巫波，劉遙，榮元帥，張曉

（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）

0 引言

塔河油田位于塔里木盆地北部沙雅隆起中段，阿克庫勒凸起中南部，其主力油藏為奧陶系碳酸鹽巖縫洞型油藏，含油層段為一間房組頂面頂面）以下0～300 m，溶洞、孔洞是主要的儲油空間，裂縫是主要的連通通道［1-5］。

縫洞型油藏主要受斷裂控制，但儲層非均質(zhì)性強，儲集空間發(fā)育復雜，而裂縫或低級序斷層的存在是油藏復雜化的主要原因［6-14］。斷裂系統(tǒng)研究的重點是對裂縫或低級序斷層的預測，裂縫或低級序斷層不但控制著油氣運移，而且對開發(fā)中后期剩余油分布也有重要影響［15-23］。在地震解釋界有一句行話，叫“斷裂只有被漏掉的，不會有多解釋了的”。人工解釋了主要的斷層，卻不能解釋裂縫，按常規(guī)借助于相干體、方差體等技術手段處理的裂縫或低級序斷層，結(jié)果不理想，與開發(fā)動態(tài)發(fā)生矛盾，而應用螞蟻體追蹤技術獲得的裂縫或低級序斷層，痕跡清晰直觀，應用效果更好［24-27］。

1 油藏概況

截至2013年9月底，塔河油田主體區(qū)碳酸鹽巖縫洞型油藏累計動用儲量26 476×104t，累計產(chǎn)油量為2 622×104t，動用儲量占縫洞型油藏總儲量的34.5%，累計產(chǎn)油量占全油田總產(chǎn)油量的50%，其儲量、產(chǎn)量曾為塔河油田的上產(chǎn)做出過巨大貢獻。該區(qū)已處于低速開采階段，采油速度僅為0.34%，綜合含水率已達59.6%。分析導致目前現(xiàn)狀的原因，主要包括以下3個方面：

1）由于油藏整體受斷裂控制，發(fā)育成千上萬條高角度裂縫，底水易沿著高角度裂縫錐進，導致井點易快速水淹；

2）后期開展的單元試注水失效后，水淹程度進一步加??；

3）常規(guī)斷層解釋方法對裂縫或低級序復雜斷層空間組合關系識別精度低，難以滿足中高含水期剩余油精細挖潛的需求，導致高水淹井區(qū)幾乎不再部署加密調(diào)整井［28-30］。

為了進一步提高縫洞型油藏的開發(fā)效率，尋找目前有力的剩余油分布區(qū)，開展了螞蟻體追蹤技術對塔河油田主體區(qū)碳酸鹽巖縫洞型油藏裂縫的預測研究，為摸清剩余油分布情況提供科學依據(jù)。

2 基本原理與工作流程

2.1 基本原理

螞蟻追蹤技術［31］，是受到自然界蟻群在覓食過程中釋放信息素，通過對路徑上信息素強度的感知來選擇所要行進的方向并傳遞信息的集體行為的啟發(fā)而研發(fā)的新型優(yōu)化算法。其基本原理是：在地震數(shù)據(jù)體中播撒大量的螞蟻，在地震屬性體中發(fā)現(xiàn)滿足預設斷裂條件的斷裂痕跡的螞蟻將“釋放”某種信號，召集其他區(qū)域的螞蟻集中在該斷裂處對其進行追蹤，直到完成該斷裂的追蹤和識別。而其他不滿足斷裂條件的斷裂痕跡將不進行識別標注。最后，獲得一個低噪音、具有清晰斷裂痕跡的數(shù)據(jù)體。

