缝洞型油藏储量评价方法及开发对策

耿 甜，吕艳萍，巫 波，张 晓，文 欢

(中国石化西北油田分公司，新疆 乌鲁木齐 831011)

0 引 言

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏属于岩溶缝洞型油藏，受多期构造运动、风化剥蚀、古水系等地质条件影响，储集体空间结构复杂多样，发育大型洞穴、溶蚀孔洞与裂缝[1]，储层非均质性极强。随着开发程度的不断深入，塔河主体区已进入中高含水阶段，油水矛盾突出，剩余油挖潜难度大，储量动用不均衡，严重制约了油田高效开发。塔河缝洞型油藏探明储量的计算先后经历了井控面积法、改进容积法以及雕刻体积法阶段。目前储量计算采用雕刻体积法[2]，根据储集体类型对应地震相特征，应用三维雕刻技术量化缝洞体积，储量计算由平面转向空间。考虑到不同地质背景下储集体存在差异，文中利用地震属性优选与参数差异化赋值，改进缝洞雕刻体积法以提高储量计算精度。前期杨敏等[3-11]将塔河探明储量划分为已开发与未开发储量两大类，并将未开发储量按可靠程度、动用次序细分为落实未开发储量、待评价一类储量、待评价二类储量、待核销储量4类。该划分方案在油田开发早期应用广泛，随着塔河主体区开发程度的深入，刘遥等[4]将已开发储量划分为未控制储量、井控未连通储量、连通难采出储量和连通易采出储量。针对主体区目前井控程度高，储量采出状况不明等问题，文中在连通判别基础上，综合动静态资料明确储量动用状况，进一步细化储量分类标准，为剩余油挖潜提供指导。

1 基于储集体类型的雕刻体积法

前人综合地质特征与岩溶缝洞发育规律，将塔河碳酸盐岩缝洞型油藏划分为风化壳油藏、古暗河型油藏和断控油藏三大类，不同类型油藏储集体分布具有较大差异。风化壳油藏储集体以小缝洞为主，包括溶蚀的裂缝、孔洞、小型溶洞等，具有面状分布特征；古暗河型油藏储集体是由不同形式的溶洞组成的洞穴系统，暗河平面展布形态多样；断控油藏储集体以垂向溶洞、溶蚀扩大缝为主。

塔河碳酸盐岩缝洞型油藏储集类型主要为溶洞型、孔洞型、裂缝型3类。正演分析与实钻统计结果显示，不同类型储集体地震反射特征不同。因此，利用不同地震属性表征反射异常特征能识别储集体空间分布，进而确定物性参数、明确储层规模。前期通过雕刻体积法进行井震标定与地震属性筛选，确定波阻抗反演体属性适用于溶洞及大孔洞刻画，蚂蚁追踪体适用于裂缝刻画，缝洞刻画未能揭示不同油藏类型的储集体特征，尤其是风化壳表层溶蚀孔洞及裂缝的表征[5，12-21]。此次通过地震属性优选，以及对计算参数差异化赋值，缝洞刻画空间结构特征更清晰，同时也提高了储量计算精度。

1.1 地震属性优选

统计不同类型储集体相应地震反射特征，溶洞表现为串珠相，风化壳裂缝孔洞为杂乱相，断裂、裂缝为裂缝相。针对不同地震反射相优选属性表征，串珠相选取能量属性、波阻抗反演体属性，杂乱相选取极大似然率、张量、剩余波阻抗、断层增强属性，裂缝相选取蚂蚁体、张量属性。综合区域地质条件，对比实钻储层特征，以风化壳剥蚀区塔河4区为例，通过地震属性适用性分析，优选瞬时能量属性表征串珠相，蚂蚁体表征裂缝相，最大似然率属性表征杂乱相(图1)。波阻抗反演体属性能较好地刻画串珠状反射特征，消除子波旁瓣效应，形态刻画更接近实际储集体三维空间形态特征。蚂蚁体属性刻画断裂及裂缝，较好地反映出井区主干、次级断裂与裂缝的分布。最大似然技术主要利用极大似然估计方法，是建立在极大似然原理基础上的数理统计方法，能消除表层连续强反射影响，较好地表征具有杂乱反射特征的残丘内幕缝洞体。

