杜坡油田核三段精細(xì)地質(zhì)建模研究

張 義，秦志勇，尹艷樹，，周彥臣，尹 歡，許宏龍

(1.長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430100；2.大港油田濱港集團(tuán)博弘石油化工有限公司)

杜坡油田核三段精細(xì)地質(zhì)建模研究

張 義1，秦志勇2，尹艷樹1，2，周彥臣1，尹 歡1，許宏龍1

(1.長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430100；2.大港油田濱港集團(tuán)博弘石油化工有限公司)

杜坡油田儲(chǔ)層復(fù)雜、非均質(zhì)性較強(qiáng)，嚴(yán)重阻礙了油田后期的開發(fā)生產(chǎn)，因此亟需開展精細(xì)儲(chǔ)層三維建模，為儲(chǔ)層非均質(zhì)性空間特征研究奠定基礎(chǔ)。通過(guò)精細(xì)構(gòu)造層面與斷層組合研究，建立了研究區(qū)儲(chǔ)層構(gòu)造模型；在構(gòu)造框架約束下，采用確定性和隨機(jī)性建模方法，建立了研究區(qū)高精度儲(chǔ)層沉積相模型。以相控儲(chǔ)層參數(shù)建模為指導(dǎo)，分沉積相描述物性特征，建立符合儲(chǔ)層特征的三維物性分布模型。模型從三維的角度精細(xì)表征了杜坡油田核三段儲(chǔ)層空間分布特征，達(dá)到了開發(fā)地質(zhì)綜合研究的目的，為杜坡油田下一步開發(fā)調(diào)整、挖潛剩余油提供了有力的依據(jù)。

杜坡油田；儲(chǔ)層建模；三維構(gòu)造模型；物性參數(shù)模型

1 區(qū)域概況

杜坡油田位于泌陽(yáng)凹陷的中部深凹區(qū)，該區(qū)的含油層系為古近系核桃園組核三段的Ⅱ-Ⅶ油組。其砂體處于古城、雙河平氏砂體交匯帶，受北部古城砂體自北向南延伸影響較大，儲(chǔ)層非均質(zhì)性較嚴(yán)重。

該區(qū)構(gòu)造形態(tài)較為簡(jiǎn)單，大致為北西高、南東低，區(qū)內(nèi)主要以寬緩近東西走向的鼻狀構(gòu)造為主，隆起幅度20 m左右。研究區(qū)斷層較發(fā)育，斷層走向主要為北北東向，此類斷層與北部古城砂體相互配置可形成巖性—斷層復(fù)合圈閉(圖1)。

圖1 杜坡油田地理位置圖

2 儲(chǔ)層特征

通過(guò)對(duì)巖心的觀察和描述，以及對(duì)巖相的分析， 結(jié)合前人對(duì)研究區(qū)的研究成果，確定了研究區(qū)內(nèi)核三段Ⅱ-Ⅶ油組主要為辮狀河三角洲沉積體系。根據(jù)不同巖性、電性，可劃分為2種亞相：辮狀河三角洲前緣、前辮狀河三角洲；6種微相：水下分流河道、席狀砂、河口壩、水下分支間灣、遠(yuǎn)砂壩、前三角洲泥。通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)沉積微相連井剖面特征的對(duì)比和分析可知，研究區(qū)主要發(fā)育水下分流河道、遠(yuǎn)砂壩、席狀砂三種微相，且連通性較好，其他微相發(fā)育相對(duì)較少[5]。

研究區(qū)取心井的物性資料分析表明，不同沉積微相的層內(nèi)非均質(zhì)性有很大差異，水下分流河道和河口壩的非均質(zhì)性都較強(qiáng)，席狀砂和遠(yuǎn)砂壩非均質(zhì)性相對(duì)較弱。鉆井資料以及各小層砂體的物性解釋統(tǒng)計(jì)表明，各小層儲(chǔ)層物性差異大，層間非均質(zhì)性較強(qiáng)；隔層發(fā)育較為連續(xù)，砂體鉆遇率低，平面砂體分布連續(xù)性差；物性分布主要受控于沉積相帶[6]。

