縫洞型碳酸鹽巖油藏“二次定量雕刻”技術(shù)及其應(yīng)用

李勇，鄧曉娟，寧超眾，王琦，崔仕提，張琪，萬(wàn)效國(guó)

（1. 中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083；2. 中國(guó)石油塔里木油田勘探開(kāi)發(fā)研究院，新疆庫(kù)爾勒 841000）

0 引言

塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖地層年代老、埋藏深、規(guī)模大，經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，巖溶作用造成溶蝕孔、縫及洞穴發(fā)育，儲(chǔ)集體類型以洞穴型、裂縫-孔洞型為主，統(tǒng)稱縫洞型儲(chǔ)集層[1-2]。由于單個(gè)縫洞體規(guī)模有限，并且埋藏深度大，平面響應(yīng)范圍非常有限，縱向受多次繞射波影響，地震識(shí)別難度大[3]。大型的洞穴型儲(chǔ)集層在地震資料上表現(xiàn)為“串珠型”強(qiáng)振幅特征，是主要的鉆探目標(biāo)；小型的孔洞型及裂縫型儲(chǔ)集層在地震資料上難以直接識(shí)別，裂縫主要起溝通儲(chǔ)集層的作用[4]?？p洞型碳酸鹽巖油藏還存在“一洞一藏”現(xiàn)象，即同一個(gè)縫洞體油藏內(nèi)油水界面一致，多個(gè)相鄰的縫洞體油藏油水界面不統(tǒng)一?？p洞型碳酸鹽巖油藏“埋藏深、非均質(zhì)性嚴(yán)重、儲(chǔ)集類型多樣及油水關(guān)系異常復(fù)雜”等特點(diǎn)[5-8]，導(dǎo)致認(rèn)識(shí)和開(kāi)發(fā)油藏難度極大，油田開(kāi)發(fā)面臨鉆井成功率低、產(chǎn)量遞減快、能量補(bǔ)充方式選擇難、開(kāi)發(fā)效果差、采收率低于 15%等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益開(kāi)發(fā)和長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)存在諸多挑戰(zhàn)。

縫洞雕刻，就是定量表征縫洞型儲(chǔ)集層的空間分布、組合形態(tài)及連通關(guān)系，建立能客觀反映有效儲(chǔ)集層特征的地質(zhì)模型，為儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)、儲(chǔ)量評(píng)價(jià)、鉆完井以及開(kāi)發(fā)措施調(diào)整提供依據(jù)。由于鉆井時(shí)縫洞發(fā)育段常發(fā)生“放空”或“漏失”等工程異?，F(xiàn)象，導(dǎo)致巖心和測(cè)井資料無(wú)法有效獲取，使得傳統(tǒng)的縫洞雕刻只能基于靜態(tài)地震信息和極其有限的測(cè)錄井信息，因此可稱為靜態(tài)縫洞雕刻。目前靜態(tài)縫洞雕刻[9-15]總體思路均為先用地震屬性或其融合體表征不同縫洞體儲(chǔ)集層幾何結(jié)構(gòu)，再結(jié)合反演孔隙度體計(jì)算縫洞體儲(chǔ)量，對(duì)縫洞體外部輪廓雕刻能夠定量，對(duì)內(nèi)部構(gòu)型及孔滲飽物性的研究處于半定量階段。更多研究表明，靜態(tài)縫洞雕刻體實(shí)際是一個(gè)巖石、空間和流體復(fù)雜地質(zhì)體的綜合響應(yīng)，并非孔隙空間的直接反應(yīng)[3,15-19]；同時(shí)，單一地震解釋方法也存在多解性和不確定性，這些不確定性表現(xiàn)為縫洞體形態(tài)、儲(chǔ)量規(guī)模、縫洞體間連通性等雕刻特征受地震解釋方法和參數(shù)設(shè)置影響大，造成靜態(tài)雕刻儲(chǔ)量與動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)儲(chǔ)量結(jié)果差異較大，而動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量較接近實(shí)際儲(chǔ)集體的儲(chǔ)量。以上因素也是目前依靠縫洞雕刻導(dǎo)致鉆井成功率不高、連通性解釋不明、儲(chǔ)量計(jì)算不準(zhǔn)等問(wèn)題的主要原因。

目前國(guó)外對(duì)縫洞型碳酸鹽巖油藏的研究主要側(cè)重于成因機(jī)理，而對(duì)儲(chǔ)集層定量刻畫(huà)及不確定性研究較少。國(guó)內(nèi)雖然對(duì)縫洞型碳酸鹽巖油藏做過(guò)較多定量刻畫(huà)研究，但主要基于靜態(tài)地震信息的縫洞雕刻，對(duì)雕刻過(guò)程中的不確定性研究、 動(dòng)態(tài)信息在儲(chǔ)集體雕刻中的約束及優(yōu)化作用研究較少。本文把傳統(tǒng)的縫洞靜態(tài)雕刻看作是“一次雕刻”，在此基礎(chǔ)上，以塔里木盆地H區(qū)塊奧陶系縫洞型碳酸鹽巖油藏為研究對(duì)象，提出縫洞儲(chǔ)集層“二次雕刻”理念，建立了縫洞儲(chǔ)集層“二次雕刻”基本流程。在分析靜態(tài)雕刻不確定性關(guān)鍵影響因素基礎(chǔ)上，通過(guò)動(dòng)靜結(jié)合手段對(duì)靜態(tài)雕刻體進(jìn)行校正，提高了波阻抗反演和孔隙度解釋精度、動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)了縫洞體連通性、優(yōu)選了縫洞雕刻體，從而降低了縫洞雕刻的不確定性，對(duì)比一次雕刻結(jié)果，縫洞體刻畫(huà)精度提高，儲(chǔ)量更靠實(shí)，對(duì)指導(dǎo)縫洞型碳酸鹽巖油氣藏高效開(kāi)發(fā)具有重要意義。