图1 不同地震相属性剖面图

以TK440井区为例进行缝洞刻画(图2)，井区发育风化壳裂缝孔洞、古暗河以及断裂裂缝。由图2可知前期缝洞体刻画属性单一，初步刻画出溶洞、孔洞及断裂裂缝分布范围，未能揭示风化壳裂缝孔洞发育特征，同时古暗河及断裂特征区分不明显，未能表征油藏真实形态。前期缝洞刻画识别出溶洞、孔洞103个，断裂、裂缝21条；优化后识别出风化壳孔洞32个，古暗河1条，零散分布溶洞63个，断裂、裂缝35条。通过属性分析与优选，刻画缝洞形态更加清晰，能充分反映出不同地质背景下的缝洞结构特征。

图2 TK440井区缝洞雕刻体刻画对比

1.2 参数差异化赋值

雕刻体积法是将地震属性刻画的地震异常体与物性参数融合转化为有效孔隙体积[6]，利用容积法计算储量。计算公式为：

N=VoSoiρo/Boi

(1)

式中：N为原油地质储量，104t；Vo为有效孔隙体积，104m3；ρo为原油密度，t/m3；Soi为原始含油饱和度；Boi为原始原油体积系数。

式(1)中，有效孔隙体积为雕刻视体积与孔隙度的乘积；孔隙度由基于赋值法的孔隙度与反演波阻抗关系式确定；原始含油饱和度通过单井测井资料与密闭取心资料综合取值；原油密度及原始原油体积系数通过井区高压物性资料获取。

如何确定合理的参数是精细储量计算的关键，不同类型储集体有效空间体积具有差异。有效孔隙体积的确定对储量计算至关重要，孔隙度的取值直接影响有效孔隙体积的大小。前期利用塔河全区实钻资料建立波阻抗反演与测井孔隙度经验关系式，未考虑分区不同类型储层物性差异影响。通过选取实际测井解释(未充填-少量充填洞穴、部分充填洞穴及孔洞-裂缝型3类样本点)，建立高、中、低孔隙度三段式拟合曲线(图3)，反映出不同类型储层在特定属性值范围内的孔隙特征。洞穴的充填程度直接影响储集空间的大小，通过分别建立未充填、充填洞穴孔隙度关系式，使孔隙度赋值更加符合实际，从而提高有效孔隙体积预测精度。

图3 孔隙度与波阻抗反演拟合关系曲线

此外，由于不同区域油水界面差异大，储量复算具有分区参数差异赋值的必要性。前期储量计算时井控程度低，原始油柱高度因沿用部分探井数值而不够精准，需结合开发中后期油藏认识选取合理数值。同时，针对区域地质特征进行参数优化，如明河发育区需削减明河底部充填段地质储量等。以TK494断裂为例，前期井控程度低，原始油水界面采用相邻暗河油井T403井生产层段深度为200 m，但近几年新井投产证实断裂上油柱高度小于60 m，前期计算储量数值偏大。其次，TK439残丘边部发育明河，投产井TK422井钻遇砂泥质充填物，储层改造后投产为干层，证实该段明河充填程度高，储量实际数值较小。因此，通过分区分背景雕刻参数差异化赋值，计算结果更接近实际情况，与区域采出状况更匹配。

2 储量分类评价

塔河主体区已进入开发中后期，存在油水界面整体抬升、井组水窜气窜严重、连通路径认识不清导致储量动用不均衡等问题，制约采收率的大幅提升。由于储量划分不够精细，剩余油赋存位置不明，导致油田开发效果逐年变差。因此，需深入连通性研究，在此基础上精细储量评价。

2.1 储量分类标准

塔河主体区目前井网控制程度高，前期单纯按井距划分储量分类具有局限性，一方面未井控储量已逐步被井网控制，另一方面缝洞型油藏储层非均质性强，连通特征取决于缝洞成因、缝洞结构配置关系、改造作用等，而不受井距限制。阶段开发矛盾集中表现为连通性认识不足，储量动用状况认识不清。储量划分需充分考虑缝洞连通特征，因此，将井控储量、未井控储量重新划分为未连通储量、连通未动用储量、连通在动用储量3种类型，其划分标准见图4。区分连通储量与未连通储量取决于缝洞连通状况，主要采用地震刻画与地质描述综合分析方法，将缝洞成因相同且不存在结构变化，或是缝洞成因不同但经改造作用后连通的缝洞储量划分为连通储量，反之，缝洞成因不同或者成因相同但存在结构变化或经改造作用形成不连通的缝洞储量划分为未连通储量。针对连通储量，根据单井、井组的动用范围以及缝洞是否分布在注采受效连通通道上，细化为连通在动用储量与连通未动用储量。目前，优化后的储量分类标准已在塔河4、6区广泛应用，为老区综合治理提供了合理参考。

