羅江華，張淑娟，曹文麗，羅永勝，朱玉雙，郭發(fā)軍

（1．西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安 710069；2．中國(guó)石油華北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院）

任丘潛山霧迷山組油藏位于冀中坳陷饒陽(yáng)凹陷北部，是一個(gè)以中元古界薊縣系霧迷山組碳酸鹽巖地層組成的大型潛山底水塊狀油藏[1–2]，目前處于高含水低速開(kāi)發(fā)階段，綜合含水率達(dá)到97.1%。任丘潛山油藏整體構(gòu)造為一南低、北高、西北抬、東南傾的大型單面山，自下而上共劃分為10個(gè)油層組，其斷層及裂縫十分發(fā)育，主要分為北西向、北東向、北北東向、及近東西向4組。為了提高任丘潛山霧迷山組油藏的開(kāi)發(fā)效率，進(jìn)一步尋找有利剩余油分布區(qū)，開(kāi)展了精細(xì)的儲(chǔ)層類別劃分以及儲(chǔ)層地質(zhì)模型研究[3–4]，利用地震、鉆井、測(cè)井、試井及實(shí)驗(yàn)分析等資料，在測(cè)井資料精細(xì)解釋與儲(chǔ)層劃分的基礎(chǔ)上，分步建立了儲(chǔ)層分類相模型、基質(zhì)屬性模型、離散裂縫網(wǎng)絡(luò)模型、裂縫屬性模型；同時(shí)，分儲(chǔ)層級(jí)別對(duì)儲(chǔ)量進(jìn)行復(fù)核與細(xì)化，為后期的數(shù)值模擬和剩余油分布研究提供了基礎(chǔ)資料，同時(shí)為任丘地區(qū)開(kāi)展地溫場(chǎng)及地?zé)峋C合利用研究提供扎實(shí)的地質(zhì)依據(jù)。

1 儲(chǔ)層類別劃分

任丘潛山碳酸鹽巖油藏為裂縫型碳酸鹽巖油藏，以隱藻白云巖為主。

1.1 儲(chǔ)集空間類型

任丘潛山碳酸鹽巖儲(chǔ)層的孔隙類型以構(gòu)造溶蝕孔洞縫等次生孔隙為主，儲(chǔ)集滲流空間形態(tài)分布多樣，大小懸殊，分布不均，以其形態(tài)和成因大致可劃分為孔、洞、縫三大類。

洞：根據(jù)任丘霧迷山組復(fù)合型儲(chǔ)層統(tǒng)計(jì)，大洞的孔隙度約為0.5%，主要分布于大斷層帶和風(fēng)化殼附近；小洞主要分布于粗結(jié)構(gòu)藻云巖層中，并與斷裂裂縫有依存關(guān)系，復(fù)合型儲(chǔ)層中小型洞孔隙度約為0.3%。

孔：孔是碳酸鹽巖儲(chǔ)層中數(shù)量最多的空隙空間，一般直徑僅幾微米至幾百微米，有藻架孔、粒間孔、晶間孔和溶蝕孔等。由各種微孔及微細(xì)構(gòu)造縫組成的孔隙稱為基質(zhì)孔隙系統(tǒng)，其孔隙度可達(dá)1.8%～3.5%。

縫：縫是碳酸鹽巖油藏中極其發(fā)育的孔隙類型，主要是構(gòu)造成因的構(gòu)造縫和構(gòu)造溶縫，其次是層理縫，壓溶縫較少。構(gòu)造縫以高角度縫為主，近80%的構(gòu)造縫大于75o；裂縫成組系分布，主要裂縫組系平行邊界斷層；此外，裂縫具等級(jí)性，高級(jí)別的大裂縫數(shù)量少，低級(jí)別的小裂縫數(shù)量多；且各級(jí)裂縫為不等距分布，一般大縫間距大，小縫間距小[5–8]。

任丘碳酸鹽巖潛山油藏以構(gòu)造成因的裂縫為主，層間縫次之，構(gòu)造縫成組系分布。根據(jù)露頭區(qū)裂縫調(diào)查和巖心統(tǒng)計(jì)資料對(duì)任丘潛山裂縫進(jìn)行分級(jí)（表1）

表1 裂縫分級(jí)特征

裂縫分級(jí)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：大尺度縫和中等尺度的裂縫即Ⅰ、Ⅱ級(jí)裂縫發(fā)育數(shù)量相對(duì)較少，Ⅴ級(jí)裂縫屬于微細(xì)裂縫，而Ⅲ、Ⅳ級(jí)裂縫密度大，張開(kāi)寬度較Ⅴ級(jí)相對(duì)大些，是油藏中的主要儲(chǔ)集滲流裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[9]。

