顺北特深断溶体油藏缝洞单元储量计算方法_马新平.pdf

顺北断溶体油藏构造上位于塔里木盆地顺托果勒低隆构造带,处于阿瓦提坳陷、顺托果勒低隆与沙雅隆起西南倾末端的结合部。奥陶系中-下统碳酸盐岩地层经多期构造变形和岩溶作用后,主要以高角度断裂面形成的裂缝-孔洞和裂缝等断控储集空间类型及各种不规则的缝洞储集体。利用波阻抗反演体、孔隙度体、缝洞体三维体积雕刻和振幅变化率等地震预测技术,结合油藏储集空间类型和储层纵向上沿裂缝面溶蚀发育的特点,完善了体积法和改进容积法的断溶体油藏储量计算方法,得到了较为可靠的地质储量,结合试井法、物质平衡法进行动态储量分析,为顺北断溶体油藏开发提供了可靠的储量基础。关键词:顺北油田;断溶体;缝洞单元;孔隙度;储量计算中图分类号:T E 1 5 5 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 6-7 9 8 1(2 0 2 3)0 4-0 1 0 9-0 5 顺北地区位于沙雅隆起西南倾末端,处于阿瓦提坳陷、顺托果勒低隆、满加尔坳陷与沙雅隆起的结合部,中下奥陶统顶面整体呈北高南低构造形态。区内奥陶系中-下统碳酸盐岩地层经多期构造变形和岩溶作用后,沿高角度断裂面溶蚀形成了溶洞、裂缝-孔洞和裂缝等储集空间类型及各种不规则的缝洞储集体,与上覆巨厚的上奥陶统桑塔木组泥岩及致密灰岩形成良好储盖组合。2 0 1 4年在顺北一区F 1北东向主干断裂带评价部署了S H B A井,该井于2 0 1 5年9月获得高产工业油气流,实现顺北油田重大突破。2 0 1 6年借鉴了塔河主体区运用容积法进行的储量计算方法,针对顺北油田F 1断裂带北段提交了第一份探明储量报告。随着顺北油田F 1断溶体油藏勘探开发程度的不断提高,对油藏特征认识的不断深入,针对顺北油田特深层断溶体油藏开展了储量计算方法和计算参数确定方法研究,并用改进容积法进行地质储量计算。本文就基于顺北油田F 1特深层断溶体油藏特点及储量计算方法进行研究和分析。1 断溶体油藏特征1.1 油藏圈闭类型近年来,随着塔河油田托普台等油藏勘探开发的不断深入,研究人员提出了断溶体圈闭的概念:受多期次构造挤压作用影响,多期岩溶水沿深断裂带(中下奥陶统顶面-震旦系顶)发育的破碎带下渗(大气淡水)或上涌(热液),发生溶蚀而形成缝洞系统,在上覆泥灰岩、泥岩的封堵以及致密灰岩侧向遮挡下,形成的一种不规则圈闭,简称断溶体圈闭。在后期油气充注成藏后形成了特殊的断溶体油藏。这类油藏具有延伸长、横向宽度小、纵向厚度大,纵向上缝洞体沿断裂成不规则“板状体”,具有明显的穿层性、不规则性特点(图1)。顺北一区位于沙雅隆起西南部的倾末端,区内古生界主要发育了北东和北北东走向的走滑断层,中新生界主要表现为近北东向及北北东向的正断层,明显具有断溶体特征。受多期构造运动及岩溶作用的影响,奥陶系碳酸盐岩地层中发育多期洞穴、裂缝及溶蚀孔洞,它们构成了奥陶系碳酸盐岩的主要储集空间。岩溶缝洞型圈闭范围主要受断裂控制,非均质性强。奥陶系碳酸盐岩缝洞型储层与其顶部石炭系下统巴楚组泥质岩、奥陶系上统致密灰岩、灰质泥岩以及其周围致密基质灰岩形成良好的顶封和侧向封挡,形成有效圈闭1-5。1.2 油藏地质特征1.2.1 构造断裂特征顺北油气田构造位置低,构造稳定而平缓,地层倾角小。受区域性挤压、压扭和张扭应力的作901 2 0 2 3年第4期内蒙古石油化工用,多发育陡直(倾角8 0 的走滑断裂,平面上具有明显的方向性,顺北一区F 1断裂带主要为N E向走滑断裂。这些加里东、海西早期形成的断裂带对奥陶系碳酸盐岩储层发育及油气的富集具有重要的控制作用6,7。图1 顺北地区奥陶系地层走滑断裂带破碎、溶蚀演化模式图1.2.2 储集体特征根据顺北油田奥陶系储层岩芯资料、薄片等各项分析资料,按照储层储渗空间的几何形态、大小和成因,可将本区奥陶系碳酸盐岩储集空间类型划分为三大类:洞穴、孔洞、裂缝(表1)。洞穴:是指直径大于1 0 c m的洞穴,在钻井显示往往表现以放空、漏失、钻时骤快或取芯收获率低为特征、常规测试均获得了高产的工业油气流。