康志江，李 陽(yáng)，計(jì)秉玉，張 允

(1.中國(guó)石化 石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083； 2.中國(guó)石油化工股份有限公司，北京 100728)

中國(guó)海相碳酸鹽巖油資源量豐富，碳酸鹽巖沉積分布面積達(dá)450×104m2，油氣資源量358×108t油當(dāng)量，石油資源量約150×108t，截至2015年底，塔里木盆地、鄂爾多斯盆地和渤海灣盆地累計(jì)探明碳酸鹽巖石油地質(zhì)儲(chǔ)量29.3×108t。1984年塔里木盆地沙參2井獲得高產(chǎn)油氣流，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)古生代海相碳酸鹽巖油藏重大突破，成為中國(guó)油氣勘探史上的重要里程碑[1]；1990年沙23井發(fā)現(xiàn)了中國(guó)第一個(gè)古生代超深層海相特大型油田——塔河油田[2]；1997年塔河油田投入開(kāi)發(fā)，目前已建成世界上最大的縫洞型油藏原油生產(chǎn)基地，年產(chǎn)油氣能力已達(dá)900×104t油當(dāng)量，標(biāo)志著中國(guó)海相碳酸鹽巖油藏開(kāi)發(fā)理論和技術(shù)的形成，碳酸鹽巖油氣藏已經(jīng)成為中國(guó)油氣勘探開(kāi)發(fā)和油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要領(lǐng)域[3]。

與國(guó)外同類(lèi)油藏相比，中國(guó)碳酸鹽巖油氣藏儲(chǔ)層時(shí)代老、埋藏深、類(lèi)型多，地質(zhì)條件復(fù)雜[4]，開(kāi)發(fā)難度更大。油藏開(kāi)發(fā)主要面臨4大挑戰(zhàn)：①縫洞儲(chǔ)集體離散性強(qiáng)，空間描述難度大；②油井含水快速上升、產(chǎn)量遞減大，自然遞減率達(dá)19.5%；③注水單向受效，注采井網(wǎng)、高效驅(qū)替難；④采收率低，標(biāo)定采收率僅為15.9%。

經(jīng)過(guò)多年的研究與實(shí)踐，形成地球物理縫洞體描述、巖溶地質(zhì)建模、自由流與滲流耦合油藏?cái)?shù)值模擬、注水注氣、大型酸壓改造等提高采收率系列技術(shù)，單元應(yīng)用后儲(chǔ)量動(dòng)用率提高42%，已提高采收率2.3%，期望對(duì)進(jìn)一步深化碳酸鹽巖油藏開(kāi)發(fā)研究提供借鑒。

1 地球物理描述技術(shù)

對(duì)于碳酸鹽巖儲(chǔ)層的描述，不僅要描述其分布范圍，更要描述其形態(tài)規(guī)模、縫-孔-洞配置關(guān)系、充填特征及含油氣性。針對(duì)中國(guó)海相碳酸鹽巖油藏埋藏超深、地震成像精度低等問(wèn)題[5]，形成了高精度采集、繞射波分離和逆時(shí)深度偏移高精度成像、多尺度分類(lèi)檢測(cè)識(shí)別等技術(shù)[6]。

1.1 創(chuàng)建散射波與最小二乘偏移成像高精度成像方法

針對(duì)小尺度異常體(縫洞體)的弱散射信號(hào)，創(chuàng)新性地研發(fā)了基于散射角域地震響應(yīng)的散射波分離成像方法(圖1)，在散射偏移過(guò)程中提高了弱散射體成像能量，能發(fā)現(xiàn)掩蓋在反射同相軸中的隱蔽散射體。

散射波分離前后縫洞儲(chǔ)層的分布趨勢(shì)一致，散射數(shù)據(jù)體比反射數(shù)據(jù)體反映更多細(xì)節(jié)情況，縫洞體的分辨率也要優(yōu)于全波場(chǎng)數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)串珠計(jì)數(shù)對(duì)比，散射波數(shù)據(jù)比全波場(chǎng)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)更多的隱蔽串珠，特別是在反射波掩蓋效果比較顯著的地方，散射波數(shù)據(jù)能提供高分辨率的串珠數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算，整體數(shù)據(jù)串珠的識(shí)別率，散射波數(shù)據(jù)比散射波數(shù)據(jù)提高了約20%。

