量化描述技術在縫洞型儲層連通性分析中的應用

李相文，張亮亮，劉永雷 安海亭，張明

中石油東方地球物理勘探有限責任公司研究院庫爾勒分院 新疆 庫爾勒 841001

哈拉哈塘地區位于塔里木盆地塔北隆起中段，是塔北隆起的一個次級構造單元，其東西兩側分別為輪南低凸起和英買力低凸起。該區奧陶紀地層年代老［1］、埋藏深（近7000m）。鉆探結果表明，哈拉哈塘地區奧陶系碳酸鹽巖地層油氣資源豐富［2］，受多期表層巖溶作用［3，4］，多個層系巖溶儲集層發育，其奧陶系良里塔格組三段、鷹山組一段、一間房組巖溶儲集層的發育規模存在明顯差異，油藏開發差異巨大。哈拉哈塘油田自發現至今，隨著高精度勘探開發一體化進程的不斷推進，使得油田開發生產對大型縫洞集合體的儲層連通性分析有了更高的要求。在油藏開發過程中，通常用儲層連通性來表征儲集層的連通效果［5］，可直接影響油藏生產的受效情況，同時也可以反映注水潛油或注水驅油是否達到油藏開發設計效果，其次可以間接了解油藏內剩余油的情況［6］。利用靜態資料定性地對大型縫洞集合體的邊界進行刻畫，分析結果的可靠性受到地震資料品質、地震解釋員、研究方法等方面的影響，無法確保分析結果的準確性，已經不能完全滿足油田高精度勘探開發的精度需求。因此需要分別從縱向和橫向兩方面進行定量研究，明確縫洞體系之間的連通性，最終確定大型縫洞集合體的邊界，指導油藏開發方案的編制。

通過近幾年的攻關，對哈拉哈塘地區的地質認識進一步加深，地震資料品質也有明顯提高。碳酸鹽巖縫洞型儲集層是由洞穴、孔洞、裂縫相互組合而形成的，目前所確定的部分定容型洞穴儲集體也是由洞穴、孔洞及周邊裂縫交錯組成的，也就是地質上的縫洞集合體，它們具有相似的成因。因此，量化研究主要包括裂縫強度定量分析、裂縫方向量化分析和縫洞體量化研究3個部分。筆者提出利用靜態描述與動態資料分析的研究思路與方法，通過精細井－震定量標定確定測井解釋裂縫發育程度與地震裂縫預測結果之間的關系；其次應用五維地震資料的優勢，優化偏移距或入射角，確定地震面元內裂縫的發育方向；最后通過油藏建模技術，將裂縫量化分析結果與生產動態資料進行有機整合，形成連通單元的完整模型。

1 裂縫強度定量描述技術

一般認為，利用地震資料所預測出的“裂縫”實際是微斷裂或是裂縫破碎帶，也有可能是波阻抗突變帶［3］。對于地震裂縫預測，必須精細優化參數設置，選擇恰當的閾值，才能保證單元劃分的合理性及客觀性。該次裂縫研究的內容主要包括兩大方面。

一是基于疊前深度偏移地震數據的疊后預測研究，主要解決裂縫強度的問題，通過精細井－震定量標定，利用測井解釋的裂縫成果標定在裂縫預測地震屬性剖面上，分析井－震之間的關系，確定井上裂縫發育程度與地震裂縫預測振幅強度有效閾值的關系（圖1），其標定結果為：Ⅰ級裂縫孔隙度大于0.1%；裂縫強度（裂縫相對密度）大于1.31；Ⅱ級裂縫孔隙度介于0.04%～0.1%；裂縫強度介于1.15～1.31；Ⅲ級裂縫孔隙度小于0.04%；裂縫強度小于1.15，最終確定靜態橫向連通范圍。

二是基于疊前深度偏移三維或五維地震數據的各向異性預測研究，主要解決裂縫發育方向的問題，因為只有裂縫方向有利于縫洞體相互連通才是有效的低儲、高滲介質。通過兩方面裂縫研究的緊密結合，確定靜態數據分析下連通單元的分布特征。

圖1 W1井井上裂縫孔隙度與預測裂縫強度交會圖

2 裂縫方向量化描述技術

疊前各向異性分析，研究的是地下同一反射點在不同方位上的地震差異［7］，最終求取裂縫發育方向。該次研究中針對方位各向異性疊前裂縫預測對地震數據的高要求，首次應用五維地震數據，優選各方位覆蓋次數均勻，能真實反映各向異性特征的數據預測裂縫方向。首先有效地對偏移距或者入射角進行優化，提高參與預測裂縫方向的數據樣點品質，使參與橢圓擬合的數據收斂，減少橢圓擬合所求解的數量；其次進行可信度分析，對擬合橢圓的離心率進行刻度，橢圓離心率越大可信度越高；最后是質量控制，與實鉆資料進行交互式分析，使預測裂縫的方向與FMI（地層微電阻率掃描成像）測井結果的裂縫走向趨于一致，最終確定裂縫方向預測的優化數據方案。如圖2所示，通過裂縫方向量化分析技術的實施，W1井南北走向的干擾得到有效壓制，裂縫方向預測結果與FMI解釋結果一致。

圖2 W1井入射角優化前、后裂縫預測結果對比圖

裂縫方向量化研究是對每個地震面元進行分析，確定地震面元內裂縫的發育方向。以W井區高密度全方位三維地震數據的應用為例，通過裂縫方向量化分析技術的實施，裂縫方向預測符合率由54.5%提高到75%，符合率有明顯提高。

