一體化建模技術在潿洲A油田中的應用

王麗君， 嚴　恒， 方小宇， 張　毅， 何麗娟

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東湛江524057)

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一體化建模技術在潿洲A油田中的應用

王麗君， 嚴恒， 方小宇， 張毅， 何麗娟

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東湛江524057)

摘要：潿洲A油田目前處于開發中期，儲層非均質性強、對含水規律和剩余油分布規律不清楚是該油田生產過程中最突出的問題，這嚴重影響了后續開發方案的設計。為了更精確地描述儲層分布及其物性在三維空間的展布特征，應用地震-測井-地質和開發生產資料，在綜合地質研究的基礎上進行一體化地質建模，分步建立了構造模型、沉積微相模型和微相控制下的儲層物性參數模型，通過數值模擬歷史擬合驗證了該模型的準確性，在此基礎上進行生產指標的預測，弄清了剩余油的分布特征，據此提出了下一步開發方案。潿洲A油田的成功應用表明，地震-測井-地質綜合一體化建模技術可以為開發方案的制定、油田調整挖潛決策提供科學的地質模型。

關鍵詞：綜合地質研究；地質模式；儲層地質知識庫；一體化建模；剩余油分布特征；潿洲A油田；廣西北海

0引言

潿洲A油田位于南海北部灣海域，潿西南凹陷1號斷裂南部，構造上位于一花狀構造“花瓣”上，從北到南被2條NWW-SEE向斷層分割成2塊，圈閉類型為斷層遮擋而形成的構造+巖性圈閉(圖1)。潿洲A油田主要含油層系為流一段中層序(地震反射界面對應于T81—T82)，自上而下劃分為L1Ⅰ、L1Ⅱ上、L1Ⅱ下、L1Ⅲ、L1Ⅳ上、L1Ⅳ下油組,其中L1Ⅳ上油組分為A、B、C3個砂體。儲層物性中等，非均質性較強；天然能量較弱，為弱邊水驅巖性斷塊油藏(董貴能，2008；李茂等，2013；張輝等，2013)。

潿洲A油田于2009年投產，目前全油田日產油約1 200m3。經過多年的開發，流一段開發逐漸出現了一些問題：(1) 儲層非均質性較強，產能規律不清楚;(2) 含水規律不清楚;(3) 剩余油分布規律不清楚，這些問題嚴重影響了該油田后續開發方案的制定。分析認為該油田處于開發中期，挖潛潛力巨大，有必要對開發層系進行綜合地質研究，重建儲層地質模型，弄清剩余油的分布情況，為油藏開發中后期調整挖潛提供可靠的地質依據。

1地震-測井-地質綜合一體化建模流程

針對工區流一段油藏地質特征，確立了地質、地震和測井綜合一體化建模思路：首先井-震結合，搭建流一段儲層層序地層格架，然后進行層序格架約束下的精細沉積相研究；在此基礎上進行層序約束高分辨率儲層反演，綜合所有資料建立工區儲層地質定量地質知識庫；最后優選隨機建模方法，開展沉積微相模擬和相控物性模擬，建立精細儲層地質模型，從而為井網優化、調整挖潛方案的制定提供可靠的地質依據(霍春亮等，2007；于興河等，2008；徐安娜等，2009)。

圖1　L1Ⅱ上油組構造圖Fig.1　Structure map of the upper oil group of L1Ⅱ in the study area

1.1綜合地質研究

潿洲A油田流一段分上層序(T80—T81)、中層序(T81—T82)和下層序(T82—T83)。潿洲A油田主要含油儲層分布在流一段中層序(T81—T82)，因此，依據Cross的高分辨率層序地層學原理對縱向上的基準面旋回進行劃分，在流一段中層序識別了1個長期旋回、4個中期旋回和8個短期旋回，研究的主要層段為流一段中層序的短期旋回小層砂體，對應的儲層油組分層分別為L1Ⅰ、L1Ⅱ上、L1Ⅱ下、L1Ⅲ、L1Ⅳ上、L1Ⅳ下(圖2)。根據基準面旋回界面的識別和旋回劃分方案，結合該區流一段地層在地震剖面上的反射特征，建立流一段中層序地層對比格架。

從研究區的地質特征出發，在層序對比格架的控制下，綜合運用巖芯、地震、測井和古生物資料，基本掌握了該區流一段中層序各個油組的沉積相分布特征，井震結合建立了該區儲層定量地質知識庫。潿洲A油田北部與1號斷裂帶毗鄰，流一段中層序沉積時期1號斷裂活動較強，對北部沉積具有控制作用。區域沉積背景分析結合研究區流一段重礦分析結果認為，該區流一段中層序物源來自西北方向。流一段中層序發育扇三角洲前緣沉積順物源方向沿盆地短軸方向展布，位于1號斷層的下降盤，分布范圍較小。其扇三角洲前緣平面上主要發育的沉積微相為辮狀水道、辮流壩、河口壩、水道間和淺湖泥沉積，由于該三角洲離物源近，供給充足，導致整體表現為砂包泥的特征，其中泥巖多為隔夾層，主要為每次小規模的湖侵或水道間的成因。