图4 缝洞型油藏储量分类标准

2.2 静态连通判别

连通判别首先考虑缝洞形成时期，即同一岩溶时期形成的缝洞具有初始连通性，构成的岩溶缝洞系统内缝洞体具有关联性。其次，同一岩溶时期缝洞结构配置关系发生变化会形成局部分隔，后期断裂、充填、垮塌改造作用亦会形成新的连通或分隔关系[7-8]。塔河缝洞型油藏不同地质背景下缝洞结构变化主要表现为：①断裂平面分段、段内及纵向分隔处；②暗河发散或汇聚、暗河走向转变、平面分段及纵向多套、充填及垮塌改造处；③风化壳残丘形态变化、沟谷及断裂分隔、内幕结构变化处。静态连通判别是在缝洞刻画的基础上结合实钻资料，运用地质分析方法对缝洞连通状况的综合判别。连通路径类型分为溶洞连通、溶洞与断裂裂缝连通、裂缝连通3类，主要通过地震多属性融合实现静态连通路径的刻画。通常利用波阻抗反演、能量体属性刻画溶洞，利用AFE断层增强技术、最大似然技术刻画孔洞、裂缝网络，利用蚂蚁体、最大曲率属性刻画断裂、裂缝。

2.3 储量动用状况评价

通常利用动态储量、油气产量、地质储量综合评价储量的动用状况。动态储量反映了油藏目前储量动用范围，静态地质储量与动态储量的差值反映了剩余储量的大小，产油量与地质储量的比值即采出程度反映了储量动用效果。目前塔河缝洞型油藏动态储量计算常采用物质平衡法、水驱曲线法、产量递减法、注水指示曲线法、不稳定试井法、PDA生产数据分析等方法[9-10]，不同开发阶段适用方法及条件不同。弹性能量开发阶段适用能量指示曲线、试井曲线、PDA曲线；底水驱开发阶段适用水驱特征曲线；人工注水开发阶段适用水驱特征曲线与注水指示曲线。

动态储量数值确定后需在缝洞雕刻成果基础上，结合井洞关系、油井生产特征、静态连通特征以及井间动态连通特征，综合确定储量动用范围与剩余储量分布区域。井洞关系是油井与溶洞的配置关系，通常油井钻遇放空漏失或低钻时直接钻遇溶洞，或采用储层改造方式与溶洞沟通。油井的生产特征直观反映动用的储集体规模大小，动用多个溶洞常表现为产油量高，生产能量充足的特征。井间连通特征即注采井组的生产响应特征，在一定程度上能定性判断连通路径，其中，溶洞连通表现为井间溶洞发育，注水持续受效，累计增油量较高，示踪剂监测浓度上升缓慢、峰值幅度宽、持续时间长等特征；裂缝连通表现为井间发育规模较大断裂，注水后液面上升，含水骤降后快速上升，累计增油量较小，示踪剂迅速见峰值、持续时间短、呈尖峰状等特征；裂缝孔洞连通则为井间断裂不发育，主要发育尺度较小的裂缝孔洞，动态上主要呈现井间干扰特征，无明显井间注采增油，以能量传递为主。