1 靜態(tài)縫洞雕刻的不確定性

通過(guò)對(duì)塔里木縫洞型碳酸鹽巖油藏雕刻研究，分析了影響縫洞靜態(tài)雕刻結(jié)果的關(guān)鍵不確定性因素，包括波阻抗反演的不確定性、波阻抗與孔隙度關(guān)系的不確定性以及縫洞體連通性解釋的不確定性等。

1.1 地震反演的局限性及不確定性

地震波阻抗反演是刻畫(huà)縫洞體分布的基本方法，目前反演方法有確定性反演與統(tǒng)計(jì)學(xué)反演（見(jiàn)圖1）。確定性反演缺乏足夠測(cè)錄井信息約束且完全忠實(shí)于地震資料，且當(dāng)碳酸鹽巖地層大型洞穴體儲(chǔ)集層發(fā)育時(shí)，在地震剖面上表現(xiàn)為強(qiáng)反射，將嚴(yán)重削弱與之連通或相鄰的小型孔洞型儲(chǔ)集層的反射，使其無(wú)法正常表征（見(jiàn)圖1b）。統(tǒng)計(jì)學(xué)反演通過(guò)給定不同儲(chǔ)集層類型的先驗(yàn)概率以及概率密度函數(shù)、縱向及橫向變差函數(shù)等參數(shù)，利用貝葉斯判別及蒙特卡羅模擬產(chǎn)生多個(gè)等概率波阻抗模擬結(jié)果。當(dāng)在模擬結(jié)果基礎(chǔ)上得到的正演地震與實(shí)際地震殘差小于設(shè)定值時(shí)，則可認(rèn)為地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)模型與地震模型基本達(dá)到一致。統(tǒng)計(jì)學(xué)反演多個(gè)實(shí)現(xiàn)具有高分辨特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)縫洞體內(nèi)幕，尤其是對(duì)孔洞層進(jìn)行描述。然而在鉆井、錄井、測(cè)井等靜態(tài)資料不足情況下，洞穴型儲(chǔ)集層、孔洞型儲(chǔ)集層及致密灰?guī)r層在某一層段內(nèi)的先驗(yàn)概率不確定性較大。圖1c—圖1f僅展示了其中的4個(gè)實(shí)現(xiàn)，每一個(gè)實(shí)現(xiàn)均符合統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)給定的巖相比例（洞穴層、孔洞層、致密層）、概率密度函數(shù)等，統(tǒng)計(jì)學(xué)模擬了巖相類型在縱向上的不同組合，因此由反演不確定性產(chǎn)生的阻抗模型也具有不確定性。

圖1 地震剖面、不同反演方法縱波阻抗結(jié)果對(duì)比

1.2 孔隙度預(yù)測(cè)的不確定性

地震波阻抗是縫洞體內(nèi)部巖石、儲(chǔ)集空間和流體的綜合反映，與孔隙度（儲(chǔ)集空間）具有較好正相關(guān)關(guān)系?，F(xiàn)行的主要方法是建立地震波阻抗與測(cè)井孔隙度等效關(guān)系，然后通過(guò)線性或者非線性方式將地震波阻抗轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)集層孔隙度。然而對(duì)于縫洞型儲(chǔ)集層，測(cè)井僅僅是測(cè)得規(guī)模相對(duì)較小的孔洞、孔隙型儲(chǔ)集層，而對(duì)儲(chǔ)集空間貢獻(xiàn)最大的洞穴型儲(chǔ)集層無(wú)法獲得測(cè)井信息，這直接導(dǎo)致了波阻抗與孔隙度的轉(zhuǎn)換模型難以完整表征縫洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)集層，導(dǎo)致最終結(jié)果存在較大的誤差與不確定性。通過(guò)對(duì)塔里木盆地縫洞型碳酸鹽巖油藏實(shí)際井資料統(tǒng)計(jì)，建立測(cè)井解釋孔隙度與縱波阻抗值關(guān)系圖（見(jiàn)圖2），測(cè)井解釋孔隙度均小于8%，孔隙度與縱波阻抗具有一定的相關(guān)性，同時(shí)也存在一定的不確定性，相同波阻抗情況下的孔隙度最大值與最小值相差 3%～4%，更為嚴(yán)重的是對(duì)于孔隙度大于 8%的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層段以及規(guī)模更大的洞穴型儲(chǔ)集層，由于有效測(cè)井曲線缺失，無(wú)法進(jìn)行量化。

