相控建模技術在大老爺府油田中的應用

佘凌峰，歐陽傳湘，張曉輝（.長江大學 石油工程學院，油氣鉆采工程省重點實驗室，湖北 武漢 43000；.吉林油田分公司 松原采氣廠，吉林 松原 38000）

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相控建模技術在大老爺府油田中的應用

佘凌峰1，歐陽傳湘1，張曉輝2
（1.長江大學 石油工程學院，油氣鉆采工程省重點實驗室，湖北 武漢 430100；2.吉林油田分公司 松原采氣廠，吉林 松原 138000）

摘要：針對大老爺府油田砂體展布復雜，儲層非均質性強的特點，運用Petrel建模軟件，采用確定性建模與隨機建模結合的方法，建立了大老爺府油田研究區塊的構造模型、沉積微相模型、屬性模型，并利用該模型對地質儲量進行復算。仿真結果表明，大老爺府油田儲油微相以水下分流河道與河口壩為主，主要含油層位孔隙度、滲透率空間分布相關性較差。以三維地質模型為基礎計算所得的儲量值客觀合理，為油田的后續開發調整奠定了基礎，研究成果對類似地區的相控建模研究具有很好的借鑒意義。

關鍵詞：沉積微相模型；屬性模型；儲量復算；大老爺府油田

松遼盆地是我國東部中新生代陸相含油氣盆地，其中大老爺府油田位于其南部中央坳陷區，大老爺府含油層段儲層屬低孔、低滲—特低滲儲層，儲層巖性以粉砂巖、泥質粉砂巖為主［1］，而且油層厚度薄、含油層數多、砂體展布復雜、儲層物性差、非均質性嚴重，這些都是當前的的油藏相控建模研究面臨的主要問題。

近年來，國外學者針對不同的沉積相環境，提出了序貫指示模擬方法、截斷高斯模擬方法和示性點過程模擬方法，并由此形成了這三個主要研究方向［2］。國內學者針對我國陸相儲層的實際情況，在生產實踐中逐步形成了一套適用于我國地質特點的儲層建模技術。例如文獻［3］提出將測井解釋的成果與沉積微相的研究相互約束能夠達到更好的研究效果；文獻［4］提出相控建模與儲層物性參數預測對處于成熟開發階段的油田具有較大的指導意義；文獻［5］提出巖石相控建模的概念，并在冀東老爺廟油田館陶組取得了很好的應用效果。目前，相控建模技術在我國許多油田都相繼有了不同程度的應用與發展。

本文也是針對在相控建模技術方面的研究，在大老爺府油田豐富的單井資料和多年儲層沉積特征認識的基礎上，使用Petrel建模軟件，構建了研究區的地質模型，并對地質儲量進行復算［6］。研究結果表明運用該方法建立的地質模型更客觀地預測了儲層三維空間分布特征，在一定程度上為油田的后續開發提供了地質參考。

1　油藏概況

大老爺府油田區域西鄰長嶺凹陷，東鄰東南隆起區登婁庫背斜帶，構造為北西-南東NW-SE（northwest-southeast）向短軸背斜，具有幅度低，局部構造發育的特點［7］。主要物源方向為西南方向，主要發育三角洲平原和部分三角洲前緣，其中三角洲平原以分流河道為主體。

本文在上述相控建模研究［8］的基礎上對各個小層的每種沉積微相分別進行了變差函數分析，更加細致的刻畫了儲層物性參數的空間分布相關性；并首次應用Petrel軟件進行儲量復算，避免了使用儲量參數平均值參與計算造成的誤差，使得計算值更加接近油田多年研究所認可的地質儲量值。

2　三維地質模型的建立及結果

2.1建模思路與方法

本文建模采用確定性建模與井間隨機模擬綜合建模的思路。建立沉積相模型時，運用油田積累的井網動態和靜態信息數據，結合國內相關的研究成果，采用確定性建模的方法進行模擬。對于屬性模型，則采用相控隨機建模的方法進行模擬，它能較好的反映儲層性質的不連續性［9］。兩種方法相結合，能有效提高整體建模的精度。