孔洞:溶蚀孔洞的发育多与裂缝和微裂隙有关,部分具有组构选择性。可以作为晚期轻质油气有效的储渗空间。裂缝:通过岩心观察、薄片观察以及成像测井等资料,提交区奥陶系碳酸盐岩储层发育的构造缝是油气重要的储集空间和渗滤通道。表1 顺北油田奥陶系碳酸盐岩储集空间类型分类表形态空间直径或宽度(m)地质作用洞穴孔洞裂缝巨洞(洞穴)1 0 01 03大洞1 01 031 0 01 03中洞51 031 01 03小洞21 0351 03构造溶蚀缝大小不等构造缝几几十压溶缝几几十非组构控制的溶蚀作用构造溶蚀构造成岩 根据塔河油田储层空间研究成果表明,原生孔隙度一般很低,只有在溶蚀孔洞发育时岩石中基块孔隙才比较发育8,9。裂缝和溶蚀孔洞是否发育是能否成为有效储层的首要因素,裂缝和溶蚀孔洞的存在导致碳酸盐岩储集空间的非均质性非常强,裂缝不但是有效的渗滤通道,同时也是油气的储集场所1 0,油气仅存在有效的储集空间内,因此划分有效储层和非有效的储层是储量研究和计算的首要问题1 1。而孔、洞、缝的发育情况及其在空间组合方式的不同,导致储集类型具有多样性,根据塔河油田主体区储层特征的描述、测井响应的特征,并考虑储层对产能的贡献,将储层分为三类:洞穴型、孔洞型、裂缝型储层1 2,1 3。2 断溶体油藏储量计算2.1 断溶体油藏储量计算方法和计算参数选取2.1.1 体积雕刻法以往针对碳酸盐岩缝洞型油藏,针对一类二类储集体,分别进行平面雕刻法,该方法含油面积刻画比较准确,但是基于平面属性,油藏油柱底界不变,导致储量结果存在相对误差。本次体积雕刻法,依据钻井、岩心、测井及生产测试资料,通过对储集空间类型及储层类型的划分,研究不同储层类型的测井响应特征,综合应用测井解释成果及生产测试数据确定有效储层孔隙度及饱和度下限1 4-1 6;通过不同异常反射地震敏感属性优选,确定不同类型储集体属性范围值,利用三维空间可视化技术刻画储层发育边界的确定1 7,得到异常反射几何体,即刻画储层发育边界;综合应用测井数据、地震数据及地质信息,根据缝洞型油藏非均质性强的特点,采用低频趋势约束下的分形分维井-震联合反演,得到波阻抗反演体,再通过参数反演进行三维空间网格积分计算1 8,1 9,得到有效孔隙度体;应用异常反射几何体和孔隙度反演体,在孔隙度下限研究基础上,通过属性融合技术,分别刻画计算底界以上有效储层空间展布,应用缝洞体的体积雕刻得到有效孔隙体积Vo参与计算地质储量。采用体积雕刻法计算地质储量,原油地质储量计算公式如下:N=VoSo i/Bo i(1)Nz=No(2)式(1)、(2)中:011 内蒙古石油化工2 0 2 3年第4期 N原油地质储量,1 04m3;Nz原油地质储量,1 04t;Vo有效孔隙体积,1 04m3;o原油密度,t/m3;So i原始含油饱和度,f;Bo i原始原油体积系数。体积雕刻法对钻井、地震资料要求高,实现了地质储量计算从平面到三维空间、从碾平到立体刻画不同储集体类型的储量规模,波阻抗反演孔隙度体约束下的地震异常体更加接近真实的地质体,计算结果更加可靠合理。在应用过程中是通过储集体地震相识别研究、地震数据体反演的基础上,对有效储集体直接进行识别网格积分得到各类储集体的有效孔隙体积,在一定程度上大大减小了因样本差异赋值存在的误差。含油面积利用有效储集体投影得到,可靠性高;有效厚度采用反演和实钻相结合,结果合理。2.1.2 改进容积法根据研究区油气藏特征把断溶体单元作为一个计算缝洞单元进行计算;分洞穴、孔洞和裂缝三类储集体。容积法计算公式如下:N0=1 0 0 A hSo i/Bo i(3)式中:No石油地质储量,1 04m3;A含油面积,k m2;h平均有效厚度,m;平均有效孔隙度,f;So i平均原始含油饱和度,f;o平均地面原油密度,g/c m3;Bo i平均原油体积系数。2.1.2.1 含油面积取值改进方法以往根据容积法计算,其中含油面积以振幅变化率属性为依据,此法对属性下限值确定要求有相对误差2 0。