厚油層砂體內部建筑結構建模方法研究

宋爭胡春鋒黃曉松

1長江大學油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室 434023；2長江大學石油工程學院 434023)

厚油層砂體內部建筑結構建模方法研究

宋爭1胡春鋒2黃曉松1

1長江大學油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室 434023；2長江大學石油工程學院 434023)

大慶長垣喇嘛甸油田主要發(fā)育泛濫—河流平原相沉積的厚油層砂體，厚油層內部非均質性突出。經(jīng)過30多年的開發(fā)，綜合含水已達94.09%，剩余油主要分布在厚油層內部。為了尋找剩余油，開展了厚油層內部建筑結構的三維地質建模技術研究。通過對四級結構單元及各類結構界面的模擬，揭示厚油層內部結構界面和夾層的空間分布特征，為層內剩余油分析及有效挖潛提供了可靠的依據(jù)。

特高含水期；厚油層；建筑結構；建模技術

引言

厚油層砂體內部建筑結構的建模方法研究，主要針對發(fā)育在地表具有一定的坡降的泛濫平原地帶，以砂質辮狀河道沉積，垂向上以加積方式沉積的砂體，厚度變化較大，一般在4～10m；以塊狀、復合及正韻律為主；內部由多個小砂層構成，以物性夾層為主，夾層的厚度一般為0.1m～0.4m。結構界面和夾層以水平產(chǎn)狀分布。

一、厚油層內部建筑結構三維地質建模研究思路與目的[1]

在厚油層精細解剖研究成果的基礎上，以地質統(tǒng)計學為理論依據(jù)，利用RMS軟件建立厚油層內部建筑結構模型，精細描述儲層內部建筑結構。一方面直觀顯示儲層內部建筑結構，提高對儲層的認識；另一方面探索出厚油層內部建筑結構的三維建模技術，為厚油層層內的精細挖潛指明方向。

二、利用示性點過程建立厚油層建筑結構的技術流程

首先，利用厚油層建筑結構精細解剖成果，進行井數(shù)據(jù)的粗化處理；

其次，確定背景相；

第三，確定儲層的空間體積百分比；

第四，創(chuàng)建地質趨勢，描述儲層的沉降密度規(guī)律；

第五，描述儲層的空間幾何形態(tài)；

第六，利用RMScompsite進行儲層模擬。

三、厚油層內部建筑結構建模的技術關鍵

在厚油層內部建筑結構的建模過程中，數(shù)據(jù)的前處理、構造地質模型的建立和厚油層建筑結構展布特征模擬是厚油層內部建筑結構建模的技術關鍵。

1、數(shù)據(jù)的前處理

⑴結構界面的處理方法

根據(jù)厚油層建筑結構精細解剖成果，為了適應建模軟件數(shù)據(jù)的要求，把結構界面分為兩種類型:一是結構單元間結構界面；二是結構單元內夾層。

①結構單元間結構界面[3]

按照儲層結構界面的分布特征，將四級結構界面分為5種類型:

Ⅰ類界面:屬純泥巖段，位于二類砂巖之間；

Ⅱ類界面:二類砂巖段上，位于一類砂巖之間；一類砂巖段上，位于有效厚度之間；

Ⅲ類界面:有效厚度內，位于有效厚度夾層處；

Ⅳ類界面:有效厚度內，位于滲透率分級處；

Ⅴ類界面:有效厚度內，厚度與滲透率連續(xù)分布處。

②結構單元內的夾層

按照結構單元內結構界面分布特征，分為4種類型:

Ⅰ類夾層:屬純泥巖段，位于二類砂巖之間；

Ⅱ類夾層:二類砂巖段上，位于一類砂巖之間； 一類砂巖段上，位于有效厚度之間；

Ⅲ類夾層:有效厚度內，位于有效厚度夾層處；

Ⅳ類夾層:有效厚度內，位于滲透率分級處；

在模擬過程中，將結構單元間的四級結構界面做為層，結構單元內的夾層作為一種微相進行模擬處理。

⑵各種數(shù)據(jù)的提取處理

針對RMS三維地質建模軟件數(shù)據(jù)格式要求，充分利用已有的靜態(tài)數(shù)據(jù)資源，并結合儲層地質最新研究成果，對數(shù)據(jù)資源進行整合處理，形成三維地質建模數(shù)據(jù)前處理的信息平臺。