圖2 波阻抗與測(cè)井解釋孔隙度關(guān)系圖

1.3 儲(chǔ)集層連通性表征的不確定性

縫洞型碳酸鹽巖油藏由于不同尺度的孔洞縫發(fā)育導(dǎo)致儲(chǔ)集層連通性非常復(fù)雜。其中，裂縫可以改善碳酸鹽巖儲(chǔ)集層物性，同時(shí)也起著連通儲(chǔ)集體的作用，直接影響儲(chǔ)集層連通性及油氣藏規(guī)模。較大尺度的裂縫會(huì)造成地震響應(yīng)的變化。目前主要用相干體、螞蟻體、曲率體等地震屬性綜合識(shí)別裂縫[20]，但由于不同尺度裂縫分布復(fù)雜、地震分辨率有限，不同地震屬性表征結(jié)果差異大，裂縫預(yù)測(cè)結(jié)果具有非常強(qiáng)的不確定性。地震屬性雕刻裂縫是一種統(tǒng)計(jì)學(xué)模式識(shí)別方法，雕刻結(jié)果嚴(yán)重依賴井上裂縫模型質(zhì)量。縫洞發(fā)育層段測(cè)井曲線難以獲取，造成井樣本數(shù)量不夠或缺乏代表性，導(dǎo)致裂縫分布預(yù)測(cè)結(jié)果存在較大的不確定性。同時(shí)，地震屬性的裂縫解釋門(mén)限值選取偏高或偏低也會(huì)導(dǎo)致裂縫雕刻結(jié)果差異大[21]（見(jiàn)圖3）。通過(guò)開(kāi)展疊后相干增強(qiáng)裂縫預(yù)測(cè)，展示了相似度小于0.65及0.7時(shí)的裂縫分布情況（見(jiàn)圖3a、圖3b），這兩種裂縫分布模式直接影響縫洞連通性及規(guī)模的判斷。

圖3 裂縫分布的不確定性

2 動(dòng)靜結(jié)合縫洞“二次雕刻”概念及關(guān)鍵技術(shù)

2.1 二次定量雕刻的理念與含義

針對(duì)塔里木盆地縫洞型碳酸鹽巖油藏雕刻的難點(diǎn)，提出考慮不確定性的動(dòng)靜結(jié)合“二次定量雕刻”理念。明確縫洞雕刻過(guò)程中的關(guān)鍵不確定性參數(shù)及考慮不確定性的縫洞雕刻技術(shù)是縫洞“二次雕刻”的理念之一。在資料品質(zhì)一定的客觀情況下，需重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)縫洞儲(chǔ)集體雕刻過(guò)程中主要不確定性因素及其影響的研究，以減小不確定性影響，使儲(chǔ)集體雕刻結(jié)果更接近地下真實(shí)情況。

以靜態(tài)地震資料為主對(duì)縫洞體進(jìn)行刻畫(huà)可稱為靜態(tài)縫洞雕刻或“一次雕刻”，而在靜態(tài)雕刻基礎(chǔ)上，通過(guò)其他資料尤其是大量動(dòng)態(tài)資料的補(bǔ)充及認(rèn)識(shí)、新手段、新技術(shù)對(duì)雕刻體再次進(jìn)行校正可稱為“動(dòng)靜結(jié)合雕刻”，也稱為“二次雕刻”（即“二次定量雕刻”）。油田在開(kāi)發(fā)階段積累了大量產(chǎn)量、注入量、壓力監(jiān)測(cè)、試井、試油測(cè)試等各種類型的動(dòng)態(tài)資料。通過(guò)將動(dòng)態(tài)資料分析所得認(rèn)識(shí)、結(jié)果與靜態(tài)雕刻相結(jié)合，可以彌補(bǔ)縫洞型油藏巖心和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的缺失及不足，大大降低縫洞雕刻體的不確定性。如應(yīng)用動(dòng)態(tài)信息約束地震波阻抗反演、通過(guò)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量反算儲(chǔ)集體孔隙度從而修正靜態(tài)雕刻孔隙度、應(yīng)用動(dòng)態(tài)法反推油水界面、通過(guò)動(dòng)態(tài)響應(yīng)評(píng)價(jià)儲(chǔ)集體連通性、通過(guò)數(shù)值模擬修正縫洞雕刻模型等，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)靜結(jié)合定量表征縫洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的類型、規(guī)模、連通性、物性、其它油藏特征及參數(shù)，實(shí)現(xiàn)縫洞儲(chǔ)集體“二次定量雕刻”。動(dòng)靜結(jié)合是“二次定量雕刻”理念的核心。

2.2 動(dòng)靜結(jié)合縫洞“二次雕刻”關(guān)鍵技術(shù)

