碳酸盐岩储层缝洞储集体研究进展

碳酸盐岩储层缝洞储集体的分布规律是缝洞型油藏开发的基础。系统总结了碳酸盐岩缝洞储集体的发育特征、主控因素、发育模式和表征方法,并讨论了缝洞储集体的发展趋势。碳酸盐岩储层缝洞储集体在纵向上的分布存在表层、渗流与径流3个岩溶带,主要受沉积环境、流体性质、构造条件与岩溶地貌等地质因素的控制,但在不同地质背景下主控因素的影响存在较大差异。结合缝洞储集体的发育特征与主控因素,缝洞储集体可以划分为不同的岩溶模式、演化阶段、缝洞储集体系统。现阶段缝洞储集体主要分为裂缝、溶洞、裂缝—溶洞、裂缝—断层、断层—溶洞和裂缝—断层—溶洞6种缝洞组合模式。考虑到缝洞储集体的不同表征技术,主要从缝洞储集体的描述、识别与预测3个层次进行表征。阐明断裂体系对缝洞储集体发育的控制作用,建立不同构造样式的缝洞储集体发育模式,是碳酸盐岩缝洞储集体研究的重要内容。采用地质测井和三维地震资料的叠前与叠后多属性联合分析,是定量预测缝洞储集体发育规律的有效手段。     

碳酸盐岩溶洞型储集体地质建模的几个关键问题

与常规储层不同,碳酸盐岩溶洞型储层是一种由古岩溶作用形成的特殊储层,其发育特征复杂,非均质性极强,碎 屑岩储层建模中较为成熟的方法并不适用于该类储层。本文在分析现有研究成果的基础上,以塔河油田为例,讨论了溶洞 型储集体建模中的几个关键问题：以溶洞型储集体成因特征为前提实现地质约束,考虑建模软硬数据的相对性,进行多类 多尺度数据整合以及较完善的溶洞型储集体形态模拟方法;对溶洞型储集体建模研究中亟待发展的问题进行了展望,指出 表征溶洞型储集体复杂形态、配置关系及内部充填特征是下一步的研究方向;认为多点地质统计学方法在表征溶洞型储集 体复杂形态方面是可行的,根据溶洞型储集体充填程度及充填物类型进行属性表征有利于建立更准确的地质模型。     

缝洞型碳酸盐岩储层多类多尺度建模方法研究:以塔河油田四区奥陶系油藏为例

碳酸盐岩缝洞型储层历经多期构造运动以及强烈的风化、剥蚀和淋滤作用,储集空间类型多样,形态极不规则且随机分布,导致储层三维空间描述困难,现有的碎屑岩储层建模方法难以直接借鉴。文中提出碳酸盐岩缝洞型储层应该按照大型洞穴、溶蚀孔洞、大尺度裂缝、小尺度裂缝的"多类多尺度建模"的基本思路。以钻井和地震识别成果作为大型洞穴确定性数据,以地震波阻抗的大型洞穴发育概率体作为井间约束数据,在垂向岩溶分带和平面古地貌分区的岩溶相控下,采用具有趋势的序贯指示模拟方法,建立大型洞穴离散分布模型;以大型洞穴分布作为"相控"约束条件,以井孔解释的溶蚀孔洞作为硬数据,采用序贯指示模拟算法,建立溶蚀孔洞随机分布模型;根据蚂蚁体地震属性自动拾取的断裂信息,人机交互补充和修正地震解释断层数据,建立确定性的大尺度裂缝离散分布模型;基于大尺度裂缝离散分布模型建立井间裂缝发育概率体,根据井孔裂缝密度、裂缝产状,结合退火模拟和基于目标的示性点过程模拟方法,建立小尺度裂缝离散分布模型。以塔河油田四区奥陶系缝洞型油藏为例,建立研究区缝洞型储集体空间展布模型,再现缝洞型储层的结构形态。     