2、厚油層內部建筑結構展布特征模擬

厚油層建筑結構展布特征模擬包括結構單元砂體微相、結構單元間四級結構界面及結構單元內各類夾層的空間展布特征的模擬。

⑴模擬方法的篩選

針對RMS軟件提供的多種隨機建模的方法逐一的進行分析，適合于密井網(wǎng)條件下的河流相儲層內部建筑結構模擬的方法有兩種:序貫指示模擬和基于目標的示性點過程。

序貫指示模擬可用于模擬復雜各向異性的地質現(xiàn)象，不能較合理地展現(xiàn)結構單元中砂體及隔夾層的空間分布?；谀繕说氖拘渣c過程（RMScomposite）從描述儲層的幾何形態(tài)和分布規(guī)律著手，充分應用各類地質認識，能較好的模擬砂體及隔夾層的空間分布。因此，采用示性點過程的隨機模擬方法。

⑵創(chuàng)建地質趨勢

利用沉積相帶圖和隔層分布圖的數(shù)字化結果，由點數(shù)據(jù)轉換成趨勢面，在趨勢面的基礎上生成趨勢體數(shù)據(jù)，利用趨勢體提取各種微相的趨勢體數(shù)據(jù)，用來約束相建模。

⑶基于目標的示性點過程模擬時參數(shù)篩選

①背景相的確定

從基于目標的示性點過程的理論來看，模擬過程是將物體“投放”于三維空間，亦即將目標體投放于背景相中。因此，這種方法適合于具有背景相的目標模擬。

對于辮狀河沉積砂體，河道發(fā)育規(guī)模比較大、泥巖尖滅區(qū)和表外儲層鉆遇率比較低，利用四級結構界面的一類界面（泥巖）和河道相分別作為背景相來進行模擬對比分析。結果表明:以四級結構界面的一類界面（泥巖）模擬的效果比較符合地質認識，所以也采用以四級結構界面的一類界面（泥巖）作為背景相進行模擬。

②描述砂體空間體積百分比

描述砂體空間體積百分比的方法是:首先利用井資料和RMS自動統(tǒng)計工具，得到井點各類儲層的體積百分比，以此為基礎確定每類砂體空間體積百分比。此參數(shù)具有控制砂體空間分布特征的作用。

③各類微相幾何形態(tài)的確定

結構單元內的砂體、夾層和結構單元間結構界面的幾何形態(tài)是根據(jù)以下三個方面:

儲層的沉積特征的地質認識；精細解剖成果（沉積相帶圖和隔層分布圖）；不同類型儲層的變差函數(shù)分析。多方面結合，反復實驗，綜合確定。砂體的形狀統(tǒng)一定為橢圓形。

④描述砂體的沉降密度規(guī)律

砂體沉降密度規(guī)律的描述有兩種方式:一種是用常數(shù)表示相對沉降密度，另一種是用趨勢表示。在研究區(qū)塊中，各類砂體和結構界面均采用趨勢表示。

基于目標的示性點過程RMScomposite儲層模擬，首先將井點數(shù)據(jù)作為“硬條件”，地質趨勢在模擬中只是取到約束建模的作用，稱其為“軟條件”。通過確定上述的模擬參數(shù)，利用創(chuàng)建的地質趨勢，進行砂體、結構界面、夾層的模擬。

四、結論

1、在全面掌握區(qū)塊沉積特征并進行精細解剖儲層的基礎上，可實現(xiàn)厚油層內部建筑結構的精細建模。

2、創(chuàng)新了不同結構屬性建模方法和利用基于目標示性點過程的模擬方法，進行砂體、結構界面及夾層的空間表征技術。

3、厚油層內部建筑結構建模，可以將結構單元間的四級結構界面做為層，結構單元內的夾層做為一種微相進行模擬處理。

4、利用RMS軟件的示性點過程方法實現(xiàn)對厚油層內部建筑結構的模擬技術，充分揭示結構單元砂體、結構界面的空間展布特征，結合油田動態(tài)生產(chǎn)實際，可為油田措施調整提供可靠的地質依據(jù)。

[1] 于興河.辮狀河儲層地質模式及層次界面分析[M] .北京:石油工業(yè)出版社.2004年.

[2] 呂曉光.油氣儲層表征技術[M] .北京:石油工業(yè)出版社.2005年.

[3] 劉冬之，喬彥君，馬剛.劃分砂體內部建筑結構的建模方法[J] .大慶石油地質與開發(fā).2003,2(1):1～3 .

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.09.009

宋爭（1983-），男，湖北孝感人，2007年長江大學石油工程學院畢業(yè)，現(xiàn)為長江大學地球科學學院礦物學、巖石學、礦床學專業(yè)碩士研究生，主要從事油藏描述和石油地質方面工作。