二次雕刻的核心是充分利用動(dòng)態(tài)分析與動(dòng)態(tài)描述取得的認(rèn)識(shí)，來(lái)減小因地震分辨率不足以及裂縫和洞穴儲(chǔ)集層發(fā)育段測(cè)井曲線的缺失等所導(dǎo)致的縫洞雕刻過(guò)程中的不確定性。本文在縫洞一次雕刻的基礎(chǔ)上重點(diǎn)考慮了縫洞雕刻過(guò)程中的波阻抗反演、波阻抗-孔隙度關(guān)系、儲(chǔ)集層連通性 3類主要的不確定性因素，利用動(dòng)態(tài)資料如試油試采及酸壓措施改造等信息約束地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演，從而減小地震反演中的不確定性；采用產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法、物質(zhì)平衡法等評(píng)價(jià)已投產(chǎn)井的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量，利用動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量及靜態(tài)一次雕刻體積反算孔隙度，從而修正高孔隙度區(qū)間波阻抗與孔隙度的關(guān)系；通過(guò)動(dòng)態(tài)分析確定的儲(chǔ)集體連通性來(lái)對(duì)縫洞雕刻模型進(jìn)行優(yōu)選；通過(guò)計(jì)算的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量對(duì)縫洞雕刻模型進(jìn)行優(yōu)選等。通過(guò)動(dòng)靜態(tài)結(jié)合使得動(dòng)靜態(tài)認(rèn)識(shí)一致，從而獲得更加可靠的雕刻結(jié)果（見(jiàn)圖4）。在塔里木盆地H區(qū)塊應(yīng)用該方法，從動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)約束的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)波阻抗反演、動(dòng)靜結(jié)合修正孔隙度與波阻抗關(guān)系和儲(chǔ)集層連通性動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)來(lái)討論該技術(shù)方法的流程思路，并結(jié)合基于動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量對(duì)縫洞雕刻結(jié)果優(yōu)選和反推油水界面等幾個(gè)方面測(cè)試該方法的應(yīng)用效果。證實(shí)縫洞二次雕刻較一次雕刻的結(jié)果精度明顯提高，與生產(chǎn)揭示的儲(chǔ)集層特征符合率更高，儲(chǔ)量更靠實(shí)。

圖4 縫洞型碳酸鹽巖油藏二次雕刻流程圖

2.2.1 基于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)信息約束波阻抗反演

地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演是基于井的傳統(tǒng)地質(zhì)建模技術(shù)和地震反演技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，是一種充分融合測(cè)井、地震和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)信息的高分辨率儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)方法。在僅依靠測(cè)井曲線約束反演不確定性較大的情況下，可通過(guò)鉆錄井、酸壓、試油、試井及試采等動(dòng)態(tài)信息及儲(chǔ)集層動(dòng)態(tài)描述技術(shù)，綜合識(shí)別縫洞儲(chǔ)集層類型及占比關(guān)系。將基于動(dòng)態(tài)的儲(chǔ)集層認(rèn)識(shí)作為概率密度函數(shù)、占比關(guān)系、變差函數(shù)等地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)信息約束波阻抗反演，并結(jié)合地震體對(duì)隨機(jī)模擬的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行合成地震記錄殘差計(jì)算和模型回控，最終降低波阻抗反演中的不確定性，達(dá)到動(dòng)靜結(jié)合二次雕刻的目的。

H區(qū)塊勘探階段鉆井較少，僅有Well-1和Well-3（如圖5a），目標(biāo)主要為強(qiáng)振幅串珠反射的洞穴型儲(chǔ)集層，鉆遇強(qiáng)串珠頂部時(shí)常發(fā)生放空現(xiàn)象。該階段主要用忠實(shí)于地震分辨率的確定性反演技術(shù)進(jìn)行一次雕刻，由于地震分辨率限制，該技術(shù)僅反映了孔隙度較大、反射振幅較強(qiáng)的洞穴型儲(chǔ)集層，而未反演出可能存在的孔隙度較小地震上難分辨的的孔洞型儲(chǔ)集層（見(jiàn)圖5b）。此外，目的層段沒(méi)有測(cè)井曲線，只能依靠地震反演洞穴儲(chǔ)集層的大致形態(tài)及體積，無(wú)法定量刻畫(huà)洞穴空間大小。

圖5 勘探階段及開(kāi)發(fā)階段利用動(dòng)態(tài)綜合數(shù)據(jù)二次反演縱波阻抗剖面對(duì)比

滾動(dòng)開(kāi)發(fā)階段，鉆井?dāng)?shù)量增加（Well-2、Well-4、Well-5、Well-6），在與洞穴型儲(chǔ)集層發(fā)育鄰近的非強(qiáng)地震反射區(qū)域揭示了裂縫—孔隙型儲(chǔ)集層存在。依據(jù)鉆井揭示的各類型儲(chǔ)集層占比關(guān)系，分別統(tǒng)計(jì)出致密灰?guī)r、裂縫-孔隙灰?guī)r及洞穴儲(chǔ)集層的縱波阻抗分布范圍，致密灰?guī)r與孔隙灰?guī)r的縱波阻抗范圍可以從測(cè)井計(jì)算得到，研究區(qū)孔隙型儲(chǔ)集層孔隙度統(tǒng)計(jì)下限值為2%，對(duì)應(yīng)波阻抗均值為 1.6×1010g/（m2·s），上限值孔隙度為6%，對(duì)應(yīng)波阻抗均值為1.45×1010g/（m2·s）；洞穴型儲(chǔ)集層沒(méi)有測(cè)井曲線，其波阻抗分布范圍主要從地震確定性反演統(tǒng)計(jì)得到，均值為1.3×1010g/（m2·s）。通過(guò)以上方法，在統(tǒng)計(jì)學(xué)反演中增加了孔隙儲(chǔ)集層的比例，使雕刻更加接近儲(chǔ)集層實(shí)際情況（見(jiàn)圖5c）。該階段的儲(chǔ)集體雕刻仍然主要依賴地震、測(cè)井、鉆井、錄井等靜態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)于孔隙型儲(chǔ)集層的雕刻主要通過(guò)建立測(cè)井和波阻抗等效關(guān)系計(jì)算出孔隙度及儲(chǔ)集體規(guī)模，而對(duì)于洞穴儲(chǔ)集層還是難以進(jìn)行定量雕刻。

