□本報記者 莊光偉 王福全

通訊員 冉天龍

“2017年，我們就在塔河油田開展碳酸鹽巖油藏小縫洞群的開發(fā)研究工作，開發(fā)實踐逐漸取得良好成效。2024年，塔河油田碳酸鹽巖小縫洞群油藏新增動用儲量1510萬噸、新建產(chǎn)能31.2萬噸/年?！蔽鞅庇吞镉蜌獠氐刭|(zhì)高級專家鄧光校說。碳酸鹽巖油藏小縫洞群開發(fā)正在成為塔河油田實現(xiàn)油氣產(chǎn)量硬穩(wěn)定的重要支撐。

小縫洞群成為老區(qū)儲量動用新目標(biāo)

端牢能源飯碗，未動用儲量的規(guī)模效益開發(fā)是必選項。

塔河油田目前探明石油地質(zhì)儲量14.7億噸，其中4.3億噸儲量未被動用。隨著塔河油田持續(xù)推進(jìn)奧陶系碳酸鹽巖勘探開發(fā)進(jìn)程，油氣開發(fā)精細(xì)化水平日益提升，區(qū)塊中的大斷裂、大縫洞基本被有效識別和控制，老區(qū)開發(fā)目標(biāo)逐漸由主干斷裂帶向次級斷裂帶、規(guī)模縫洞向中小尺度縫洞群轉(zhuǎn)變。

“中小尺度縫洞群多沿斷裂、層理面或低幅風(fēng)化殼殘丘發(fā)育，儲量規(guī)模一般在10萬~20萬噸，僅為規(guī)模縫洞體儲量的一半左右?？臻g體積小、儲量規(guī)模低，給效益開發(fā)和單井穩(wěn)產(chǎn)帶來挑戰(zhàn)?！蔽鞅庇吞锟碧介_發(fā)研究院塔河開發(fā)研究所副所長張曉說。

科研人員發(fā)現(xiàn)，在塔河油田，常規(guī)的單個“串珠狀”縫洞體儲層就像是一條大魚，獨立性較強，而中小尺度縫洞群儲層則喜歡扎堆、連片分布，就像一群“小魚”。

“我們還發(fā)現(xiàn)，受巖溶或構(gòu)造作用影響，很多中小尺度縫洞群儲層的孔、縫、洞相互連通?！睆垥越榻B，對多個小縫洞體組合成的“魚群”進(jìn)行連片開發(fā)，開發(fā)收益可能遠(yuǎn)大于“捕撈”單個大型規(guī)?？p洞體。

開發(fā)實踐驗證了他們的地質(zhì)認(rèn)識。塔河油田T443、T740和S48等井均鉆遇小縫洞群儲層，日產(chǎn)油均超100噸。

“小縫洞型儲層具有較大開發(fā)潛力，是繼串珠狀儲集體之后又一種潛力大的勘探開發(fā)目標(biāo)”，逐漸成為大家的共識。

雖然研究起步較早，但在厘清小縫洞群分布規(guī)律及控制因素、刻畫及描述技術(shù)迭代升級、評價小縫洞群開發(fā)潛力，以及制定開發(fā)動用對策等方面，近幾年研究和實踐成果才逐漸顯現(xiàn)，部分未動用儲量變成了實實在在的油氣產(chǎn)量。

練就識別小縫洞群“火眼金睛”

“大魚”好找，“小魚”難撈。

小縫洞體儲集空間以小尺度的溶洞、孔、縫為主，通常能夠識別的尺度在15米左右。小縫洞體巖溶發(fā)育深度淺，主要在風(fēng)化殼內(nèi)幕或斷裂帶內(nèi)組合成“群”，地震響應(yīng)具有能量弱、信噪比低等特點。此外，地震波場特征多以弱異常、弱串珠及雜亂反射為主，進(jìn)一步增加了識別刻畫的難度。

