塔中Ⅰ號氣田礁灘相碳酸鹽巖儲層 連通單元劃分方法

范 鵬，鄭 霄，楊文博

（1.陜西省地質調查規劃研究中心（陜西省地質勘查基金中心），陜西西安 710068； 2.陜西省地質調查院，陜西西安 710054；3.西安大數據資產經營有限責任公司，陜西西安 710075）

在油田開發中，油藏連通性研究是油藏評價和開發方案制定的基礎，前人分別從儲層靜態特征[1-4]、生產動態資料[5-9]以及模型反演計算[10-14]等方法對連通單元進行了大量研究，但缺乏動靜態資料結合和相互驗證方面的研究。另外，塔中礁灘體儲層縫洞連通單元刻畫有別于常規碳酸鹽巖儲層[15-16]。塔中Ⅰ號氣田目前處于開發初期，單井井間距較大，依靠單井地質分析及井間插值的油藏描述很難對井間儲層特征及非均質性進行精確描述。本文應用地質與動態資料綜合分析礁灘儲集體的連通性，在此基礎上劃分連通單元，為該區后期高效開發及其他地區類似礁灘體碳酸鹽巖儲層開發提供參考。

1 地質背景

晚奧陶世時期，塔里木板塊地處古南緯20°附近[17]，屬于亞熱帶淺海環境，群體珊瑚、鈣質海綿、層孔蟲以及各種藻類等生長繁盛，這些生物單獨或共同組成抗浪格架[18]。受構造運動和海平面變化的控制，生物礁在垂向上發育4-5 期旋回，并與粒屑灘交互疊合組成礁灘復合體，沿塔中Ⅰ號坡折帶臺緣成裙帶分布[19]。塔中Ⅰ號氣田位于塔中Ⅰ號坡折帶中部至東南段，覆蓋面積264.54 km2，是迄今發現埋藏最深、年代最古老的大型礁灘復合體凝析氣藏。上奧陶統良里塔格組礁灘復合體儲層為研究目的層，區域沉積厚度460～598 m，沉積環境為開闊陸棚環境，可分為開闊臺地相、臺緣相和斜坡相（圖1）。臺地邊緣可細分為內帶和外帶，內帶主要發育灰泥丘、砂屑灘及灘間海；外帶主要發育珊瑚-層孔蟲格架礁、鮞粒和粒屑灘、灰泥丘和礁丘等。

圖1 塔中I 號氣田區域沉積相帶分布

2 礁灘相儲層縫洞系統特殊性分析

在構造破裂和多期巖溶作用的改造下，塔中Ⅰ號氣田礁灘體內的儲集空間形態多樣，如非組構選擇性溶蝕的溶縫、溶溝和大型溶洞，組構選擇性溶蝕的生物體腔孔、鑄模孔、粒內溶孔及粒內溶縫等。這些儲滲空間規模相差懸殊，從微米級至數十米級，滲透率從0.001×10-3μm2至管狀流。儲集空間非均質性極強，孔、洞、縫相互組合形成多個孤立或連通的縫洞系統，早期縫洞系統可再發生疊加改造，如方解石、滲流粉砂、泥質或硅質等膠結充填，阻塞油氣運移通道，可加劇儲層的非均質性。同一連通單元內縫洞系統連通形式多樣，根據方位可分為:縱向連通、橫向連通和復合連通；根據主體連通介質可分為縫連通、洞連通和縫洞復合連通。雖然連通單元內部壓力和流體自成系統，但單井鉆遇縫洞系統的位置和個數直接影響單井產能、井網部署和開發方案。因此，應充分認識礁灘相儲層縫洞系統的復雜性，進一步細化礁灘體縫洞系統的連通性研究。

3 礁灘體縫洞系統連通性分析

3.1 靜態連通性

在良里塔格組沉積時期，塔中Ⅰ號氣田主要以臺緣礁灘相沉積為主，礁灘體呈指狀交叉連片，屬潛在的連通區域。良里塔格組沉積末期，塔中Ⅰ號斷裂帶以塔中62 井區為中心發生扭轉，形成西高東低的地貌，發生一期不整合巖溶作用，進一步改善礁灘體，初步構建縫洞系統。海西構造運動期研究區內發育5 條大型走滑斷裂和多條次級小斷裂，并伴生大量裂縫，改善了原始連通特性，區內塔中62-1 井和塔中621 井相距1 800 m，沉積相研究表明，兩井鉆遇兩套生物礁及棘屑灘、生物砂礫屑灘、生屑砂屑灘的礁灘復合體（圖2）；井間地震相呈現中等振幅連續丘狀反射特征，說明井間礁灘體微相連續性較好；儲層對比及地震反射特征表明兩口井儲層發育層位、深度基本一致，且具有一定的連續性（圖3）。

