斷塊油藏儲層建模及剩余油挖潛建議

湯揚

【摘 要】本文在對斷塊油藏沉積微相及儲層特征進行分析的基礎上，進行了地質建模工作，建立該區精細的靜態地質模型，為斷塊油藏數字模擬提供了基礎。在油藏數值模擬時，采用了對垂向傳導率進行修正的方式來降低模型中無效網格的數量，將隔層與夾層對地下流體流動的影響進行等效描述；根據歷史擬合結果，最終計算出油藏地質儲量接近地下實際情況。

【關鍵詞】地質建模；數值模擬；剩余油挖潛

一、引言

儲層是油氣聚集成藏不可或缺的基本要素之一。儲層的層位、類型、發育特征、內部結構、分布范圍以及物性變化規律等在很大程度上控制著地下油氣的分布狀況，與油氣的儲量、產量及產能密切相關，直接影響到油氣勘探與開發。本文闡述了斷塊油藏儲層的特性，簡要總結了儲層地質建模的常用方法、建模流程以及發展趨勢。

二、斷塊油藏儲層地質模型及建模方法步驟

1.油藏模型與儲層地質模型。油藏與儲層在英文中都是同一詞。（Reservoir），我國一些研究者甚至在公開的文獻中常常將二者混淆。油藏模型是油氣藏類型、幾何形態、規模、油藏內部結構、儲層參數及流體分布的高度概括。由圈閉結構模型，儲層地質模型和流體分布模型三部分組成。

油藏描述的核心為地質模型，儲層地質模型是油藏描述的核心，是儲層特征及其非均質性在三維空間上變化和分布的表征。不同研究者從不同角度提出了不同類型的地質模型。按不同開發階段的適用條件可將儲層地質模型分為概念模型、靜態模型和預測模型。按非均質性尺度劃分為宇觀、中、宏觀和微觀不同級次的地質模型。Vande Graafe等則提出了油田規模地質模型、油藏規模非均質模型、油藏到成因砂體規模儲層非均質模型、小規模儲層非均質模型。按照表征的內容可將地質模型分為結構模型、流動單元模型、儲層參數模型和裂縫分布模型等。

儲層結構模型是指儲層砂體的幾何形態及在三維空間分布的主體格架，即骨架模型。Weber等主要針對海相碎屑巖儲層砂體的空間展布提出三種基本類型：千層餅式、拼合式和迷宮式。于興河在以上分類基礎上進一步提出了第四種類型的結構模型，即夾心式結構。按照Hearn等的定義：流動單元是一個在垂向上和橫向上連續的儲集帶，影響流體流動的巖石性質相似。流動單元模型是由許多流動單元塊組成的三維巖體，是基于油藏數值模擬的目的提出的，建立流動單元模型其意義在于每一流動單元反映了特定的儲層流動特征。

2.儲層地質模型建模方法。在儲層建模中主要有隨機性建模和確定性建模兩種表達途徑。其中確定性建模方法主要從充分利用水平井、地震、密井網和露頭類比等方面的已知確定資料的控制點出發，給出確定的、唯一的儲層結構和參數分布。此外，傳統井間參數插值方法中的克里格方法與反距離方法都屬于確定性井間預測方法的范疇。

近年來重返露頭引起了國內外的研究學者的普遍關注，建立露頭精細地質模型，對砂體的幾何形態進行調查、分析砂體內部建筑結構，積累露頭調查的定量知識，期待通過對重返露頭的研究，將其研究成果應用于地下。目前，我國東部相對較為成熟的老油田相應的露頭資料嚴重缺乏，不得不借助于西部或國外露頭研究成果的幫助，然而受沉積環境與沉積條件上存在差異的影響，在東西部油田彼此之間進行類比時存在著較大的局限性。與此同時地下砂體的復雜性，使得即使在同一砂體中，將地面露頭調查成果應用于地下也存在一定的不確定性。

三、斷塊油藏儲層地質建模

1.模擬方法的實現。在建立儲層屬性的空間分布之前，首先進行構造建模來描述構造的幾何形態及斷層等構造要素空間的展布，反映儲層的空間格架。構造模型由斷層和層面模型組成，斷層模型主要根據地震解釋和井資料校正的斷層文件來反映三維空間上的斷層面特征；層面模型反映的是地層界面的三維分布。