缝洞型油藏连通单元地质建模研究——以哈拉哈塘油田为例

针对哈拉哈塘油田奥陶系裂缝孔洞型储层连通单元井组注水效果差异性很大的问题,开展缝洞单元连通井组地质建模研究。哈拉哈塘油田储集空间岩溶洞穴、孔洞、裂缝非常发育,类型形态多变,具有极强的非均质性,储层空间缝洞体识别及连通方式预测与定量评价难度大。本文首先利用地震识别的大型溶洞和蚂蚁体追踪的大尺度裂缝分布,通过确定性建模方法,建立离散大型溶洞模型和离散大尺度裂缝模型;然后在储层的波阻抗数据体和缝洞体储层构造模型的空间约束下,建立缝洞体连通单元的储层孔隙度模型,储层渗透率模型主要通过线性回归建立基质孔隙度、裂缝参数与渗透率关系,结合动态数值试井对静态回归计算的渗透率数值进行修正;最后利用曲率属性形象表征微裂缝,采用多属性协同模拟方法,建立多尺度离散缝洞储集体三维地质属性模型。该方法定量刻画了缝洞储集体在三维空间的展布特征,很好地表征了单元连通井组连通方式,为单元连通井组开发奠定了坚实的地质基础。     

塔河油田6~7区孔洞型碳酸盐岩储层建模

塔河油田6~7区奥陶系碳酸盐岩储层受岩溶作用影响,非均质性极强。因此,准确地刻画储集体的形态及三维空间展布对油气田的勘探开发至关重要。在对研究区奥陶系缝洞型碳酸盐岩储层纵向发育规律的认识的基础上,首次提出采用"多点统计学"进行储集相建模的基本思路。根据地震属性与孔洞型储层之间的对应关系优选"特征属性",建立基于"特征属性"的"训练图像";以钻井、地震识别以及测井解释成果作为硬数据,地震波阻抗的溶洞发育概率体作为软数据,进行"储集相"模拟。结果表明:该方法不仅实现了对孔洞型储集体形态的模拟,而且再现了孔洞型储集体的复杂结构及空间分布,同时模拟结果与该类型储集体的纵向发育规律相符。     

古潮湿环境下碳酸盐岩缝洞型油气藏结构模式——以塔里木盆地奥陶系为例

岩溶发育的气候条件是决定碳酸盐岩油气田储集空间和运移通道类型的主要因素,溶缝和溶洞是古潮湿环境下塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩岩溶发育的产物。通过对塔里木盆地北缘奥陶系碳酸盐岩古风化壳岩溶发育特征的调查与分析,掌握了溶缝与溶洞的发育分布规律,认为溶洞与裂缝并不是孤立分布的,溶洞与周边有成因联系的影响带(裂缝密集发育带)一起共同组成一个有机的缝洞系统,从而构成了良好的缝洞型储集层。将溶洞与裂缝有机的结合起来,建立了碳酸盐岩风化壳储集体的非均质分布模型—— 缝洞型油气藏结构模式,并提出将裂缝和溶洞比较集中的彼此互相连通的区域作为油元来研究,有利于从宏观上认识缝洞型油气藏的实质。      

塔河油田碳酸盐岩油藏古岩溶洞穴层状结构与形成机理

随着岩溶型碳酸盐岩油藏开发实践的不断深入,层状洞穴储层结构特征和流体同层连通特点逐渐被学者重视。层控岩溶结构、形成要素和过程等是本类油藏有效开发的关键。通过原始地层组构对比和野外溶洞特点,认为:塔河奥陶系岩溶层具较好的对比标志层和岩性差异,为层状岩溶洞穴发育奠定了物质基础;野外顺水平层理多层溶洞和受控于层理缝的管道型古暗河等地质现象,证实了层控岩溶普遍存在。在岩溶洞穴单井识别、连井测井对比、单井动态及地震波形特征的基础上,以典型溶洞带为例,识别出3个主要洞穴层,建立了全新的3层洞穴储集体地质结构剖面:第1层洞穴以砂砾岩充填为主要特点,第2层洞穴呈现洞穴规模大且泥质充填严重,第3层规模较小,主要发育于岩溶地貌高地。运用现代岩溶理论,探讨了层控岩溶的形成机制:碳酸盐岩原岩组构差异是岩溶作用的物质基础和主控因素之一;潜流带岩溶水(饱含CO₂)控制着岩溶洞穴的横向发育,岩溶古地貌控制同层洞穴的横向差异;平缓地层条件下的潜水面水位垂向带迁移控制洞穴的岩溶期次及层状结构。基于各岩溶要素认识,构建了层状岩溶储层发育模式。     