以主力油組L1Ⅱ下為例來說明該區流一段中層序沉積相平面分布特征。

L1Ⅱ下油組對應于SSC6短期旋回(基準面下降)，沉積時水體相對較淺，砂體規模大，主要分布于A9p、A9、A3、A2和A1井一帶，以及A15、A4和3井一帶；A12、A12Sa和W4井區的砂巖累積厚度較大，集中在15～28m，外圍井砂巖厚度在10m左右，井區砂體變化不大，但范圍廣，說明該期扇體主體位于西部，東部也發育，向湖盆方向砂厚呈放射狀減薄(圖3)。

1.2層序約束高分辨率儲層反演

潿洲A油田流一段泥巖含量高，砂泥巖互層多，導致波阻抗屬性不能很好地區分砂泥巖，通過對波阻抗與伽馬的交匯圖分析，認為伽馬比波阻抗更能區分砂泥巖，而且該油田伽馬屬性與儲層砂體的相關性好。因此，在常規波阻抗反演的基礎上，采用STRATA軟件的神經網絡概率反演技術，尋找已有鉆井儲層屬性(如伽馬曲線、孔隙度曲線)與井旁波阻抗曲線、地震道曲線和地震屬性曲線的最佳擬合關系，然后將此擬合關系應用到整個地震數據體，得到伽馬反演體與孔隙度反演體，用于后續巖性建模和物性建模的空間約束(圖4)(黃平等，2003)。

1.3儲層地質知識庫

研究區流一段主要發育扇三角洲前緣辮狀水道、辮流壩、河口壩、席狀砂等沉積體，不同沉積單元

圖2　流一段中層序基準面旋回劃分方案Fig.2　Division scheme of base-level cycle in the middle sequence ofthe first member of the Liushagang Formation

圖3　流一段中層序主力油組L1Ⅱ下沉積相平面圖Fig.3　Sedimentary facies of L1Ⅱ lower oil group in the middle sequenceof the first member of the Liushagang Formation

圖4　流一段中層序儲層地球物理特征圖Fig.4　Geophysical characteristics of reservoir in the middle sequence of the first member of the Liushagang Formation

的發育程度、規模和特征有所區別。將井震信息結合起來分析這些沉積單元的特征，由井點信息和地震反演數據體沿層切片可以得到描述沉積單元的各種參數(微相砂體寬度、厚度、寬厚比等)(表1)。

由于該區流一段中層序伽馬反演體與儲層砂體的相關性好，所以通過統計井點的沉積相與伽馬反演體數據的關系,可以得到相概率函數，將其應用到三維伽馬反演數據體,從而得到能夠反映模擬單元內指定沉積微相發生的平均概率的空間三維數據體。通過相概率函數來實現地震資料對隨機模擬的定量約束，保證各網格點的沉積相模擬遵從已知概率分布(圖5)。

潿洲A油田流一段中層序為扇三角洲前緣沉積，主要砂體類型為辮狀水道、辮流壩、河口壩和席狀砂砂體。通過綜合地質研究，總結各類砂體的疊置關系模式，從而反映砂體的空間展布特征，其中辮狀水道與辮流壩、辮流壩與辮流壩、辮狀水道與辮狀水道是該區主要的砂體疊置類型(圖6)。

表1　流一段中層序不同微相砂體形態參數

圖5　流一段中層序伽馬反演體相概率函數分析圖Fig.5　Probability function of facies of GR Inversion data in the middle sequence of the first member of the Liushagang Formation

圖6　流一段中層序主要砂體疊置關系圖Fig.6　Superimposition relationship of sandbodies in the middle sequence of the first member of the Liushagang Formation

2一體化定量地質模型的建立

針對潿洲A油田流一段中層序儲層的地質油藏特征,綜合利用地質、地震、測井和開發等多方面的信息,加強儲層隨機建模中的地質約束,加大地震資料對儲層建模的控制作用，使建立的模型更加符合地質實際。

2.1構造模型

構造模型的建立：首先導入地震追蹤的各層位的斷層多邊形數據，進行一定的組合，對于無構造解釋和斷層多邊形數據的層位進行順延處理，再通過剖面詳細分析，驗證斷層面形態合理性，在此基礎上建立斷層模型；然后利用地震追蹤的層位作為平面約束，并通過井上的分層數據進行硬約束，結合斷層模型建立最終構造模型(圖7)。

圖7　流一段中層序構造模型Fig.7　Structural model of the middle sequence in the first member of the Liushagang Formation

2.2沉積微相模型

圖8　流一段中層序沉積微相模型Fig.8　Sedimentary microfacies model of the middle sequence in the first member of theLiushagang Formation

