正演模擬在柯克亞卡拉塔爾組油氣預(yù)測(cè)中的運(yùn)用

潘俊堯 許建華 李海豐 管亞倫 田開(kāi)琦

1.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，中國(guó)·陜西 西安 710065

2.中國(guó)石油東方地球物理公司研究院庫(kù)爾勒分院，中國(guó)·新疆 庫(kù)爾勒 841000

1 引言

柯克亞背斜歷經(jīng)多年氣藏滾動(dòng)開(kāi)發(fā)，面臨上井建產(chǎn)等各種難題，為增儲(chǔ)上產(chǎn)，引入波性特征參數(shù)思路，對(duì)柯克亞卡拉塔爾組油氣富集規(guī)律重新認(rèn)識(shí)，并通過(guò)正演模擬試驗(yàn)對(duì)其驗(yàn)證，證實(shí)白云巖頂面發(fā)育的弱波峰反射為油氣富集區(qū)的響應(yīng)，為后續(xù)卡拉塔爾組高效開(kāi)發(fā)具有重要研究意義, 實(shí)現(xiàn)氣藏高效開(kāi)發(fā)。

2 地質(zhì)背景

柯克亞背斜發(fā)育在葉城凹陷第二排構(gòu)造帶一個(gè)大型鼻狀隆起上，此鼻狀構(gòu)造西以鞍部同棋盤(pán)鼻狀構(gòu)造相連，組成葉城凹陷第二排構(gòu)造帶?？驴藖啽承鄙顚涌ɡ柦M頂構(gòu)造是一個(gè)早期受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)擠壓、張力影響的、被斷裂復(fù)雜化的短軸背斜構(gòu)造圈閉，該背斜有一條沿東西向展布，穿過(guò)構(gòu)造核部的南傾逆斷裂發(fā)育，該斷裂把柯克亞背斜分成南北兩塊，主高點(diǎn)在南塊?？律?、柯深101、柯深102、柯深103等井鉆探證實(shí)，構(gòu)造內(nèi)無(wú)通天斷層發(fā)育，斷層向上均在下第三系內(nèi)即消失，向下多條斷層切割深部地層，利于卡拉塔爾組圈閉內(nèi)油氣的聚集與保存[1]。

卡拉塔爾組地層厚度穩(wěn)定，主要發(fā)育顆粒灘、局限海灣、瀉湖和潮坪四種沉積亞相，自下而上縱向上呈現(xiàn)出多套顆粒灘、瀉湖和局限海灣組合序列?？死柦M可分上灰?guī)r段、白云巖段、下灰?guī)r段，其中下灰?guī)r段縱向上發(fā)育兩套顆粒灘與局限海灣沉積組合序列，白云巖段縱向上呈現(xiàn)局限海灣、顆粒灘、瀉湖、潮坪沉積組合序列，而上灰?guī)r段縱向發(fā)育瀉湖與顆粒灘沉積組合序列[2]。本組儲(chǔ)層分布集中，單層厚度較大，儲(chǔ)層物性差—好，綜合評(píng)價(jià)為中等儲(chǔ)集層。該套碳酸鹽巖非均質(zhì)性嚴(yán)重，碳酸鹽巖以泥晶結(jié)構(gòu)為主，局部為細(xì)粉晶結(jié)構(gòu)，性脆硬。巖屑呈片狀。局部見(jiàn)少許白色它形晶方解石、白云石。處于上盤(pán)的白云巖段有效裂縫最為發(fā)育，裂縫段厚度較大，測(cè)試常獲得高產(chǎn)井，處于下盤(pán)的白云巖段裂縫充填程度高，油氣產(chǎn)出效果差。

3 開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)及問(wèn)題

柯克亞卡拉塔爾組經(jīng)歷多年開(kāi)發(fā)，對(duì)已鉆井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，卡拉塔爾組白云巖整體含氣，而下灰?guī)r段局部裂縫發(fā)育區(qū)有水。證據(jù)共有三點(diǎn)：

①白云巖段氣測(cè)顯示活躍，生產(chǎn)純油，而白云巖段和下灰?guī)r段同時(shí)打開(kāi)，則生產(chǎn)見(jiàn)水（見(jiàn)圖1）。②下灰?guī)r段局部裂縫發(fā)育，具備儲(chǔ)集水體能力，鉆井生產(chǎn)見(jiàn)水。③KZ106井生產(chǎn)特征表明下灰?guī)r段出水可能性大，雖然已知白云巖段油氣充足，但局部油氣富集區(qū)分布的確定才是關(guān)鍵。

圖1 柯克亞卡拉塔爾組地層對(duì)比圖

柯克亞卡拉塔爾組經(jīng)歷多年開(kāi)發(fā)，早期的構(gòu)造控藏、斷塊控藏，到近期的斷縫體控藏，地質(zhì)認(rèn)識(shí)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，促使很多油氣井成功上鉆。但是2018年新上鉆的兩口鉆井均失利，說(shuō)明對(duì)卡拉塔爾組認(rèn)識(shí)還存在缺陷，對(duì)卡拉塔爾組油氣富集區(qū)分布刻畫(huà)還是不夠，滾動(dòng)部署風(fēng)險(xiǎn)大[3]。