要精準(zhǔn)找到小縫洞體的儲層位置，需要擁有一雙高分辨率的“千里眼”。

西北油田與中國石化石油勘探開發(fā)研究院、石油物探技術(shù)研究院等單位協(xié)力攻堅，持續(xù)推動物探技術(shù)迭代升級。經(jīng)過多年聯(lián)合攻關(guān)，他們創(chuàng)新形成了繞射波分離成像、“時窗積分+方位掃描”多尺度處理等多項地震預(yù)測技術(shù)，有效解決了10~15米小尺度縫洞體的識別難題。

與常用的地層“反射波”相比，針對風(fēng)化殼小尺度縫洞體儲層的物探作業(yè)多采用“繞射波”。

“繞射波的能量較反射波低一到兩個數(shù)量級，它能通過壓制反射能量提升小尺度縫洞體的識別能力。但是現(xiàn)有的繞射波成像技術(shù)存在反射能量壓制不干凈、損失繞射能量等不足，影響了小縫洞體儲層物探作業(yè)的質(zhì)量和效率。”西北油田勘探開發(fā)研究院塔河開發(fā)研究所副所長王明介紹。

2020年以來，研究人員創(chuàng)新提出一種基于共偏移距成像道集的繞射波分離成像技術(shù)。新技術(shù)在盡可能壓制干凈反射能量的同時，保護(hù)繞射能量不受損失，有效提高6000米以深、15米左右小縫洞體的成像精度。

這一新技術(shù)解決了因風(fēng)化殼掩蓋而導(dǎo)致的弱串珠反射掩蓋的現(xiàn)象，使雜亂弱反射的內(nèi)幕更加清晰，中小斷裂的斷點更加突出，斷層位置更容易識別。

在新技術(shù)的指導(dǎo)下，研究人員發(fā)現(xiàn)塔河油田12區(qū)S94主干斷裂北段殘丘背景下的TH12124CH井儲層，在常規(guī)成像剖面中顯示雜亂弱反射，而在繞射波成像結(jié)果中卻顯示強串珠。鉆井中，該井表層鉆遇近10米的未充填淺層洞，自然完井，累計產(chǎn)油已達(dá)5.4萬噸。這讓他們更加堅信繞射波資料對縫洞儲層表征的判斷更為精準(zhǔn)。

他們利用新認(rèn)識研究塔河主體區(qū)500平方千米的繞射波資料，劃出異常發(fā)育區(qū)48塊，結(jié)合常規(guī)深度域成像與繞射波資料部署多口井，均鉆遇縫洞型儲層。

其他領(lǐng)域也在取得新突破。在次級斷控區(qū)，由于低級序斷裂斷距小、地震信號弱、成像精度低，需要針對低級序斷裂開展適應(yīng)性的方法攻關(guān)。近年來，研究人員通過“時窗積分+方位掃描”多尺度處理方法有效解決了這一難題。

經(jīng)過新方法處理后，研究人員可以清晰地看到，剖面上的地層形變處同相軸錯斷明顯，非斷裂發(fā)育處同相軸連續(xù)性增強，高階相干檢測結(jié)果變清晰，斷裂識別效果較好。

他們利用該技術(shù)在塔河油田AD3井區(qū)識別出6條隱性斷裂。2024年，評價井TH12584投產(chǎn)后，初期日產(chǎn)油達(dá)到30噸，不含水。目前，該技術(shù)正在塔河油田西部的托甫臺區(qū)塊、12區(qū)等區(qū)域推廣應(yīng)用，收效顯著。

特色方法為小縫洞群精準(zhǔn)畫像

2024年，研究人員運用風(fēng)化殼表層相控反演和AFE斷裂檢測屬性等技術(shù)，判斷塔河油田西部AD6單元北剝蝕區(qū)的次級斷裂帶小縫洞群具備開發(fā)潛力。當(dāng)年5月，部署的TH123160H井投產(chǎn)，目前日產(chǎn)油仍穩(wěn)定在20噸以上，累計產(chǎn)量4300多噸。