1.2 儲(chǔ)層級(jí)別劃分標(biāo)準(zhǔn)

常規(guī)測(cè)井曲線受巖性、物性、泥漿侵入、裂縫密度、長(zhǎng)度、產(chǎn)狀、含液性、地層各向異性等因素的影響，常規(guī)測(cè)井儲(chǔ)集層響應(yīng)特征具有多解性。本次根據(jù)最新的成像測(cè)井與取心資料，再結(jié)合常規(guī)電測(cè)曲線，明確了曲線變化是溶孔發(fā)育帶還是誘導(dǎo)縫引起的，以及較準(zhǔn)確地判斷了儲(chǔ)集層的有效性，將儲(chǔ)層由以前的Ⅰ、Ⅱ級(jí)細(xì)分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)，使解釋精度更加精細(xì)（表2）。

表2 成像測(cè)井定量解釋標(biāo)準(zhǔn)

Ⅰ級(jí)儲(chǔ)層：即裂縫發(fā)育層，縫洞面孔率較高，多為縫、孔、洞的復(fù)合型或大型溶洞，裂縫連通性好，低電阻率、低自然伽馬、低中子伽馬、高聲波時(shí)差測(cè)井特征；Ⅰ級(jí)儲(chǔ)層可細(xì)分為大洞大縫型儲(chǔ)層和裂縫溶洞復(fù)合型儲(chǔ)層。Ⅱ級(jí)儲(chǔ)層：即裂縫相對(duì)發(fā)育層，包括裂縫、溶洞、裂縫溶洞復(fù)合型三種儲(chǔ)集類型的地層，含有一定泥質(zhì)，滲透性變差，低至中等的自然伽馬，孔隙度中至高值，電阻率中至高值。Ⅲ類儲(chǔ)層：即微裂縫發(fā)育層，電性特征為中高電阻率、低孔隙度、低泥質(zhì)含量；儲(chǔ)集空間主要是巖塊中的微細(xì)裂縫和孔隙，或者是少量孤立裂縫型和孤立孔洞；孔喉狹窄或裂縫孔隙度小，巖塊孔隙度也小，不含或含少量可動(dòng)流體。經(jīng)統(tǒng)計(jì)各類級(jí)別儲(chǔ)層所占的比例為I級(jí)占11.0%，II級(jí)占28.6%，III級(jí)占18.6%，非儲(chǔ)層占41.8%。

2 分類分級(jí)地質(zhì)建模

任丘潛山碳酸鹽巖油藏地質(zhì)模型分為基質(zhì)模型和裂縫模型兩大部分。

2.1 基質(zhì)模型

借鑒已成熟的碎屑巖建模技術(shù)，建立了定量的任丘潛山碳酸鹽巖油藏的三維可視化基質(zhì)儲(chǔ)層模型。在裂縫相建模過(guò)程中，首先要建立各個(gè)巖相在每個(gè)層的概率曲線，該曲線主要刻畫(huà)各個(gè)裂縫相在每個(gè)層的垂向分布情況，并在隨后的建模中起控制作用，在此基礎(chǔ)上用序貫指示模擬方法建立儲(chǔ)層發(fā)育級(jí)別相模型。由霧迷山組油藏霧7油組裂縫相模型可見(jiàn)，霧7油組為一套海相白云巖和灰?guī)r為主的地層，其中I類占12.9%，II類占30.5%，III類占15.4%，非裂縫相約占41.2%（圖1）。

總之，儲(chǔ)層以II類為主，III類次之， I類較少，并且I類和II類儲(chǔ)層在空間上均與斷層和大裂縫的發(fā)育方向和位置相一致， III類儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)距斷層相對(duì)較遠(yuǎn)，三者在空間上成疊置關(guān)系。縱向上各油組發(fā)育狀況：霧1油組儲(chǔ)層發(fā)育最好，霧7、霧2、霧5油組次之，再次為霧3、霧4、霧9油組，而霧8 、霧6油組儲(chǔ)層發(fā)育最差，具有不穩(wěn)定的泥質(zhì)隔層。

儲(chǔ)層三維地質(zhì)建模可獲得儲(chǔ)層物性的三維空間展布，它是在構(gòu)造模型和裂縫發(fā)育相模型的控制下，發(fā)揮具有較高垂向分辨率的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)用變差函數(shù)控制手段，選用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中適用于連續(xù)變量模擬的序貫高斯模擬算法，模擬得到孔隙度及滲透率模型。

