縫洞型碳酸鹽巖油藏儲量估算方法評價

劉 根，肖亞昆，丁蓓蓓

（1.成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)與開發(fā)工程國家重點實驗室，四川成都 610059；2.成都理工大學(xué)能源學(xué)院，四川成都 610059；3.中國石化勝利油田分公司樁西采油廠，山東東營 257000；4.中國石化勝利油田分公司，山東東營 257000）

碳酸鹽巖分布面積占全球沉積巖總面積的20 %，所蘊藏的油氣儲量占世界總儲量的52 %[1]，縫洞型碳酸鹽巖油藏作為碳酸鹽巖油藏中一種重要類型，有關(guān)縫洞型碳酸鹽巖油藏儲量計算方法的研究對該類油藏的勘探及前期開發(fā)方案部署都具有重要的現(xiàn)實意義。

碳酸鹽巖油氣藏在成藏過程中往往受到多期次、多旋回的地質(zhì)作用，在沉積、成巖、構(gòu)造的復(fù)合作用下具有很強的非均質(zhì)性[2-4]，研究困難要遠(yuǎn)高于普通砂巖油氣藏，縫洞型碳酸鹽巖油藏更是如此。相比其他類型油氣藏，裂縫和溶洞在縫洞型油氣藏的儲集空間中占有更大比重，尤其是喀斯特縫洞型儲層往往具有米級大洞穴發(fā)育，能夠極大的提高油氣儲量，裂縫的發(fā)育在碳酸鹽巖儲層中主要起到運移通道的作用，能夠極大的提高儲層的滲透率。

由于碳酸鹽巖儲層的非均質(zhì)性，針對碳酸鹽巖油氣藏的儲量計算往往難以準(zhǔn)確的反映油氣藏儲量，不同的儲量計算方法結(jié)果也常有較大的出入。筆者在充分調(diào)研前人研究的基礎(chǔ)上以塔河油田某區(qū)縫洞型碳酸鹽巖油氣藏為例，提出了改進容積法對油氣藏儲量進行估算，并針對幾種主要的碳酸鹽巖油氣藏儲量估算方法進行了應(yīng)用對比，后通過精細(xì)地質(zhì)建模中計算的儲量對各種結(jié)果進行檢驗。

圖1 奧陶系C 組頂面構(gòu)造圖

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于新疆塔河油田，主力層位為奧陶系C組，巖性為淺褐色、灰褐色亮晶砂屑灰?guī)r、顆?；?guī)r、灰色、深灰色厚層狀泥粉晶灰?guī)r，夾薄層、中層狀生屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r。研究區(qū)整體為半背斜構(gòu)造，呈南高北低走勢，發(fā)育多條斷層，其中三條大斷層貫穿研究區(qū)將研究區(qū)肢解為四部分（見圖1）。

2 靜態(tài)容積法計算儲量

靜態(tài)容積法由于其方法簡單理論成熟在各大現(xiàn)場中應(yīng)用很廣泛。在計算過程中需要先計算出油氣藏含氣面積等主要參數(shù)（見表1）。

表1 儲量計算參數(shù)

采用容積法計算原油地質(zhì)儲量，地質(zhì)儲量計算公式為：

式中：N-原油地質(zhì)儲量，104t；A-含油面積，km2；h-評價（計算）單元有效厚度，m；φ-油層有效孔隙度，小數(shù)；Soi-原始地層含油飽和度，小數(shù)；Boi-原始原油體積系數(shù)，無因次；ρ-地面脫氣原油密度，t/m3。

根據(jù)表1 可得原始原油體積系數(shù)1.545，地面脫氣原油密度0.803 2 t/m3。

再將表1 的面積、有效厚度、飽和度、孔隙度的值代入公式（1），得區(qū)塊原油地質(zhì)儲量：

其中溶解氣儲量：

式中：Gs-溶解氣儲量，108m3；Rsi-氣油比，m3/m3；N-原油地質(zhì)儲量，104t；ρ-地面脫氣原油密度，t/m3。

C2、C3段氣油比分別是131.6 m3/m3和66.3 m3/m3，代入式（2），得：

總的溶解氣地質(zhì)儲量：

綜上，總的原油地質(zhì)儲量為931.14×104t，溶解氣儲量為19.356×104m3。

3 改進容積法計算儲量

改進容積法是筆者在容積法的基礎(chǔ)之上考慮到碳酸鹽巖儲層儲集空間的多樣性而提出來的，在計算過程中考慮到了孔、洞、縫不同儲集空間對儲量的影響。分別計算不同儲集空間類型中的儲量后求和得到的便是研究區(qū)總儲量。

基質(zhì)孔隙體積含油：

溶洞體積含油：

裂縫體積含油：

式中：N-地質(zhì)儲量，104t；ρo-地面原油密度，t/m3；Boi-原油體積系數(shù)；Vci-基質(zhì)孔隙內(nèi)含油體積，m3；Vhi-儲層洞內(nèi)含油體積，m3；Vfl-儲層裂縫內(nèi)含油體積，m3。

3.1 孔隙度的確定

C 組實測孔滲分析表明其平均孔隙度為2.14 %，因此可以將2.14 %作為基質(zhì)孔隙度來計算。裂縫孔隙度值一般較小，其大小參考有關(guān)碳酸鹽巖儲層裂縫的孔隙度值，查閱資料分析后可將裂縫孔隙度的值確定為0.1 %。

