楊 敏，李小波，譚 濤，李 青，劉洪光，張藝曉

（1.中國石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆烏魯木齊830011；2.中國石化碳酸鹽巖縫洞型油藏提高采收率重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆烏魯木齊830011）

塔河油田碳酸鹽巖縫洞型油藏為經(jīng)過多期構(gòu)造運(yùn)動和古巖溶作用形成的巖溶縫洞型油藏。受古地貌、古水系和深大斷裂的綜合作用，形成了以構(gòu)造控制的表層風(fēng)化殼巖溶、斷控巖溶和古暗河巖溶系統(tǒng)為主的3 大儲集體類型[1-3]。不同巖溶主控因素下巖溶縫洞體的形態(tài)、規(guī)模和空間分布具有明顯的差異性[4-5]，加大了對縫洞連通結(jié)構(gòu)和剩余油分布的認(rèn)識難度。

近年來，諸多研究人員利用物模和數(shù)模的方法開展了針對縫洞型油藏剩余油的研究。在縫洞型油藏剩余油分布問題上，柳洲、劉遙、吳永超等[6-8]采用室內(nèi)實(shí)驗(yàn)方法探索了剩余油的分布特征。在剩余油分布的模式上，湯妍冰等[9]從宏觀、微觀、表觀3個方面對剩余油進(jìn)行分類；熊陳微等[10]提出了塔河2區(qū)縫洞型碳酸鹽巖油藏3個大類、9個亞類的剩余油分布模式；榮元帥等[11]根據(jù)剩余油分布位置和形態(tài)，將縫洞型碳酸鹽巖剩余油分成了7 個大類、13 個亞類。在剩余油主控因素上，鄭松青等[12]針對縫洞型碳酸鹽巖油藏儲集空間多尺度特征、儲集體類型、縫洞體空間形態(tài)及分布模式、與生產(chǎn)井的配置關(guān)系等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究，提出了剩余油分布的4 個主控因素。上述對剩余油的研究均著重于剩余油模式和控制因素的分析，對縫洞型油藏剩余油認(rèn)識具有指導(dǎo)作用，但是，針對不同巖溶背景下的剩余油分布和配套的挖潛手段研究還不夠。

以塔河油田TK440井區(qū)古暗河油藏縫洞結(jié)構(gòu)的精細(xì)刻畫為基礎(chǔ)，生產(chǎn)動態(tài)綜合分析為手段，認(rèn)識了油藏的水淹特征，進(jìn)一步總結(jié)了古暗河油藏主要的剩余油分布模式，并根據(jù)剩余油的富集特點(diǎn)形成了針對性的挖潛手段，為古暗河油藏剩余油的高效挖潛提供技術(shù)支撐。

1 塔河油田TK440井區(qū)

1.1 油藏地質(zhì)特征

塔河油田位于沙雅隆起中段南翼，阿克庫勒凸起的西南部，于加里東中—晚期形成凸起雛形，海西期受區(qū)域性擠壓抬升，最終形成向西南傾伏的北東向展布的大型鼻凸。在長期的抬升—暴露—風(fēng)化—剝蝕過程中，表層形成了以溶洞型為主要儲集空間的表層淋濾帶的風(fēng)化殼巖溶[1]，局部中深層以早期大斷裂展布為導(dǎo)向形成了孔洞型為主要儲集空間的垂向滲濾帶的斷控巖溶，尤其是在潛流溶蝕帶和徑流溶蝕帶，水動力具有垂向滲入和水平運(yùn)動的特點(diǎn)。由于受多條裂縫的誘導(dǎo)，在徑流溶蝕帶的水平洞穴層形成了多條巖溶暗河[13-15]。TK440 井區(qū)屬于塔河油田主體區(qū)主干暗河和分支暗河均發(fā)育的一套古暗河巖溶，主要位于南北向的主暗河巖溶段（圖1）。

圖1 塔河油田TK440井區(qū)古暗河展布（振幅變化率屬性切片）Fig.1 Layout of palaeo-subterranean river reservoirs in TK440 well area of Tahe Oilfield（slicing of amplitude change rate attributes）

碳酸鹽巖油藏的古暗河巖溶是由深部主暗河、淺層暗河以及高角度裂縫共同組成的縫洞儲集體，且以溶洞型為儲集空間發(fā)育。TK440 井區(qū)的主暗河段儲集空間類型為溶洞、孔洞和裂縫，整體上暗河分布具有較強(qiáng)的連續(xù)性，同時(shí)，高角度裂縫在局部發(fā)育，使上下兩層暗河連通，成為一整套古暗河巖溶系統(tǒng)。從暗河的地質(zhì)剖面上可以看出，深部暗河在深度上保持相對穩(wěn)定，形態(tài)上受高角度裂縫縱向擴(kuò)大溶蝕影響，形成局部溶蝕規(guī)模大小不一的落水洞，其中，大尺度未充填溶洞局部保留，部分充填的溶洞普遍分布。淺層暗河受構(gòu)造影響，呈北高南低分布，北段（TK483井至TK440井）淺層暗河連續(xù)性較差，在高角度裂縫發(fā)育部位形成的溶蝕洞發(fā)育；南段（TK440井至TK424CH井）暗河構(gòu)造變緩，易導(dǎo)致巖溶暗河充填嚴(yán)重，所以大尺度未充填溶洞不發(fā)育，小尺度溶蝕孔洞發(fā)育（圖2）。