這是研究人員運用特色方法為小縫洞群精準(zhǔn)畫像，并順利獲得油氣突破的又一成功案例。

在塔河油田西部的次級斷裂帶、風(fēng)化殼弱溶蝕區(qū)廣泛發(fā)育小縫洞群。針對大溶洞刻畫的傳統(tǒng)方法并不能很好地適用于小縫洞群表征刻畫，主要表現(xiàn)為對小縫洞群的預(yù)測率低，存在區(qū)域建產(chǎn)率低、單井累計產(chǎn)量低和遞減快等問題。

研究人員通過深入研究發(fā)現(xiàn)，無論是在風(fēng)化殼巖溶還是在斷控巖溶背景下，巖溶強度與斷裂、低幅殘丘地貌均控制了該區(qū)域小縫洞體的發(fā)育。

基于新認(rèn)識，小縫洞群儲層空間描述刻畫技術(shù)攻關(guān)工作全面展開。

在地質(zhì)研究基礎(chǔ)上，他們優(yōu)選小縫洞群敏感屬性，建立小縫洞群輪廓識別及內(nèi)幕刻畫地震優(yōu)勢屬性系列技術(shù)。

在輪廓識別上，他們提出雜亂度幾何屬性預(yù)測小縫洞體外形輪廓及平面分布的思路，并基于門檻值標(biāo)定預(yù)測斷控小縫洞群的分布范圍。

在內(nèi)部刻畫上，他們分別應(yīng)用“去強軸+繞射波分離”“雜亂度+相控阻抗反演”表征方法等，形成了風(fēng)化殼區(qū)和次級斷裂地震-地質(zhì)耦合的小縫洞群內(nèi)幕結(jié)構(gòu)刻畫技術(shù)。

一系列為小縫洞群量身定制的特色方法實現(xiàn)了儲層空間的精準(zhǔn)畫像?！笆奈濉睍r期，塔河油田西部小縫洞群預(yù)測吻合率由52%提高至73%，直接鉆遇率由58%提高至68%。

打造小縫洞群空間動用“十八般武器”

從最初的一片“空白”，到實現(xiàn)規(guī)模效益開發(fā)，西北油田在生產(chǎn)實踐中不斷調(diào)整開發(fā)策略和技術(shù)方法，有力推動小縫洞群規(guī)模開發(fā)的步伐不斷前進(jìn)。

小縫洞群由多個小縫洞體組成，單個小縫洞體地質(zhì)儲量小、動用經(jīng)濟(jì)性較差。為了實現(xiàn)效益開發(fā)，西北油田前期多采用長水平井鉆井、大規(guī)模分段分簇酸壓改造等方法，以實現(xiàn)動用多個小縫洞體的目標(biāo)。

在生產(chǎn)實踐中，他們發(fā)現(xiàn)小縫洞群內(nèi)部具有一定的分隔性。一旦鉆遇無放空漏失，因受應(yīng)力約束，儲層改造只能以“線性溝通” 為主，導(dǎo)致儲量動用不充分。

找得到、刻畫得準(zhǔn)，但實現(xiàn)效益開發(fā)才是“關(guān)鍵一腳”。探索小縫洞群資源的科學(xué)有效動用，成為實現(xiàn)規(guī)模效益開發(fā)面臨的現(xiàn)實而又迫切的問題。

近幾年，研究人員打造了小縫洞群空間動用的“十八般武器”。

他們針對由多個小縫洞體組成的小縫洞群，結(jié)合應(yīng)力方位開展斷裂-裂縫開啟性評價，有效支撐優(yōu)勢連通路徑的判別，攻關(guān)形成“一井多靶”高效動用技術(shù)，推動鉆井軌跡實現(xiàn)從“擦洞邊”到“擦核心洞”再到“全進(jìn)核心洞”的多次迭代，目前成井率達(dá)到88%；在鉆井配套工藝方面，形成了超低密度鉆井液、清水強鉆技術(shù)；在儲改配套技術(shù)方面，形成了硬、軟分段酸壓改造等多項技術(shù)。