2.2 工作流程

螞蟻追蹤技術工作流程（見圖1）主要有4個步驟：

1）預處理。利用構(gòu)造平滑等屬性降低噪音。

2）邊界探測。利用方差等邊緣檢測手段，檢測地震數(shù)據(jù)在空間上的不連續(xù)性。

3）邊界增強。利用螞蟻追蹤算法計算符合設置標準不連續(xù)范圍，得到螞蟻數(shù)據(jù)體。

4）斷裂面提取。對螞蟻追蹤數(shù)據(jù)體進行斷片追蹤，并自動提取。

圖1 螞蟻追蹤解釋斷裂簡易流程

3 實例應用

塔河油田碳酸鹽巖縫洞型油藏，裂縫長度大小不一，從幾米到上千米不等，裂縫特征的描述難度相對較大。本文利用螞蟻追蹤技術，采用較強的搜索能力，并用較為激進的螞蟻追蹤參數(shù)設置，較為精細地刻畫了斷裂的空間展布特征。螞蟻追蹤的各項參數(shù)見表1。

表1 螞蟻追蹤解釋各參數(shù)定義

以T705井區(qū)為例，螞蟻體追蹤結(jié)果顯示，主斷裂走向為北東向，分布在TK847—T705—TK866井區(qū)，同時伴生了多條北西西、北西向斷裂、低級序的北東東斷裂及北東、北西向應力集中破碎產(chǎn)生的南北、東西向斷裂（見圖 2）。

圖2 T705井區(qū)T74頂面下0～100 ms螞蟻追蹤斷裂

與常規(guī)相干體結(jié)果（見圖3）對比：螞蟻體解釋結(jié)果清晰顯示北東向主干斷裂內(nèi)幕是由多條同向斷裂空間疊合組成的，而相干體只能顯示存在一條北東向斷裂，不能描述內(nèi)幕結(jié)構(gòu)的變化；螞蟻體解釋顯示在TK847井區(qū)以西存在一條近乎南北向斷裂，而相干體在該井區(qū)顯示十分雜亂，斷裂分布規(guī)律性差。

與人工解釋結(jié)果（見圖4）對比：人工解釋只能解釋斷距較大的一條北東向斷裂，其中斷距較小的斷裂或裂縫通過二維剖面解釋是十分困難的，人工沒有解釋（如T705CH井區(qū)）或解釋存在偏差（如 TK866井區(qū)）；人工解釋與螞蟻體解釋結(jié)果在TK847井區(qū)以西南北向斷裂是一致的。

圖3 頂面下0～100 ms相干原圖

圖4 頂面下0～60 ms人工解釋斷裂

以T803（K）-T705井組為例，對比了螞蟻體井間剖面（見圖5a）和常規(guī)能量體剖面（見圖5b）。螞蟻體剖面顯示：2口井井間裂縫規(guī)模較小，以微裂縫為主，裂縫或低級序斷層主要分布在T803（K）井北西（剖面上井點以西）及T705井南東（剖面上井點以東）。常規(guī)能量體剖面顯示：T803（K）與T705兩口井屬于同一縫洞體，井間裂縫發(fā)育，而T705井南東裂縫不發(fā)育。螞蟻體剖面與能量體剖面結(jié)論相反，但在該井區(qū)螞蟻體解釋結(jié)果可以很好地解釋后期開發(fā)動態(tài)，能量體結(jié)果與開發(fā)動態(tài)之間存在矛盾。

圖5 T803(K)—T705螞蟻體與能量體剖面對比

4 地質(zhì)效果

4.1 裂縫發(fā)育程度與油氣富集關系

塔河油田縫洞型油藏油氣富集程度與斷裂發(fā)育程度密切相關，井周裂縫密度越大，單井產(chǎn)能和累計產(chǎn)油量就越大（見圖6）。

圖6 裂縫發(fā)育程度與油井累計產(chǎn)量疊合

如圖6所示，T705井區(qū)北東向主斷裂上的TK847與TK866井供油裂縫有限，主要為北東向單向裂縫，單井產(chǎn)能均在60 t/d以下，累計產(chǎn)油量在4×104t以下，水油比較高（平均大于1），地層供液能力不強，動液面約在1 000 m，類似井包括TK849CH與TK719CH井。而受多條裂縫共 同作用的 T803（K），T705，T705CH，TK826井，裂縫供液面積大，單井產(chǎn)能均在120 t/d 以上，最高 250 t/d，累計產(chǎn)油量 4.0×104t，最高達13.4×104t，水油比小于0.5，地層供液能力充足，動液面平均在250 m。該井區(qū)的生產(chǎn)特征表明，裂縫的發(fā)育程度是導致油井生產(chǎn)狀況差異的根本原因。

