formations: Method using reservoir controlled unit coefficients[J]. Petroleum Geology & Experiment, 2005, 27(6): 635-639.

[12]鄭多明, 李志華, 趙寬志, 等. 塔里木油田奧陶系碳酸鹽巖縫洞儲層定量地震描述[J]. 中國石油勘探, 2011(5): 57-62.

Zheng Duoming, Li Zhihua, Zhao Kuanzhi, et al. Quantitative seismic characterization of Ordovician fracture-cavity carbonate reservoirs in Tarim Oilfield[J]. China Petroleum Exploration, 2011(5): 57-62.

（編輯 郭海莉）

A reserve calculation method for fracture-cavity carbonate reservoirs in Tarim Basin, NW China

Zhao Kuanzhi, Zhang Lijuan, Zheng Duoming, Sun Chonghao, Dang Qingning
(Research Institute of Exploration and Development, PetroChina Tarim Oilfield Company, Korla 841000, China)

Abstract:To avoid big deviation in reserve estimation and make scientific and reasonable reserves to guide the exploration and development of fracture-cavity carbonate reservoirs, a new three-dimensional reservoir space description and reserve calculation method for layered, fracture-cavity carbonate reservoirs is used to calculate the reserves of X block in the Halahatang oilfield in the Tarim Basin. In the method, the reserve calculation parameters are worked out by quantitative spatial delineation based on high precision three-dimensional seismic data; the high confidence well-seismic inversion and sensitive attributes and threshold value are used jointly to delineate the oil-bearing area, effective thickness and effective porosity of the cavity, vug and fracture reservoirs. The reserves are calculated with the volumetric method, and the dynamic recovery of different types of reservoirs is calibrated by actual drilling data. This method is suitable for reserve estimation and development program making of fracture-cavity carbonate reservoirs with strong heterogeneity.

Key words:Tarim Basin; fracture-cavity carbonate reservoir; reserve calculation; quantitative space delineation; dynamic recovery; reservoir type

收稿日期：2014-08-25 修回日期：2015-02-09

作者簡介：第一趙寬志（1979-），男，黑龍江安達人，中國石油塔里木油田公司勘探開發(fā)研究院高級工程師，主要從事碳酸鹽巖油氣藏勘探開發(fā)工作。地址：新疆庫爾勒，中國石油塔里木油田公司勘探開發(fā)研究院碳酸鹽巖中心，郵政編碼：841000。E-mail: z223319@sohu.com

DOI:10.11698/PED.2015.02.17

文章編號：1000-0747(2015)02-0251-06

文獻標識碼：A

中圖分類號：TE344