SZ油田開發中后期相控儲層精細表征研究

張 嵐，張建民，王 寧，郭 誠，劉英憲

(中海油(中國)有限公司天津分公司，天津 塘沽 300452)

SZ油田開發中后期相控儲層精細表征研究

張 嵐，張建民，王 寧，郭 誠，劉英憲

(中海油(中國)有限公司天津分公司，天津 塘沽 300452)

SZ油田已進入開發中后期的高含水階段，為進一步描述儲層分布規律，以高分辨率層序地層學理論為基礎，采用巖心、測井、地震資料和生產動態資料等方法，對SZ油田東營組下段的層序地層及基準面旋回界面、洪泛面的成因類型進行綜合研究，建立了中短期旋回層序地層框架。在此基礎上進行短期層序為單元的等時地層對比，同時劃分單井沉積微相并描述小層單元內沉積微相特征。應用層序地層學和相控儲層建模技術，建立能精細表征儲層非均質特征的地質預測模型，并利用油藏數值模擬對油田壓力、含水率進行歷史擬合，擬合結果與油田實際生產數據吻合較好，表明利用層序地層學及相控地質建模技術可為油田中后期綜合調整及挖潛提供可靠的地質依據。

開發中后期;高分辨率層序地層學;等時地層格架;儲層建模;SZ油田

引言

SZ油田位于渤海遼東灣海域遼西低凸起中段，構造形態為北東走向的半背斜。該油田主力含油層段為古近系東營組下段，埋深為1 300～1 600 m，儲層為湖相三角洲沉積。流體分布受構造、巖性雙重因素控制，為在縱橫向上存在多個油氣水系統的構造層狀油氣藏。油田分Ⅰ期和Ⅱ期開發，Ⅰ期從1993年至1997年陸續投產，Ⅱ期于2000年至2001年投產，采用反九點法注采井網，日產油為9 300 m3/d，綜合含水為68%，采油速度為1.1%，采出程度為13.3%。目前面臨的主要問題是層間矛盾突出，注水突進明顯，含水上升加快，各油層的動用狀況差異明顯，產量遞減較快。為了解決這一突出問題，進一步描述儲層縱、橫向分布特征，完善對沉積體系及沉積微相精細研究，加強在高分辨率層序地層學理論指導下儲層精細表征研究，為油田中后期綜合調整、完善注采井網及剩余油挖潛提供地質依據。

1 層序地層劃分與對比

層序地層劃分主要通過基準面旋回變化來確定，首先根據區域不整合面和大型底沖刷面的發育特點，結合鉆井、測井資料和地震資料剖面上的響應特征及其旋回疊加樣式，劃分出長期旋回和中期旋回，短期旋回的劃分要依據巖心、鉆井和測井剖面中的地層幾何形態與接觸關系，并結合巖石粒度、厚度、構造等和巖相序列等資料，層序地層劃分是建立等時地層框架的前提和基礎，決定了等時地層單元及小層砂體對比的精度。

在進入油田中后期開發階段，短期旋回層序是油藏開發調整的最小單元，因此，層序地層劃分的首要任務是準確有效地識別短期旋回。首先識別出構造不整合面、大型侵蝕沖刷面和最大洪泛面等具有特殊成因意義的界面，在此基礎上，利用鉆井巖性標志或典型巖－電模式等手段識別和劃分短期旋回層序界面，以此完成層序地層的劃分。依據上述思路和方法，識別出東下段多個短期旋回層序界面，為等時地層劃分和對比打下基礎。

2 層序地層格架的建立

等時地層對比是油田高效合理開發的基礎，同時也是油氣藏中后期開發的難點［1－2］。本次層序地層學研究主要是為油田中后期開發階段建立更高精度的等時地層格架。依據高分辨率層序學與

沉積動力學原理，以轉換面為優選等時地層對比位置進行東營組下段聯井剖面地層劃分和對比，建立高精度的等時地層格架，并在等時地層格架內完成小層砂體或單砂體為單元的對比，大大提高了儲層對比的精度和準確度。