隨著研究區(qū)開(kāi)發(fā)的深入，動(dòng)態(tài)信息不斷增多，油藏工程師發(fā)現(xiàn)單井生產(chǎn)情況、試井分析結(jié)果與靜態(tài)雕刻的儲(chǔ)集體類型、規(guī)模和連通性都很難匹配。通過(guò)試井資料分析及產(chǎn)液量變化、壓力變化分析，認(rèn)為Well-2、Well-4井主要表現(xiàn)為孔洞型儲(chǔ)集層，Well-1、Well-3、Well-5、Well-6井生產(chǎn)前期主要表現(xiàn)為洞穴型及孔洞型儲(chǔ)集層供液，后期主要表現(xiàn)為孔洞型儲(chǔ)集層供液，且根據(jù)動(dòng)態(tài)計(jì)算的儲(chǔ)量明顯小于初次靜態(tài)雕刻的儲(chǔ)量。因?yàn)橐淮戊o態(tài)雕刻時(shí)，受強(qiáng)非均質(zhì)性影響，儲(chǔ)集層段發(fā)生放空漏失，鉆、錄、測(cè)井揭示的孔洞儲(chǔ)集層與洞穴儲(chǔ)集層的比例不具有代表性，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)不合理，總體表現(xiàn)為孔洞型儲(chǔ)集層比例偏低，洞穴型儲(chǔ)集層與致密層比例偏高。二次雕刻時(shí)，依據(jù)動(dòng)態(tài)描述認(rèn)識(shí)結(jié)果，優(yōu)化了儲(chǔ)集層比例、橫向變程、縱向變差等統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)，用于約束地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)波阻抗反演。變差函數(shù)描述的是橫向和縱向地質(zhì)特征的結(jié)構(gòu)和特征尺度，不同巖相及其屬性在空間展布形態(tài)和變化尺度的大小，它是一個(gè)空間三維的函數(shù)，描述不同巖相的空間變化，主要為縱向Z（ms）和橫向X（m）、Y（m）3個(gè)方向的變程，以及擬合函數(shù)的選用。結(jié)合動(dòng)態(tài)成果后，洞穴層百分比減小、橫向變差縮短；孔洞儲(chǔ)集層百分比增加、橫向變差增大（見(jiàn)表1）。其反演結(jié)果（見(jiàn)圖5d）孔洞儲(chǔ)集層發(fā)育的中低阻抗比勘探階段等反演結(jié)果（見(jiàn)圖5b、圖5c）分布更多，開(kāi)發(fā)階段鉆探的 Well-2、Well-4井均為孔洞型儲(chǔ)集層，且縫洞系統(tǒng)表現(xiàn)出更好的連通性，Well-4與Well-5井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)表現(xiàn)為連通井組，與生產(chǎn)特征及動(dòng)態(tài)描述認(rèn)識(shí)一致。

表1 測(cè)錄井統(tǒng)計(jì)與結(jié)合動(dòng)態(tài)信息統(tǒng)計(jì)后的關(guān)鍵參數(shù)對(duì)比

2.2.2 動(dòng)靜結(jié)合修正孔隙度與波阻抗關(guān)系

一次雕刻時(shí)，由于波阻抗-等效孔隙度模型缺失洞穴發(fā)育段（波阻抗中低值、孔隙度大于8%）的數(shù)據(jù)（見(jiàn)圖2），采用經(jīng)驗(yàn)賦值法預(yù)測(cè)結(jié)果的不確定性非常大。對(duì)于這類定容洞穴型儲(chǔ)集層，油藏工程方法計(jì)算的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)集體體積可靠性高，因此將洞穴動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量與靜態(tài)雕刻體積相結(jié)合，反推定容洞穴型儲(chǔ)集體的平均孔隙度，從而增加了波阻抗-等效孔隙度模型中洞穴發(fā)育段部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)，彌補(bǔ)了應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)賦值法所得孔隙度不確定性大的短板，進(jìn)而定量計(jì)算洞穴型儲(chǔ)集層孔隙度。

Well-6井底放空3 m完鉆，根據(jù)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析為定容型洞穴儲(chǔ)集體，這類生產(chǎn)井生產(chǎn)過(guò)程中基本不含水，儲(chǔ)集體受水體影響小，應(yīng)用產(chǎn)量不穩(wěn)定分析法計(jì)算的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量結(jié)果更為可靠。根據(jù)工程異常情況可以統(tǒng)計(jì)出研究區(qū)鉆井放空位置的縱波阻抗門(mén)檻值，確定洞穴型儲(chǔ)集層的波阻抗上限值，再利用三維雕刻技術(shù)刻畫(huà)出洞穴型儲(chǔ)集層的空間形態(tài)并求取其體積及平均縱波阻抗值。根據(jù)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量及流體密度反算出地層狀態(tài)下洞穴儲(chǔ)集空間的容積，最后結(jié)合靜態(tài)雕刻體積可以計(jì)算出該洞穴儲(chǔ)集層的平均孔隙度。