分析TK440井區(qū)暗河段古暗河巖溶分布特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，TK483井至TK486井的井間深部暗河段、TK449H井至TK440井的淺層暗河段和TK424CH井的局部暗河段巖溶發(fā)育程度高，是最有利的油氣富集帶。

圖2 古暗河巖溶縱向淺層、深部暗河剖面Fig.2 Profile of shallow and deep part in karst of palaeo-subterranean river

1.2 油藏開發(fā)特征

TK440井區(qū)位于塔河油田4區(qū)的中部，屬于受古暗河控制的古暗河巖溶系統(tǒng)，其北部發(fā)育一條沿北東向，呈折尺狀水平展布的主暗河段，南部發(fā)育多條分支暗河。井區(qū)主暗河段發(fā)育大型未充填溶洞（圖1），平均洞高為14.7 m，最高達(dá)到22 m。TK440 井區(qū)自2000年投入開發(fā)以來，總井?dāng)?shù)達(dá)到7口，建立了不規(guī)則開發(fā)井網(wǎng)，平均井距介于400～650 m。由于主暗河段發(fā)育淺層和深部兩層暗河，所以開發(fā)方式上采取先開發(fā)深部暗河再上返淺層暗河的逐層開發(fā)方式。井區(qū)初期產(chǎn)能在650 t/d，無水生產(chǎn)期達(dá)到2 a，見水后含水快速上升；實(shí)施注水開發(fā)后，井區(qū)地層壓力從58.1 MPa 回升到58.9 MPa，地層能量得到補(bǔ)充，含水率從65%下降到26%，年遞減率從12.5%下降到8.6 %。截至目前，井區(qū)累計(jì)產(chǎn)液167.7×104t，產(chǎn)油77.9×104t，累計(jì)注水60×104m3。

早期在深部暗河段投產(chǎn)的油井都具有較高的產(chǎn)能，平均在200～600 t/d。如TK427 井，初期產(chǎn)能達(dá)到500 t/d，但是淺層暗河受高角度裂縫溝通影響，底水上竄后導(dǎo)致產(chǎn)能整體較低。2006年實(shí)施注水開發(fā)，采取低產(chǎn)、低效油井轉(zhuǎn)注水井的措施，結(jié)合產(chǎn)建時(shí)期的基礎(chǔ)井網(wǎng)，建立了注采井網(wǎng)，井區(qū)建立的兩對注采井組均取得了較好的驅(qū)替效果。目前井區(qū)進(jìn)入綜合治理階段，采取了單井注氣替油、井組注氣驅(qū)、大泵提液等措施使井區(qū)的開發(fā)效果得到明顯改善。

2 古暗河油藏剩余油分布特征

2.1 古暗河油藏水淹特征分析

從TK440 井區(qū)縫洞連通結(jié)構(gòu)可知，古暗河油藏具有較為復(fù)雜的縫洞組合關(guān)系，僅從地質(zhì)特征上很難有效地認(rèn)識剩余油分布規(guī)律。然而，采用生產(chǎn)動態(tài)和縫洞結(jié)構(gòu)靜態(tài)特征的結(jié)合是認(rèn)識和判定剩余油分布規(guī)律的有效手段。

從TK440井區(qū)沿暗河展布方向北段上，油井的見水時(shí)間和含水變化特征對比曲線（圖3）可以看出：深部暗河的4 口油井中，主暗河段的TK440 井在2004年11月突然見水，且呈現(xiàn)含水上升快的特點(diǎn)，短期內(nèi)暴性水淹；隨著底水沿深部暗河向北推進(jìn)，主暗河北段新投產(chǎn)的TK483井和TK486井在2006年5月暴性水淹，次月，日產(chǎn)油量為100 t的TK427井也發(fā)生暴性水淹。因此，在深部暗河段，底水能量較強(qiáng)，在水淹特征上呈現(xiàn)為“深度相當(dāng)、時(shí)間相繼、特征相似”。

圖3 TK440井區(qū)深部暗河和淺層暗河開發(fā)曲線Fig.3 Development curves of deep and shallow subterranean rivers in TK440 well area

