任 婷，郭康良，景 歡，孫曉瑞，李 婧 （長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430100）

TH油田位于塔里木盆地二級(jí)構(gòu)造沙雅隆起中段阿克庫(kù)勒凸起西南部的艾協(xié)克2號(hào)構(gòu)造上，是典型的非均質(zhì)性油氣藏，主力產(chǎn)層是奧陶系碳酸鹽巖，油氣縱向上主要分布在潛山風(fēng)化淋濾巖溶帶、滲流巖溶帶和潛流巖溶帶內(nèi)，橫向上分布在古巖溶高地、古巖溶斜坡及不同走向斷裂、裂縫交匯處［1］。TH油田的油氣藏類(lèi)型為潛山風(fēng)化殼與裂縫、孔、洞復(fù)合型，進(jìn)行地質(zhì)描述有一定難度。為此，筆者對(duì)TH油田碳酸鹽巖油藏地質(zhì)模型特征及解釋方法進(jìn)行了探討。

1 碳酸鹽巖油藏地質(zhì)模型特征

TH油田碳酸鹽巖油藏的儲(chǔ)集空間由裂縫、溶洞和基質(zhì)孔隙3種孔隙空間組合而成，孔隙的尺度變化很大，具有極強(qiáng)的非均質(zhì)性，但由于基質(zhì)系統(tǒng)的物性很差，不具有儲(chǔ)集能力，因此，TH油田儲(chǔ)層為由裂縫和溶洞組成的縫洞型儲(chǔ)層。

縫洞型碳酸鹽巖油藏不同于普通碎屑巖油藏，儲(chǔ)層呈網(wǎng)絡(luò)狀分布，非均質(zhì)性極強(qiáng)［2］。油藏以致密基質(zhì)封隔的溶蝕孔縫洞為儲(chǔ)集空間，并由裂縫網(wǎng)絡(luò)溝通形成大型的縫洞單元，據(jù)此建立碳酸鹽巖油藏地質(zhì)模型，其主要特征如下：①由一系列相互連通的滲流通道溝通空間上隨機(jī)分布的大尺度溶洞，形成一個(gè)滲流網(wǎng)絡(luò)?？p洞型油藏中大尺度溶洞是流體主要的儲(chǔ)集空間，流體在溶洞介質(zhì)中的流動(dòng)可視為滲透率極高的滲流，壓力的變化能瞬間傳到溶洞的邊界；巖溶作用形成的孔隙、裂縫、溶洞是控制流體流動(dòng)的主要滲流通道，起到溝通大溶洞的作用［3］。②縫洞型油藏中的流體流動(dòng)，既有多孔介質(zhì)滲流又有大空間的自由流動(dòng)，是一個(gè)復(fù)雜的耦合流動(dòng)，大尺度溶洞滲流通道連續(xù)性較差，不滿(mǎn)足連續(xù)介質(zhì)假設(shè)條件，因而將該縫洞介質(zhì)稱(chēng)為離散介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)。③該模型將縫洞型油藏劃分為巖塊系統(tǒng)、裂縫系統(tǒng)和溶洞系統(tǒng)，其中裂縫和溶洞嵌套于巖塊中并相互連接成網(wǎng)絡(luò)，巖塊和裂縫系統(tǒng)可視為滲流區(qū)域，溶洞系統(tǒng)可視為自由流動(dòng)區(qū)域。

2 碳酸鹽巖油藏地質(zhì)模型解釋方法

根據(jù)TH油田碳酸鹽巖油藏的儲(chǔ)層特點(diǎn)與滲流特征，建立碳酸鹽巖油藏地質(zhì)模型，在此基礎(chǔ)上展開(kāi)數(shù)值試井研究，從而解決縫洞型油藏的地質(zhì)參數(shù)解釋問(wèn)題。

2.1 數(shù)值試井解釋方法

為了解決TH油田離散介質(zhì)的試井問(wèn)題，采用數(shù)值方法進(jìn)行求解［4］?？p洞型油藏試井?dāng)?shù)學(xué)模型是一個(gè)關(guān)于復(fù)雜的非線性方程組的定解問(wèn)題，通常是無(wú)法用解析法求解的。此種情況下只能借助于數(shù)值求解的方法。離散介質(zhì)試井?dāng)?shù)值模型的建立，就是將所建立的試井?dāng)?shù)學(xué)模型化為計(jì)算機(jī)能進(jìn)行求解的模型。

建立數(shù)值模型，首先通過(guò)離散化將偏微分方程組轉(zhuǎn)化為有限差分方程組。將試井滲流方程中微分意義上的物理關(guān)系近似的表示成有限個(gè)相互聯(lián)系的、具有一定體積和時(shí)間單位的單元體間的物理關(guān)系，以便進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。有限差分法是迄今為止應(yīng)用最為廣泛的一種離散方法。在建立了非線性差分方程組之后要對(duì)其系數(shù)進(jìn)行線性化，然后利用線性方程的求解方法進(jìn)行求解。

數(shù)學(xué)模型的數(shù)值求解建立在網(wǎng)格剖分的基礎(chǔ)上，由此提出的網(wǎng)格類(lèi)型十分豐富，主要包括全局正交網(wǎng)格、局部加密網(wǎng)格、徑向網(wǎng)格、混合網(wǎng)格和角點(diǎn)網(wǎng)格等。為了解決計(jì)算精度與計(jì)算效率的矛盾，還發(fā)展了動(dòng)態(tài)窗口技術(shù)和局部網(wǎng)格加密技術(shù)?？傊?，無(wú)論使用何種網(wǎng)格進(jìn)行剖分，都要與所要研究的問(wèn)題相結(jié)合，使其具有很高的計(jì)算效率和計(jì)算精度，由此很好地反映油藏的實(shí)際情況。