2.2構造模型的建立

根據儲層地層對比以及鉆井、地震、測井的研究結果，將大老爺府油田分為6個砂組，23個小層。在建立構造模型時，以小層作為最小的模擬單元，構造建模主要包括斷層建模、三維網格化、地層結構建模及層系剖分建模［10］。針對大老爺府油田的實際情況，根據地震解釋的斷層資料確定每條斷層的空間位置，網格化后建立斷層模型。以地震解釋面數據為基礎建立每一小層的構造層面，并分別以每個砂組的頂部構造層面作為此砂組的構造控制面，以地層對比的地層厚度結果為基礎并參考地震反演結果，對各個小層層面進行校正，最終建立了大老爺府油田構造模型，如圖1所示。

2.3沉積微相模型的建立

在對老6-1井、老5-7井及老13-9井等井進行巖心觀察后，結合地質研究的成果和生產動態資料進行單井沉積微相分析，選用確定性建模的方法［11］，建立了大老爺府油田沉積微相模型，如圖2所示。

沉積相建模將研究區劃分為水下分流河道、河口壩、席狀砂、分流間灣、遠砂壩、決口扇和溢岸砂7種沉積微相。其中水下分流河道與河口壩為主要的儲油微相［7］。水下分流河道微相是研究區三角洲前緣亞相中的主要儲集相帶，其沉積體為棕黃色粉砂巖，橫截面呈透鏡狀，波狀層里和交錯層里發育；河口壩微相在研究區也頗為發育，單個砂體平面上呈指狀，多個砂體疊積呈朵狀，剖面上呈不對稱的雙面透鏡體，發育平行層理、波狀層理、交錯層里，底部可見沖刷構造［12］。

圖1　大老爺府油田構造模型Fig.1 Construction model of Dalaoyefu oilfield

圖2　大老爺府油田沉積微相模型Fig.2 Sedimentary microfacies model of Dalaoyefu oilfield

2.4屬性模型的建立及結果

屬性模型的建立與沉積相模型密不可分。參照測井資料，分別對各個層位、相帶建立變差函數模型，運用序貫高斯模擬的方法建立不同屬性參數的分布模型，從而更加準確地表征儲層參數的變化情況。其中變差函數是進行隨機模擬的基礎，反映了儲層參數的空間相關性，能否求得理想的變差函數并將成果應用到屬性模型的建立中，是隨機建模工作的關鍵［13］。

由于大老爺府油田屬于淺水三角洲沉積環境，河道比較發育，所以選擇球狀變差函數模型。參考沉積相圖，結合物源方向和砂體的發育確定主方向，分別對主方向、次方向、和垂直方向進行變差函數分析［14］。根據 Petrel建模軟件生成如下圖的結果，其中圖3為扶余砂組 f7小層分流河道變差函數模型，變量為孔隙度；圖4為高臺子砂組g7小層席狀砂變差函數模型，變量為滲透率。主力層位主力微相的孔隙度、滲透率主方向變差函數。

圖3　 扶余砂組f7小層分流河道變差函數模型Fig.3 Variation function model of distributary channel in f7 layer，Fuyu sand group（variable for　porosity）

圖4　 高臺子砂組g7小層席狀砂變差函數模型Fig.4 Variation function model of sheet sand in g7 layer，Gaotaizi sand group（variable for permeability）

由圖 3、4可知，變差函數擬合較好，主方向變程分別為328 m和440 m，與其他層位對應微相主方向變程值相比，該值較小，說明f7和g7兩個小層中對應微相的滲透率、孔隙度具有較差的空間分布相關性，即非均質性比較嚴重。

采用Petrel建模軟件，對不同小層，不同微相分別進行數據分析，得到相應的變差函數模型，在此基礎上進行孔隙度、滲透率的模擬，并得到相應的屬性模型，如圖5和圖6。由圖中分析可知，研究區塊的孔隙度、滲透率數值變化較大，部分相鄰的井之間會發生突變。

