碳酸盐岩岩溶缝洞型油气藏勘探开发关键技术——以塔河油田为例200604

“ 九五”以来， 塔里木盆地油气勘探取得了重大 成果， 发现了我国第一个古生界海相大油田— ——塔 河油田， 实现了我国古生代海相碳酸盐岩油气勘探 真正意义上的重大突破。塔河油田是以奥陶系缝洞 型碳酸盐岩油气藏为主的复合型油田， 这种缝洞型 碳酸盐岩油藏是一种特殊类型的油藏， 它既不同于 裂缝型碳酸盐岩油藏， 也不同于潜山型碳酸盐岩油 藏， 更不同于常规孔隙型砂岩油藏。它一般由多个 缝洞单元在空间上叠合形成， 属于复合型油气藏， 对 它进行科学合理的勘探开发必须针对其特点， 所用 技术应该符合其特征。探索和总结碳酸盐岩缝洞型 油气藏的勘探开发关键技术不仅对塔里木盆地及国 内其它类似地区的油气勘探开发具有极其重要的意 义， 并且对海相碳酸盐岩油气地质理论的发展也具 有极其重要的意义。
１．３ 流体及成藏期次分析技术
油气聚集成藏期研究（ 即成藏年代学） 是当代
图 １ 风化面缝洞发育带地震响应特征 （ 见图中圆圈内）
碳 酸 盐 岩 储 层 内 幕 裂 缝 、溶 洞 发 育 带 的 地 震 响 应特征 强振幅、高条带状横向参数变化、密集强相 干区、低阻抗（ 图 ２） 。
溶洞特征 在不连续性检测平面图上呈圆形、 环形结构； 不规则网状的强异常； 一组近于平行的强 异常； 中间反射缺失， 下部出现平或下凹等不连续的
风化面附近裂缝、溶洞发育带的总体特征 振 幅 相 对 降 低 、高 横 向 参 数 变 化 、密 集 强 相 干 带 、低 阻 抗、高衰减等（ 图 １） 。
１．２ 岩溶缝洞型储层测井识别与评价技术
岩溶缝洞型储层是塔河油田的主要储集类型， 测井技术是其重要的识别手段。塔河油田奥陶系碳 酸盐岩储集层的储集空间和运移通道主要由裂缝和 溶洞构成， 引起地球物理测井异常的也正是这些裂 缝和溶洞。由于缝、洞空间分布的不均匀性， 测井曲 线的异常显示变得复杂， 常规测井资料反映储层性 质 的 能 力 受 到 限 制 。 因 此 采 用 ＭＡＸＩＳ－ ５００ 系 列 ＦＭＩ（ 成像测井） 、ＤＳＩ（ 偶极子横波） 、ＡＲＩ（ 方位电 阻率பைடு நூலகம் 、ＣＭＲ（ 核磁） 等测井新技术， 对单井储层定 量分类评价。实践证明这些新技术不仅提供了可视 的地质图象， 更重要的是提供了地质现象的方向性， 对识别和评价储层能发挥重要作用。
２ 超深碳酸盐岩储层预测技术系列
通过联合攻关， 自 １９９８ 年起所开发的超深层强 非均质性碳酸盐岩储层预测技术方法系列， 具有国 际先进水平， 其主要技术可分为两类：（ １） 以大型溶 洞、中小溶洞群为检测目标的振幅变化率分析技术、 地 震 反 射 结 构 分 析 技 术 、频 率 差 异（ ＦＤＡ） 分 析 技 术；（ ２） 以裂缝溶洞发育带为预测目标的地震三维 相干体分析、三维可视化古地貌古水系分析、地震属 性提取、地震测井联合反演技术等。在实际应用中， 总结出了塔河油田奥陶系碳酸盐岩缝洞型储层的地 震响应模式， 主要包括以下四个方面。
对于非均质性极强的缝洞型油气藏， 其储层的 展布是影响开发的关键。因此组织开展了面向开发 精细油藏描述技术研究的联合攻关， 充分利用地质、 地震、测井、测试及开发动态资料， 发挥多学科的优 势， 运用多种新技术方法， 采取点面结合以及动静态 资料结合的方法， 研究储层发育特征和分布特征。 以此为基础， 在岩溶缝洞型油藏开发理论的指导下， 划分缝洞单元， 并进行储量复算。
该技术的工作流程如图 ３ 所示， 其核心是综合 各方面信息建立五个模型：
小层模型 经过小层对比， 估算剥蚀量， 恢复古 地貌， 预测早期古岩溶储层的保存状况；