本次改进容积法面积是以结构张量属性为依据,常规的属性很难有效刻画走滑断裂的响应特征,通过大量的对比与分析,基于结构张量分析的地震属性以及基于结构张量派生的边缘检测属性能够有效识别走滑断裂的内幕及边界特征,最终优选结构张量本征属性为刻画断溶体边界重要依据。结构张量分析:实质是将地震数据视为图像,通过识别地震图像中的不同结构特征或纹理单元(如层状纹理、杂乱纹理等),而图像中纹理变化实际上代表地质目标中的异常体如断层、缝洞等(图2),对比成熟断裂检测技术,横向信噪比更高。结构张量剖面上表现出断裂带内外结构明显的差异,说明了张量属性表征断溶体的可行性。图2 顺北地区过井垂直断裂方向地震时间偏移剖面+结构张量剖面2.1.2.2 净毛比取值改进方法本次改进容积法洞穴类含油面积取储层预测投影面积*洞穴净毛比,最大限度降低误差。其中洞穴净毛比也采用改进法,基于顺北井区以水平井111 2 0 2 3年第4期马新平等 顺北特深断溶体油藏缝洞单元储量计算方法为主,常用的纵向钻遇率即净毛比不能够代表油气藏的特征,本次净毛比计算时将以往纵向计算有效储层净毛比,改进为实钻井横向穿层的净毛比折算,即单井中洞穴型储层的宽度之和与最大视水平位移之比值。将公式(3)改进如下:N0 f c r=1 0 0A断溶体h断溶体So i/Bo i=1 0 0 A(W d L)NT Gh断溶体So i/Bo i=1 0 0 A(d L NT G)W H So i/Bo i式 中:N0 f c r改 进 方 法 后 的 石 油 地 质 储量,1 04m3;A含油面积,k m2;NT G净毛比,单井中洞穴型储层的宽度之和与最大视水平位移之比值。h平均有效厚度,m;(达到有效储层下限标准的储层厚度之和。)H计算底界以上至顶界地层厚度,m;平均有效孔隙度,f;So i平均原始含油饱和度,f;o平均地面原油密度,g/c m3;Bo i平均原油体积系数。对于碳酸盐岩油藏储层,单井储层解释的准确可靠性直接决定着平均净毛比计算结果的合理可靠程度。本次在确定未测井的洞穴型储层参数时采用的是水平井低钻井段的赋值结果,而赋值依据是塔河油田直井样本统计结果,所以求得各井区洞穴型储层横向净毛比与邻近同类型油藏净毛比平均值明显偏小。由于钻井工程设计的原因,直井解释的裂缝、孔洞型储层净毛比也明显偏低,降低了储层内幕非均质性强的误差,结果相对可靠。2.2 S H B A缝洞单元储量计算2.2.1 S H B A缝洞单元储量计算利用雕刻体积法、改进容积法和动态法,开展顺北油田特深断溶体S H B A缝洞单元划分,该单元目前有两口井(见表2)。该单元共有1 8个缝洞体,缝洞体积为63 4 51 04m3,根据储量上报规范,有效孔隙度取值为3 6.4%,有效孔隙体积Vo为23 0 9.51 04m3,原始含油饱和度So i为8 5.1%;原始原油体积系数Bo i为2.1 9 2;S H B A缝洞单元净毛比根据S H B 1-7井钻时钻时取值为0.2 6 6,原油密度o为0.7 9 7g/c m3,根据体积雕刻法得出原油地质储量为7 1 4.71 04t;利用改进容积法得出原油地质储量为7 6 3.31 04t;表2 顺北油田断溶体S HB A缝洞单元体积雕刻法和改进容积法储量计算结果表缝洞单元井号缝洞体数缝洞体体积有效孔隙度有效孔隙体积原始含油饱和度原始原油体积系数原油密度体积法储量容积法储量(个)(1 04m3)(%)(1 04m3)(%)(/)(g/c m3)(1 04t)(1 04t)S HB AS HB A-7HS HB AH1 86 3 4 53 6.42 3 0 9.58 5.12.1 9 20.7 9 77 1 4.77 6 3.32.2.2 动态法验证计算油田动态储量的方法主要有物质平衡法、试井解释法等。鉴于该缝洞单元目前已有两口井,本次计算主要依据这两口井的相关资料进行动态储量计算。2.2.2.1 试井法动态储量计算:试井解释法是基于压恢试井曲线拟合断溶体油藏模型(图5),应用了管流模型描述溶洞流动特征,构架了数学模型,得到可靠的缝洞特征参数,借鉴断溶体油藏的动用储量评价方法计算本单元动态储量为4 2 01 04t。