通過(guò)動(dòng)靜結(jié)合分析認(rèn)為研究區(qū)塊有20口井鉆遇定容洞穴儲(chǔ)集體，結(jié)合動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量、地震雕刻出的體積及平均波阻抗值，可建立洞穴段孔隙度與縱波阻抗關(guān)系，進(jìn)一步通過(guò)線性轉(zhuǎn)換或者非線性云變換將縱波阻抗體轉(zhuǎn)換為孔隙體。以Well-4為例，動(dòng)態(tài)計(jì)算該井儲(chǔ)集體體積為 1.03×104m3，靜態(tài)雕刻的洞穴體積為12×104m3，反推該縫洞體平均的孔隙度為8.5%，統(tǒng)計(jì)該井鉆遇縫洞體的平均波阻抗為1.36×1010g/（m2·s）。同樣的方法求取了Well-12、Well-5等洞穴儲(chǔ)集層的孔隙度（見(jiàn)表2），由此完善了孔隙度大于8%的縫洞發(fā)育區(qū)對(duì)應(yīng)的波阻抗與孔隙度關(guān)系，并更新了波阻抗與孔隙度樂(lè)觀、預(yù)期和悲觀模型（見(jiàn)圖6）。二次雕刻利用了定容洞穴儲(chǔ)集體的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量進(jìn)行標(biāo)定，使得二次雕刻出的縫洞單元儲(chǔ)量與實(shí)際生產(chǎn)井生產(chǎn)情況更加匹配。

表2 動(dòng)靜態(tài)結(jié)合計(jì)算洞穴平均孔隙度表

圖6 動(dòng)靜態(tài)結(jié)合修正后的孔隙度與阻抗圖

2.2.3 儲(chǔ)集層連通性動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)

儲(chǔ)集體的連通性評(píng)價(jià)是油藏動(dòng)態(tài)分析和動(dòng)態(tài)描述的重要內(nèi)容，裂縫的分布直接影響著儲(chǔ)集體連通性?，F(xiàn)場(chǎng)一般通過(guò)示蹤劑測(cè)試、井間微地震、干擾試井等監(jiān)測(cè)方法來(lái)直接認(rèn)識(shí)井間連通關(guān)系，同時(shí)也可以通過(guò)注采響應(yīng)、壓力響應(yīng)、產(chǎn)量不穩(wěn)定分析等生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析手段來(lái)識(shí)別井間連通性。因此，本文采用數(shù)值試井、產(chǎn)量不穩(wěn)定分析等手段綜合得到的動(dòng)態(tài)連通性認(rèn)識(shí)，從而優(yōu)選靜態(tài)雕刻的縫洞體模型。即從考慮不確定性影響及動(dòng)態(tài)信息參與降低不確定性影響后建立的多個(gè)縫洞型油藏雕刻結(jié)果模型中，優(yōu)選出與動(dòng)態(tài)分析的連通性認(rèn)識(shí)一致的模型。

井在鉆遇大洞穴型儲(chǔ)集體時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重放空和大量漏失現(xiàn)象。在試井曲線上，前期有較長(zhǎng)的井筒續(xù)流段，隨后洞穴開(kāi)始向井筒供液，導(dǎo)數(shù)曲線下凹，當(dāng)壓力到達(dá)溶洞邊界時(shí)，儲(chǔ)集層物性變差，導(dǎo)數(shù)曲線上翹。通過(guò)動(dòng)態(tài)分析發(fā)現(xiàn)Well-1、Well-2、Well-3均鉆遇有利縫洞體（見(jiàn)圖7），試井雙對(duì)數(shù)曲線均表現(xiàn)出類似Well-3井的曲線特征（見(jiàn)圖8a），流動(dòng)物質(zhì)平衡曲線均表現(xiàn)為單一直線特征（見(jiàn)圖8d）即為定容儲(chǔ)集體特征。3口油井未反應(yīng)出井間干擾特征，動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果沒(méi)有相關(guān)性，其中Well-1動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量為33.05×104t，Well-2動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量為 51.34×104t，Well-3動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量為10.71×104t，從靜態(tài)雕刻模型中也可以看出3口油井距離較遠(yuǎn)，因此判斷油井相互不連通。

圖7 基于儲(chǔ)集層動(dòng)態(tài)描述對(duì)縫洞儲(chǔ)集體連通性的認(rèn)識(shí)

圖8 模型數(shù)值試井雙對(duì)數(shù)曲線與流動(dòng)物質(zhì)平衡曲線擬合

縫洞型油藏中存在多個(gè)縫洞儲(chǔ)集體，相互之間由滲透性較好的狹窄裂縫通道或孔洞連接。當(dāng)井鉆遇多個(gè)連通洞穴儲(chǔ)集體時(shí)，雙對(duì)數(shù)曲線呈現(xiàn)出復(fù)合型特征。Well-7井鉆遇儲(chǔ)集層后試井雙對(duì)數(shù)曲線“下凹”表現(xiàn)出洞穴響應(yīng)，隨即上翹出現(xiàn)為外圍儲(chǔ)集層變差的特征，外圍裂縫連通性及流動(dòng)能力要弱于洞穴，后期由于通過(guò)裂縫到達(dá)連通洞穴，雙對(duì)數(shù)曲線再次出現(xiàn)“下凹”洞穴響應(yīng)（見(jiàn)圖8b）。Well-8井鉆遇兩個(gè)洞穴儲(chǔ)集體的一側(cè)，雙對(duì)數(shù)曲線徑向流段出現(xiàn)兩次明顯“下凹”（見(jiàn)圖8c），同樣的流動(dòng)物質(zhì)平衡曲線表現(xiàn)出前期為直線特征、中后期為向上翹的第 2個(gè)縫洞體的連通特征（見(jiàn)圖8e、圖8f），Well-7 井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量為 12.02×104t，Well-8井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量為11.98×104t，兩口油井動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果一致，從而進(jìn)一步驗(yàn)證了Well-7井與Well-8井儲(chǔ)集體連通（見(jiàn)圖7）。