3 儲(chǔ)層三維地質(zhì)建模

3.1 資料準(zhǔn)備

在地質(zhì)建模中，資料準(zhǔn)備是一項(xiàng)十分重要的基礎(chǔ)工作，資料質(zhì)量的好壞將直接影響后面建模結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此，建模之前要認(rèn)真檢查原始資料中可能存在不合理的地方，以確保建模使用的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的。本次建模數(shù)據(jù)主要包括井頭、井斜、分層、巖相、測(cè)井曲線等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和孔、滲等物性數(shù)據(jù)以及地震解釋的斷層、斷點(diǎn)和層面數(shù)據(jù)。

3.2 構(gòu)造建模

構(gòu)造模型的建立包括三維斷層模型和三維層面模型[7]，構(gòu)造模型的好壞將直接影響到后面建模工作的順利開展，因此，在搭建構(gòu)造模型時(shí)，一定要按照斷層和層位的結(jié)合情況以及對(duì)研究區(qū)構(gòu)造特征的認(rèn)識(shí)，進(jìn)行精細(xì)調(diào)整以保證構(gòu)造模型的精確。

將解釋好的斷層線和斷點(diǎn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件中進(jìn)行調(diào)整，設(shè)置好斷層之間的相互關(guān)系、主要斷層的趨勢(shì)方向，使斷層位置、形態(tài)與斷點(diǎn)數(shù)據(jù)達(dá)到匹配和吻合。

按照從點(diǎn)到面再到體的原則，利用導(dǎo)入的分層數(shù)據(jù)、解釋的層面數(shù)據(jù)等，建立了研究區(qū)58個(gè)小層的層面模型，平面網(wǎng)格大小為25 m×25 m，考慮到工區(qū)內(nèi)斷層走向，I方向設(shè)為北東向。完成各個(gè)層面的模型后，提取各單層的厚度數(shù)據(jù)，利用Make zones功能厚度插值的方法，建立了工區(qū)內(nèi)114個(gè)單層體；調(diào)整每個(gè)層面，使其與分層數(shù)據(jù)吻合又沒(méi)有串層情況的出現(xiàn)。調(diào)整好后，對(duì)每個(gè)單層進(jìn)行垂向網(wǎng)格設(shè)置，本工區(qū)在垂向上按0.5 m的規(guī)格進(jìn)行細(xì)分。而后，要對(duì)構(gòu)造模型的網(wǎng)格進(jìn)行質(zhì)量控制，求取每個(gè)網(wǎng)格單元的體積，如果存在負(fù)值或者異常值，通過(guò)調(diào)整層面、斷層、加減趨勢(shì)線重新網(wǎng)格化，以確保所有網(wǎng)格的體積都大于0，這樣就完成了工區(qū)精細(xì)構(gòu)造模型的搭建，見(jiàn)圖2。

圖2 Ⅳ油組構(gòu)造模型

3.3 沉積相建模

在構(gòu)造模型的基礎(chǔ)上，建立研究區(qū)沉積微相模型?？紤]到研究區(qū)劃分的很多小層較薄特點(diǎn)，本次沉積相建模采用確定性建模與序貫指示建模相結(jié)合的方法[8]。對(duì)于工區(qū)內(nèi)的薄層和非重點(diǎn)研究的層位，將數(shù)字化沉積相成果作為平面約束條件，采用賦值法進(jìn)行建模，見(jiàn)圖3。

對(duì)研究區(qū)主力砂體層位，則需要精細(xì)雕刻砂體分布，揭示其復(fù)雜的變化特征及相互配置關(guān)系。采用序貫指示建模方法進(jìn)行預(yù)測(cè)。

圖3 Ⅳ油組4-10-1層沉積微相模型

序貫指示模擬方法首先要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，統(tǒng)計(jì)各沉積微相所占的比例、垂向比例和厚度分布趨勢(shì)[9]，利用這些可以更好地約束模擬過(guò)程。其次進(jìn)行變差函數(shù)的調(diào)整，變差函數(shù)是整個(gè)數(shù)據(jù)分析的核心，其調(diào)整的參數(shù)主要有主次變程、垂向變程、塊金值等。各小層同一微相的變差函數(shù)調(diào)整都具有差異性，在建模過(guò)程中要逐層分相進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)分析可知，研究區(qū)各層沉積微相主變程主要集中在520～980 m，次變程主要集中于340～570 m，垂向變程較小，一般為2～5 m。最后采用Petrel軟件中序貫指示模塊，建立了研究區(qū)的沉積微相三維模型(圖4)。從中可看出，研究區(qū)砂體分布主要呈北東-南西向，連續(xù)性較好，砂體規(guī)模較大，與地質(zhì)研究認(rèn)識(shí)符合，表明沉積相模型具有較高的準(zhǔn)確度，能夠應(yīng)用于油田研究，并作為后續(xù)屬性建模的基礎(chǔ)。