2.數據分析和模擬計算。由于采用的序貫高斯方法進行模擬，因此進行模擬之前必須將孔隙度、滲透率、含油飽和度數據進行正態轉化，并根據地質認識及測井數據的分析，確定了測井曲線在平面和垂向上的變差函數。然后將井數據作為硬數據，采用序貫高斯模擬方法，對一、二、三號砂體進行孔隙度、滲透率和含油飽和度進行模擬，并分別進行10個實現，從中選取最優的模擬結果。

3.模擬結果分析。由于地質統計模擬是從地質構造模型出發在等時地層框架約束下的模擬，同時地質統計方法與測井資料緊密接合，既提高了儲層預測的精度又能對模擬結果進行分析。模擬結果顯示地質統計特征與原始數據的統計特征相符，說明模擬結果具有較高的可信度。

四、油藏數值模擬研究與挖潛建議

1.數模模型的建立。在建立的地質模型中，充分考慮了夾層的影響，數值模擬網格的劃分采用的是直角網格系統，平面上X方向劃分為57個單元；Y方向劃分為39個單元，基本網格步長均為25米；縱向上設置9個小層，總計模擬網格總數達到57×39×9=20007；最終建成的斷塊數模模型。

三維非均質物性模型是以數據體的形式反映儲層內孔隙度、滲透率等物性參數場的空間分布特征。在靜態建模中通常是利用測井資料進行井間內插來獲得。以克里金為主力的內插方法建立物性數據體雛形，在對巖性和物性夾層與隔層的處理中，為了降低模型中無效網格的數量，采用了對垂向傳導率進行修正的方式，將隔層與夾層對地下流體流動的影響進行等效描述。同時，對構造斷層的描述也使用了方向傳導率修正因子模擬斷層的遮擋作用，以避免在計算中使用過多的無效網格。

2.歷史擬合。歷史擬合是正確認識剩余油分布的基礎和制定開發調整方案的前提，可以加深對油藏的認識并對油藏的各種開采方式進行預測，對開發過程的各項開發指標進行對比，優化開采過程，為開發決策提供可靠的依據。

3.擬合原則。歷史擬合通過動靜態資料的結合及驗證，修正地質模型，不斷提高對油藏的認識，揭示剩余油的分布，并為油田區塊的開發調整提供依據和參考。

在斷塊油藏組的模擬計算過程中，采用了地質模型建立與數值模擬整體協作的方式進行工作，通過在歷史擬合過程中發現的矛盾和地質模型的問題，對地質模型進行再次修改，然后再次進行歷史擬合，以此循環反復，使得地質模型與油藏地質情況更加接近，模擬計算結果與實際情況更加一致，從而保證了在這個基礎上進行的方案預測更加可靠。

4.剩余油挖潛建議。通過儲層沉積微相及微構造特征研究，結合動態監測資料分析和油藏數值模擬研究表明剩余油主要分布在以下區域：①由于斷塊單井含水主要受邊底水的影響，縱向上剩余油在位于上部的一號層砂體較富集；②由于斷層的遮擋，斷層附近或邊角剩余油富集，剩余油飽和度在60%以上；③由于井況問題或注采層位不對應造成的注采井網不完善的井區剩余油比較富集。保持現有生產狀況下，注水量遠小于產液量，近乎衰竭式開發，地層壓力下降幅度較大；今后產量將遞減較快；綜合含水保持目前的上升趨勢。

五、結語

地質建模技術精細預測優質儲層，油藏數值模擬技術預測剩余油的分布：采用序貫高斯模擬的方法并忠實于井數據可以建立該區精細的地質模型并能準確的刻畫了儲層的空間展布；經油藏數值模擬研究，該斷塊油氣藏石油地質儲量為114×104t左右，目前油田已進入高含水期，在增加注水的同時大幅度提高油井產液量，對提高油井產量、累計產量有較明顯效果，可有效增加采收率。

【參考文獻】

[1]于興河.碎屑巖系油氣儲層沉積學[M].北京：石油工業出版社，2008.

[2]蒲秀剛，吳永平，周建生，等.歧口凹陷巖性地層油氣藏特征及勘探潛力[J].石油學報，2007，28（2）：35-39.

[3]高勇，張連雪.板橋―北大港油田深層碎屑巖儲集層特征及其影響因素研究[J].石油勘探與開發，2011，28（2）：36-39.