研究表明，塔河油田殘丘弱反射似層狀風(fēng)化殼巖溶儲集體、主斷裂兩翼破碎帶弱反射裂縫型儲集體等均具有大幅提高未動用儲量的潛力。“十四五”期間，西北油田投產(chǎn)弱反射特征井19口，累計產(chǎn)原油59萬噸。

“小縫洞群開發(fā)在地震識別精度、地質(zhì)成因控制研究、一體化整體效益動用等方面，仍然還有很多難題需要攻關(guān)解決。我們有信心通過持續(xù)推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步和管理創(chuàng)新，在塔河未動用儲量的有效動用上再上水平、再創(chuàng)佳績?！编嚬庑Ｕf。

專家視點：

精細(xì)刻畫15米及以下小縫洞儲集體

□石油物探技術(shù)研究院專家 呂 慧

小縫洞是指在成因上有聯(lián)系，受巖溶或構(gòu)造作用影響形成，獨立或相互連通的孔、縫、洞組成的縫洞集合體。具有一定效益動用潛力的小縫洞通常組合成“群”，主要分布在表層風(fēng)化殼、斷裂內(nèi)部破碎帶，地震上多呈現(xiàn)為非規(guī)則“弱串珠”、弱振幅異常、雜亂反射等地震反射特征。

物探技術(shù)在塔河碳酸鹽巖縫洞型儲層識別及刻畫中發(fā)揮了重要作用，由于受到地震分辨率的限制，常規(guī)處理成像技術(shù)與縫洞儲集體描述方法難以精細(xì)識別與刻畫尺度在15米及以下的小縫洞儲集體。因此，針對不同成因的小縫洞體研發(fā)適用性物探識別方法對于小縫洞群效益開發(fā)至關(guān)重要。

表層風(fēng)化殼型小縫洞群通常呈現(xiàn)“弱、小、散”的特點，識別難度大。為此，物探院研發(fā)了最小二乘散射波成像技術(shù)，突破小尺度縫洞體從“識別”到“分辨”的技術(shù)瓶頸，從 “大小”“形態(tài)”“強弱”多維度提升串珠聚焦程度和邊界刻畫精度，提高了隱蔽串珠的識別與刻畫能力。

針對小縫洞體儲層的識別，研發(fā)了基于深度學(xué)習(xí)的自適應(yīng)深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)波阻抗反演方法。該方法將模型驅(qū)動與數(shù)據(jù)驅(qū)動相結(jié)合提高地震反演結(jié)果的可解釋性，可解決常規(guī)波阻抗反演分辨率不夠高、道間匹配性差、計算量大等難題。

針對斷裂帶內(nèi)小尺度縫洞儲集體地震響應(yīng)特征較弱、反射振幅不明顯等問題，研發(fā)了基于三維斷裂目標(biāo)空間約束的相控反演方法。該方法構(gòu)建能夠表征小尺度縫洞體先驗信息的三維相控約束初始模型，開展高分辨率地震波阻抗反演，使得斷裂帶內(nèi)弱振幅小尺度縫洞體“有效放大”。針對小尺度裂縫識別，基于疊前OVT數(shù)據(jù)開展全方位反演，實現(xiàn)小尺度裂縫發(fā)育預(yù)測。不同顏色顯示的裂縫數(shù)目與玫瑰花圖可形象地展示出裂縫發(fā)育密集區(qū)及發(fā)育方位，與成像測井吻合好。

針對風(fēng)化殼區(qū)、次級斷裂小縫洞群的不同組合，形成了地震-地質(zhì)耦合的小縫洞群識別與刻畫技術(shù)，指導(dǎo)了小洞組合、洞-縫組合及斷裂帶內(nèi)小縫洞等不同類型的小縫洞群立體開發(fā)方案設(shè)計，支撐了塔河小縫洞群的產(chǎn)能建設(shè)和儲量規(guī)模動用。