圖4 Ⅳ油組4-3層沉積微相模型

3.4 屬性建模

研究區(qū)的屬性模型主要是針對(duì)孔隙度和滲透率進(jìn)行研究，采用相控建模方法。物性建模過(guò)程中沉積微相的控制至關(guān)重要，沉積相帶有地質(zhì)控制的痕跡，從而降低了所得模型的隨機(jī)性，讓三維模型與地質(zhì)研究成果更加符合。圖5和圖6為研究區(qū)Ⅳ油組4-3層孔隙度和滲透率模型。從孔隙度和滲透率的模型來(lái)看，模擬的整體效果較好，孔滲在空間中分布與沉積相帶的分布大致相同，連續(xù)性較好，且孔隙度和滲透率正相關(guān)明顯地表現(xiàn)出來(lái)了。在沉積微相的控制下，模型分析結(jié)果與地質(zhì)研究結(jié)果比較相符[10]。

圖5 Ⅳ油組4-3層孔隙度模型

圖8 Ⅳ油組4-3層滲透率模型

4 結(jié)論

(1)綜合運(yùn)用巖心、測(cè)井等資料，系統(tǒng)分析了杜坡地區(qū)核三段的儲(chǔ)層地質(zhì)特征，認(rèn)為研究區(qū)核三段主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣、前辮狀河三角洲兩種亞相，細(xì)分為水下分流河道、席狀砂、河口壩、水下分支間灣、遠(yuǎn)砂壩、前三角洲泥六種微相，微相和砂體空間分布較為復(fù)雜。

(2)對(duì)研究區(qū)內(nèi)薄層和非重點(diǎn)研究層位，采用沉積相圖數(shù)字化賦值法的確定性方法進(jìn)行建模；重點(diǎn)研究層位采用序貫指示模擬的隨機(jī)性方法進(jìn)行建模，從而保證了模型建立的精確性。

(3)采用相控參數(shù)建模方法，建立研究區(qū)儲(chǔ)層孔隙度和滲透率三維分布模型，為后續(xù)油藏開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的地質(zhì)基礎(chǔ)。

[1] 武強(qiáng),徐華.三維地質(zhì)建模與可視化方法研究[J].中國(guó)科學(xué)(D輯:地球科學(xué)),2004,(3):54-60.

[2] 呂曉光,王德發(fā),姜洪福.儲(chǔ)層地質(zhì)模型及隨機(jī)建模技術(shù)[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2000,(4):10-13.

[3] 胡向陽(yáng),熊琦華,吳勝河.儲(chǔ)層建模方法研究進(jìn)展[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2001,25(5):107-112.

[4] 李少華，尹艷樹，張昌民.儲(chǔ)層隨機(jī)建模系列技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2007：45-49.

[5] 張安平.杜坡油田核三段沉積微相研究[J].石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)),2014,36(3):190-193.

[6] 張明功,任孟坤,郭勇軍,等.儲(chǔ)層建模在濮城油田油藏描述中的應(yīng)用[J].斷塊油氣田,2009,15(1)：48-50.

[7] Haldorsen H, Damsleth R. Stochastic modeling[J].JPT,1990,42(4):404-412.

[8] Alister C MacDonald.A prototype procedure for stochastic modeling of facies tract distribution in shore face reservoir[A].In: Jeffrey M Yarus, Richard L Chambers. Stochastic modeling and geostatistics[C].Tulsa, Oklahoma,AAPG.1994:91-108.

[9] 尹艷樹,吳勝和,翟瑞,等.港東二區(qū)六區(qū)塊曲流河儲(chǔ)層三維地質(zhì)建模[J].特種油氣藏,2008,14(3):17-20.

[10] 嚴(yán)申斌,李少華,鄧恒.相控儲(chǔ)層建模在勝南油田的應(yīng)用[J].斷塊油氣田,2008,14(4):16-17，60.

編輯：劉洪樹

1673-8217(2015)03-0081-03

2015-01-05

張義，1990年生，2013年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)，在讀碩士生，現(xiàn)主要從事油藏描述研究。

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“精細(xì)油藏描述技術(shù)及剩余油賦存方式研究”(2011ZX05011-001)資助。

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