古今湿热气候条件下典型碳酸盐岩缝洞系统结构模式及发育特征

碳酸盐岩地层在湿热气候条件下可形成典型的裂缝-溶洞系统。塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩存在3大构造隆起,与上覆志留系、石炭系地层存在沉积间断,具备了岩溶缝洞形成的基础条件;在泥盆纪、志留纪时塔里木古陆位于低纬度地区,具有与现代中国南方相似的热带、亚热带湿热海洋性气候条件,岩溶作用强烈,为大型岩溶缝洞储层的形成提供了水热条件。为了更好地揭示塔河油田岩溶缝洞储层的发育和分布规律,文章基于对塔北露头区古岩溶的调查分析,结合地震、岩心、测井等资料,并与我国西南岩溶区现代岩溶研究成果相比较,总结了古今湿热气候条件下典型碳酸盐岩缝洞系统的空间结构和发育特征,将其划分为地下河、岩溶洞穴、溶蚀孔洞、溶蚀缝等4种缝洞类型,地下河又细分为单支管道、多支管道、廊道型管道3个亚类,洞穴细分为厅堂型、溶洞型和竖井型洞穴3个亚类,分别建立了这些缝洞类型的地质结构模式,并对其发育特征和地球物理响应特征进行了归纳,为深入认识岩溶缝洞储层油气富集规律和油田地质建模提供科学依据。      

利用多级相控-多点统计法建立碳酸盐岩缝洞储层地质模型

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏储层的空间展布规律性差,非均值性极强,储层发育主要受控于断裂、构造、岩溶水系。塔河油田T739条带,井区岩溶主要受控于断裂,纵向上多套储层发育,油气主要富集在表层两套储层。首先,利用地震、地质、测井、完井测试等资料,进行纵向上储层分段,建立构造模型。其次,借鉴多级相控的思路,将不同地震属性融合预测岩溶发育有利区域,建立岩溶发育区域模型;在岩溶优势发育区域模型的严格约束下,分析溶洞、裂缝类岩溶相的形成的叠置规律,通过训练图形确定岩溶相模式,采用多点统计法建立储层相模型。最后,在储层相模型的基础上,利用序贯高斯方法建立物性模型。     

塔河油田奥陶系岩溶油藏溶洞储集体成因及演化

古岩溶作用形成的溶洞、溶孔、裂缝构成了塔河油田奥陶系缝洞型油藏的重要储集体,控制油气分布。塔河油田奥陶系古岩溶发育主要经历了加里东期和海西早期岩溶作用的改造,通过对塔河油田岩溶作用演化及发育期次的研究,认为O3s尖灭线以北为海西早期岩溶及加里东期岩溶共同作用的结果,以南区域主要为加里东期岩溶发育区。利用岩心、钻井、录井、测井、地震等资料相结合的方法,将塔河油田溶洞储集体从成因上划分为侵蚀型溶洞、异地沉积物充填型、原地沉积物充填型、塌陷型溶洞4种类型。结合塔河油田岩溶储层发育特征,建立了塔河油田奥陶系岩溶洞穴型储层的纵向分布模式和平面分布模式。     

塔河油田奥陶系储层地震响应特征研究

在对岩溶缝洞型碳酸盐岩储层发育特征分析的基础上，进行了该类储集体的地震响应模型实验研究，探讨了该类储集体的地震波场响应特征．对研究区的3D地震资料的精细成像处理和实钻结果表明，风化面附近裂缝、溶洞发育带的地震响应特征为：弱振幅、高振幅变化率、弱相干、低阻抗、低速度等．碳酸盐岩储层内部裂缝、溶洞发育带的地震响应特征为：强振幅、高振幅变化率、弱相干、低阻抗、低速度等．最后对各类地震属性参数及相关技术和缝洞储层间的关系进行了论述．     

基于马蒙算法地质统计学反演的缝洞储集体预测

塔河油田缝洞储集体空间非均质性强,基于地震资料的确定性预测方法表征缝洞储集体时存在多解性。采用一种基于马蒙算法的地质统计学反演方法实现了缝洞储集体的定量预测并作出不确定性评价。首先从地质、地球物理角度获取目标区储集体发育的先验信息,再进行地质统计学参数的实验调试,最终利用地质统计学反演获得储集体岩相类型结果及波阻抗结果的多个实现,并对预测结果作出不确定性评价。该方法提供了一种地震数据主导的缝洞储集体定量预测手段,能够较好地解决溶洞储集体纵向深度归位、地震预测成果不确定评价问题,对于该类油藏的地质建模表征具有指导意义。     