以TK435-TK455井组为例，构建动态及静态连通关系(图5)。由图5可知：储层类型是沿断裂溶蚀形成的溶洞+断裂裂缝，静态上具有连通特征。

图5 注采井组静态及动态连通示意图

平面上，TK435、TK455井均钻遇断裂上溶洞，井间及井周发育多个溶洞。纵向上，浅层溶洞与深层溶洞相互叠置，局部区域纵向上贯通较好。TK455井酸化压裂沟通溶洞累计产油量为12×104t，TK435井第1阶段周期注水后含水波动上升，地层能量有一定补充，末期高含水，增油效果不明显；第2阶段连续注水初期TK455井含水快速下降，后期持续低含水生产，阶段增油3.5×104t，分析含水突变原因为断裂沟通，增油效果好显示水驱驱动井间溶洞内剩余油。通过缝洞结构刻画与注采响应分析，明确了井间注水连通路径为溶洞+断裂。利用雕刻体积法计算TK455井周缝洞体连通地质储量为38×104t，利用甲型水驱特征曲线计算动态储量为28×104t，即连通在动用储量，连通未动用储量为10×104t。综合储量动用状况分析，连通未动用储量区存在水驱未波及剩余油，平面上分布在连通通道两侧，纵向上以顶端阁楼油为主，后期可实施注采优化进一步提高储量动用程度。未连通储量区存在未动用剩余油，平面上与已动用缝洞体不连通，溶洞之间裂缝发育程度差，纵向上，溶洞分层特征明显，具有部署新井潜力。

3 不同类型储量开发对策及效果

在储量分类评价的基础上，对不同类型储量制订相应的开发调整对策，能在一定程度上有效提高储量动用程度。针对未连通储量，以新井部署为主，构建注采井网；连通在动用储量以优化井网与注采调整为主；连通未动用储量根据储量规模大小实施新井部署完善注采井网，或优化注采调整与开发方式[11]。

以TK439井区为例，井区油气富集程度高，平均单井累计产油量为12×104t，经历单元水驱、气驱后开发效果急剧变差，油井均已高含水，综合治理难度大。TK439井单元注水，TK474井初期受效，后期形成水窜，调整前TK439井长期停注，TK474井高产液高含水，井组生产效果差(图6)。通过缝洞刻画与实钻分析，深化连通特征研究，认为TK474井钻遇缝洞储量规模大且内幕结构复杂，纵向上发育多套溶洞，局部因断裂、充填作用形成分隔，不在水窜通道上的浅层溶洞未有效动用，存在部分连通未动用储量。TK474井南部储集体与北部储集体属于不同的分支管道，静态上不连通，南部重新划分为未连通储量。由图6可知，井区储量类型以连通在动用为主，分布在注采相对完善的高采出区域，局部存在连通未动用、未连通储量。

图6 不同储量类型井组调整实例

针对连通在动用储量实施注采调整，对注水井TK439井实施气水协同驱替，利用氮气作为纵向驱动力，向下驱替顶部剩余油，注入水作为横向驱动力，形成二次水驱，扩大注入流体在缝洞连通复杂区域的波及体积。后期TK439井转采后平均日产油上升5 t/d，峰值日产油为16 t/d。

针对TK474井北部浅层连通未动用储量实施井网完善与注采调整，部署新井TK4-1井，投产初期日产油为5 t/d，优化工作制度后利用新井放大压差释放顶部油层压力，调整井间流场。调整后TK474井基本不含水，日产油为18 t/d，增油效果显著。

针对TK422井所在暗河岩溶管道未连通储量实施构建控制井网，利用老井套管开窗侧钻与部署新井的方式提高储量动用程度。TK418井侧钻前生产供液差，侧钻后日产油上升至15 t/d；同时部署直井TK4-2井，投产初期日产油为20 t/d。通过综合调整，井区日产油能力提升60 t/d，开发效果改善明显。

利用储量评价技术指导新井部署与注采调整。塔河4区2018年后投产新井31口，实施油水井措施25井次，日产油由270 t/d升至700 t/d，综合治理效果显著。矿场实践表明，缝洞型油藏开发中后期通过连通特征再认识，精细储量评价能有效指导开发调整，对同类型油藏具有重要借鉴意义。

4 结 论

(1) 塔河缝洞型油藏应用雕刻体积法计算储量，缝洞刻画方法的合理性直接影响储量计算的可靠程度。运用地震属性优选能较好地改善缝洞刻画效果，反映出风化壳、断裂、暗河不同地质背景下的缝洞空间结构特征。利用分区参数差异化赋值，建立不同孔隙度与波阻抗反演关系式，根据地质特征优化参数，其储量计算结果更接近油藏实际。

(2) 通过缝洞静态连通判别、动态连通验证、采出特征分析等方法，明确剩余油分布特征，在此基础上评价储量动用状况，将塔河已井控区储量划分为未连通储量、连通未动用储量、连通在动用储量3类，形成适用于缝洞型油藏开发中后期的储量评价方法。

(3) 针对不同类型储量制订相应开发调整对策，指导塔河4区新井部署与注采调整。2018年后投产新井31口，实施油水井措施25井次，日产油由270 t/d升至700 t/d，综合治理效果显著。