結(jié)合縫洞連通結(jié)構(gòu)進(jìn)行底水橫向推進(jìn)和縱向竄進(jìn)水淹過程的綜合分析。由于TK440井區(qū)底水具有沿深部暗河的構(gòu)造低部位向高部位推進(jìn)的特點(diǎn)，所以由南向北從TK424CH 井到TK483 井逐井發(fā)生水淹。油井在見水時(shí)間上具有明顯的一致性。在高角度裂縫發(fā)育的局部溝通的兩層暗河，導(dǎo)致早期水淹的TK440 井以及后期水淹的TK427 井、TK483 井、TK486 井上返后無水生產(chǎn)期較短，含水快速上升。因此，古暗河油藏的主暗河段具有儲集空間發(fā)育、連通性好、逐步水淹的特征。

2.2 古暗河油藏剩余油分布模式

結(jié)合TK440井區(qū)的縫洞連通結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和水淹特征來認(rèn)識古暗河巖溶系統(tǒng)剩余油的分布規(guī)律，分析認(rèn)為，在主暗河段的縫洞結(jié)構(gòu)中，主要的剩余油可能存在以下4種主要的富集模式（圖4）。

圖4 古暗暗河油藏縫洞連通結(jié)構(gòu)和剩余油分布模式Fig.4 Fracture-cavity connection structure and remaining oil distribution model of palaeo-subterranean river reservoirs

1）淺層暗河未動用剩余油

由于淺層暗河連續(xù)性差，當(dāng)深部暗河底水沿高角度縫縱向竄進(jìn)淺層暗河后，強(qiáng)底水抑制井周剩余油的采出，甚至可能將剩余油驅(qū)向遠(yuǎn)端；在淺層暗河的構(gòu)造高部位、局部垮塌形成的半充填洞和井間的暗河段富集。例如，暗河段暴性水淹后上返淺層暗河的TK486井，淺層產(chǎn)出1.3×104t油后快速水淹。相同深部暗河段水淹的TK427 井上返后含水為90%。分析認(rèn)為深、淺層暗河油氣富集程度均較高，然而受強(qiáng)底水縱向水竄影響，淺層暗河仍然存在大量未動用的剩余油。

2）深部暗河井間高部位剩余油

深部暗河以未充填溶洞型儲集體為主，由于巖溶水動力作用的強(qiáng)度和裂縫溝通溶蝕程度不同，導(dǎo)致暗河管道的形態(tài)和尺度存在一定的差異性。當(dāng)?shù)姿匾粋€方向推進(jìn)至暗河管道后，在廳堂洞頂部和縱向高角度溶蝕縫發(fā)育部位易形成遮擋剩余油。以TK427 井區(qū)為例，該井區(qū)在深部暗河段無水生產(chǎn)的累產(chǎn)油量達(dá)到46×104t，暴性水淹時(shí)產(chǎn)油量為100 t/d，因此，分析認(rèn)為在TK427 井至TK486 井的井間深部暗河段的高部位應(yīng)該是剩余油富集的絕對有利部位。

3）井周閣樓油

在構(gòu)造緩坡的分支暗河發(fā)育區(qū)，暗河受到巖溶再次破壞的機(jī)會增大，形成巖溶殘丘等剩余油富集的高部位。井周閣樓油可分為兩種情況：一種是井周連通縫洞體的油井射孔段之上的高部位中難動用的剩余油；另一種是水平井的水平段高部位的閣樓油。以TK424CH 井為例，該井位于主暗河段的其中一條分支暗河上，暗河向南演變成3條更小的分支暗河（圖1）。因?yàn)檫@種分支暗河受充填性影響，有利儲集空間具有分段性，所以，淺層暗河的高部位成為閣樓剩余油的富集區(qū)域。

4）暗河盲端剩余油

早期形成的巖溶管道在后期因巖溶方向變化形成暗河巖溶盲端。由于塔河油田卡斯特巖溶具有多期疊加作用，大部分暗河盲端繼續(xù)溶蝕擴(kuò)大，小部分盲端得以保留，成為水淹后油氣的存留空間，即暗河盲端剩余油。例如TK424CH 井南端，結(jié)合縫洞結(jié)構(gòu)表征和水淹特點(diǎn)，使其具有盲端剩余油富集的條件。

3 剩余油挖潛對策

根據(jù)油藏開發(fā)階段特點(diǎn)，針對古暗河油藏不同類型的剩余油富集模式提出了井組水驅(qū)、井組氣驅(qū)、單井注氣替油、大泵提液等挖潛對策，使井區(qū)的開發(fā)效果得到明顯改善（表1）。