未來，小尺度縫洞體研究向定量化方向發(fā)展，應(yīng)針對小縫洞體的邊界、形態(tài)、內(nèi)幕的定量識別與描述，充分發(fā)揮地球物理預(yù)測方法及大量三維資料潛力挖掘的作用，基于新技術(shù)、新流程形成有效的技術(shù)組合；加強新方法模塊的研發(fā)，探索彈性波全波場、井地聯(lián)采、AI識別等新方法；強化地質(zhì)、物探、油藏、工程一體化協(xié)同攻關(guān)，在小尺度縫洞體研究領(lǐng)域取得新突破，助力縫洞型油藏剩余油挖潛增效。

迭代技術(shù)，向更深更小縫洞要效益

□西北油田油氣藏地質(zhì)高級專家 鄧光校

塔河油田是我國第一個實現(xiàn)規(guī)模開發(fā)的古生界海相碳酸鹽巖億噸級油田，是西北油田實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的“壓艙石”。

塔河油田55%的未動用儲量為碳酸鹽巖小尺度縫洞體油藏。實現(xiàn)小縫洞群規(guī)模效益開發(fā)，既能為塔河油田穩(wěn)產(chǎn)提供支撐，又是老區(qū)突破困局、提質(zhì)提效的關(guān)鍵。

在塔河油田西部次級斷裂帶、弱溶蝕區(qū)，小縫洞群成帶分布，廣泛發(fā)育。其地震反射特征主要表現(xiàn)為弱串珠狀反射、雜亂弱反射，單個地震異常體積小，儲量規(guī)模有限。成片分布的多個小縫洞體組合成群，具有一定的開發(fā)價值，但油氣富集規(guī)律認(rèn)識難度大，油藏開發(fā)存在建產(chǎn)率低、單井累計產(chǎn)量低、遞減快等問題。

經(jīng)過近10年持續(xù)探索，西北油田不斷深化地質(zhì)認(rèn)識、迭代升級地震預(yù)測技術(shù)，“十四五”后期逐步實現(xiàn)小縫洞群規(guī)模化開發(fā)動用。

在研究成果方面，西北油田針對小縫洞群有效空間表征，基于溶洞局部地應(yīng)力場模擬，集成創(chuàng)新一井多控軌跡設(shè)計技術(shù)，實現(xiàn)了弱斷弱溶區(qū)油氣富集預(yù)測、小縫洞群儲量描述精度提升與有效動用，填補了從規(guī)模巖溶到弱斷弱溶區(qū)開發(fā)過程中的技術(shù)空白。在塔河油田儲量品質(zhì)變差、產(chǎn)建規(guī)模和質(zhì)量下降的趨勢下，小縫洞群開發(fā)逆勢實現(xiàn)了“一突破三提升”，即陣地突破，動用規(guī)模持續(xù)提升、產(chǎn)建規(guī)模顯著提升、產(chǎn)建質(zhì)量穩(wěn)中有升。

當(dāng)前，塔河油田小縫洞群開發(fā)動用對象從主干向次級斷裂、由規(guī)?？p洞走向小縫洞集合體、由淺層走向深層。

小縫洞群開發(fā)要進(jìn)一步實現(xiàn)精細(xì)評價與高效動用，對油藏地球物理方法攻關(guān)和生產(chǎn)支撐提出更高要求。在縱向上，要不斷迭代技術(shù)，強化弱小信號的保真采集、保幅處理和增強預(yù)測。在橫向上，要強化多專業(yè)一體化結(jié)合，融合地震預(yù)測、地質(zhì)認(rèn)識、靜動態(tài)分析、鉆井工程與采油工程等，持續(xù)優(yōu)化井型，提升成井率與儲層溝通率，才能擴(kuò)大規(guī)模效益開發(fā)空間。