基于上述動(dòng)態(tài)描述工作可以進(jìn)一步減小二次雕刻中模型的不確定性，并從多個(gè)模型中優(yōu)選出儲(chǔ)集層連通性符合動(dòng)態(tài)認(rèn)識(shí)的二次雕刻模型。圖9a為洞穴、溶蝕孔洞、裂縫門(mén)限值均較低時(shí)的模型實(shí)現(xiàn)，儲(chǔ)集體連片分布連通性好，導(dǎo)致孤立生產(chǎn)的井在模型中處于連通縫洞體中，與實(shí)際情況不符。圖9b為洞穴、溶蝕孔洞、裂縫門(mén)限值均較高時(shí)雕刻的模型實(shí)現(xiàn)，儲(chǔ)集體孤立分散，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)分析證實(shí)的連通井組卻不連通。圖9c為動(dòng)靜態(tài)結(jié)合反復(fù)修正門(mén)限值后綜合雕刻的結(jié)果，為最終優(yōu)選的與動(dòng)態(tài)認(rèn)識(shí)一致的連通性模型之一。同一個(gè)油藏考慮不確定性后，儲(chǔ)集體的連通性差異也較大，研究時(shí)需結(jié)合儲(chǔ)集層連通性的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)認(rèn)識(shí)修正和優(yōu)化靜態(tài)雕刻模型。

圖9 同一個(gè)油藏融合裂縫和溶洞儲(chǔ)集體的連通性體圖（不同顏色代表不同連通體）

2.2.4 基于動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量對(duì)縫洞雕刻結(jié)果優(yōu)選

縫洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)集層雕刻過(guò)程中的不確定性是客觀存在的，通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)約束地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演、定容儲(chǔ)集體動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量修正波阻抗-孔隙度關(guān)系、動(dòng)態(tài)連通性優(yōu)選縫洞模型等方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)約束與校正后，雕刻過(guò)程關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的不確定性得到降低，也促使雕刻結(jié)果的不確定性大大降低。為了進(jìn)一步減小縫洞雕刻中的不確定性，考慮采用動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)縫洞儲(chǔ)集體模型進(jìn)行最終優(yōu)選，與評(píng)價(jià)的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量吻合率越高的縫洞靜態(tài)雕刻模型越可靠。對(duì)于定容型洞穴縫洞體，孤立生產(chǎn)受水體影響較小，計(jì)算的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量較可靠，可以作為可靠井硬數(shù)據(jù)來(lái)優(yōu)選靜態(tài)縫洞雕刻結(jié)果；對(duì)于受水體影響較大的裂縫型、裂縫-洞穴型、裂縫-孔洞型儲(chǔ)集層，計(jì)算的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量結(jié)果可靠性略低，作為參考井軟數(shù)據(jù)來(lái)優(yōu)選縫洞雕刻結(jié)果。通過(guò)對(duì)比縫洞雕刻計(jì)算的儲(chǔ)集體的靜態(tài)地質(zhì)儲(chǔ)量與油藏工程方法計(jì)算的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量，優(yōu)選出與動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量接近的縫洞雕刻模型作為后期地質(zhì)模型及數(shù)值模擬的基礎(chǔ)模型，從而進(jìn)一步指導(dǎo)油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)與實(shí)踐。

3 動(dòng)靜結(jié)合縫洞“二次雕刻”應(yīng)用效果

將動(dòng)靜結(jié)合縫洞“二次雕刻”技術(shù)應(yīng)用于塔里木盆地H區(qū)塊，證實(shí)縫洞二次雕刻較一次雕刻的結(jié)果精度明顯提高，與生產(chǎn)揭示的儲(chǔ)集層特征符合率更高。應(yīng)用“二次雕刻”結(jié)果及動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)結(jié)果反推油水界面，最終實(shí)現(xiàn)了縫洞體油水界面關(guān)鍵參數(shù)的定量準(zhǔn)確雕刻。