表2 溶洞體積含油計算

3.2 溶洞體積的確定

較大型溶洞在鉆井過程中往往發(fā)生井漏及放空，根據(jù)錄井漏失數(shù)據(jù)可以表征研究區(qū)溶洞體積的大小，通過計算單位面積單位厚度內(nèi)溶洞體積所占的比例來反算整個A 區(qū)的溶洞體積的大小，具體過程（見表2）。

單井控制面積的選取是在考慮滲透率較小的情況下，以50 m 為半徑求取的圓形面積。

通過對測井解釋飽和度求取平均值得到裂縫和孔隙的含油飽和度，這里考慮到裂縫孔隙度較低對儲量的影響結(jié)果不大，可以用同一個飽和度進行計算。溶洞內(nèi)可以認(rèn)為原油完全充填，其飽和度值取1。溶洞體積含油計算（見表2）。

溶洞體積占儲層體積的0.513 3 %，所以將基質(zhì)體積近似按照地層體積計算，而裂縫本身對儲量影響不大，并且裂縫孔隙度近似為0.001，所以忽略裂縫儲量。最后計算的C 組儲層儲量約為1 243×104t（見表3）。

表3 改進容積法儲量計算結(jié)果

4 溶洞孔隙體積比法計算儲量

劉學(xué)利等[5]在分析縫洞型碳酸鹽巖油氣藏連續(xù)特征尺度時提出了改進容積體積比的概念，通過引入連續(xù)性特征尺度和溶洞孔隙體積比來計算縫洞型碳酸鹽巖油氣藏的儲量[6]。這是一種以測井資料為基礎(chǔ)通過多元回歸分析方法針對縫洞型油藏而提出的儲量計算法。

計算步驟：

第一步：根據(jù)研究區(qū)的實際情況，以鉆時（T）、自然伽馬（GR）和聲波時差（AC）資料為基礎(chǔ)通過多元線性回歸的方法找到溶洞孔隙體積比與鉆測參數(shù)的多元回歸關(guān)系式。

第二步：通過公式計算得到儲量。

儲量計算公式：

式中：A1-縫洞帶面積，km2；h1-縫洞帶厚度，m；Boi-原油體積系數(shù)。

對于溶洞孔隙體積比，劉學(xué)利等[5]針對塔河油田提出了下面的回歸公式：

此公式相關(guān)系數(shù)0.985 04，剩余標(biāo)準(zhǔn)差0.034 5，顯著水平為0.001，與測井曲線具有很好的相關(guān)性。

縫洞孔隙體積比的確定，主要是對鉆時（T）、自然伽馬（GR）和聲波時差（AC）的值進行確定。此方法計算出的儲量為303×104t（見表4）。

表4 縫洞孔隙體積比法儲量計算結(jié)果

5 結(jié)果對比

為驗證各種儲量計算方法的準(zhǔn)確性，筆者以地震、測井等資料為基礎(chǔ)對研究區(qū)進行了相控精細(xì)建模（見圖2），儲量計算結(jié)果（見表5）。計算結(jié)果對比（見表6）可以發(fā)現(xiàn)改進容積法與地質(zhì)模型計算的結(jié)果最為接近，溶洞孔隙體積比法計算的結(jié)果偏差最大。值得一提的是還有很多針對油氣藏儲量計算的動態(tài)計算方法[7-9]，但是在油氣田勘探開發(fā)初期可用生產(chǎn)數(shù)據(jù)較少，并且在井點較少井控范圍較小時，不管是生產(chǎn)數(shù)據(jù)還是前期試井等測試數(shù)據(jù)都難以準(zhǔn)確反映油氣藏地質(zhì)儲量，本文也就不再例舉。所以在油氣藏勘探開發(fā)初期進行儲量估算評價時，推薦使用文中提到的靜態(tài)改進容積法，能夠很好地滿足勘探部署及開發(fā)方案的設(shè)計[10-12]。

表5 儲量計算結(jié)果

圖2 奧陶系C 組模型

表6 計算結(jié)果對比

6 認(rèn)識及結(jié)論

（1）首先對于傳統(tǒng)靜態(tài)容積法難以反映油氣藏準(zhǔn)確的構(gòu)造形態(tài)，尤其是對于油氣藏中多種儲集空間的幾何形態(tài)難以準(zhǔn)確表征。在參數(shù)選取時主要通過等效平均的方法，也存在一定誤差?？梢园l(fā)現(xiàn)越是非均質(zhì)性強的油氣藏在計算時存在的誤差也就越大。但是這種方法也有操作簡便的優(yōu)點，因此在構(gòu)造相對簡單非均質(zhì)性較弱的儲層，且對儲量計算結(jié)果精度要求不高的定性計算時可以用這類方法進行近似計算。

（2）相對于其他方法改進容積法計算的結(jié)果與地質(zhì)模型中的儲量結(jié)果最為接近，主要是由于這種方法充分考慮到了不同儲集空間對儲量的貢獻(xiàn)。但是在計算過程中用鉆遇溶洞發(fā)育頻率來表征研究區(qū)整體溶洞發(fā)育情況的方法具有一定隨機性，在充分認(rèn)識研究區(qū)地質(zhì)情況的前提下能夠更好地把控計算結(jié)果的準(zhǔn)確性?？傮w來說這種方法具有傳統(tǒng)容積法的簡便性，在準(zhǔn)確性上也具有一定把握。

（3）對比發(fā)現(xiàn)溶洞孔隙體積比法在計算時存在較大的誤差，主要問題在測井?dāng)?shù)據(jù)的選取時存在較大隨機性，不同數(shù)據(jù)對計算結(jié)果影響較大。并且這類方法針對不同研究區(qū)都要擬合出不同的回歸公式，操作較為復(fù)雜，推廣性較差。