復(fù)雜斷塊油藏的三維地質(zhì)建模方法——以國外某油田為例

金春玉，宋揚(yáng)

（1.河北聯(lián)合大學(xué)，河北唐山063009；2.大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

隨著油氣勘探開發(fā)的不斷深入，一些具有復(fù)雜斷塊構(gòu)造特征的油藏已逐漸成為開發(fā)的主體目標(biāo)。建立精準(zhǔn)的復(fù)雜斷塊油藏三維地質(zhì)模型對指導(dǎo)油田開發(fā)有著重要的意義。復(fù)雜斷塊油藏構(gòu)造模型的精準(zhǔn)建立是復(fù)雜斷塊油藏三維地質(zhì)建模的重點(diǎn)和難點(diǎn)。油藏?cái)?shù)值模擬是進(jìn)行復(fù)雜油藏開發(fā)分析最重要的技術(shù)手段之一，其中，三維地質(zhì)模型的建立又是油藏?cái)?shù)值模擬研究的重要基礎(chǔ)。

本文以國外某油田復(fù)雜斷塊構(gòu)造發(fā)育區(qū)塊為研究對象，優(yōu)選其中六個(gè)典型斷塊，選擇Petrel軟件進(jìn)行建模。以地質(zhì)、地震、測井資料為基礎(chǔ)，采用“井震結(jié)合”的方法，搭建構(gòu)造框架模型，應(yīng)用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)理論建立儲層巖相及物性參數(shù)模型，揭示構(gòu)造和儲層空間分布特征，最終建立一個(gè)三維定量的油藏地質(zhì)模型，為數(shù)值模擬和井位設(shè)計(jì)等后續(xù)工作提供地質(zhì)依據(jù)（見圖1）。

圖1 該區(qū)塊三維地質(zhì)建模流程圖

1 復(fù)雜斷塊油藏的構(gòu)造特征

復(fù)雜斷塊油藏是由多種級別斷層控制的復(fù)雜斷裂系統(tǒng)所產(chǎn)生的眾多相互獨(dú)立的斷塊組成的油藏，每個(gè)斷塊是獨(dú)立的開發(fā)單元［1］。含油面積小于1 km2的斷塊油藏的石油地質(zhì)儲量占總儲量的1／2以上的斷塊油田，稱為復(fù)雜斷塊油田［2］。

勘探實(shí)踐證實(shí)，復(fù)雜斷塊油藏每平方千米面積上斷層長度在15 km以上。由于復(fù)雜斷塊中受力情況極其復(fù)雜，來自不同方向應(yīng)力作用的不平衡，以及持續(xù)的多期構(gòu)造應(yīng)力作用結(jié)果，使得斷層產(chǎn)狀復(fù)雜，構(gòu)造形態(tài)也表現(xiàn)為多重性，但一般以某種構(gòu)造體系形態(tài)為主。且多表現(xiàn)為構(gòu)造高部位斷層相對發(fā)育，斷距大。復(fù)雜斷塊油藏平面上由斷層分割，不同斷塊之間儲量豐度、油層物性、原油性質(zhì)、油層產(chǎn)能差別大［3］；同一斷塊儲集層在縱向上含油井段長，儲量分布差異大，層間非均質(zhì)是開發(fā)層系劃分調(diào)整的主要矛盾；在復(fù)雜斷塊油藏背景下的油藏類型多樣。

2 復(fù)雜斷塊油藏三維地質(zhì)建模方法

建模數(shù)據(jù)應(yīng)來于測井、地震及地質(zhì)對比分析研究成果。從建模內(nèi)容分析，數(shù)據(jù)類型應(yīng)包括坐標(biāo)數(shù)據(jù)、分層數(shù)據(jù)、斷層數(shù)據(jù)及儲層層位數(shù)據(jù)，其中斷層相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)是最為關(guān)鍵的。原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是建立合理模型的基礎(chǔ)和必要條件，因此對不同來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量檢查是儲層地質(zhì)建模的必要環(huán)節(jié)。為了提高儲層建模精度和準(zhǔn)確性，必須盡量保證用于建模的原始數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，所以需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，重點(diǎn)把握能反映儲層特征的參數(shù)［4－5］。

2.1 斷層模型、構(gòu)造模型的建立

2.1.1 斷層模型

建立斷層模型最基本的要求是斷層面要與鉆井?dāng)帱c(diǎn)位置盡可能的吻合，具體步驟為：

（1）利用地震解釋成果建立初步斷層模型；

（2）利用鉆井?dāng)帱c(diǎn)位置進(jìn)行三維空間校正；

（3）針對無法解釋的斷點(diǎn)位置修改斷層方案。

按照以上原則，以地震解釋的深度域polygon斷層面數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，井震結(jié)合，建立斷層模型（見圖2）。

