塔中Ⅰ号气田礁滩相碳酸盐岩储层 连通单元划分方法

范 鹏，郑 霄，杨文博

（1.陕西省地质调查规划研究中心（陕西省地质勘查基金中心），陕西西安 710068； 2.陕西省地质调查院，陕西西安 710054；3.西安大数据资产经营有限责任公司，陕西西安 710075）

在油田开发中，油藏连通性研究是油藏评价和开发方案制定的基础，前人分别从储层静态特征[1-4]、生产动态资料[5-9]以及模型反演计算[10-14]等方法对连通单元进行了大量研究，但缺乏动静态资料结合和相互验证方面的研究。另外，塔中礁滩体储层缝洞连通单元刻画有别于常规碳酸盐岩储层[15-16]。塔中Ⅰ号气田目前处于开发初期，单井井间距较大，依靠单井地质分析及井间插值的油藏描述很难对井间储层特征及非均质性进行精确描述。本文应用地质与动态资料综合分析礁滩储集体的连通性，在此基础上划分连通单元，为该区后期高效开发及其他地区类似礁滩体碳酸盐岩储层开发提供参考。

1 地质背景

晚奥陶世时期，塔里木板块地处古南纬20°附近[17]，属于亚热带浅海环境，群体珊瑚、钙质海绵、层孔虫以及各种藻类等生长繁盛，这些生物单独或共同组成抗浪格架[18]。受构造运动和海平面变化的控制，生物礁在垂向上发育4-5 期旋回，并与粒屑滩交互叠合组成礁滩复合体，沿塔中Ⅰ号坡折带台缘成裙带分布[19]。塔中Ⅰ号气田位于塔中Ⅰ号坡折带中部至东南段，覆盖面积264.54 km2，是迄今发现埋藏最深、年代最古老的大型礁滩复合体凝析气藏。上奥陶统良里塔格组礁滩复合体储层为研究目的层，区域沉积厚度460～598 m，沉积环境为开阔陆棚环境，可分为开阔台地相、台缘相和斜坡相（图1）。台地边缘可细分为内带和外带，内带主要发育灰泥丘、砂屑滩及滩间海；外带主要发育珊瑚-层孔虫格架礁、鲕粒和粒屑滩、灰泥丘和礁丘等。

图1 塔中I 号气田区域沉积相带分布

2 礁滩相储层缝洞系统特殊性分析

在构造破裂和多期岩溶作用的改造下，塔中Ⅰ号气田礁滩体内的储集空间形态多样，如非组构选择性溶蚀的溶缝、溶沟和大型溶洞，组构选择性溶蚀的生物体腔孔、铸模孔、粒内溶孔及粒内溶缝等。这些储渗空间规模相差悬殊，从微米级至数十米级，渗透率从0.001×10-3μm2至管状流。储集空间非均质性极强，孔、洞、缝相互组合形成多个孤立或连通的缝洞系统，早期缝洞系统可再发生叠加改造，如方解石、渗流粉砂、泥质或硅质等胶结充填，阻塞油气运移通道，可加剧储层的非均质性。同一连通单元内缝洞系统连通形式多样，根据方位可分为:纵向连通、横向连通和复合连通；根据主体连通介质可分为缝连通、洞连通和缝洞复合连通。虽然连通单元内部压力和流体自成系统，但单井钻遇缝洞系统的位置和个数直接影响单井产能、井网部署和开发方案。因此，应充分认识礁滩相储层缝洞系统的复杂性，进一步细化礁滩体缝洞系统的连通性研究。

3 礁滩体缝洞系统连通性分析

3.1 静态连通性

在良里塔格组沉积时期，塔中Ⅰ号气田主要以台缘礁滩相沉积为主，礁滩体呈指状交叉连片，属潜在的连通区域。良里塔格组沉积末期，塔中Ⅰ号断裂带以塔中62 井区为中心发生扭转，形成西高东低的地貌，发生一期不整合岩溶作用，进一步改善礁滩体，初步构建缝洞系统。海西构造运动期研究区内发育5 条大型走滑断裂和多条次级小断裂，并伴生大量裂缝，改善了原始连通特性，区内塔中62-1 井和塔中621 井相距1 800 m，沉积相研究表明，两井钻遇两套生物礁及棘屑滩、生物砂砾屑滩、生屑砂屑滩的礁滩复合体（图2）；井间地震相呈现中等振幅连续丘状反射特征，说明井间礁滩体微相连续性较好；储层对比及地震反射特征表明两口井储层发育层位、深度基本一致，且具有一定的连续性（图3）。