构造模型 研究古构造运动的强度和期次， 查 明多期应力作用对断裂形成和古地貌的控制；
裂缝模型 研究裂缝的期次、类型、大小、溶蚀 充填及裂缝参数的分布、有效裂缝下限范围；
孟伟： 碳酸盐岩岩溶缝洞型油气藏勘探开发关键技术— ——以塔河油田为例
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缝洞型碳酸盐岩油气藏精细描述技术克服了采 用常规碎屑岩油藏描述和一般裂缝型碳酸盐岩油藏 描 述 不 能 准 确 、深 入 反 映 塔 河 油 田 岩 溶 缝 洞 型 油 藏 严重非均质性和以缝洞单元为基础分布的这一弱 点， 采用多学科、多门类的综合研究方法克服了地质 综 合 研 究 不 能 具 体 到 井 点 、测 井 资 料 不 能 外 推 到 井 间、三维地震资料的多解性、生产动态资料不能反映 空间分布情况等方面的影响， 能较准确地反映出溶 洞型储层“ 条带状”局部富集分布、纵向上相互叠置 的缝洞单元分布格局。
该技术的要点有如下几条。 （ １） 利用钻井、录井、完井试油资料研究井点及 井周缝洞发育分布情况。 （ ２） 利用缝洞型储层的地震响应特征勾绘储层 发育总体格局。 （ ３） 利用古岩溶作用理论研究缝洞型储层发育 分布规律： ①溶蚀缝洞是在断裂产生裂缝的基础上 形成的， 利用断裂（ 含内幕断裂） 研究缝洞型储层发 育和展布情况； ②古残丘位置与缝洞型储层发育程 度和分布特征有直接的关系。 （ ４） 充分利用动态资料对缝洞型储层发育分布 规律进行约束和拓展： ①生产动态反映储层发育程 度、规模和井间储层发育分布情况； ②试井分析结 合地震反射特征研究， 追踪缝洞带的发育和展布情 况； ③动态监测资料分析结合地震反射特征研究， 追踪井间储层发育展布及连通特征。
① 陈红汉， 王群奇， 林忠民． 塔河油田奥陶系油藏流体包裹体研究． 中国地质大学， ２００２．
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海相油气地质 ２００６年 第 １１ 卷 第 ４ 期
３ 缝洞型碳酸盐岩油气藏精细描述 技术
图 ２ 内幕缝洞发育带地震响应特征
强反射“， 串珠状”短强反射 ； 高 频 吸 收 强 ， 强 ＦＤＡ 异常。
碳酸盐岩岩溶缝洞型油气藏受构造—岩溶旋回
作 用 形 成 的 缝 洞 系 统 控 制 、由 多 个 缝 洞 单 元 在 空 间 上 叠 合 形 成 、具 有 独 立 的 油 气 水 系 统 和 不 规 则 的 形 态， 一般表现为叠合连片含油、不均匀富集的特征。
塔河油田碳酸盐岩油藏由于其基质不具备储渗 能力［ １］ ， 古岩溶控制了储集体的分布， 造成了复杂的 缝洞型储集体系和流体分布上的差异性、分隔性， 给 开发造成很大困难。自“ 九五”以来， 针对油藏的这 一特点， 以储层成因相关性为基础， 系统连通性为原 则， 提出了缝洞单元的概念［ ２］ ， 并初步形成了相应的 研究思路和配套技术， 初步形成了一套针对古风化 壳缝洞型油气藏描述与开发的系统思想和方法体 系， 本文着重介绍已经形成的七个主要技术系列。
目前已经成型并广泛应用的技术主要有以下三 个方面。
石油地质学的一个前沿领域， 也是含油气盆地油气 藏形成与分布规律研究需要解决的一个重要问题。 该技术的核心是运用流体包裹体分析技术及饱和压 力—露点压力法对油气成藏期进行研究， 陈红汉等 首次在塔河油田采用地球化学方法（ 配比法） ， 测算 两 次 充 注 原 油 数 量 的 比 率 ①。 这 进 一 步 深 化 了 塔 河 油田的油气成藏期次研究， 从定性分析发展到半定 量分析， 取得了显著进展。