2.2.2.2 物质平衡法动态储量计算:物质平衡法是根据静压、流压、油压与产量关系计算储集规模,该缝洞单元利用地层压力与累计产量所构成的相关关系确定油井的动态储量为4 5 91 04t。综上两种方法计算动态储量(表3),S H B A缝洞单元试井法储量共有4 2 01 04t,物质平衡法储量共有4 5 91 04t,两种动态算法的结果基本一致。图5 压恢试井曲线图 通过动态法验证,发现S H B A井缝洞单元尚有储量尚未动用,2 0 1 8年底经部署研究在S H B A井和S H B A-7井之间成功部署一口 开发井S H B A-2 0 H井,该井2 0 1 9年3月9日投产,5 mm油嘴,油压2 7 MP a,套压0 MP a,日产油8 3 t,预测控制储量1 0 01 04t,取得了较好的验证效果。211 内蒙古石油化工2 0 2 3年第4期 表3 顺北油田断溶体S H B A缝洞单元试井法和物质平衡法储量计算结果表井号到压日期最高测点压力(MP a)压力梯度(MP a/1 0 0m)油层中部深度(m)地层压力(MP a)原油体积系数原油密度(g/c m3)压缩系数(1 0-4)累产液(t)累产油(t)试井动态法储量(1 0-4t)物质平衡动态储量(1 04t)SHB A2 0 1 5/9/2 58 3.6 40.5 77 5 5 7.6 68 7.0 82 0 1 5/1 0/68 3.4 80.5 67 5 5 7.6 68 6.9 12 0 1 5/1 1/1 08 3.0 80.5 67 5 5 7.6 68 6.4 92 0 1 5/1 2/2 88 2.80.5 77 5 5 7.6 68 6.2 82 0 1 6/2/1 18 2.60.5 77 5 5 7.6 68 6.0 82 0 1 6/3/2 18 2.3 60.5 77 5 5 7.6 68 5.8 12 0 1 6/6/58 2.0 60.5 57 5 5 7.6 68 5.4 22 0 1 6/1 1/3 07 5.9 90.5 67 5 5 7.6 68 4.6 82 0 1 7/8/67 3.9 20.5 57 5 5 7.6 68 1.0 32.1 7 10.7 9 62 0.9 48.6 58.5 92 3 62 5 7SHB A-72 0 1 6/7/1 08 1.5 90.5 67 4 5 68 4.1 52 0 1 7/3/87 3.9 60.5 67 4 5 68 2.1 32.1 7 10.7 9 62 0.9 44.9 74.9 31 8 42 0 23 小结(1)随着顺北油气田对有效储集体的描述和刻画要求进一步提高,针对有效储集体通过属性融合技术,应用异常反射几何体和孔隙度反演体,在孔隙度下限研究基础上,有效刻画储层空间展布,经过精细雕刻缝洞异常体,更有效直观地体现油藏内部结构,不断提高体积法储量计算精度,为油藏特征分析及储量计算提供了基础依据。(2)顺北油气田断溶体油藏大多数是特深层水平井结构,钻遇的储集体表现横向差异性更明显,本文储量计算过程中改进容积法利用了张量属性表征断溶体边界属性,进一步表现断溶体结构内幕的差异性,计算有效厚度时改进净毛比横向取值方法,即单井中有效储层的横向宽度之和与最大视水平位移之比值,更真实反映储层内幕实际情况,提高储量计算的准确度,可做为针对特深层断溶体储量计算推广方法。参考文献1 鲁新便,胡文革,汪彦,等.塔河地区碳酸盐岩断溶体油藏特征与开发实践J.石油与天然气地质.2 0 1 5(3):3 4 7-3 5 52 漆立新.塔里木盆地下古生界碳酸盐岩大油气田勘探实践与展望J.石油与天然气地质.2 0 1 4(6):7 7 1-7 7 93 翟晓先.塔里木盆地塔河特大型油气田勘探实践 与 认 识 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