研發(fā)形成了3D-GPU最小二乘偏移技術(shù)，基于散射波線性化反演成像理論和3D逆時(shí)偏移成像基礎(chǔ)，采用共軛梯度反演最優(yōu)化方法和GPU加速技術(shù)，創(chuàng)新性研發(fā)了3D最小二乘逆時(shí)偏移技術(shù)，通過(guò)多次迭代偏移過(guò)程可以減少照明、吸收等廣義散射因素的影響，進(jìn)一步提升小尺度異常體的分辨率。

最小二乘偏移比常規(guī)的RTM深部照明更均勻，同相軸連續(xù)性更好，對(duì)于串珠反射的收斂性更高，通過(guò)頻譜對(duì)比分析可以看出，最小二乘偏移成像拓寬了頻譜，頻帶展寬5 Hz。展現(xiàn)了最小二乘偏移成像提高成像分辨率和振幅均衡性及提高成像精度方面的效果和潛力。

1.2 建立縫洞體內(nèi)部結(jié)構(gòu)刻畫(huà)技術(shù)

針對(duì)大尺度溶洞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，自主研發(fā)基于疊前炮域分頻時(shí)間偏移的縫洞結(jié)構(gòu)描述技術(shù)，通過(guò)不同頻率的能量疊合，實(shí)現(xiàn)了縫洞體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的描述。

以保幅疊前道集為基礎(chǔ)，通過(guò)儲(chǔ)層特征及井資料的標(biāo)定開(kāi)展針對(duì)疊前道集的時(shí)頻分解方法測(cè)試，利用Butterworth濾波器將經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的疊前CMP道集分解成不同頻段疊前道集數(shù)據(jù)，形成不同優(yōu)勢(shì)頻帶的疊前道集數(shù)據(jù)，最終通過(guò)疊前時(shí)間偏移獲得不同優(yōu)勢(shì)頻帶疊前時(shí)間偏移數(shù)據(jù)體。由圖2可見(jiàn)，疊前分頻剖面串珠形態(tài)保持較好，有效克服疊后分頻產(chǎn)生的“信號(hào)震蕩”現(xiàn)象。疊前分頻更有利于不同尺度溶洞的刻畫(huà)：低頻成分描述了溶洞形態(tài)，高頻成分揭示了溶洞內(nèi)部細(xì)節(jié)及非均質(zhì)特征。

圖1 RTM全波場(chǎng)成像(a)與散射波成像(b)效果對(duì)比Fig.1 The imaging profiles of the Reverse Time Migration(RTM) with full wave field information(a) and with scattered wave information(b)

圖2 不同頻段大尺度縫洞偏移成像對(duì)比Fig.2 Large-scale fractured-vuggy migration imaging in different frequency bandsa．全頻段；b. 5-10-15-20 Hz； c. 20-30-35-40Hz；d.50-55-60-65Hz

基于分頻炮域疊前時(shí)間偏移成像，通過(guò)不同頻率的能量疊合，描述大尺度縫洞結(jié)構(gòu)。當(dāng)高、中低頻能量一致性較好時(shí)，表明一般為單室溶洞，充填較均質(zhì)；而當(dāng)高、中低頻能量不一致時(shí)，往往為大型溶洞系統(tǒng)，不均質(zhì)性較強(qiáng)。

針對(duì)表層內(nèi)部小尺度縫洞體，建立了小尺度儲(chǔ)集體的地震信號(hào)增強(qiáng)目標(biāo)處理技術(shù)，建立了基于反射系數(shù)反演的振幅譜梯度預(yù)測(cè)方法，解決弱反射儲(chǔ)集體預(yù)測(cè)難題，預(yù)測(cè)符合率達(dá)82%。

地震資料振幅譜梯度是指在地震資料有效頻帶內(nèi)地震反射波振幅隨頻率的變化率，其突出了地震資料不同頻率振幅的變化特征，更加直觀地揭示了儲(chǔ)層橫向滲透性能變化特征。采用振幅譜梯度屬性預(yù)測(cè)了的表層風(fēng)化殼型小尺度儲(chǔ)集體，預(yù)測(cè)結(jié)果與測(cè)井解釋符合率達(dá) 82.5%。

2 縫洞型油藏巖溶建模技術(shù)