4.2 裂縫分布方向與水淹關系

圖7 T705井區(qū)單井出液深度與見水時間關系

結(jié)合井區(qū)單井見水深度與見水時間關系（見圖7），同時參照圖 2所示斷裂預測可知，T803（K）與TK847井無斷裂直接連通，開發(fā)動態(tài)也無明顯連通證據(jù)，表現(xiàn)為構(gòu)造高部位的T803（K）井水淹后，后期投產(chǎn)的低部位TK847井仍能無水采油且累計產(chǎn)量較高。類似井組包括T803（K）—T705和TK847—T705井組，均表現(xiàn)為井點水淹。

T803（K）井與 TK719CH，TK826，TK849CH 井存在靜態(tài)裂縫連通，動態(tài)顯示高部位的T803（K）及TK826井水淹后，低部位的TK849CH井無水采油1.1×104t后暴性水淹。整體而言，該井區(qū)水淹方向主要順著T803（K）井以西裂縫沿構(gòu)造由低到高逐層水淹，而T803（K）井以東主斷裂附近油井主要是因為高角度裂縫井點水錐導致高含水。

4.3 裂縫分布方向與井區(qū)注水關系

井區(qū)目前共有4口井注過水，而前期識別注水連通通道的主要方法是根據(jù)圖4振幅屬性來判斷，出現(xiàn)了T803（K）與T705井相互注水不見效果的開發(fā)矛盾。通過螞蟻體識別成果可知，T803（K）與T705井間不存在裂縫溝通，導致注水不見效果，而在裂縫連通較好的T803（K）—TK849CH—TH826井組見到明顯注水增油效果。其中，T803（K），TK849CH 井注水，TK826井見明顯增油效果；而后期TK826井注水，TK849CH井也見到增油效果。注水效果好的井組主要分布在裂縫預測效果較好的井區(qū)。

4.4 裂縫控制的有利剩余縫洞體預測

通過對裂縫發(fā)育程度與油氣富集程度、水淹程度及注采關系的分析，認為裂縫發(fā)育相對較差的井區(qū)因滲流條件的差異和水驅(qū)置換的滯后，仍有較高的剩余儲量豐度。而且認為，在T803（K）井以北、TK847井以西的南北向裂縫帶，TK847井以南、T803（K）井以東的北東向斷裂帶，以及TK866井以西近東西向裂縫帶，剩余有利縫洞體較多，如2012年投產(chǎn)的TK866井初期產(chǎn)油在25 t/d，截至2013年9月，產(chǎn)油量仍在20 t/d以上，含水率25%左右，累計產(chǎn)油量已達9 500 t，生產(chǎn)效果較好。

5 結(jié)論

1）成功運用螞蟻體追蹤技術直觀展示了縫洞型油藏斷裂空間組合，探索了縫洞型油藏裂縫預測的新途徑，為類似油藏斷裂精細刻畫提供了借鑒。

2）螞蟻追蹤技術系統(tǒng)地描述了斷裂系統(tǒng)內(nèi)部裂縫及低級序斷層的分布特征，其結(jié)果與地質(zhì)認識一致，且能很好地解釋開發(fā)中后期存在的一些問題。

3）對裂縫發(fā)育程度與油氣富集程度、水淹程度及注采關系的分析認為，裂縫發(fā)育相對較差的井區(qū)仍有較高的剩余儲量豐度，明確了剩余油分布的潛力區(qū)域。

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