在單井測(cè)井解釋的基礎(chǔ)上，將基質(zhì)孔隙度粗化到所建立的三維網(wǎng)格中，計(jì)算各小層在各級(jí)“相”控條件下的基質(zhì)孔隙度在平面和垂向的變差函數(shù)，確定主方向變程、次方向變程，并對(duì)計(jì)算后的結(jié)果進(jìn)行理論模型擬合，最終建立了儲(chǔ)層相控基質(zhì)孔隙度、基質(zhì)滲透率等屬性模型。

圖1 霧7儲(chǔ)層裂縫發(fā)育級(jí)別相三維模型

2.2 離散裂縫網(wǎng)絡(luò)模型

由于任丘霧迷山組油藏裂縫發(fā)育的長(zhǎng)度從幾米到數(shù)千米的跨度區(qū)間，因此本次研究利用巖心描述獲得米級(jí)或厘米級(jí)的裂縫數(shù)據(jù)，利用地震信息獲得千米級(jí)的裂縫數(shù)據(jù)，利用野外露頭資料獲得米級(jí)或十米級(jí)的裂縫數(shù)據(jù)。結(jié)合任丘潛山油藏裂縫分布特征，裂縫描述按照發(fā)育的級(jí)別，即大尺度裂縫、中等尺度裂縫以及微小尺度裂縫，分別模擬，最終建立裂縫網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)。

2.2.1 確定性建模建立中等尺度及大尺度裂縫網(wǎng)絡(luò)模型

基于三維地震數(shù)據(jù)體中含有豐富的構(gòu)造及斷裂信息，通過(guò)“螞蟻?zhàn)粉櫋奔夹g(shù)可以解釋大量的裂縫信息，克服了傳統(tǒng)地震解釋的主觀性，把解釋集中在構(gòu)造地質(zhì)認(rèn)識(shí)上而不是常規(guī)的拾取，保證了“螞蟻?zhàn)粉櫋奔夹g(shù)對(duì)井間裂縫和垂向裂縫描述的準(zhǔn)確性。

通過(guò)對(duì)原始地震屬性體進(jìn)行構(gòu)造平滑處理、混沌處理、作方差體等來(lái)增強(qiáng)地震數(shù)據(jù)在空間上的不連續(xù)性。根據(jù)研究區(qū)裂縫特征，通過(guò)設(shè)置螞蟻?zhàn)粉櫟母黜?xiàng)參數(shù)來(lái)對(duì)屬性體進(jìn)行追蹤，進(jìn)而產(chǎn)生螞蟻屬性體。通過(guò)確定性建模建立裂縫離散網(wǎng)絡(luò)模型（圖2），進(jìn)而生成中等及大尺度的裂縫網(wǎng)絡(luò)模型。統(tǒng)計(jì)表明生成裂縫片方位角主要位于北東、北北東、北西向和近東西向，與地質(zhì)認(rèn)識(shí)相符[10–12]。

圖2 螞蟻?zhàn)粉櫶崛〉牧芽p片模型

2.2.2 隨機(jī)性建模建立微小尺度及中等尺度裂縫網(wǎng)絡(luò)模型

利用成像測(cè)井解釋的裂縫數(shù)據(jù)生成各井裂縫發(fā)育強(qiáng)度曲線，在儲(chǔ)層級(jí)別分類相模型的約束下，以斷層距離分析作為第二變量，采用序貫高斯模擬方法，生成任丘霧迷山組油藏裂縫強(qiáng)度三維模型。

以裂縫強(qiáng)度屬性體作為裂縫發(fā)育富集程度的一個(gè)重要的約束條件，設(shè)定了裂縫的縫長(zhǎng)以及方位等參數(shù)，分層進(jìn)行了裂縫片的模擬和生成，從而獲得微小尺度及中等尺度裂縫網(wǎng)絡(luò)模型。

2.2.3 裂縫網(wǎng)絡(luò)模型及裂縫屬性模型

將任丘霧迷山組油藏大尺度裂縫、中等尺度裂縫及微小尺度裂縫有機(jī)統(tǒng)一合并成裂縫網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)，即通過(guò)展布于三維空間中的各類裂縫片組成的裂縫網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)來(lái)構(gòu)建整體的裂縫模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)裂縫系統(tǒng)從幾何形態(tài)直到其滲流行為的逼真細(xì)致的有效描述。通過(guò)調(diào)節(jié)裂縫的長(zhǎng)度、方位、傾角、長(zhǎng)度等參數(shù)來(lái)進(jìn)行模擬，建立裂縫的離散網(wǎng)絡(luò)模型。統(tǒng)計(jì)表明生成裂縫片方位角主要位于北東及北北東向、北西向和近東西向，與地質(zhì)認(rèn)識(shí)相符。