3　油田儲量計算

由試油、試采資料可知，研究區塊縱向上共可劃分為高臺子GI、GII、GIII、GIV砂組和扶余FI、FII+III砂組六套油氣水系統，每個砂組有各自獨立的油氣水界面。調用 Petrel建模軟件中“Volume Calculation”模塊，通過對每個砂組單獨設定油氣水界面，并通過屬性模型輸入孔隙度、凈毛比，并結合油藏的各項體積計算所需的參數，計算出地質儲量為1 917.61×104t，與大老爺府油田儲量套改應用容積法計算地質儲量值2 026.08×104t相比，該值較小，減小約 5.3%（表1）。分析認為，運用地質模型計算所得儲量值偏小的主要原因是隨機模擬建立的地質模型細分了儲量計算單元，采用了更符合實際的儲量參數。

圖5　大老爺府油田屬性模型（孔隙度）Fig.5 Attribute model of Dalaoyefu oilfield（porosity）

圖6　大老爺府油田屬性模型（滲透率）Fig.6 Attribute model of Dalaoyefu oilfield（permeability）

表1　大老爺府油田容積法與模型法計算地質儲量結果Table1 Reserves values calculated by volume method and Petrel calculation method of Dalaoyefu oilfield

綜上所述，本文建立的地質模型為基礎計算所得的地質儲量，與油田多年研究所認可的地質儲量較為接近，由此說明利用相控建模方法進行儲量計算能充分考慮到儲層的非均質性，從而提高儲量計算精度。

4　結 論

本文提出了一種相控建模技術的三維地質模型，并將其應用到大老爺府油田中，通過全文的分析，我們可以得到以下結論：（1）研究區儲油沉積微相以水下分流河道和河口壩為主，主力含油層位非均質性較強；（2）應用 Petrel建模軟件中“Volume Calculation”模塊對儲量進行復算，以模型網格作為計算單元，能充分考慮儲層參數的非均質性，從而很大程度提高計算結果的準確性；（3）針對處于成熟開發階段的大老爺府油田，綜合確定性建模與隨機建模方法能更好發揮地質約束作用，提高整體建模精度，對類似地區油田的相控建模研究具有很好的借鑒意義。

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Application of Facies-controlled Modeling Technology in Dalaoyefu Oilfield

SHE Ling-feng1，OUYANG Chuan-xiang1，ZHANG Xiao-Hui2
（1.Petroleum Engineering Institute，Key Lab of Oil and Gas Drilling and Production Engineering，Yangtze University，Hubei Wuhan 430100，China；
2.Songyuan Gas Production Company of Jilin Oilfield Branch Company of PetroChina，Jilin Songyuan 138000，China）

Abstract：Dalaoyefu oilfield is complicated distribution of sand body and strong reservoir heterogeneity.Taking deterministic modeling and stochastic modeling method into consideration，the structural model，sedimentary microfacies model and attribute model controlled by microfacies of Dalaoyefu oilfield were established by Petrel software，and then the recalculation of the geological reserves was also completed on the basis of the models.Experiments results show that the microfacies which can store the oil are dominated by underwater distributary channel and mouth bar，and the spatial correlation of the porosity and permeability of the main oil-bearing formations is weak in Dalaoyefu area.What's more，the value of geological reserves calculated by three-dimensional geological model is objective and reasonable，which can lay the foundation for further development and adjustment of Dalaoyefu oilfield.

Key words：Sedimentary microfacies model；Attribute model；Recalculation of the geological reserves；Dalaoyefu oilfield

中圖分類號：TE12

文獻標識碼：A

文章編號：1671-0460（2016）01-0135-03

基金項目：國家科技重大專項子課題資助，項目號：2011ZX05026-001-04。

收稿日期：2015-09-22

作者簡介：佘凌峰（1991-），男，湖北荊州人，碩士研究生，2014年畢業于長江大學石油工程專業，研究方向：從事油氣田開發工作。E-mail：shelingfeng_2015@126.com。

通訊作者：歐陽傳湘（1964-），湖北江陵人，教授、碩士生導師，主要研究領域為稠油油藏開采技術和油氣層保護技術。E-mail：oycx@yangtzeu.edu.cn。