鐘市潛二段開(kāi)發(fā)后期儲(chǔ)層地質(zhì)建模研究

李 輝，王勇標(biāo)，石富倫，秦宇波，王 偉，代夢(mèng)瑩長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023

鐘市潛二段開(kāi)發(fā)后期儲(chǔ)層地質(zhì)建模研究

李 輝，王勇標(biāo)，石富倫，秦宇波，王 偉，代夢(mèng)瑩長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023

江漢油田鐘市潛二段油層多，油水井出力狀況差異大，已經(jīng)進(jìn)入開(kāi)發(fā)后期，開(kāi)發(fā)矛盾日益明顯。針對(duì)該區(qū)塊油井多、儲(chǔ)層非均質(zhì)強(qiáng)等特點(diǎn)，應(yīng)用Petrel軟件，綜合應(yīng)用地質(zhì)、測(cè)井、地震等數(shù)據(jù)建立沉積相概念模型。采用相控建模技術(shù)建立孔隙度模型；采用協(xié)同模擬方法建立滲透率模型；采用確定性與隨機(jī)性結(jié)合的方法建立含油飽和度模型。該方法對(duì)完善注采井系統(tǒng)，提高采收率具有良好的指導(dǎo)意義，為進(jìn)一步的油藏開(kāi)發(fā)提供了依據(jù)。

開(kāi)發(fā)后期；儲(chǔ)層非均質(zhì)；隨機(jī)建模；骨架模型

鐘市油田研究區(qū)塊位于湖北省潛江市鐘市鄉(xiāng)西南，構(gòu)造位于江漢盆地潛江凹陷潛北大斷裂帶前緣，屬于鐘潭斷裂構(gòu)造帶，是一個(gè)被巖性復(fù)雜化的超覆在荊沙剝蝕面上的多油層疊瓦狀砂巖斷塊油藏。含油層位為下第三系潛江組，油藏埋深1300～2500m。鐘市油田已投入開(kāi)發(fā)近40年，含油層組多，共有14個(gè)油組，66個(gè)含油小層，油砂體小而多，有305個(gè)，油水關(guān)系復(fù)雜。而三維地質(zhì)模型可以反映儲(chǔ)層及其物性在三維空間上的復(fù)雜的分布規(guī)律、非均質(zhì)性等，為該區(qū)的油藏?cái)?shù)值模擬研究提供可靠的地質(zhì)模型輸入場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)建模、油藏?cái)?shù)值模擬一體化，為油田的開(kāi)發(fā)調(diào)整提供依據(jù)。

1 儲(chǔ)層地質(zhì)建模

三維儲(chǔ)層建模是從三維的角度對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行定量的研究，其核心是對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行多學(xué)科綜合一體化、三維定量化及可視化的預(yù)測(cè)。三維儲(chǔ)層模型克服了用二維圖件描述三維儲(chǔ)層的局限性，可從三維空間上定量地表征儲(chǔ)層的非均質(zhì)性。另外，三維地質(zhì)模型的模擬結(jié)果可以直接與三維油藏?cái)?shù)值模擬軟件接軌，有利于開(kāi)展地質(zhì)-油藏?cái)?shù)模的一體化研究。儲(chǔ)層建模即在三維空間上表征儲(chǔ)層的各項(xiàng)地質(zhì)特征[2]，包括儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)層巖石物理特征等。本次三維儲(chǔ)層建模包括以下研究?jī)?nèi)容，即三維構(gòu)造建模、三維相建模及三維儲(chǔ)層物性參數(shù)(孔隙度、滲透率和含油飽和度)建模、體積計(jì)算及模型粗化。

1.1數(shù)據(jù)的收集和輸入

潛二段建模資料共收集到二段剝蝕線數(shù)據(jù)(帶Z)值、測(cè)井曲線、斷層數(shù)據(jù)、分層數(shù)據(jù)、井頭數(shù)據(jù)、井斜文件、油組構(gòu)造頂面等數(shù)據(jù)。收集到的數(shù)據(jù)要整理成Petrel軟件所能識(shí)別的格式導(dǎo)入到軟件中。