3 縫洞單元建模技術

縫洞型碳酸鹽巖儲層的非均質性極強，各單元彼此不連通，一個油田可能包含許多個縫洞單元，各個縫洞單元的面積、厚度、孔隙度都不相同，而且計算難度極大，利用常規的容積法計算儲量不夠準確。通過近年來的研究，認識到地震剖面上“串珠”狀反射地震相、片狀反射地震相、雜亂反射地震相均可能是儲層的表現，因此采用可反映儲層的地震相分析方法進行約束，選用具有趨勢的、穩健的序貫高斯隨機模擬算法，結合克里金插值算法，將溶洞發育概率作為相應區域的比例閾值進行約束插值，充分發揮各種算法的優勢，使所得估值結果符合不同巖溶帶及古地貌內的局部趨勢，同時還具有井資料地質概率統計的合理性，可充分利用地震資料進行孔隙度模型的建立［8］。

通過技術攻關，提出針對縫洞型碳酸鹽巖儲層的儲集空間量化建模描述技術，通過建立鉆井、測井解釋儲層孔隙度與反演孔隙度體之間的量化關系，并將不同時期的生產動態數據約束到靜態油藏模型中，利用地質統計學中的云變幻技術［9］建立孔隙度－滲透率關系，尊重數據間的非線性特點，建立孔隙度曲線與2種以上地震屬性的關系，保留真實的儲層數據，最后進行體積分與體積校正，求得儲集空間體積的準確值。如圖3所示，結合 W2井、W3井、W4井的生產數據，建立孔隙度模型和裂縫模型，確定AL、BL、CL共3個連通單元。

圖3 哈拉哈塘W井區有效儲層連通單元建模實例

4 應用實例

圖4為哈拉哈塘油田G井區某連通單元分析實例，實際研究結果為，靜態研究G1井與G2井為連通型井組，周邊裂縫相對發育，地震剖面上表現為典型的“串珠”狀反射的大型縫洞集合體；動態資料表明，G1井投產油壓38.8MPa，目前油壓33.8MPa，一年時間內油壓壓降很小，而G2井試油敞放求產時，G1井油壓突降，生產受到明顯干擾；G3井投產時，G1井油壓無明顯壓降，且2口井原油密度、氣比重、取樣口硫化氫均不同；動態分析結果認為，G1井與G2井為連通型大型縫洞集合體，G3井為單一大型縫洞集合體；動態資料與靜態資料相互約束下的三維地質建模結果連通性分析認為，G1井與G2井之間相互連通，G1井與G3井不連通。

基于上述關鍵技術的應用以及對研究結果的分析，對哈拉哈塘油田JY地區進行連通單元劃分，并且依據研究成果進行連通可能性評價，共分為3大類級別，其中47個Ⅰ類單元，總面積約52.7km2，已動用19個，動用面積約24.8km2。

圖4 哈拉哈塘油田G井區連通單元分析實例

5 結論

通過裂縫強度定量分析、裂縫方向量化分析和縫洞體量化研究在哈拉哈塘地區縫洞型碳酸鹽巖連通分析中的應用，取得以下幾點認識：

1）精細井－震定量標定可有效確定裂縫強度的閾值，可反映縱向和橫向的連通范圍。

2）應用五維地震資料預測裂縫方向，可有效確定地震面元內裂縫的發育方向。

3）通過縫洞型碳酸鹽巖縫洞儲層的儲集空間量化建模描述技術的應用，可有效地將裂縫量化分析結果、有效儲層和生產動態資料進行有機整合，建立連通單元的完整模型，為縫洞體系空間立體連通性分析提供可靠依據。

本文的順利完成，得益于東方地球物理公司各位領導的指導，詹世凡創意工作室、庫爾勒分院的同事幫助，以及塔里木油田分公司的支持，在此一并表示感謝！

［1］康玉柱.塔里木盆地古生代海相碳酸鹽巖儲集巖特征［J］.石油實驗地質，2007，29（5）：217～220.

［2］雷川，陳紅漢，蘇奧，等.塔河地區奧陶系深埋巖溶洞穴特征及保存機制初探［J］.巖性油氣藏，2014，26（2）：27～31.

［3］杜金虎，楊平.碳酸鹽巖巖溶儲層描述關鍵技術［M］.北京：石油工業出版社，2013.

［4］楊鵬飛，張麗娟，鄭多明，等.塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖大型縫洞集合體定量描述［J］.巖性油氣藏，2013，25（6）：89～94.

［5］Snedden J W，Vrolijk P J，Sumpter L T，et al.儲層連通性定義、實例與對策［J］.國外油氣動態，2008，（9）：22～38.

［6］杜宗群，姜萍.利用儲層連通性評價剩余油分布［J］.國外測井技術，2005，20（1）：25～27.

［7］李海銀，楊平，王建忠，等.寬方位地震勘探技術在碳酸鹽巖裂縫預測中的應用［A］.第二屆中國石油勘探開發青年學術交流會論文集［C］.北京：石油工業出版社，2013：640～645.

［8］雍學善.提高地震儲層預測與建模精度的方法與應用研究［D］.北京：中國石油大學（北京），2006：94～97.

［9］邸凱昌.空間數據發掘與知識發現［M］.武漢：武漢大學出版社，2003.