3.1 大泵提液啟動淺層暗河未動用剩余油

對于TK449H 井與TK421CH 井淺層暗河未動用的剩余油，采取大泵提液方式，增大連通井間的壓力差，使局部的液流方向轉(zhuǎn)向，有效地動用井周剩余油。在TK421CH 井高含水后，TK449H 井采取大泵提液措施，產(chǎn)液量從70 t/d增加到300 t/d。TK421CH井開井后，第一周期自噴生產(chǎn)125 d，轉(zhuǎn)機(jī)抽生產(chǎn)96 d，階段累計(jì)產(chǎn)油1 563 t；第二周期自噴生產(chǎn)58 d，機(jī)抽生產(chǎn)115 d，階段累計(jì)產(chǎn)油1 397 t；第三周期自噴生產(chǎn)78 d，機(jī)抽生產(chǎn)325 d，階段累計(jì)產(chǎn)油1 848 t（圖5）?？梢钥闯?，初期未動用淺層暗河剩余油，但通過改變連通井組間的壓力場分布，可有效動用剩余油。

表1 不同類型剩余油挖潛對策及作用機(jī)理Table 1 Potential exploration strategies and mechanism for different types of residual oil

圖5 TK449H-TK421CH井組生產(chǎn)曲線Fig.5 Production curve of TK449H-TK421CH well group

3.2 逆水侵方向水驅(qū)動用深部暗河井間高部位剩余油

TK440 井區(qū)深部暗河段呈現(xiàn)“深度相當(dāng)、時(shí)間相繼、特征相似”的逐步水淹特征，所以在深部暗河井間高部位存在大量的遮擋剩余油。針對這種類型的剩余油富集特點(diǎn)，采取了注水驅(qū)替方法動用剩余油。

TK440 井水淹后轉(zhuǎn)注水井。初期采取大排量連續(xù)注水，后期轉(zhuǎn)溫和注水。暗河南端的鄰井（TK424CH 井）明顯受效。結(jié)合TK440 井區(qū)縫洞連通結(jié)構(gòu)（圖2）分析認(rèn)為，TK440井的注入水沿深部暗河流向TK424CH 井，流向與水侵方向相反，起到洗油的作用，增大了注水波及，使TK424CH 井含水由90%下降到40%。受效期間，TK424CH井累計(jì)增油2.6×104t（圖6）。通過注水驅(qū)油進(jìn)一步驗(yàn)證了深部暗河井間高部位剩余油富集模式。

3.3 注氣替油置換井周閣樓油

針對水驅(qū)無法波及的閣樓油采取單井注氣替油的措施，注入氣體進(jìn)入高部位儲集空間形成氣頂，利用密度差重力分異置換高部位閣樓油。塔河油田已有200余口井采取注氣替油方式挖潛高部位閣樓油，注氣替油的有效率達(dá)到80 %。TK424CH 井在注水失效后，實(shí)施本井注氣替油手段挖潛水平段高部位剩余油，第一周期開井日產(chǎn)油達(dá)到10 t/d，周期累產(chǎn)油800 t；第二周期開井日產(chǎn)油達(dá)到8 t/d，周期累產(chǎn)油1 200 t，說明通過注氣替油改善了開發(fā)效果（圖7）。

圖6 TK440-TK424CH井組注采曲線Fig.6 Injection-production curve of TK440-TK424CH well group

圖7 TK424CH井組單井注氣開采曲線Fig.7 Gas injection production curve of single well in TK424CH well group

3.4 側(cè)鉆挖潛暗河盲端剩余油

暗河盲端儲集剩余油，一般與周圍縫洞體連通關(guān)系較差。非井控范圍內(nèi)，開啟連通路徑采取側(cè)鉆動用的方式比較好；井控范圍內(nèi)，且處于相對高部位，可以采取井組注氣方式，形成局部氣頂置換封存的剩余油和實(shí)現(xiàn)橫向驅(qū)替。

4 主要結(jié)論

1）古暗河油藏中主暗河段在水淹特征上具有“深度相當(dāng)、時(shí)間相繼、特征相似”的逐步水淹特征。

2）結(jié)合古暗河油藏縫洞連通結(jié)構(gòu)和水淹特點(diǎn)，總結(jié)了4種剩余油的分布模式：淺層暗河未動用剩余油、深部暗河的井間高部位剩余油、井周閣樓油和暗河盲端剩余油。

3）提出了大泵排液改變局部壓力場分布啟動淺層暗河未動用剩余油、井組氣驅(qū)和逆水侵方向水驅(qū)深部暗河的井間高部位剩余油、單井注氣替油重力置換井周閣樓油、井組注氣驅(qū)替暗河盲端剩余油的現(xiàn)場可行性挖潛手段。

將縫洞連通結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)動態(tài)相結(jié)合，認(rèn)識了古暗河油藏剩余油分布模式，并提出了有效的挖潛手段。但是，要實(shí)現(xiàn)縫洞型油藏剩余油的精細(xì)挖潛，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對有效縫洞儲集體的識別和刻畫、剩余油形成機(jī)制的深入研究，為實(shí)施挖潛措施的有效性提供更準(zhǔn)確的地質(zhì)依據(jù)。