采用波形特征參數(shù)研究思路，研究發(fā)現(xiàn)，高產(chǎn)井的白云巖頂面下多發(fā)育一套弱波峰反射。

4 波形特征參數(shù)思路驗(yàn)證

4.1 已鉆井驗(yàn)證

對(duì)柯克亞工區(qū)內(nèi)已鉆井重新梳理統(tǒng)計(jì)，采用波性特征剖面解釋?zhuān)瑢?duì)已鉆井重新認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)了高產(chǎn)井白云巖頂面發(fā)育一套弱波峰反射，而低產(chǎn)井、失利井白云巖頂面未發(fā)育弱波峰反射（見(jiàn)圖2）[4]。因此，根據(jù)已鉆井分析，波形特征參數(shù)思路中，白云巖頂面發(fā)育的弱波峰反射是對(duì)油氣富集區(qū)的積極響應(yīng)。該思路符合已鉆井的基本規(guī)律，但是仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。

圖2 柯克亞卡拉塔爾組A 油氣井D 干井波形特征圖

4.2 正演模擬分析

要做正演模擬，首先要對(duì)各已鉆井速度分析。在柯克亞卡拉塔爾組構(gòu)造高點(diǎn)選擇5 口已鉆井，已知各井AC、VSP 曲線(xiàn)及生產(chǎn)狀況。其中，A 井獲工業(yè)油氣流，累計(jì)產(chǎn)油6.94 萬(wàn)噸、氣2.38 億方，為純油氣井并以油為主；B 井獲工業(yè)油氣流，累計(jì)產(chǎn)油1180 噸、氣490.7 萬(wàn)方、水3.32萬(wàn)噸，為氣水同出井[5]；C 井獲工業(yè)油氣流，累計(jì)產(chǎn)油3.55萬(wàn)噸、氣0.72 億方，為純油氣井；D 井未獲工業(yè)油氣流為干井；F 井未獲工業(yè)油氣流，累計(jì)產(chǎn)油9.55 萬(wàn)噸、氣2.35億方、水17.6 萬(wàn)噸，為油水同出井。

從圖3可知，在柯克亞卡拉塔爾組，干井速度最大、其次為油井，而油水同出井速度較小、氣水同出井速度最小，即V 干井＞V 油井＞V 油水同出＞V 氣水同出。并且各鉆井卡拉塔爾組速度都是由測(cè)井曲線(xiàn)換算得來(lái)的，各井曲線(xiàn)已標(biāo)準(zhǔn)化，所以速度是可靠真實(shí)的。并且發(fā)現(xiàn)各類(lèi)型井速度差異大，能夠較好的區(qū)別各井不同油氣情況，故可用正演模擬來(lái)驗(yàn)證。

圖3 柯克亞卡拉塔爾組5 口井速度規(guī)律

4.3 正演模擬驗(yàn)證

已知A井累計(jì)產(chǎn)油6.94萬(wàn)噸、氣2.38億方、為純油氣井，B 井累計(jì)產(chǎn)油1180 噸、氣490.7 萬(wàn)方、水3.32 萬(wàn)噸，為油水同出井。并且A 井B 井的波形特征參數(shù)剖面中，A 井白云巖頂面存在一套明顯的弱波峰反射，而B(niǎo) 井不存在弱波峰反射，A 井B 井差異大（見(jiàn)圖4）。故可用過(guò)AB 井連井剖面作為二維正演模擬的模型基礎(chǔ)，查看不同流體時(shí)，正演結(jié)果與地震剖面對(duì)比，以驗(yàn)證白云巖頂部弱波峰反射為何種流體的響應(yīng)。

圖4 柯克亞卡拉塔爾組過(guò)AB 井波形特征剖面

根據(jù)鉆井生產(chǎn)情況，設(shè)置5 種正演模型，分別做二維自激自收正演模擬。

模型1：假設(shè)A、B 井鉆遇的白云巖中不含油氣、水，即假設(shè)A、B 井為干井；正演結(jié)果表明，白云巖頂部弱波峰反射特征不明顯，與實(shí)際地震剖面不吻合，即干井的地震響應(yīng)不為弱波峰反射（見(jiàn)圖5）。

圖5 卡拉塔爾組正演模型1 與正演結(jié)果

模型2：假設(shè)A 井B 井鉆遇的白云巖中全部充注水，即假設(shè)A 井B 井中流體為水；正演結(jié)果表明，白云巖頂部弱波峰反射特征也不明顯，與實(shí)際地震剖面不吻合，即水井的地震響應(yīng)不為弱波峰反射（見(jiàn)圖6）。

圖6 卡拉塔爾組正演模型2 與正演結(jié)果

模型3：假設(shè)A 井、B 井鉆遇的白云巖中全部充注油氣，即假設(shè)A 井B 井中流體為油；正演結(jié)果表明，白云巖頂部弱波峰反射特征較明顯，與實(shí)鉆地震剖面基本吻合，即地震響應(yīng)中的弱波峰反射為油氣的響應(yīng)（見(jiàn)圖7）。

圖7 卡拉塔爾組正演模型3 與正演結(jié)果

模型4：假設(shè)A井B井鉆遇的白云巖中全部充注油氣，即假設(shè)A井B井中為油、氣充注，且A井、B井下灰?guī)r段有水；正演結(jié)果表明，白云巖頂部弱波峰反射特征明顯，與實(shí)際地震剖面吻合，地震響應(yīng)中的弱波峰反射為油氣的響應(yīng)，且下灰?guī)r是否含水，對(duì)白云巖成像影響較小（見(jiàn)圖8）。

圖8 卡拉塔爾組正演模型5 與正演結(jié)果

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)已鉆井波性特征分析及正演模擬論證，證實(shí)了卡拉塔爾組波形正演對(duì)油氣富集區(qū)的相關(guān)性，明確了在波形特征研究思路中，白云巖頂面發(fā)育的弱波峰反射為油氣富集區(qū)的響應(yīng)，為后續(xù)卡拉塔爾組高效開(kāi)發(fā)具有重要研究意義。