圖2 該區(qū)塊1－6號斷塊斷層模型

2.1.2 構(gòu)造模型

為了使構(gòu)造模型能反映油田的整體構(gòu)造形態(tài)，在斷層模型的基礎(chǔ)上，利用地震解釋數(shù)據(jù)和鉆井分層數(shù)據(jù)，采用帶趨勢約束的克里金插值，建立銅缽廟組Ⅰ、Ⅱ油組各小層的構(gòu)造頂面。

為了保證地質(zhì)模型的控制精度，在建立3D網(wǎng)格中使用50×50的網(wǎng)格間距。在網(wǎng)格化計(jì)算過程中Petrel軟件有自動(dòng)校正功能，可以自動(dòng)使構(gòu)造界面與鉆井分層數(shù)據(jù)完全吻合；通過精細(xì)編輯斷層與層面相交的控制線，控制斷層上下盤形態(tài)，精確搭建構(gòu)造模型（見圖3）。

2.2 巖相模型的建立

巖相模型的構(gòu)建作為儲層相建模的重要內(nèi)容，同時(shí)也是儲層物性模型建立的約束條件。在塔19－3等斷塊建模過程中，利用單井砂體解釋資料，采用可以模擬復(fù)雜的非均質(zhì)模型的序貫指示模擬方法得到該區(qū)的巖相模型（見圖4）。

2.3 屬性模型的建立

在巖相模型的基礎(chǔ)上，采用算法穩(wěn)健的序貫高斯模擬在沉積相的控制下建立孔隙度、滲透率模型。

2.3.1 孔隙度模型的建立

將孔隙度曲線粗化后，在數(shù)據(jù)分析及得到的變差函數(shù)的基礎(chǔ)上，以建立的砂體模型的約束，采用序貫高斯協(xié)模擬方法，得到11個(gè)孔隙度模型的實(shí)現(xiàn)，通過對11個(gè)實(shí)現(xiàn)做算術(shù)平均計(jì)算，得到最終的孔隙度模型（見圖5）。

圖3 該區(qū)塊1－6號斷塊構(gòu)造模型

圖4 該區(qū)塊1－6號斷塊巖相模型

圖5 該區(qū)塊1－6號斷塊孔隙度模型

2.3.2 滲透率模型的建立

在數(shù)據(jù)分析及得到的變差函數(shù)的基礎(chǔ)上，以建立的砂體模型的約束，以孔隙度模型為協(xié)變量，采用序貫高斯協(xié)模擬方法得到11個(gè)滲透率模型的實(shí)現(xiàn)，通過對11個(gè)實(shí)現(xiàn)做算術(shù)平均計(jì)算，得到最終的滲透率模型（見圖6）

圖6 該區(qū)塊1－6號斷塊滲透率模型

2.4 模型儲量計(jì)算

通過合理設(shè)置油水界面、孔隙度模型、凈毛比模型，計(jì)算各建模斷塊的地質(zhì)儲量，優(yōu)選與地質(zhì)儲量接近的模型，各個(gè)斷塊模型計(jì)算地質(zhì)儲量誤差均小于5%，符合精度要求（見表1）。

表1 該區(qū)塊1－6號斷塊建模網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)

3 結(jié)論

本文以某國外油田斷塊構(gòu)造發(fā)育區(qū)塊為研究對象，以地質(zhì)、地震、測井資料為基礎(chǔ)，采用“井震結(jié)合”的方法，搭建構(gòu)造框架模型，應(yīng)用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)理論建立儲層巖相及物性參數(shù)模型，揭示構(gòu)造和儲層空間分布特征，最終建立一個(gè)三維定量的油藏地質(zhì)模型，在儲層計(jì)算中各斷塊誤差均小于5%，符合精度要求。該模型將為該區(qū)塊數(shù)值模擬和井位設(shè)計(jì)等后續(xù)工作提供可靠的地質(zhì)依據(jù)，同時(shí)也為同類復(fù)雜斷塊油藏的三維地質(zhì)建模提供借鑒。

［1］王端平，柳強(qiáng).復(fù)雜斷塊油田精細(xì)油藏描述［J］.石油學(xué)報(bào)，2000，21（6）：111－116.

［2］程世銘，張福仁.東辛復(fù)雜斷塊油藏［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1997：1－10.

［3］史玉成，陳明強(qiáng)，張審琴等.復(fù)雜斷塊油藏“點(diǎn)－線－面－體”四步法構(gòu)造建模技術(shù)［J］.新疆石油地質(zhì)，2012，33（4）：488－490.

［4］曹磊，邢彩霞.三維地質(zhì)建模方法在復(fù)雜斷塊油氣藏研究中的應(yīng)用［J］.地質(zhì)與資源，2011，20（2）：141－144.

［5］崔廷主，馬學(xué)萍.三維構(gòu)造建模在復(fù)雜斷塊油藏中的應(yīng)用——以東濮凹陷馬寨油田衛(wèi)95塊油藏為例［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2010，31（2）：198－205.