圖2 塔中62-1 井和塔中621 井沉積相特征

圖3 塔中62-1 井和塔中621 井儲層對比特征

兩口井目的層巖心及薄片分析顯示，主要儲層類型為裂縫-孔洞型、孔洞型；塔中62-1 井巖心原始面洞率1.51%、原始面縫率0.65%、有效面洞率1.44%、有效面縫率0.09%、充填率63.7%，縫洞系統面積0.18 km2；塔中621 井巖心統計原始面洞率6.97%、原始面縫率5.06%、有效面洞率0.22%、有效面縫率0.07%、充填率95.8%，縫洞系統面積為0.21 km2。對比宏觀和微觀模型，塔中62-1 井縫洞網絡連通性優于塔中621 井，而塔中621 井縫洞體體積基數大于塔中62-1 井（圖4）。綜合上述靜態縫洞特征，初步判定塔中62-1 井與塔中621 井具備連通的地質條件。

3.2 動態連通性

3.2.1 地層壓力 在井間連通性分析方法中，地層壓力資料分析是既直接又經濟有效的方法。地層靜壓可以通過壓力卡片分析或井底流壓與產量關系曲線求取；流動壓力則可以通過井底壓力計實測或井口壓力折算獲得。康志宏等人研究指出，同一連通單元具有統一的壓力系統、油水界面、流體性質和物性特征，同一非均質滲流場內任意一點的壓力擾動均能在縫洞單元中得到響應[6]。早期進行開發的塔中62 井區就是極好的例子，2004 年11 月塔中622 井進入投產并測試，早于鄰井塔中62-1 井和塔中62-3 井，以海拔-3 900 m 進行等深度折算壓力分析得知，塔中622 壓力為56.01 MPa，而塔中62-1 井和塔中62-3 井分別為57.70，60.05 MPa，此三口井不滿足壓降漏斗特征，而隨時間呈線性增加，由此可判斷塔中622 井、塔中62-1 井和塔中62-3 井互不連通。同理，鄰近塔中621 井的地層折算壓力為58.33 MPa，高于后鉆井塔中62-1 井，結合前述靜態分析，推測塔中62-1 井與塔中621 井屬于同一連通單元。

圖4 塔中62-1 井和塔中621 井儲集空間模型

3.2.2 流體性質分析

流體性質差異分析主要研究原油、地層水以及流體包裹體的物理、化學性質，這些特征屬縫洞系統連通性分析的必要而非充分條件。選取塔中62 井區5 口井進行對比分析（表1），塔中62-3 井屬中低產凝析氣藏，與相鄰的塔中622 井在甲烷含量、密度、動力黏度、硫化氫含量、膠質等方面差異明顯，可推斷兩井分屬不同的連通單元；塔中622 井與塔中62-1 井動力黏度、硫化氫含量、含蠟量，氣油比等方面差異顯著，且靜態資料顯示兩井被兩條海西運動期走滑斷裂阻隔，因此判定兩井不連通。塔中62-1 井含氮化合物含量為61.23 μg/g，塔中621 井為59.17 μg/g，其他流體性質指標相近，連通性進一步得到驗證。塔中621 井與塔中62-2 井流體性質差異明顯，靜態資料顯示塔中621 井、塔中62-2 井分屬不同相帶，塔中62-2 井含氮化合物總量為28.68 μg/g，可確定兩井不連通。

3.2.3 井間干擾試井分析

表1 塔中62 井區5 口井流體性質分析

在油藏描述中常用多種試井方法研究井間連通特征，比如干擾試井、脈沖試井和不穩定試井方法，井間干擾是最直接有效的試井方法。塔中621 井雙對數擬合曲線反映出儲集空間以孔洞型為主，探測半徑為1 747 m，井控儲量半徑為439 m，有效滲透率41.15×10-3μm2，滲透性較好（圖5a），試井解釋表現為典型的均質地層特征，初期產能高，后期穩產主要依靠縫洞系統的體積容量及連通程度。塔中62-1 井雙對數擬合曲線表現為裂縫孔洞型儲層，屬于內好外差的復合油藏，內區半徑為126 m，井控儲量半徑為675 m，有效滲透率為9.66×10-3μm2（圖5b），試井解釋屬雙重介質地層模型。干擾試井方面（圖5c），初期兩口井均處于生產狀態，塔中62-1 井壓力持續降低，20 h 后塔中621 井關井，觀測井塔中62-1 井壓力逐漸恢復至平穩階段，66 h之后塔中621 開井，塔中62-1 井壓力開始下降并呈現下降速率增大的趨勢，分析認為塔中621 井干擾信號已經傳播到塔中62-1 井，并且8 mm 油嘴壓力變化斜率比5 mm 油嘴壓力變化斜率大，表明動態連通性良好。