塔河油田奥陶系岩溶型碳酸盐岩油藏储集空间发育特征及地质模式探讨

碳酸盐岩表生岩溶作用控制着塔河油田奥陶系油藏缝洞系统的发育及分布。塔河油田奥陶系油藏经历了加里东期和海西早期两次岩溶作用,造成了储层极强的非均质性。通过塔河油田岩溶作用演化及发育期次的研究,将塔河油田奥陶系垂向岩溶带划分为地表岩溶带、纵向渗滤岩溶带和水平潜流岩溶带,平面上发育岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶洼地3个地貌单元。通过对野外露头、岩心、钻井、测井、地震及生产动态资料的综合研究,认为溶洞、溶蚀裂缝及蜂窝状孔洞等连续孔隙是该区有效储集空间,基质作为不渗透（低渗）层对缝洞系统有一定的隔挡作用。结合表生岩溶洞穴的原理及对孔隙状态的控制作用,将塔河油田溶洞储集体根据不同成因分为落水洞、潜流洞和小溶洞,按溶洞充填物类型分为垮塌充填洞、机械充填洞和化学充填洞,同时建立了不同类型孔洞系统的识别特征及地质模式。结合塔河油田洞穴储层发育特征及生产实际,最终建立了塔河油田岩溶储集空间展布模式。     

轮古西地区奥陶系碳酸盐岩古暗河系统地震特征分析

塔里木盆地轮古地区奥陶系碳酸盐岩古潜山内发现了大量岩溶缝洞型油藏,油气主要富集在缝洞储层中,这些缝洞储层主要跟碳酸盐岩古潜山内的古暗河系统有关。特别是在轮古西地区,古暗河系统最为发育,古暗河系统缝洞储层在纵、横向上具有较强的非均质性,搞清该区古暗河系统地震地质特征,是该区缝洞型油藏高效开发的关键。根据现代岩溶暗河特征,结合该区测井和钻井资料,建立暗河地质模型,开展模型正演模拟研究。研究结果表明,在致密灰岩背景下发育的地下暗河系统在地震剖面上表现为连续线性的强反射特征,暗河高度、宽度变窄,地震振幅变弱。地震上振幅越强,表明对应的暗河洞穴越大、充填物速度越低;振幅属性可以较准确地刻画地震上暗河的横向范围,频率、相位属性可以刻画地震上暗河的轮廓,但刻画的范围比实际暗河要大;暗河系统主河道易被泥质充填,分支暗河道被充填的概率低,是暗河储层发育的主要场所,也是油气富集的主要地区。     

塔河油田二区奥陶系优势储集体特征及控制因素

塔河油田二区奥陶系碳酸盐岩油藏储集体类型由缝洞型、高能微孔隙型、压溶孔缝型组成。通过岩心薄片观察并结合地震、测井、录井和试油等资料,查明了受次生溶蚀作用控制的岩溶缝洞型、受高能沉积相带控制的微孔隙型和受压溶作用及白云化作用控制的压溶孔缝型储层的特征和分布,并且识别出溶蚀孔洞、溶蚀缝、构造缝、粒内孔、粒间孔、铸模孔、晶间孔、晶内孔、缝合线和微裂缝10种储集空间。实际上,上述储集体主要为高能沉积相带形成的颗粒灰岩演化而成,这些颗粒灰岩经过埋藏压实和胶结等作用形成了以次生微孔隙为主的微孔隙型储集体,经过压溶和白云岩化作用形成了受成岩演化控制的压溶孔缝型储集体,在塔北奥陶系岩溶期形成了岩溶缝洞型储集体。塔河油田二区南部受沉积相展布和成岩作用影响,颗粒灰岩和云斑状灰岩发育;北部古隆起风化剥蚀作用较强,发育大型溶洞储层;东部斜坡带古河流发育,溶蚀缝洞储层多沿古河道分布;西部受深大断裂控制,溶蚀孔洞沿断裂垂向发育。     

基于石花洞空间分布预测塔河油田6-7区盲端型剩余油

塔河油田6-7区为碳酸盐岩缝洞型油藏,储集体中存在着大量剩余油等待开采。由于储集体发育较复杂,导致剩余油预测难度较大。6-7区缝洞体空间展布特征不清楚,开发、增产措施作用机制不明确。为探究剩余油的潜在分布,以地表石花洞空间展布为基础,对比分析塔河6-7区地下溶洞分布情况。采用Level Set数值法对多层缝洞型油藏的剩余油分布进行模拟,提出盲端型剩余油概念。利用模拟结果对石花洞空间展布中盲端型剩余油进行预测。well 3井在C2储层段钻遇地下暗河河道,有剩余油分布,可通过钻新井进行开采。well 2井钻遇上游河道旁侧,对C2段进行酸压可沟通储集体。     