洞缝系统特征 振幅平面图上具有网状不连续 性异常， 呈有规律的簇形条带状展布。
在实践中， 笔者还总结了不同地震预测技术在 不同区块的有效性， 提高了预测和表征碳酸盐岩缝 洞型储层发育带的精度， 从而进一步完善了适合于 塔 河 油 田 碳 酸 盐 岩 大 型 溶 洞 、缝 洞 发 育 带 的 地 震 预 测方法技术系列。例如， 不连续性检测分析方法对 塔河油田缝洞系统的预测效果最好， 吻合率在 ７７％ ～９５％ ； 频率差异分析对塔河 ３ 区 （ 按先后开 发的次序顺序命名） 的地震预测效果较好。地震波 能量衰减因子不同的频率在各区块的响应结果差 异明显， 究其原因主要是不同储层类型对不同频带 的 地 震 波 的 吸 收 有 所 差 别 。一 般 高 频 衰 减 对 岩 溶 洞 穴型储层为主的地震预测效果最好， 例如塔河 ４ 区 （ 图 １ 位 于 塔 河 ４ 区 ） ５１ 口 钻 井 的 吻 合 率 可 达 ９０％ ， 而对塔河 ３ 区以裂缝型储层为主的地震预测 的效果差些， 钻井的吻合率仅有 ６０％ 。振幅变化率 对塔河 ７ 区的地震预测效果好， 是由于该区放空漏 失 在 地 震 上 表 现 为 强 振 幅 的 串 珠 状 反 射 。塔 河 南 部 由于上奥陶统覆盖厚度大， 岩溶发育程度明显比塔 河主体部位差， 钻遇大型缝洞储层的几率变小， 储 层 主 要 为 良 里 塔 格 组 裂 缝 型 、一 间 房 组 孔 隙 型 或 孔 隙—裂 缝 型 。 Ｓ１０５、Ｓ１０６、Ｓ９７ 和 Ｓ１１０ 等 井 出 现 的放空或漏失现象， 主要是钻遇了裂缝发育带， 因 此对该区域的储层预测主要是针对加里东期中— 晚 期 岩 溶 和 裂 缝 作 用 形 成 的 储 层 发 育 带 。由 于 断 裂 对相干和振幅变化率的地震响应在该区块比较敏 感， 因此适宜采用这两种方法预测该区域的有利储 层发育区。
１．１ 多期叠加岩溶缝洞型储层地质识别与 评价技术
塔里木是一个多期次叠合盆地， 多期次构造运 动导致多期次不整合面的叠合以及多期次大气水岩 溶改造和岩溶储层的形成。研究表明， 在塔里木盆 地 受 加 里 东 中 期 、海 西 早 期 构 造 及 不 整 合 面 控 制 的 古岩溶作用及其缝洞型储层尤其重要， 这两个时期 地质背景和构造作用特征的差异， 导致了流体活动 和水—岩相互作用特征的差异， 储层发育分布状况 也明显不一样。多期叠加岩溶储层地质识别与评价 技术的核心是建立不同期次岩溶的发育模式和识别 标志， 明确不同期次岩溶的分布规律及叠加形式， 查 明多期岩溶作用形成的叠加岩溶储层分布的有利地 区。张希明［ ２］ 对该技术有比较详细的论述。
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技术·应用
海相油气地质
第 １１ 卷 第 ４ 期 ２００６年 １０ 月
碳酸盐岩岩溶缝洞型油气藏勘探开发关键技术
— —— 以塔河油田为例
孟伟
（ 中国石化西部石油工程管理中心）
孟伟
摘 要 碳酸盐岩岩溶缝洞型油气藏是受构造—岩溶旋回作用控制、由多个缝 洞单元在空间上叠合形成的复合油气藏， 勘探开发难度比较大。塔河油田是我国 第一个以奥陶系碳酸盐岩岩溶缝洞型油气藏为主的古生界海相大油气田， 勘探 开发有其特殊性和复杂性。目前已初步形成了一套勘探与开发的思想和方法体 系， 具体介绍了已经形成的七个主要技术系列， 包括碳酸盐岩岩溶缝洞型油藏评 价技术、超深碳酸盐岩储层预测技术等。应用这些技术系列， 在塔河油田取得了 良好效果， 提高了油藏采收率及开发井的建产率， 增加了油气藏的可采储量。 关键词 碳酸盐岩油气藏 岩溶油气藏 缝洞型油气藏 油气藏勘探