20世紀(jì)80年代建立的確定性建模及隨機(jī)建模方法，解決了孔隙連續(xù)型儲(chǔ)層的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)建模問(wèn)題，21世紀(jì)初建立的多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)及離散裂縫建模方法，解決了河道與裂縫儲(chǔ)層地質(zhì)建模問(wèn)題，而針對(duì)縫洞型油藏建立的離散縫洞建模方法，解決了巖溶型復(fù)合介質(zhì)油藏地質(zhì)建模問(wèn)題[7-9]。

受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等因素的控制和影響，古巖溶型儲(chǔ)集體是隆起上最為重要的儲(chǔ)集體[10-11]，離散縫洞建模技術(shù)把巖溶型儲(chǔ)集體劃分為溶洞、溶蝕孔洞、裂縫(大尺度、中尺度、小尺度)和基巖，在古地貌、巖溶發(fā)育模式和斷裂發(fā)育規(guī)律約束下，分類(lèi)、分級(jí)建立離散分布模型，之后融合形成了離散溶洞裂縫網(wǎng)絡(luò)三維地質(zhì)模型。不同性質(zhì)儲(chǔ)集體采用不同方式建立模型：大型溶洞采用地震截?cái)嗄Ｊ叫拚姆椒?，小型溶洞采用多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)隨機(jī)模擬方法，溶蝕孔洞采用序貫高斯隨機(jī)模擬方法，大尺度裂縫采用人工解釋的確定性方法，中尺度裂縫采用螞蟻體追蹤的方法，小尺度裂縫采用基于目標(biāo)的隨機(jī)模擬方法。基于裂縫、孔洞、溶洞的級(jí)次演化模式，建立大尺度溶洞、大尺度裂縫、小尺度孔洞、小尺度裂縫的同位賦值融合方法，構(gòu)建多尺度縫洞體分布模型(圖3)。實(shí)現(xiàn)了縫洞體形態(tài)規(guī)模、配置關(guān)系、充填特征及儲(chǔ)集物性的精細(xì)描述，明確了不同類(lèi)型儲(chǔ)集體的地質(zhì)儲(chǔ)量及其空間分布，地質(zhì)模型鉆井符合率由71.1%提高至92.7%，大幅度提高了儲(chǔ)量動(dòng)用率。

2.1 基于地質(zhì)知識(shí)庫(kù)的古暗河多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)建模方法

針對(duì)古暗河形態(tài)多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)律性差的特點(diǎn)，優(yōu)選知識(shí)庫(kù)中現(xiàn)代巖溶暗河形態(tài)結(jié)合古河道幾何參數(shù)，制作三維訓(xùn)練圖像，采用多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法模擬古暗河的發(fā)育形態(tài)及組構(gòu)模式，形成了基于地質(zhì)知識(shí)庫(kù)的古暗河多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)建模方法。

2.2 分區(qū)帶多元約束斷控巖溶儲(chǔ)集體建模方法

斷孔巖溶儲(chǔ)集體的發(fā)育受斷裂控制，根據(jù)斷控巖溶儲(chǔ)集體發(fā)育特征，基于地質(zhì)知識(shí)庫(kù)建立斷控儲(chǔ)集體形態(tài)、高度和展布的規(guī)律，利用分區(qū)帶目標(biāo)模擬的方法構(gòu)建訓(xùn)練圖像。采用PR(更新比率恒定)信息融合方法，整合斷層和地震等多元信息，構(gòu)建綜合發(fā)育概率體，模擬斷控儲(chǔ)集體分布。

2.3 表層巖溶儲(chǔ)集體多元約束建模方法

表層巖溶儲(chǔ)集體以小尺度溶蝕孔洞和裂縫為主， 整體呈片狀和網(wǎng)狀分布，分布較廣泛。溶蝕孔洞采用巖溶相控和地震屬性約束的協(xié)同序貫指示模擬算法，小尺度裂縫網(wǎng)絡(luò)采用井震結(jié)合隨機(jī)模擬方法。

2.4 基于示蹤劑約束的地質(zhì)模型局部連通性?xún)?yōu)化方法

針對(duì)縫洞型油藏連通關(guān)系復(fù)雜的情況，在示蹤劑的約束下定義目標(biāo)函數(shù)，應(yīng)用退火模擬方法，局部?jī)?yōu)化部分裂縫位置，確保模型連通性與示蹤劑數(shù)據(jù)定量一致，降低模型不確定性。

3 縫洞型油藏?cái)?shù)值模擬與試井解釋技術(shù)