2.2 數(shù)值試井技術(shù)特點(diǎn)

有限元數(shù)值方法是通過(guò)一系列網(wǎng)格劃分的方式，使復(fù)雜的地質(zhì)問(wèn)題得以簡(jiǎn)化，從而能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜油藏動(dòng)態(tài)變化特性的精細(xì)描述，其技術(shù)特點(diǎn)如下：①能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)油藏內(nèi)部不同區(qū)域的滲流場(chǎng)分布特征和壓力分布特征的精細(xì)刻畫(huà)，從而形象直觀地顯現(xiàn)復(fù)雜的油藏動(dòng)態(tài)變化特征，為深入認(rèn)識(shí)油藏屬性提供幫助。②該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多口井的并行分析，使井間干擾、注采井網(wǎng)中水的推進(jìn)速度等一系列復(fù)雜動(dòng)態(tài)問(wèn)題得以有效解決，為塔河碳酸鹽巖縫洞油藏特有的高導(dǎo)裂縫連通體內(nèi)的井間干擾診斷分析創(chuàng)造條件。③該技術(shù)具有有效的油藏描述功能，為油藏建模、產(chǎn)能預(yù)測(cè)、開(kāi)發(fā)方案制定等提供了技術(shù)平臺(tái)。

3 實(shí)例分析

對(duì)TH油田中的一口油井TP23（測(cè)試時(shí)間為2009－07－11）進(jìn)行數(shù)值試井分析，解釋所需基本參數(shù)如表1所示。

對(duì)該井進(jìn)行壓力恢復(fù)試井分析，從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)雙對(duì)數(shù)曲線圖來(lái)看 （見(jiàn)圖1），壓力曲線和導(dǎo)數(shù)曲線后期呈現(xiàn)出明顯的斜率為1／2的平行線，表現(xiàn)出明顯的線性流特征，因此選用了線性地層模型進(jìn)行解釋。此外，線性流之后出現(xiàn)了微弱的邊界特征現(xiàn)象。由于該研究區(qū)多井均具有井底水較活躍的特征，在測(cè)試過(guò)程中井筒內(nèi)壓力梯度由0.83增加到1.03，表明地層已出水，并且壓力降落和恢復(fù)值都較小，所以根據(jù)生產(chǎn)情況判定是外邊界為定壓邊界，擬合得到的定壓邊界距井為300m。

根據(jù)純井儲(chǔ)段數(shù)據(jù)解釋圖 （見(jiàn)圖2），利用純井儲(chǔ)段的壓力數(shù)據(jù)解釋出井儲(chǔ)系數(shù)為37m3／MPa，說(shuō)明井底存在連通大溶洞，溶洞的容積為24880m3。在大井儲(chǔ)的情況下，壓力曲線和導(dǎo)數(shù)曲線相距較小，因此解釋為距測(cè)試井120m處存在一個(gè)體積為300000m3的溶洞，溶洞滲透率為2000×10－3μm2，在滲流過(guò)程中能起到有效的液體補(bǔ)充作用。

表1 TP23井?dāng)?shù)值試井輸入?yún)?shù)表

圖1 雙對(duì)數(shù)曲線擬合圖

圖2 純井筒儲(chǔ)層階段解釋圖

通過(guò)曲線擬合解釋出地層滲透率為160×10－3μm2，表明儲(chǔ)層滲透性比較好。通過(guò)曲線擬合解釋出表皮系數(shù)S＝－3.1，說(shuō)明酸壓效果比較明顯，井底不存在污染。

采用數(shù)值試井可以解釋出溶洞體系組合參數(shù)，如溶洞容積、溶洞滲透率、溶洞距離等，能夠更好地反映TH油田碳酸鹽巖油藏的實(shí)際情況，為單井后續(xù)措施的實(shí)施提供指導(dǎo)，最終提高采收率，其最終數(shù)值試井解釋結(jié)果如表2所示。

表2 TP23井?dāng)?shù)值試井解釋結(jié)果表

4 結(jié) 語(yǔ)

TH油田縫洞型碳酸鹽巖油藏儲(chǔ)層具有離散介質(zhì)特征。不考慮基質(zhì)的儲(chǔ)滲作用，認(rèn)為溶洞是最主要的儲(chǔ)集空間，裂縫是溶洞間的溝通通道，忽略裂縫的儲(chǔ)集作用，可以據(jù)此建立碳酸鹽巖油藏地質(zhì)模型。離散介質(zhì)的試井解釋不能采用連續(xù)介質(zhì)的解析方法，而應(yīng)采用數(shù)值試井解釋方法，在此基礎(chǔ)上展開(kāi)數(shù)值試井研究，從而解決縫洞型油藏地質(zhì)參數(shù) （如溶洞容積、溶洞滲透率、溶洞距離及河道寬度等）的解釋問(wèn)題。

［1］周興熙 .初論碳酸鹽巖網(wǎng)絡(luò)狀油氣藏——以塔里木盆地輪南奧陶系潛山油氣藏為例 ［J］.石油勘探與開(kāi)發(fā)，2000，27（3）：528－531.

［2］魯新便 .巖溶縫洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性 ［J］.新疆石油地質(zhì)，2004，24（4）：360－362.

［3］王根久，王桂宏，余國(guó)義 .塔河碳酸鹽巖油藏地質(zhì)模型 ［J］.石油勘探與開(kāi)發(fā)，2002，29（1）：109－111.

［4］彭小龍，劉學(xué)利，杜志敏 .縫洞雙重介質(zhì)數(shù)值模型及滲流特征研究 ［J］.西南石油大學(xué)學(xué)報(bào) （自然科學(xué)版），2009，31（1）：61－64.