图2 塔中62-1 井和塔中621 井沉积相特征

图3 塔中62-1 井和塔中621 井储层对比特征

两口井目的层岩心及薄片分析显示，主要储层类型为裂缝-孔洞型、孔洞型；塔中62-1 井岩心原始面洞率1.51%、原始面缝率0.65%、有效面洞率1.44%、有效面缝率0.09%、充填率63.7%，缝洞系统面积0.18 km2；塔中621 井岩心统计原始面洞率6.97%、原始面缝率5.06%、有效面洞率0.22%、有效面缝率0.07%、充填率95.8%，缝洞系统面积为0.21 km2。对比宏观和微观模型，塔中62-1 井缝洞网络连通性优于塔中621 井，而塔中621 井缝洞体体积基数大于塔中62-1 井（图4）。综合上述静态缝洞特征，初步判定塔中62-1 井与塔中621 井具备连通的地质条件。

3.2 动态连通性

3.2.1 地层压力 在井间连通性分析方法中，地层压力资料分析是既直接又经济有效的方法。地层静压可以通过压力卡片分析或井底流压与产量关系曲线求取；流动压力则可以通过井底压力计实测或井口压力折算获得。康志宏等人研究指出，同一连通单元具有统一的压力系统、油水界面、流体性质和物性特征，同一非均质渗流场内任意一点的压力扰动均能在缝洞单元中得到响应[6]。早期进行开发的塔中62 井区就是极好的例子，2004 年11 月塔中622 井进入投产并测试，早于邻井塔中62-1 井和塔中62-3 井，以海拔-3 900 m 进行等深度折算压力分析得知，塔中622 压力为56.01 MPa，而塔中62-1 井和塔中62-3 井分别为57.70，60.05 MPa，此三口井不满足压降漏斗特征，而随时间呈线性增加，由此可判断塔中622 井、塔中62-1 井和塔中62-3 井互不连通。同理，邻近塔中621 井的地层折算压力为58.33 MPa，高于后钻井塔中62-1 井，结合前述静态分析，推测塔中62-1 井与塔中621 井属于同一连通单元。

图4 塔中62-1 井和塔中621 井储集空间模型

3.2.2 流体性质分析

流体性质差异分析主要研究原油、地层水以及流体包裹体的物理、化学性质，这些特征属缝洞系统连通性分析的必要而非充分条件。选取塔中62 井区5 口井进行对比分析（表1），塔中62-3 井属中低产凝析气藏，与相邻的塔中622 井在甲烷含量、密度、动力黏度、硫化氢含量、胶质等方面差异明显，可推断两井分属不同的连通单元；塔中622 井与塔中62-1 井动力黏度、硫化氢含量、含蜡量，气油比等方面差异显著，且静态资料显示两井被两条海西运动期走滑断裂阻隔，因此判定两井不连通。塔中62-1 井含氮化合物含量为61.23 μg/g，塔中621 井为59.17 μg/g，其他流体性质指标相近，连通性进一步得到验证。塔中621 井与塔中62-2 井流体性质差异明显，静态资料显示塔中621 井、塔中62-2 井分属不同相带，塔中62-2 井含氮化合物总量为28.68 μg/g，可确定两井不连通。

3.2.3 井间干扰试井分析

表1 塔中62 井区5 口井流体性质分析

在油藏描述中常用多种试井方法研究井间连通特征，比如干扰试井、脉冲试井和不稳定试井方法，井间干扰是最直接有效的试井方法。塔中621 井双对数拟合曲线反映出储集空间以孔洞型为主，探测半径为1 747 m，井控储量半径为439 m，有效渗透率41.15×10-3μm2，渗透性较好（图5a），试井解释表现为典型的均质地层特征，初期产能高，后期稳产主要依靠缝洞系统的体积容量及连通程度。塔中62-1 井双对数拟合曲线表现为裂缝孔洞型储层，属于内好外差的复合油藏，内区半径为126 m，井控储量半径为675 m，有效渗透率为9.66×10-3μm2（图5b），试井解释属双重介质地层模型。干扰试井方面（图5c），初期两口井均处于生产状态，塔中62-1 井压力持续降低，20 h 后塔中621 井关井，观测井塔中62-1 井压力逐渐恢复至平稳阶段，66 h之后塔中621 开井，塔中62-1 井压力开始下降并呈现下降速率增大的趋势，分析认为塔中621 井干扰信号已经传播到塔中62-1 井，并且8 mm 油嘴压力变化斜率比5 mm 油嘴压力变化斜率大，表明动态连通性良好。