3.1 復(fù)合介質(zhì)變重耦合油藏?cái)?shù)值模擬

20世紀(jì)50年代布魯斯、皮斯曼建立了單重介質(zhì)數(shù)學(xué)模型，解決了孔隙連續(xù)介質(zhì)型油藏?cái)?shù)值模擬問(wèn)題；1960年前蘇聯(lián)的Barenblatt，Zheltov和Koehina提出來(lái)雙重介質(zhì)概念；20世紀(jì)70年代Warren-Root建立了雙重介質(zhì)數(shù)學(xué)模型，解決了裂縫孔隙型連續(xù)介質(zhì)油藏?cái)?shù)值模擬問(wèn)題；20世紀(jì)90年代建立了離散裂縫網(wǎng)絡(luò)模型，解決了具有離散裂縫的連續(xù)介質(zhì)數(shù)值模擬問(wèn)題。針對(duì)塔河縫洞型油藏?cái)?shù)值模擬問(wèn)題，研究建立了離散大型縫洞與連續(xù)介質(zhì)耦合數(shù)學(xué)模型[12-13]，形成復(fù)合介質(zhì)變重耦合技術(shù)。

離散大型縫洞與連續(xù)介質(zhì)耦合數(shù)學(xué)模型為洞穴流與滲流耦合為核心的數(shù)值模擬奠定了理論基礎(chǔ)[14]。數(shù)學(xué)模型分為兩類(lèi)，第一類(lèi)是基于洞穴奈維-斯托克斯動(dòng)量方程建立的控制方程組，溶孔的滲流通過(guò)源匯項(xiàng)處理；第二類(lèi)是滲流達(dá)西定律建立的控制方程組，洞穴或裂縫的奈維-斯托克斯流是通過(guò)嵌入式處理。軟件程序?qū)嵺`表明，第一類(lèi)方法計(jì)算精度高、計(jì)算量大，可用于縫洞組合的精細(xì)機(jī)理研究，第二類(lèi)方法計(jì)算精度較低、計(jì)算速度快，一般用于油藏尺度的模擬預(yù)測(cè)[15]。

在此基礎(chǔ)上，編制了縫洞型油藏?cái)?shù)值模擬軟件[16](KARSTSIM)，在模擬算法方面采用有限體積方法，對(duì)各偏微分控制方程進(jìn)行數(shù)值離散，使用改進(jìn)約束壓力殘差CPR(Constrained Pressure Residual)預(yù)處理與代數(shù)多重網(wǎng)格AMG(Algebraic Multigrid)線性方程解法相結(jié)合的算法求解?；诜墙Y(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，對(duì)大尺度裂縫和溶洞進(jìn)行嵌入顯式處理與計(jì)算，小尺度裂縫和孔洞發(fā)育區(qū)根據(jù)其分布特征，采用變重耦合的分區(qū)模擬，有效劃分溶洞區(qū)、裂縫區(qū)與溶孔區(qū)，區(qū)與區(qū)之間任意組合、精細(xì)計(jì)算之間流動(dòng)量，在保證精度的條件下，減少運(yùn)算工作量。應(yīng)用軟件產(chǎn)油量預(yù)測(cè)符合率達(dá)到85.1%，與常規(guī)商業(yè)軟件相比，符合率提高了近一倍。

3.2 縫洞型油藏試井技術(shù)

試井是通過(guò)工作制度和井底壓力變化測(cè)試儲(chǔ)層參數(shù)，Warren-Root模型很好地解決了天然裂縫型碳酸鹽巖儲(chǔ)層中的非線性滲流問(wèn)題，但縫洞型油藏普遍發(fā)育著洞穴、溶蝕孔洞與裂縫，雙重介質(zhì)模型已經(jīng)不能適應(yīng)于此類(lèi)油藏的試井解釋。

針對(duì)縫洞型油藏，提出了兩種試井模型。一是當(dāng)儲(chǔ)集介質(zhì)表征單元體存在且尺度較小時(shí)，利用等效連續(xù)介質(zhì)數(shù)值模型建立試井解釋方法(三重介質(zhì)模型)；二是在大尺度溶洞介質(zhì)和多孔介質(zhì)中的耦合流動(dòng)采用復(fù)合介質(zhì)理論模型。