1.2構(gòu)造建模

在建立一個(gè)精確的Petrel模型的過(guò)程中，斷層建立及接下來(lái)的Key-pillar編輯是非常重要的一步。Key-pillar應(yīng)該描繪的是由輸入數(shù)據(jù)定義得出的斷層面。無(wú)論是對(duì)一個(gè)建好的斷層，還是一個(gè)單獨(dú)的Key-pillar，或是一個(gè)控制點(diǎn)，在X、Y、Z方向上都可進(jìn)行編輯。要盡可能的不要使得2個(gè)斷層面離得很近，否則做出來(lái)的網(wǎng)格就會(huì)很扭曲。有的斷層是削截?cái)鄬?，要做好削截，有的斷層有延展的趨?shì)，則要使其延展，最好是在構(gòu)造面上來(lái)完成這個(gè)工作。

潛二段模型中共有14條斷層，都是正斷層，為北東向，基本上與剝蝕面平行，由斷層模型做出來(lái)的網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格大小為25m×25m，平面上共18320個(gè)網(wǎng)格。為了更好刻畫層內(nèi)的非均質(zhì)性，又保證總體網(wǎng)格數(shù)量不至于過(guò)大，采用了泥巖隔夾層不再細(xì)分，儲(chǔ)集層采用約0.5m一個(gè)網(wǎng)格的精度進(jìn)行細(xì)分的網(wǎng)格垂向劃分方案。

1.3巖相建模

儲(chǔ)層內(nèi)巖相的空間分布是儲(chǔ)層的一個(gè)重要性質(zhì)，它是控制流體在儲(chǔ)層中的分布和流動(dòng)的重要因素[3]。3種巖相和代碼分別為:泥巖相(shale) 代碼為0；滲砂相(sand) 代碼為1；干層(dry sand)代碼為2,都屬于離散變量。序貫指示模擬方法可以在模擬時(shí)對(duì)不同的變量(離散型、連續(xù)型)采用不同的變差函數(shù)，從而在模擬過(guò)程中同時(shí)考慮不同變量的各自特點(diǎn)，所以選用該方法對(duì)巖相進(jìn)行模擬，產(chǎn)生巖相分布的實(shí)現(xiàn)，并以此作為物性參數(shù)建模的基礎(chǔ)。

1.4儲(chǔ)層參數(shù)模型的建立

巖相建模之后，在巖相模型基礎(chǔ)上采用序貫高斯模擬對(duì)物性模擬：統(tǒng)計(jì)每一層物性參數(shù)概率分布；計(jì)算每一物性各相的變差函數(shù)并且高斯變換[4]；根據(jù)不同沉積巖相各自的統(tǒng)計(jì)特征和變差函數(shù)，采用相控物性參數(shù)建模技術(shù)，采用協(xié)同克里金的序貫高斯模擬技術(shù)建立儲(chǔ)層物性模型，包括孔隙度三維模型(見(jiàn)圖1)、滲透率三維模型(見(jiàn)圖2)、含油飽和度模型(見(jiàn)圖3)、NTG(有效儲(chǔ)層)模型(見(jiàn)圖4)。

圖1 潛二段孔隙度模型

圖2 潛二段滲透率模型

圖3 潛二段含油飽和度模型

圖4 潛二段NTG模型

1)孔隙度特點(diǎn) 潛二段孔隙度的分布范圍在2%～28%，孔隙度為16%所占比例最大，為總體的10%，整體上，孔隙度的高值在潛二段上部，非均質(zhì)性比較嚴(yán)重。

2)滲透率特點(diǎn) 潛二段上段存在滲透性比較好的滲砂，下段沒(méi)有上段樂(lè)觀，中段大量為低值區(qū)，即泥巖，中間存在部分高值區(qū)，即透鏡狀滲砂，與實(shí)際巖相的分布吻合的比較好，體現(xiàn)出了相控建模的優(yōu)勢(shì)。

3)含油飽和度特點(diǎn) 泥巖段，滲砂段及干砂段的含油飽和度沒(méi)有太大差別，都達(dá)到了有效的、可以開(kāi)采的效果。最大值顯示為0.8，主要分布在0.6～0.75之間。由于該段的巖相突變比較厲害，大段顯示為泥巖，非均質(zhì)性比較嚴(yán)重,含油區(qū)域主要分布在北東向的高點(diǎn)處。

2 模型檢驗(yàn)

2.1儲(chǔ)量對(duì)比檢驗(yàn)