2.1 層序地層精細對比

該方法進行小層砂體等時追蹤對比的操作流程是:①將鉆井資料與地震資料相結合，制作合成地震記錄，建立地質分層與地震反射界面的關系，將測井層序劃分的中長期旋回標定在地震剖面上，在井震約束下進行層序劃分和識別，建立中長期旋回的等時地層格架;②利用測井資料垂向分辨率高的特點，依據層序地層劃分原理對油組進行短期旋回的小層砂體細分，確定各小層砂體的旋回結構類型、沉積序列，同時引入生產動態資料分析砂體的連通性，調整小層砂體分層;③在中期等時地層格架中，根據中期旋回或者其上下較強的同相軸作為控制，利用鉆井資料進行短期旋回的劃分，確定各相鄰同期層序的相變特征和對比關系，以二分時間單元分界線作為多旋回對比的等時標志，對單砂體進行等時地層對比(圖1)。

圖1 高分辨率層序地層格架下的小層砂體等時對比

2.2 相序組合

相序組合關系與基準面和沉積環境彼此間成因聯系極為密切，由相似巖性、巖相地層疊加組成的韻律性湖進—湖退沉積序列，是分析水動力和地層疊加樣式過程的基礎。隨著基準面的變化，沉積環境中的相序［3－4］、相組合和相類型也有顯著區別。基準面變化過程中不同沉積微相形態及類型能夠指示基準面的不同位置，應用沉積相來研究基準面旋回的變化。研究區最常見的短期旋回相序組合關系有:短期基準面上升過程反映了水體變深發生退積的湖進過程，相序組合關系表現為水下分流河道—前三角洲泥或分流間灣微相的疊加;基準面下降和水體變淺反映了發生進積的湖退過程，表現為前三角洲泥或分流間灣—河口砂壩(遠砂壩或席狀砂)的疊加過程(圖2)。

2.3 沉積體系演化

基準面變化對沉積微相有較好的控制作用，反映了原始的沉積環境和沉積物的保存程度隨時間、空間的變化［5］。因此，在層序地層格架內砂體對比的基礎上，對三角洲沉積體系及演化規律與基準面變化進行了分析研究(圖3)。該研究區三角洲前緣砂體的演化特征:基準面上升期半旋回，垂向上表現為退積沉積序列，此時水下分流河道非常發育，伴隨著基準面的上升，A/S比值逐漸增大，基準面相對較高，由下向上短期基準面旋回厚度減小，沉積物少，砂巖分布范圍減小，開始向陸遷移，主要發育以濱淺湖為主的沉積環境，此時河道規模逐漸縮小，直至消失，由三角洲前緣亞相向上逐漸進入前三角洲湖相泥巖亞相，此時水體最深?；鶞拭嫦陆灯诎胄?，垂向上總體表現為進積沉積序列，伴隨著基準面的下降，A/S比值減小，沉積物增加并向湖盆中心方向進積，砂巖分布范圍和厚度增大，分流河道規模逐漸變大，延伸至湖盆中心，從而形成較大規模的進積三角洲沉積體系。

由于不同的A/S值控制儲層砂體類型，故基準面升降、A/S值大小的變化控制著三角洲前緣儲層砂體分布規律。根據研究區三角洲前緣砂體和旋回類型的分布演化特征，總結了三角洲前緣沉積體系演化規律(圖3)。因此運用基準面旋回原理，對三角洲前緣儲層砂體進行精細劃分和描述，大大提高了儲層預測的精度和準確性。同時利用相控建模技術為井間儲層物性參數的預測提供約束條件，也為油田中后期剩余油分布研究打下基礎。

圖2 三角洲短期旋回組合及沉積相序劃分

圖3 SZ油田東營組0—3小層砂體發育及沉積相演化

2.4 沉積微相模擬

沉積微相是構成儲層砂體的基本成因單元，將儲層按沉積微相進行劃分，有利于定量描述主要滲流單元［6］。根據測井曲線在各沉積微相中的不同響應特征，對各單井進行沉積微相分析，同時考慮各微相之間的接觸關系和相序組合，在砂體厚度等值線圖和沉積相序的約束下繪制各個小層沉積微相平面展布圖，同時利用生產動態資料，對沉積相的平面展布、連通性等進行定量分析。然后，對校正后的沉積微相平面圖件進行數字化，利用單井沉積微相、數字化沉積微相圖和生產動態揭示的連通性進行序貫高斯模擬，建立研究區沉積微相分布模型(圖4)。