等效連續(xù)介質(zhì)模型考慮了3種情形：①溶洞-井筒連通模型：假設(shè)地層由基巖、裂縫、溶洞三種連續(xù)介質(zhì)而成，考慮溶洞發(fā)育，向井筒供液，同時(shí)基巖和裂縫向溶洞發(fā)生擬穩(wěn)態(tài)竄流。②裂縫溶洞-井筒連通模型：考慮裂縫和溶洞同時(shí)向井筒供液，基巖和裂縫之間、基巖和溶洞之間以及裂縫和溶洞之間發(fā)生擬穩(wěn)態(tài)竄流。③裂縫溶洞基巖-井筒連通模型：考慮基巖、裂縫和溶洞均向井筒供液，同時(shí)基巖和裂縫之間、基巖和溶洞之間以及裂縫和溶洞之間發(fā)生擬穩(wěn)態(tài)竄流。大尺度溶洞介質(zhì)和多孔介質(zhì)中的耦合流動(dòng)試井模型對(duì)大尺度溶洞區(qū)考慮自由流的力學(xué)性質(zhì)，溶洞外區(qū)域考慮滲流的力學(xué)性質(zhì)，兩種流動(dòng)模型進(jìn)行數(shù)值和解析聯(lián)合求解。

通過(guò)三重介質(zhì)模型和復(fù)合偶和介質(zhì)模型，除傳統(tǒng)試井解釋參數(shù)外，如鉆遇洞穴體積、裂縫或溶洞滲透率、基巖向溶洞竄流系數(shù)、裂縫向溶洞竄流系數(shù)、基巖彈性?xún)?chǔ)容比、溶洞彈性?xún)?chǔ)容比等之外，還可解釋溶洞體積、溶洞與井相對(duì)位置及裂縫寬度、密度等參數(shù)的解釋?zhuān)行гu(píng)價(jià)地下縫洞儲(chǔ)集體的物性與流動(dòng)參數(shù)，圖4為不同尺度溶洞測(cè)試時(shí)模擬計(jì)算的壓力變化與壓力倒數(shù)曲線。

針對(duì)試井測(cè)試時(shí)間短、無(wú)法預(yù)測(cè)更遠(yuǎn)處縫洞體儲(chǔ)量問(wèn)題，提出了產(chǎn)量數(shù)據(jù)分析(PDA)綜合解釋方法，基于擬穩(wěn)態(tài)階段物質(zhì)平衡時(shí)間與流量重整壓力關(guān)系曲線，按溶洞、孔洞、裂縫三類(lèi)儲(chǔ)集體分別預(yù)測(cè)單井控制儲(chǔ)量，避免試井解釋控制儲(chǔ)量過(guò)小，提高了井控儲(chǔ)量計(jì)算精度。

4 改善水驅(qū)優(yōu)化技術(shù)

4.1 空間結(jié)構(gòu)井網(wǎng)構(gòu)建技術(shù)

在能量補(bǔ)充開(kāi)發(fā)階段，井網(wǎng)部署是提高儲(chǔ)量動(dòng)用率、采收率和產(chǎn)能的關(guān)鍵，井網(wǎng)的設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)儲(chǔ)集體的發(fā)育和分布特征[17-21]。對(duì)于強(qiáng)非均質(zhì)碳酸鹽巖油藏而言，無(wú)論哪種儲(chǔ)集類(lèi)型，其分布變化大，采用面積井網(wǎng)部署，會(huì)出現(xiàn)大量無(wú)產(chǎn)能井和低產(chǎn)能井，且儲(chǔ)量控制程度低，因此，應(yīng)改變井網(wǎng)設(shè)計(jì)的思路和方法。

建立了空間結(jié)構(gòu)注采井網(wǎng)設(shè)計(jì)方法，適應(yīng)了離散性與強(qiáng)非均質(zhì)性縫洞型儲(chǔ)集體的高效驅(qū)替，具體方法是“溶洞定油井、連通定水井、儲(chǔ)量定井?dāng)?shù)”：處在大型溶洞上的井初步設(shè)計(jì)為采油井，裂縫、孔洞儲(chǔ)集體上的井初步設(shè)計(jì)為注水井，結(jié)合井含水率程度次序性部署，整體上實(shí)現(xiàn)縫注洞采、低注高采、同層注采，最優(yōu)配制注水井和采油井的注采關(guān)系(圖5)，提高了對(duì)剩余儲(chǔ)量水驅(qū)控制程度，在溶洞與溶洞之間設(shè)計(jì)為換向驅(qū)油井組。實(shí)際設(shè)計(jì)中，巖溶殘丘溶洞、主干斷裂控制的縫洞體、主暗河段儲(chǔ)集體優(yōu)先部署采油井；根據(jù)連通情況確定注水井，構(gòu)建注采關(guān)系；在設(shè)計(jì)井網(wǎng)、確定井位的過(guò)程中，考慮經(jīng)濟(jì)因素，根據(jù)單元儲(chǔ)量規(guī)模確定注采井?dāng)?shù)。塔河油田實(shí)施空間結(jié)構(gòu)井網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)儲(chǔ)量控制程度提高25%，理論計(jì)算采收率可達(dá)32%。