3.1 “二次雕刻”與“一次雕刻”結(jié)果對(duì)比

以塔里木盆地H區(qū)塊為例，對(duì)比模型中可靠井和參考井的縫洞雕刻模型中井控儲(chǔ)量與產(chǎn)量不穩(wěn)定分析計(jì)算的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量，優(yōu)選動(dòng)靜態(tài)儲(chǔ)量接近的模型作為二次定量雕刻的最終模型（見(jiàn)圖10a）。對(duì)比該區(qū)一次定量雕刻（見(jiàn)圖10b）和二次雕刻模型（見(jiàn)圖10c），一次雕刻主要應(yīng)用靜態(tài)地震信息而對(duì)動(dòng)態(tài)信息應(yīng)用較少，雕刻的儲(chǔ)集體以洞穴儲(chǔ)集層為主，孔洞儲(chǔ)集層較少，分布相對(duì)孤立，連通性差，洞穴儲(chǔ)集層雕刻儲(chǔ)量比動(dòng)態(tài)證實(shí)儲(chǔ)量大，而雕刻的孔洞儲(chǔ)集層比動(dòng)態(tài)證實(shí)儲(chǔ)量小，這說(shuō)明一次雕刻存在對(duì)有效儲(chǔ)集體識(shí)別不夠和與生產(chǎn)動(dòng)方法態(tài)不符的問(wèn)題。二次雕刻通過(guò)將動(dòng)態(tài)認(rèn)識(shí)應(yīng)用到縫洞雕刻的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處（儲(chǔ)集層類型比例、孤立洞穴儲(chǔ)集層定量、完善等效孔隙模型、連通性評(píng)價(jià)等），減小不確定性影響，提高雕刻結(jié)果的精度。相比一次雕刻模型（見(jiàn)圖10b），二次雕刻模型顯示儲(chǔ)集體以洞穴、裂縫、溶蝕孔洞為主（見(jiàn)圖10c），裂縫孔洞型儲(chǔ)集體明顯增加，井控儲(chǔ)集體規(guī)模與生產(chǎn)證實(shí)的儲(chǔ)量更符合。井間連通性評(píng)價(jià)證實(shí)Well-7與Well-8為連通井組，其余為孤立井，一次雕刻結(jié)果未能較好描述H區(qū)塊連通關(guān)系，而二次雕刻結(jié)果明顯更符合動(dòng)態(tài)證實(shí)的認(rèn)識(shí)。

圖10 縫洞二次雕刻與一次雕刻結(jié)果對(duì)比圖

3.2 基于二次定量雕刻結(jié)果反推油水界面

目前，地震烴類檢測(cè)技術(shù)在塔里木縫洞型碳酸鹽巖油藏流體識(shí)別中廣泛應(yīng)用。疊前地震 AVO屬性分析、頻變AVO反演、流體因子等方法，可以得到縫洞體流體識(shí)別較高的符合率，實(shí)現(xiàn)半定量表征[19,22-25]。然而，現(xiàn)今烴類檢測(cè)技術(shù)僅能識(shí)別流體性質(zhì)，難以獲取定量油水界面信息，對(duì)油水區(qū)分識(shí)別的可靠性較低。通過(guò)試油資料或生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析可以獲取油水界面的相關(guān)信息，更為重要的是利用縫洞型有水油藏產(chǎn)量不穩(wěn)定分析方法實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量及水體大小定量評(píng)價(jià)[26]，可以獲得縫洞儲(chǔ)集體的油體積和水體積。通過(guò)前一階段縫洞二次雕刻，實(shí)現(xiàn)了縫洞體體積、連通性的雕刻和優(yōu)選，使得動(dòng)態(tài)特征與靜態(tài)雕刻結(jié)果匹配較好，從而可以通過(guò)逐步調(diào)整井上油水界面使模型井控的油體積與動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)的油儲(chǔ)量一致，進(jìn)一步動(dòng)靜結(jié)合確定儲(chǔ)集體的油水界面?；诰嫌退缑嫖恢眉皾撋絽^(qū)油水界面分布地質(zhì)規(guī)律，可以對(duì)井間油水界面趨勢(shì)進(jìn)行識(shí)別（見(jiàn)圖11）。如 H區(qū)塊測(cè)錄井信息均顯示井未鉆遇油水界面，而二次雕刻顯示 Well-7、Well-8同處一個(gè)連通縫洞體，通過(guò)反推明確了統(tǒng)一的油水界面海拔（-5 548 m）。同理，Well-1、Well-2等井為孤立井，反推油水界面分別為-5 550 m和-5 560 m，具有“一井一油水界面”的特點(diǎn)。通過(guò)鉆錄井測(cè)試、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析等方法只能確定油水界面可能的范圍，而通過(guò)結(jié)合二次定量雕刻反推油水界面方法能夠確定油水界面值。該方法對(duì)于鉆井出現(xiàn)放空漏失無(wú)法測(cè)試的井也具有可實(shí)施性，甚至對(duì)于無(wú)井鉆遇的未知縫洞體，也可根據(jù)油水界面分布趨勢(shì)預(yù)測(cè)井間油水界面分布情況，在拓展鉆錄井和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)識(shí)別油水界面方法的同時(shí)提高了識(shí)別精度。

圖11 二次定量雕刻油水界面

4 結(jié)論

提出縫洞“二次定量雕刻”理念和方法，即在靜態(tài)雕刻基礎(chǔ)上，通過(guò)大量動(dòng)態(tài)資料的補(bǔ)充及認(rèn)識(shí)、新手段、新技術(shù)對(duì)雕刻體再次進(jìn)行校正，應(yīng)用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)彌補(bǔ)靜態(tài)資料缺失、分辨率低或多解性的不足，動(dòng)靜結(jié)合降低靜態(tài)雕刻的不確定性。

開(kāi)發(fā)出“二次雕刻”相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)系列，包括動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)約束地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)波阻抗反演、動(dòng)靜結(jié)合修正孔隙度與波阻抗關(guān)系、動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層連通性、基于動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量對(duì)縫洞雕刻模型結(jié)果進(jìn)行優(yōu)選，以及基于“二次雕刻”結(jié)果及動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)結(jié)果反推油水界面，最終實(shí)現(xiàn)了縫洞體孔隙度、形態(tài)、體積、連通性、油水界面等關(guān)鍵參數(shù)的定量準(zhǔn)確雕刻。

致謝：本文在研究撰寫(xiě)過(guò)程中，極遨公司王超、中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院張晶等專家提供了大量的指導(dǎo)與幫助，在此一并深致謝忱！