考慮到在綜合地質研究中所劃分的沉積相類型較多，直接模擬會導致模擬的沉積相較分散，為了更好地突出沉積微相間的接觸關系，在進行沉積微相模擬前先將沉積微相進行合并，將辮狀水道設為水道砂(微相代碼為1)，辮流壩、河口壩與席狀砂合并成壩砂(微相代碼為2)，水道間與湖相泥合并成泥巖(微相代碼為0)。在此基礎上，利用井點解釋沉積微相，結合地質知識庫里各種微相形態的定量參數設置變差函數，由于伽馬反演體與沉積微相間具有很好的相關性，加入了伽馬反演體與沉積微相的概率函數進行約束，通過序貫指示隨機模算法，建立多個沉積微相模型，再根據地質認識進行模型優選，得到最終的沉積微相模型(圖8)。通過盲井檢驗，證明所建立的沉積微相模型完全符合該區地質認識。

2.3儲層物性參數模型

儲層物性參數建模采用相控條件下的序貫高斯(SGS)模擬算法，應用數據分析得到的參數統計特征及變差函數，結合地震反演得到的孔隙度反演體進行約束，建立孔隙度模型(圖9a)。在此基礎上，通過巖芯分析覆壓孔滲關系建立滲透率模型(圖9b)。含油飽和度模型的建立采用序貫高斯協模擬算法，由孔隙度模型與油柱高度模型進行約束得到(圖9c)。

2.4儲層三維地質模型歷史擬合檢驗

為了對地質模型進行檢驗和修正，利用研究區已有的生產動態數據進行歷史擬合。由于該油田在開發初期進行了注水，所以擬合的重點是含水及產油剖面，通過修改傳導率控制水驅方向達到擬合歷史生產數據，結果表明全油田歷史擬合效果較好(圖10)。

在歷史擬合的基礎上進行生產指標預測，通過分析，認為剩余油主要分布在井控不到的油藏邊部(圖11)。根據目前剩余油的分布特征，下一步的開發重點在于完善井網部署，通過在井間部署加密井的方式來挖潛剩余油，提高油田采收率。

3結論

(1) 一體化建模將地震、測井、地質和開發資料充分結合起來，利用地震資料的橫向連續性、測井資料的垂向精確性、地質認識的空間整體性和開發資料的動態連續性，科學建立儲層定量地質知識庫，合理選擇模擬算法，建立儲層地質模型，從而為開發方案的制定、油田調整挖潛決策提供科學的理論依據。

圖9　流一段中層序儲層物性參數模型Fig.9　Reservoir physical parameter models of themiddle sequence in the first memberof the Liushagang Formation(a) porosity model； (b) permeability model; (c) oil saturation model

圖10　流一中全油田歷史擬合曲線圖Fig.10　Historical fitting curves of the middle sequence of the first member of the Liushagang Formation

圖11　流一段中層序L1Ⅳ上油組B砂體剩余油含油飽和度平面分布圖Fig.11　Distribution of residual oil saturation ofsandbody B in L1Ⅳ upper oil group inthe middle sequence of the first memberof the Liushagang Formation

(2) 以地質模型為基礎，對研究區流一段的開發指標進行了數值模擬歷史擬合，數值模擬結果表明，應用一體化建模技術所建立的地質模型能夠較真實地反映儲層地質特征。

(3) 在數值模擬歷史擬合的基礎上，對研究區流一段的生產指標進行預測，基本弄清了剩余油的分布特征，由此提出了下一步開發建議。

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Application of the integrated modeling technology in the Oilfield Weizhou A

WANG Lijun， YAN Heng， FANG Xiaoyu， ZHANG Yi， HE Lijuan

(ZhanjiangBranchofCNOOCLtd.,Zhanjiang524057,Guangdong,China)

Abstract：The Oilfield Weizhou A is currently in a mid-development stage, and has encountered problems of strong heterogeneity of reservoirs, unclear understanding of water saturation and residual oil distribution during the oil production, which have seriously affected the design of subsequent development scheme. In order to accurately describe the distribution of reservoirs and their physical properties in three-dimensional space, an integrated geological modeling was created based on comprehensive geological study and integrated application of seismic-well logging-geological data and development production data. Structural model, sedimentary microfacies model and reservoir property parameter model controlled by microfacies were then established. The accuracy of the models was verified through history matching of numerical simulation. Based on this, production targets were predicted, the distribution characteristics of residual oil were ascertained, and the next development plan was proposed. The successful application of this technology in the Oilfield Weizhou A indicates that the integrated modeling technology using comprehensive seismic-logging-geological data can provide scientific geological model for the establishment of development plan and adjustment and tapping of oilfields.

Keywords：comprehensive geological study; geological model; geological knowledge base of reservoir; integrated geological modeling; distribution characteristics of residual oil; Oilfield Weizhou A; Beihai in Guangxi

doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2016.02.281

收稿日期：2015-05-26；修回日期：2015-08-31；編輯：蔣艷

基金項目：中海油“十二五”重大專項基金項目(2002I3000454)

作者簡介：王麗君(1985—)，女，工程師，碩士，地球探測與信息技術專業，主要從事地震解釋與儲層預測工作，E-mail： wanglijun157359@163.com

中圖分類號：P628； P618.130.2+1

文獻標識碼：A

文章編號：1674-3636(2016)02-0281-07