圖4 滲流-自由流動(dòng)耦合模型壓降(a)、恢復(fù)壓差(b)曲線對(duì)比Fig.4 The comparison of pressure drop(a) and pressure difference recovery(b) curves in seepage-free flow coupling model

圖5 空間注采結(jié)構(gòu)井網(wǎng)示意圖Fig.5 The schematic diagram of spatial pattern of injection-production wells

4.2 注采參數(shù)優(yōu)化技術(shù)

油藏開(kāi)發(fā)生產(chǎn)優(yōu)化控制是一個(gè)最優(yōu)化問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化為目標(biāo)，通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)優(yōu)化求解油水井注采參數(shù)，獲取各階段的注采調(diào)整方案，調(diào)控油水井的生產(chǎn)，改善開(kāi)發(fā)效果。它是一種以單井為對(duì)象的矢量方案設(shè)計(jì)方法，相比于粗放的人工設(shè)計(jì)方法具有更精細(xì)高效、快速靈活的優(yōu)點(diǎn)，面對(duì)非均質(zhì)性強(qiáng)、井間連通關(guān)系復(fù)雜的縫洞型油藏也具有更好的適用性。

建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型是進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，為此需要按照優(yōu)化計(jì)算的要求，建立縫洞油藏優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，優(yōu)化注采參數(shù)，實(shí)現(xiàn)效益最大化。提出了3種優(yōu)化方法:一是基于確定性模型的注采參數(shù)優(yōu)化方法，其是利用對(duì)數(shù)變換法，將控制變量變換到相同數(shù)量級(jí)的對(duì)數(shù)域上進(jìn)行隨機(jī)擾動(dòng)梯度求解；二是基于不確定性模型的注采參數(shù)優(yōu)化方法，其是在地質(zhì)建模不確定性分析基礎(chǔ)上，建立多個(gè)可能的地質(zhì)模型，利用生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，剔除不符合的地質(zhì)模型，最后將油水井工作制度帶入所有模型，所有模型的NPV期望值最優(yōu)的作為最優(yōu)方案；三是基于井間連通性模型的注采參數(shù)優(yōu)化方法，其是以井間連通單元為模擬對(duì)象，根據(jù)物質(zhì)平衡原理、油水兩相前緣推進(jìn)方程等建立一種新的水驅(qū)油藏井間動(dòng)態(tài)連通性模型。

3種生產(chǎn)優(yōu)化方法中魯棒優(yōu)化方法抗風(fēng)險(xiǎn)能力最強(qiáng)，計(jì)算的累產(chǎn)油最高，且相應(yīng)的累產(chǎn)水和累注水都是都最低，從而實(shí)現(xiàn)了少注水，多產(chǎn)油的優(yōu)化控制目標(biāo)。S80單元應(yīng)用降水增油效果明顯(圖6)。優(yōu)化5年注采量，優(yōu)化后累增油19.5×104t，降低含水率6.6%，累產(chǎn)水減少5×104m3，耗水率降低40.5%。

圖6 S80單元注采參數(shù)優(yōu)化效果對(duì)比Fig.6 Comparison of parameters before and after applying the flooding-production method to the structural unit S80

5 縫洞型油藏注氣提高采收率技術(shù)

注氣是注水后大幅度提高油藏采收率的方式，其作用機(jī)理是注入氣重力分異、頂替洞頂閣樓油，補(bǔ)充地層能量，壓制水錐，同時(shí)降低原油粘度提高流動(dòng)性，一般選用注氮?dú)?，采用單井吞吐和氣?qū)兩種方式，已形成了注氣井優(yōu)選、注氣量?jī)?yōu)化技術(shù)[22-24]。