圖4 SZ油田三維沉積微相模型

3 儲層精細定量表征研究

3.1 相控儲層參數模型

儲層物性參數建模采用沉積微相控制，并約束巖性物性參數的空間展布規律。相控建模方法要充分利用研究者對地質模式和地質知識的認識，提高地質因素和地質趨勢對于屬性參數模型的控制約束作用。

首先對鉆井數據離散化處理，采用序貫指示模擬方法求取各沉積微相的變差函數，建立短期層序旋回下的沉積微相，根據相控建模原則，采用井震協同約束方法分別建立孔隙度、滲透率及含油飽和度參數模型［7－9］(圖5)。在此基礎上，通過開展油藏數值模擬研究，在高分辨率層序地層格架內深入分析流體滲流規律和剩余油分布規律，為高含水油田中后期開發、制訂高效挖潛措施提供可靠的地質依據。

圖5 SZ油田三維孔隙度模型

3.2 模型的動態響應

儲層地質模型是油藏數值模擬研究的基礎，而數值模擬研究又可通過歷史擬合等手段來評價地質模型的可靠性。通過生產動態和歷史擬合相結合，可靠的動態模擬與不確定性的靜態模型的吻合程度分析，使地質模型更接近油藏實際地質情況，更準確地反映地下流體的分布規律。地質儲量是油田開發的物質基礎和前提，地質儲量的準確與否關系到油藏數值模擬過程中歷史擬合的成?。?0］。首先，按地質小層進行儲量分區，通過平衡卡和飽和度端點計算各小層的地質儲量，儲量擬合結果與容積法計算儲量誤差在5%左右。歷史擬合的工作制度是以所有生產井定地面產油量來擬合油田、區塊和單井的地層壓力、含水、氣油比和流壓。根據油田的實際情況，首先，因為各平臺投產時間不同，進行壓力的擬合。油田生產初期的單井測壓數據不能代表全油田地層壓力。因此，壓力的擬合主要進行單井靜壓擬合，通過調整井點附近的滲透率進行擬合(圖6)。其次，進行含水率的擬合。油田和區塊的含水率擬合主要是通過調整油水相對滲透率曲線，而對含水率的準確擬合則通過單井擬合實現。擬合單井含水率時，主要調整井點附近滲透率以及注采井間的連通率，通過對相滲曲線的調整，使計算含水和實際含水大體一致。通過擬合計算，模擬計算的含水率基本與油田實際含水率變化趨勢基本吻合(圖6)。歷史擬合結果表明，依據高分辨率層序地層學及相控模式約束所建立的儲層地質模型較準確地反映了地下儲層的非均質性，從生產動態響應資料也驗證了地質模型的可靠性和適用性。

圖6 SZ油田A09井壓力擬合和全油田含水率歷史擬合曲線

4 結 論

(1)利用SZ油田豐富詳實的靜、動態資料，在高分辨率層序地層學思想指導下，采用井震結合一體化相控儲層精細表征技術，建立了三維儲層地質模型。通過油藏數值模擬研究，證實了相控儲層地質建模的精準性和適用性，大大縮短了開發井歷史擬合的周期，為油田調整方案的編制贏得了時間。

(2)以小層沉積單元為儲層模擬對象，應用相控儲層精細表征技術，建立高精度儲層屬性參數預測模型。新鉆調整井的實施證實，開發井均鉆遇較厚油層，加深了中后期油田地質模式及剩余油認識，完善了油田的注采井網，明顯改善了注采連通效果，為油田的中后期綜合調整及剩余油挖潛提供可靠的地質依據。

(3)SZ油田生產動態資料表明，依據油藏數值模擬進行壓力及含水率等歷史擬合與實際生產吻合程度較高，表明在高分辨率層序地層學指導下建立的三維儲層精細模型能夠真實地反映地下儲層非均質和儲層連通特征。

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編輯 林樹龍

TE33

A

1006－6535(2012)04－0056－05

10.3969/j.issn.1006－6535.2012.04.014

20111104;改回日期:20120306

國家重大專項“海上大井距多層合采稠油油藏剩余油分布驅油實驗研究”(2008ZX05024)

張嵐(1977－)，男，工程師，2005年畢業于中國地質大學(北京)油氣田開發專業，現主要從事儲層地質建模研究工作。