使用Golder技術(shù)，將裂縫網(wǎng)絡(luò)模型轉(zhuǎn)換成裂縫孔隙度和滲透率。按照任丘潛山實(shí)際資料，采用Oda數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算方式，以單個(gè)網(wǎng)格內(nèi)裂縫的總面積及裂縫的不同參數(shù)為基準(zhǔn)，進(jìn)行裂縫滲透率、裂縫孔隙度估算，建立裂縫網(wǎng)絡(luò)屬性模型，圖3即為生成的任丘霧迷山組油藏裂縫孔隙度三維模型，裂縫孔隙度小于2%，符合現(xiàn)有地質(zhì)認(rèn)識(shí)。

圖3 任丘潛山油藏裂縫孔隙度三維模型

3 模型驗(yàn)證

3.1 裂縫發(fā)育程度與產(chǎn)量分布具有良好對(duì)應(yīng)關(guān)系

通過(guò)對(duì)任丘潛山油藏各生產(chǎn)井的初期日產(chǎn)液量與地質(zhì)建模結(jié)果對(duì)應(yīng)關(guān)系分析，二者具有較好的一致性。由于所處的構(gòu)造位置不同，潛山各山頭的井進(jìn)山層位不同，其裂縫的發(fā)育程度和油井生產(chǎn)狀況也有很大的差異。從裂縫滲透率模型中可直接提取生成各層滲透率平面圖，在裂縫發(fā)育相對(duì)高值區(qū)，其單井日產(chǎn)液量上千噸；任26井東北部是裂縫發(fā)育高值區(qū)，其日產(chǎn)液量大于4 000 t，而處于裂縫發(fā)育相對(duì)低值區(qū)的井日產(chǎn)液量均小于50 t。

3.2 儲(chǔ)量復(fù)核

充分考慮儲(chǔ)層空間非均質(zhì)性對(duì)儲(chǔ)量計(jì)算的影響，采用容積法對(duì)已建的模型分油組、分儲(chǔ)層類別、分裂縫與基質(zhì)對(duì)儲(chǔ)量進(jìn)行細(xì)化與核算，提高了儲(chǔ)量計(jì)算的精度和油藏的認(rèn)知程度，其結(jié)果為：I類、II類、III類儲(chǔ)層的儲(chǔ)量分別占總儲(chǔ)量的25.6%、49.1%和25.3%，總儲(chǔ)量與原始容積法計(jì)算的地質(zhì)儲(chǔ)量基本一致；而各級(jí)儲(chǔ)層中裂縫儲(chǔ)量的總和約占總儲(chǔ)量的1/3，與目前開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量標(biāo)定、油藏采出程度相吻合，說(shuō)明所建立的精細(xì)地質(zhì)模型與現(xiàn)有地質(zhì)認(rèn)識(shí)相符，可以有效、可靠反映地下的實(shí)際情況。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）任丘潛山碳酸鹽巖儲(chǔ)層的孔隙類型以孔洞縫等次生孔隙為主，裂縫既是儲(chǔ)集空間也是油藏中的主要儲(chǔ)集滲流通道，以構(gòu)造成因的高角度裂縫為主，層間縫次之，裂縫系統(tǒng)成組系分布。

（2）嘗試了裂縫型碳酸鹽巖油藏分基質(zhì)和裂縫、分儲(chǔ)層級(jí)別建立儲(chǔ)層模型，綜合利用表征大級(jí)別裂縫的斷裂系統(tǒng)和微小級(jí)別裂縫的成像測(cè)井表征的信息、以及中等級(jí)別的裂縫地震螞蟻屬性等多種資料，定量描述了任丘潛山油藏三維離散裂縫網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)裂縫系統(tǒng)從幾何形態(tài)直到其滲流行為的逼真細(xì)致的有效描述，為類似油藏的模擬提供了借鑒方法。

（3）分類分級(jí)對(duì)儲(chǔ)量進(jìn)行細(xì)化與復(fù)核，為下步剩余油分布研究提供基礎(chǔ)保障。將地質(zhì)模型粗化后直接導(dǎo)入油藏模擬軟件中進(jìn)行數(shù)值模擬，實(shí)現(xiàn)了雙孔隙介質(zhì)建模、數(shù)模一體化研究，提高了工作效率和模擬精度。

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