塔河油田縫洞型碳酸鹽巖油藏注氣始于2012年4月， TK404井開(kāi)始注氮?dú)馔掏略囼?yàn)，先后實(shí)施4輪次吞吐[21]，累計(jì)注氮?dú)? 674 m3，累計(jì)采油6 344 t，提高采出程度1.23%，取得了明顯的增油效果。截至2016年12月，塔河油田共實(shí)施注氣井330口，覆蓋儲(chǔ)量1.45×108t，日注氣量29×104m3，日產(chǎn)油1 534 t，年增油43×104t，累增油137×104t。其中單井注氮?dú)饫塾?jì)注入量3.5×108m3，累計(jì)產(chǎn)油111.3×104t，提高采出程度1.6%，累計(jì)方氣換油率0.96 t/m3。單元注氮?dú)怛?qū)38個(gè)井組，累計(jì)注氮?dú)?.7×108m3，累計(jì)增油25.9×104t，提高采出程度0.34%。

6 縫洞型油藏酸壓工藝技術(shù)

塔河縫洞型油藏70%的井需要酸壓改造投產(chǎn)，形成了縫洞型油藏大型酸壓改造技術(shù)系列[25-26]。針對(duì)酸壓中酸巖反應(yīng)速度快、酸液濾失嚴(yán)重、有效酸蝕縫短等難題，建立了耐溫150 ℃高粘緩蝕交聯(lián)配方、生酸濃度12.5%的緩速自生酸配方、聚合物類(lèi)就地變粘酸配方，形成了小跨度控縫高酸壓和深穿透復(fù)合酸壓技術(shù)[22-23]，實(shí)現(xiàn)縫高40 m可控，人工酸蝕裂縫半縫長(zhǎng)度145 m以上(最高169 m)，示范區(qū)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施42井次，有效率為97.6%，累計(jì)增油69.4×104t，有效期最長(zhǎng)達(dá)到1 622 d，增油效果顯著。

80 m范圍內(nèi)360°非主應(yīng)力任意方向靶向酸壓技術(shù)。針對(duì)徑向距離<30 m儲(chǔ)集體，形成復(fù)雜縫酸壓技術(shù)；距離30～80 m、方位0°～75°儲(chǔ)集體，形成縫內(nèi)暫堵轉(zhuǎn)向酸壓技術(shù)；距離30～80 m,方位75°～90°儲(chǔ)集體，探索定向噴酸造縫技術(shù)。

7 認(rèn)識(shí)與結(jié)論

經(jīng)過(guò)不斷的探索與實(shí)踐，創(chuàng)新形成深層縫洞型碳酸鹽巖油氣藏提高采收率關(guān)鍵技術(shù)，主要包括：(1)創(chuàng)建以高精度采集、繞射波分離等高精度成像為核心的地球物理描述技術(shù)，建立了基于地質(zhì)知識(shí)庫(kù)的巖溶縫洞體精細(xì)建模方法，提高了儲(chǔ)集體識(shí)別和描述精度。(2)進(jìn)一步發(fā)展洞縫孔復(fù)合介質(zhì)變重耦合的數(shù)值模擬方法及試井分析技術(shù)，豐富和發(fā)展了碳酸鹽巖油氣藏開(kāi)發(fā)理論。(3)形成空間結(jié)構(gòu)井網(wǎng)設(shè)計(jì)、注采優(yōu)化等改善注水開(kāi)發(fā)技術(shù)，有效提高了儲(chǔ)量控制程度、控制了水竄。形成了單井、多井氮?dú)鈿忭旘?qū)選井與注采量?jī)?yōu)化技術(shù)，提高了采收率。(4)進(jìn)一步發(fā)展了80 m范圍內(nèi)360°非主應(yīng)力任意方向靶向酸壓技術(shù)。

但是，在碳酸鹽巖油藏開(kāi)發(fā)中仍然存在諸多挑戰(zhàn)，已開(kāi)發(fā)油氣田采收率低、新增儲(chǔ)量多為超深層、更加復(fù)雜的領(lǐng)域，如塔里木盆地順北油田為奧陶系碳酸鹽巖斷裂-洞穴型油藏，平均埋藏深度超7 300 m，受深大斷裂控制作用明顯，具有高壓、高溫與高應(yīng)力的特點(diǎn)，儲(chǔ)集體描述和有效開(kāi)發(fā)難度更大。需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究，推動(dòng)碳酸鹽巖油氣藏開(kāi)發(fā)理論和技術(shù)的續(xù)發(fā)展。