图5 塔中62-1 井和塔中621 井双对数曲线及干扰试井分析

3.2.4 生产测试资料分析

在同一井组内，常常利用生产中油气水产量、含水率、原油密度等生产动态资料研究缝洞系统的动态连通性。如新井投产、改变注水量、变换油嘴、井漏或关井等，若属于同一连通单元会出现响应信号。塔中62-11H 井钻遇一条北西-南东向小型逆断层，且井轨迹与断层走向基本一致，断层附近裂缝发育，构成裂缝-孔隙型空间，水平段长达875 m，沟通了塔中62-2 井区的有效缝洞体。2010 年10 月17 至2010 年12 月26 日，两口井油气试采曲线变化特征基本一致，油气产量高，产油量曲线均表现出“三凹三凸”的特征，含水少，2010 年11 月16日之后两井产水量均上升，12 月6 日两口井产水量同时下降，说明两口井在一个注采井网内；压力相对充足，油压相近，都表现为后期略有下降但总体平稳的特征（图6），据此推断两井动态连通性良好。

3.3 礁滩相储层连通单元划分原则和标准

塔中I 号气田的储层属于礁滩相碳酸盐岩储层，油藏埋深大，储层非均质极强，储层分布以及流体流动主要受控于裂缝和溶蚀孔洞的分布和发育程度。因此，在研究储层缝洞系统的连通性时，必须将地质、测井、地震、试油试井、开发动态等动静态资料紧密结合。连通单元划分原则是：邻井对比，逐步排除，动静结合，相互验证。即根据井的位置，采用邻井对比分析，在静态分析基础上，充分利用各种动态资料，按照储层连通性分析方法进行判断。若判断为不连通，则划为不同的缝洞单元；若判断为连通，则划为同一连通单元；若为可能连通，也将其划为同一连通单元，待资料丰富后进行进一步验证。

3.4 连通单元划分结果

按照前面确定的划分原则，对塔中I 号气田进行了连通单元划分，共划分出53 个连通单元，其中塔中62-1 井、塔中621 井和塔中62-4H 井，塔中62-2 井和塔中62-11H 井，塔中62 井与塔中62-13H 井为三个连通的缝洞系统，塔中I 号气田其余井，无论是在地层压力、流体性质还是试采方面都存在较大的差异，因此根据划分原则，将其余井分别划分为不同的缝洞系统（图7）。

图6 塔中62-2 井与塔中62-11H 井生产曲线

图7 塔中I 号气田连通单元划分

4 结论

（1）塔中Ⅰ号气田礁滩相储层受岩性岩相、多期次岩溶及构造破裂等作用的综合影响，形成的储集体形态多样，储渗空间规模差距悬殊，缝洞储集体叠加改造强烈，空间分布具极强的非均质性。礁滩体溶蚀孔洞与裂缝相互组合而成多个独立或相互连通的缝洞系统。

（2）动静态资料结合能准确研究礁滩相储层的静态和动态连通性，同一连通单元内，沉积相、储层发育层位及深度具有相似性，断层附近、地震属性强串珠状反射附近缝洞系统连通性好；地层压力分析是最简单直接的研究方法，属连通性研究的充要条件；同一缝洞系统的流体性质差异较小，若流体性质差异大，则一定不连通，反向递推则不成立；井间干扰试井是最准确的分析方法，其原理与地层压力分析方法类似，属连通性研究的充要条件；生产测试资料可以辅助进行连通单元划分及井间连通性验证。在研究中应当综合运用多种方法对比分析，采用逐步排查的原理，最终准确地划分出礁滩相储层的连通单元。

（3）综合研究区域动静态资料，将塔中Ⅰ号气田开发试验区划分为53 个缝洞单元，其中塔中62-1 井和塔中621 井、塔中62-4H 井；塔中62-2 井和塔中62-11H 井；塔中62 井与塔中62-13H 井为三个连通的缝洞单系统，其余井多为不连通或有待进一步研究。