表1 潛二段儲(chǔ)量對(duì)比報(bào)告

潛二段儲(chǔ)量對(duì)比如表1所示。由表1可以看出，小層的模型儲(chǔ)量與油田地質(zhì)報(bào)告的儲(chǔ)量擬合比較好，誤差均在6%以內(nèi)，驗(yàn)證了模型的正確性。

2.2相模型檢驗(yàn)

圖5為相模型的統(tǒng)計(jì)分析，0表示泥巖，1表示滲砂，2表示干砂；圖中深黑色表示原始數(shù)據(jù)，淺白色表示粗化后數(shù)據(jù)，灰色表示模擬結(jié)果。由圖5可見(jiàn)模擬前后各巖相類型所占比例基本上差距不大，都在合理的范圍內(nèi)，其中粗化數(shù)據(jù)基本上與測(cè)井曲線保持一致，保持了原始曲線的特征，模擬結(jié)果上下起伏不大，驗(yàn)證了模擬結(jié)果的正確性。

圖5 潛二段巖相模型模擬結(jié)果對(duì)比

2.3變差函數(shù)檢驗(yàn)

變差函數(shù)是模擬的基本工具，通過(guò)模擬結(jié)果的變差函數(shù)與粗化數(shù)據(jù)的變差函數(shù)的對(duì)比再現(xiàn)，可以檢驗(yàn)?zāi)M結(jié)果的正確性。圖6(b)是滲砂模擬結(jié)果在主方向上的變差函數(shù)的再現(xiàn)，與圖6(a)的粗化結(jié)果的變差函數(shù)形態(tài)上比較相似，變程基本上都為1730m左右，塊金值稍有差異，塊金值的差異使得模擬結(jié)果更加連續(xù)，因?yàn)閴K金值越小，模擬結(jié)果越連續(xù)。以主方向?yàn)榇淼玫降淖儾詈瘮?shù)再現(xiàn)結(jié)果總體上比較理想，再次驗(yàn)證了模擬結(jié)果的正確性。

圖6 潛二段滲砂變差函數(shù)再現(xiàn)對(duì)比

3 結(jié) 論

1)針對(duì)研究區(qū)油砂體多為孤立的透鏡狀的特點(diǎn)，采用確定性與隨機(jī)性相結(jié)合的建模方法建立了巖相模型。通過(guò)抽稀檢驗(yàn)，驗(yàn)證了模型的正確性。

2)采用相控建模技術(shù)建立孔隙度模型；采用協(xié)同模擬方法建立滲透率模型；采用確定性與隨機(jī)性結(jié)合的方法建立含油飽和度模型。模型符合地質(zhì)認(rèn)識(shí)，較好刻畫了儲(chǔ)層的非均質(zhì)性。

3)三維儲(chǔ)層模型克服了用二維圖件描述三維儲(chǔ)層的局限性，可從三維空間上定量地表征儲(chǔ)層的非均質(zhì)性。三維地質(zhì)模型的模擬結(jié)果可以直接與三維油藏?cái)?shù)值模擬軟件接軌，有利于開(kāi)展地質(zhì)-油藏?cái)?shù)模的一體化研究。

[1]袁新濤，彭仕宓，劉國(guó)威. 地質(zhì)條件約束下儲(chǔ)層流動(dòng)單元定量研究[J].新疆地質(zhì)，2006,24(2):171-175.

[2]周玉萍.MGL油田儲(chǔ)層地質(zhì)建模研究[J].內(nèi)蒙古石油化工，2009，21(1)：124-126.

[3]劉建華，朱玉雙，胡友洲，等. 安塞油田H區(qū)開(kāi)發(fā)中后期儲(chǔ)層地質(zhì)建模[J].沉積學(xué)報(bào)，2007,25(1)：110-115.

[4]李少華，張昌民，張尚鋒，等. 沉積微相控制下的儲(chǔ)層物性參數(shù)建模[J].江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2003,25(1)：24-26.

[編輯] 洪云飛

P618.13

A

1673-1409(2012)05-N071-03

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.05.023

2012-02-12

國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05011-001)；湖北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2010CDB04302)。

李輝(1984-)，男，2009年大學(xué)畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)主要從事儲(chǔ)層地質(zhì)建模與算法方面的研究工作。