蘇里格氣田東區(qū)XX區(qū)塊儲層地質(zhì)建模

王 龍 羅川又 馮 敏 賴富強 吳小寧

(1.中國石油長慶油田分公司蘇里格氣田研究中心， 西安 710018；2.中國石油長慶油田分公司低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室， 西安 710018； 3.重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院， 重慶 401331)

蘇里格氣田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲層具有明顯的低孔隙度、低滲透率、低豐度及強非均質(zhì)性特征[1]，砂體及有效砂體的接觸關(guān)系和疊置模式較為復(fù)雜[2]，氣藏開發(fā)難度大。面對這種情況，有效預(yù)測相對高滲儲層的分布情況，成為氣田開發(fā)成功的重要因素。蘇里格氣田東區(qū)XX重點區(qū)塊為水平井開發(fā)重點區(qū)域，水平井井位的部署及水平軌跡的優(yōu)選很大程度上依賴于儲層的精細描述，而儲層地質(zhì)模型的建立是儲層精細描述的核心[3-4]。因此，儲層地質(zhì)模型的準確性關(guān)系到是否能夠為制定XX區(qū)塊氣藏開發(fā)方案提供準確的地質(zhì)依據(jù)和指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

XX區(qū)塊位于蘇里格氣田東區(qū)中部(圖1)，包括49口井，動態(tài)和靜態(tài)資料豐富，區(qū)塊東西長約8.7 km，南北寬約12.4 km，面積約107.88 km2，目的層盒8、山1段孔隙度數(shù)值范圍為4%～12%，平均孔隙度為10.81%，滲透率數(shù)值范圍為(0.05～10)×10-3μm2，平均滲透率0.7×10-3μm2，具有典型的低孔、低滲特征[5-6]。該區(qū)目的儲層為辮狀河沉積，河道頻繁遷移，有效砂體以孤立狀、透鏡狀分布為主，有效砂體鉆遇率偏低。因此，尋找物性較好的砂巖儲層并對其精細刻畫后建立地質(zhì)模型，就成為該區(qū)天然氣開發(fā)的關(guān)鍵和地質(zhì)研究的核心工作。

圖1 XX區(qū)塊地理位置

2 儲層地質(zhì)建模思路

研究區(qū)塊的復(fù)雜性主要表現(xiàn)在，蘇里格氣田東區(qū)主力層段有效儲層主要分布于辮狀河道中，砂體在平面和縱向上呈交替疊置狀，而有效儲層一般是粗巖相單元[1]。蘇里格氣田東區(qū)盒8、山1段儲層整體為距離物源有一定距離的潮濕沼澤背景下的辮狀河 — 三角洲沉積體系，粗巖相單元主要體現(xiàn)在心灘和河道充填沉積，控制該區(qū)有效儲層分布的主要因素為高能水道的分布規(guī)律。

由于心灘和河道充填沉積均處于辮狀河道中，因此本文儲層地質(zhì)建模的思路調(diào)整如下：統(tǒng)計各微相的概率分布和空間分布特征，模擬辮狀河體系，展示辮狀河道空間分布模型，在相約束下生成三維屬性地質(zhì)模型，確定有效砂體的分布情況，計算模型儲量，粗化數(shù)模模型。

3 儲層地質(zhì)建模

儲層地質(zhì)模型實際上就是用模型來表征儲層結(jié)構(gòu)及儲層物性參數(shù)的空間分布和變化特征，核心問題是井間儲層的預(yù)測[7]。由于蘇里格氣田東區(qū)有效砂體尺度很小，主要呈長條形，長度大于600 m，寬50～200 m(多數(shù)小于100 m)，采用大網(wǎng)格尺寸(網(wǎng)格間距200 m以上)很難描述有效砂體形態(tài)。 本次選擇的井組面積較小，為107.88 km2；同時選取了較小的網(wǎng)格系統(tǒng)，網(wǎng)格間距為南北向50 m，東西向20 m，縱向上隔層以層厚為網(wǎng)格間距，建模目標層網(wǎng)格間距為1 m，網(wǎng)格總數(shù)為435×248×181，共計19 526 280個。

3.1 建模方法

根據(jù)單井?dāng)?shù)據(jù)(井位、分層數(shù)據(jù)、單井測井相、物性參數(shù)、含氣飽和度等)建立構(gòu)造模型，在確保單井?dāng)?shù)據(jù)和分層數(shù)據(jù)精準的前提下，運用序貫指示模擬方法[8-9]構(gòu)建沉積微相模型，然后運用相控建模技術(shù)[10]建立儲層物性參數(shù)模型。

3.2 建立構(gòu)造模型

將XX井區(qū)劃分為7個小層建立模型，模擬層7個。蘇里格氣田東區(qū)構(gòu)造相對簡單，平面上起伏不大；因此，在建立XX井區(qū)地層骨架模型時，僅采用氣井分層數(shù)據(jù)內(nèi)插，計算解釋層面之間的各小層之間的界面，然后利用網(wǎng)格化的厚度數(shù)據(jù)和頂面解釋層的等深網(wǎng)格數(shù)據(jù)逐層遞推，形成各小層之間的界面網(wǎng)格數(shù)據(jù)，從而建立XX井區(qū)地層模型。XX井區(qū)構(gòu)造骨架模型的三維立體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.3 沉積微相模型

研究區(qū)主力層段(盒8— 山1段)為與物源有一定距離的潮濕沼澤背景下的砂質(zhì)辮狀河 — 三角洲沉積體系。根據(jù)鉆井巖心和測井相對照分析結(jié)果，結(jié)合粗巖相有效儲層識別出主要沉積微相類型為河道充填相、心灘、溢岸沉積相、堤岸沉積相、決口沉積相、泛濫沼澤相泥和泛濫平原相泥。