“十五五”期間，西北油田將重點解決10米級小縫洞體“有沒有”“有多大”和“怎么動用”等難題。希望通過多頻段縫洞探測與定量表征、分方位裂縫預(yù)測、多尺度縫洞智能識別與量化描述等多項主要技術(shù)的持續(xù)攻關(guān)，結(jié)合動態(tài)信息校驗和方法等技術(shù)的迭代升級，不斷拓展小縫洞群動用技術(shù)應(yīng)用轉(zhuǎn)化的深度、廣度，推動小縫洞群規(guī)模效益開發(fā)再上新臺階。

小縫洞群油氣富集能力實現(xiàn)“半定量預(yù)測”

□石油勘探開發(fā)研究院 曹立迎 彭守濤

魏 巍 韓 東 李永強 魏紹蕾

聚焦制約小縫洞群高效動用的技術(shù)瓶頸，石油勘探開發(fā)研究院與西北油田組成聯(lián)合科研團(tuán)隊，在小縫洞群識別、油氣富集規(guī)律、儲量評價等方面取得一定進(jìn)步，有效支撐了塔河油田小縫洞群產(chǎn)能建設(shè)。

針對低序級斷裂斷距小、地震信號弱、成像精度低問題，創(chuàng)新形成了基于多尺度濾波處理的低序級斷裂預(yù)測技術(shù)。該技術(shù)通過“時窗積分+方位掃描”多尺度處理，壓制高頻噪聲及小縫洞對斷裂成像的干擾，增強地層形變響應(yīng)，使斷距小、響應(yīng)弱的“隱性”低序級斷裂帶“顯現(xiàn)”。針對傳統(tǒng)地球物理手段難以識別小縫洞群的問題，創(chuàng)新提出基于共偏移距成像道集的繞射波分離方法，其優(yōu)勢在于盡可能將反射能量壓制干凈的同時保護(hù)繞射能量不受損失，實現(xiàn)6000米以深、15米級縫洞群成像。新技術(shù)在塔河12區(qū)等進(jìn)行了應(yīng)用，低序級斷裂及小縫洞儲層表征更準(zhǔn)確，與實鉆情況更吻合。

次級斷裂小縫洞群初期評價時，單井可采儲量低、平衡油價高。油氣輸導(dǎo)與儲集性差異大，僅局部“甜點”有效，亟須建立小縫洞群油氣富集能力評價方法。對此，提出了“通源斷裂級次控富、短距離多向調(diào)整局部富集”的認(rèn)識，基于“通源斷裂、輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)、儲集體”空間配置關(guān)系，完善通源斷裂型、斷裂調(diào)整型、風(fēng)化殼調(diào)整型三大類7小類縫洞型油氣成藏模式，提出基于“通源、輸導(dǎo)、儲集”三要素定量評價的油氣富集能力預(yù)測方法，從而推進(jìn)小縫洞群油氣富集能力從“定性推測”向“半定量預(yù)測”轉(zhuǎn)變，提升了預(yù)測符合率。

針對小縫洞群儲量動用界限確定難題，形成了基于“油氣富集+經(jīng)濟(jì)界限”的未動用儲量分級評價方法，建立了不同油藏背景、不同油價、投資條件下儲量動用經(jīng)濟(jì)界限圖版，劃分儲量品質(zhì)等級，從而確定儲量級別，指導(dǎo)投資優(yōu)化和降本增效。

小縫洞群相關(guān)技術(shù)的推進(jìn)標(biāo)志著我國復(fù)雜油氣藏開發(fā)向“精準(zhǔn)畫像”邁出堅實一步，但仍需解決縫洞空間結(jié)構(gòu)模式及發(fā)育規(guī)律需深化研究、采集-處理-解釋全方位協(xié)同的地球物理表征方法需進(jìn)一步完善、多專業(yè)一體化融合深度有待提高等難題。