圖5 塔中62-1 井和塔中621 井雙對數曲線及干擾試井分析

3.2.4 生產測試資料分析

在同一井組內，常常利用生產中油氣水產量、含水率、原油密度等生產動態資料研究縫洞系統的動態連通性。如新井投產、改變注水量、變換油嘴、井漏或關井等，若屬于同一連通單元會出現響應信號。塔中62-11H 井鉆遇一條北西-南東向小型逆斷層，且井軌跡與斷層走向基本一致，斷層附近裂縫發育，構成裂縫-孔隙型空間，水平段長達875 m，溝通了塔中62-2 井區的有效縫洞體。2010 年10 月17 至2010 年12 月26 日，兩口井油氣試采曲線變化特征基本一致，油氣產量高，產油量曲線均表現出“三凹三凸”的特征，含水少，2010 年11 月16日之后兩井產水量均上升，12 月6 日兩口井產水量同時下降，說明兩口井在一個注采井網內；壓力相對充足，油壓相近，都表現為后期略有下降但總體平穩的特征（圖6），據此推斷兩井動態連通性良好。

3.3 礁灘相儲層連通單元劃分原則和標準

塔中I 號氣田的儲層屬于礁灘相碳酸鹽巖儲層，油藏埋深大，儲層非均質極強，儲層分布以及流體流動主要受控于裂縫和溶蝕孔洞的分布和發育程度。因此，在研究儲層縫洞系統的連通性時，必須將地質、測井、地震、試油試井、開發動態等動靜態資料緊密結合。連通單元劃分原則是：鄰井對比，逐步排除，動靜結合，相互驗證。即根據井的位置，采用鄰井對比分析，在靜態分析基礎上，充分利用各種動態資料，按照儲層連通性分析方法進行判斷。若判斷為不連通，則劃為不同的縫洞單元；若判斷為連通，則劃為同一連通單元；若為可能連通，也將其劃為同一連通單元，待資料豐富后進行進一步驗證。

3.4 連通單元劃分結果

按照前面確定的劃分原則，對塔中I 號氣田進行了連通單元劃分，共劃分出53 個連通單元，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 井與塔中62-13H 井為三個連通的縫洞系統，塔中I 號氣田其余井，無論是在地層壓力、流體性質還是試采方面都存在較大的差異，因此根據劃分原則，將其余井分別劃分為不同的縫洞系統（圖7）。

圖6 塔中62-2 井與塔中62-11H 井生產曲線

圖7 塔中I 號氣田連通單元劃分

4 結論

（1）塔中Ⅰ號氣田礁灘相儲層受巖性巖相、多期次巖溶及構造破裂等作用的綜合影響，形成的儲集體形態多樣，儲滲空間規模差距懸殊，縫洞儲集體疊加改造強烈，空間分布具極強的非均質性。礁灘體溶蝕孔洞與裂縫相互組合而成多個獨立或相互連通的縫洞系統。

（2）動靜態資料結合能準確研究礁灘相儲層的靜態和動態連通性，同一連通單元內，沉積相、儲層發育層位及深度具有相似性，斷層附近、地震屬性強串珠狀反射附近縫洞系統連通性好；地層壓力分析是最簡單直接的研究方法，屬連通性研究的充要條件；同一縫洞系統的流體性質差異較小，若流體性質差異大，則一定不連通，反向遞推則不成立；井間干擾試井是最準確的分析方法，其原理與地層壓力分析方法類似，屬連通性研究的充要條件；生產測試資料可以輔助進行連通單元劃分及井間連通性驗證。在研究中應當綜合運用多種方法對比分析，采用逐步排查的原理，最終準確地劃分出礁灘相儲層的連通單元。

（3）綜合研究區域動靜態資料，將塔中Ⅰ號氣田開發試驗區劃分為53 個縫洞單元，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 井與塔中62-13H 井為三個連通的縫洞單系統，其余井多為不連通或有待進一步研究。