根據(jù)RMS建模軟件辮狀河模塊的要求，將沉積微相劃分為4種類型：河道充填(channel)；心灘+河道底部充填(channel bar)；溢岸+決口+堤岸(splay)；泛濫平原泥(flood)。基于構(gòu)造模擬結(jié)果，在完鉆井?dāng)?shù)據(jù)的約束下將4種沉積微相的統(tǒng)計參數(shù)輸入RMS軟件，反復(fù)模擬比較篩選出各相的空間分布形態(tài)，建立起XX井區(qū)的沉積微相三維模型(圖3)。從圖中可以看出，研究區(qū)辮狀河道多期疊置，砂體呈較大面積連片分布，砂體的連通性和連續(xù)性較好，而心灘一般呈分散、孤立狀分布，砂體連通性和連續(xù)性較差。

3.4 儲層物性建模

儲層物性建模的主要任務(wù)是提供三維儲層屬性場，具體操作步驟為：第一步是數(shù)據(jù)準備；第二步是數(shù)據(jù)變換；第三步是計算變差函數(shù)；第四步是選擇模擬方法，井?dāng)?shù)據(jù)和相模型的約束下建立儲層物性模型。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，蘇里格氣田東區(qū)的盒8上、盒8下、山1儲層物性特征主要為低孔、低滲儲層。盒8砂組儲層孔隙度一般為4%～16%，平均孔隙度為10.19%，滲透率一般為(0.05～10)×10-3μm2，平均為0.727×10-3μm2。一般情況下，山1砂組儲層孔隙度為3%～18.4%，平均孔隙度為6.89%，滲透率為(0.025～4.7)×10-3μm2，平均滲透率為 0.231×10-3μm2。基于以上數(shù)據(jù)，按照微相類型進行儲層物性分布統(tǒng)計，并根據(jù)XX井區(qū)46口井的實際鉆井資料確定孔隙度、滲透率、泥質(zhì)含量的變差函數(shù)，最后得到油藏儲層物性參數(shù)模型。在已建立的XX井區(qū)構(gòu)造、地層和相模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)儲層物性統(tǒng)計結(jié)果，采用RMS中的Petrophyics模塊，在井點數(shù)據(jù)和相模擬結(jié)果的約束下，建立起孔隙度、滲透率等屬性三維模型(圖4、圖5)。

地質(zhì)模型圖顯示，孔隙度、滲透率、泥質(zhì)含量的分布受相控表現(xiàn)明顯，心灘微相是主要天然氣儲集場所，具有相對高孔、高滲、低泥質(zhì)含量的特點。

圖4 XX井區(qū)孔隙度屬性模型

圖5 XX井區(qū)滲透率屬性模型

4 模型的可靠性保障與篩選

從生成的大量模擬實現(xiàn)數(shù)據(jù)中優(yōu)選出具有代表性的數(shù)據(jù)，通常依據(jù)4個標準：是否符合地質(zhì)概念模型；隨機建模產(chǎn)生的模擬實現(xiàn)統(tǒng)計參數(shù)與輸入?yún)?shù)的是否接近；抽稀檢驗，檢驗?zāi)M實現(xiàn)是否與未輸入模型的真實數(shù)據(jù)特征相符；模擬實現(xiàn)是否符合生產(chǎn)動態(tài)，可通過簡單的油藏數(shù)值模擬來判別。

在此結(jié)合研究區(qū)實際地質(zhì)情況和工區(qū)資料，采取以下措施提高模型可靠程度：

(1)充分利用現(xiàn)有資料，使模型盡可能與實際情況相符。選取XX井區(qū)作為建模對像，該區(qū)開發(fā)鉆井?dāng)?shù)較多、密度大，地質(zhì)認識程度相對較高，為建立地質(zhì)模型提供了豐富的第一手資料。同時在沉積相模擬中，充分利用了專家?guī)旖?jīng)驗、露頭觀測數(shù)據(jù)、儲層物理模擬實驗結(jié)果等，為模型的可靠性提供了保障。

(2)采用條件約束保證模型與地質(zhì)認識的一致性。構(gòu)造建模和沉積相建模過程中，在井點數(shù)據(jù)控制約束下通過條件模擬保證取樣點的模型精準，誤差為零。沉積相建模和儲層物性參數(shù)建模過程中，在采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計特征的控制約束下，保證模擬參數(shù)和樣品數(shù)據(jù)具有一致的概率分布。

5 結(jié) 語

采用序貫指示模擬方法能夠較好地描述蘇里格東區(qū)XX區(qū)塊的儲層沉積微相展布，因為該方法利用了單井資料垂向分辨率較高的特點，以人工繪制圖件為約束條件，保證了模型的精準性。同時基于相控建模方法建立的儲層物性模型具有較高的可信度，與地質(zhì)實際情況吻合較好。

建立的蘇里格氣田東區(qū)XX區(qū)塊地質(zhì)模型可以較為準確地刻畫該區(qū)的構(gòu)造格局。模型呈現(xiàn)出北東高 — 南西低的單斜構(gòu)造，地層起伏不大，并且發(fā)育一些列的小幅鼻隆構(gòu)造；同時反映了該區(qū)沉積微相的特征，即主力層段盒8發(fā)育辮狀河沉積，而山1段以曲流河沉積微相為主；有利儲層展布在心灘和邊灘等沉積微相，具備低孔低滲的致密儲層特點。

為了更好地反映沉積微相變化快、非均質(zhì)性強的儲層特點，本次研究采用的以構(gòu)造模型為骨架、沉積微相約束下建立的儲層物性模型更符合地質(zhì)實際，為準確評價儲層提供了可靠依據(jù)，為制定和調(diào)整氣藏開發(fā)方案提供了地質(zhì)理論依據(jù)。

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