塔河岩溶型碳酸盐岩缝洞系统流体动态连通性研究

塔里木盆地塔河油田下奥陶统碳酸盐岩储集体属于表生岩溶作用形成的喀斯特缝洞系统。其储集体孔隙空间类型主要为与原始组构无关的连通孔洞,其孔隙系统由岩溶洞穴、溶蚀裂缝和溶蚀孔三大类型的储集空间复合而成。油田开发实践证实,油藏呈现出多压力系统、差异连通的特征。文中针对缝洞型碳酸盐岩连通缝洞孔隙系统的特征,分析了区别于分散型碳酸盐岩储集体的特征。基于油藏的孔洞系统复杂的特点,说明利用各类动态资料对油藏储层缝洞体研究十分重要。通过动态研究方法,推测喀斯特缝洞系统中的连通体--“缝洞单元”。笔者提出了利用动态信息分析油藏之间缝洞连通性的研究思路和方法:（1）同一缝洞单元内,单井地层压力趋势下降相似;（2）井间干扰系统测试是较直接的连通确定方法;（3）开发井生产异常,导致同一缝洞单元相邻井出现相应动态变化;（4）注水井的示踪剂注入,检测邻近井检测示踪剂的含量、受效时间等,判断井间的连通级别;（5）不通缝洞单元的流体组分、密度和粘度等存在差异。结合塔河油田实际资料,共划分了42个缝洞单元,认为缝洞储集体的分布与岩溶古地貌、古水系和断裂带有一定的吻合性。     

中国海相油气田勘探实例之十二 塔里木盆地轮南奥陶系油气田的勘探与发现

轮南奥陶系海相碳酸盐岩油气田位于塔北隆起轮南低凸起中部,是中国第一个海相碳酸盐岩特大型油气田。油气田发现于1988年,至2008年底控制+探明油气地质储量为18.78×108t。塔里木盆地长期构造沉积演化形成了轮南奥陶系碳酸盐岩大型古潜山及内幕背斜,潜山背斜具有古隆起控油,岩溶斜坡油气富集及准层状油气藏等特征。油气田区域性盖层为中—上奥陶统、下石炭统、上三叠统泥岩,主力烃源岩为寒武系—下奥陶统与中—上奥陶统碳酸盐岩及泥灰岩,主要目的层为奥陶系石灰岩顶面之下200m范围内的潜山岩溶缝洞型储集体与内幕层间岩溶缝洞型储集体。通过缝洞系统预测评价、酸压储层改造、稠油掺稀开采等技术攻关,勘探开发一体化管理,创新了复杂碳酸盐岩勘探开发理论与配套技术,实现了轮南奥陶系油气产量储量的快速增长。论述油气田勘探与发现的历程,剖析了取得勘探突破的实践与认识。     

断裂控制的非暴露型大气水岩溶作用模式——以塔北Ym2构造奥陶系碳酸盐岩储层为例

岩溶储层在碳酸盐岩储层中占有重要的地位,但过去一直认为表生期碳酸盐岩地层抬升至地表受大气水潜水面控制的岩溶作用是其主要成因.本文在充分认识塔北英买2地区构造地质背景的基础上,通过岩石学、地球化学及其与岩溶成因和控制因素关系的综合分析,提出在地层沉积序列完整的内幕区也可形成大气水岩溶作用改造的缝洞型储层.以岩芯和薄片观察...     

基于地质统计学反演的碳酸盐岩孔缝洞预测研究

提出一种基于地质统计反演的碳酸盐岩孔缝洞预测方法:首先,根据碳酸盐岩矿物成分,利用电阻率曲线和三孔隙度曲线计算单井裂缝孔隙度和次生孔隙度;然后,利用地质统计反演分别预测裂缝以及溶孔溶洞的平面分布特征;最后,通过综合分析得到碳酸岩储层的孔缝洞发育区带。将该方法应用于研究区碳酸盐岩储层的孔缝洞预测中,得到的孔缝洞分布特征与已知的白云岩分布特征较为吻合,验证了该方法的有效性。