火山巖油藏水平井地質導向初始模型建立

常天全， 肖 陽， 劉 凱， 陳歷昶， 賈俊飛, 柴 蕓

(1中國石油新疆油田公司勘探開發研究院 2成都理工大學能源學院 3成都理工陽光能源科技有限公司 4中石油青海油田采油三廠)

0 引言

金龍2井區油藏位于準噶爾盆地中拐凸起東斜坡帶，包含二疊系佳木河組、上烏爾禾組。其中佳木河組油藏儲層主要是火山巖。該油藏單井產量高，為該區主力油藏[1]。對于火山巖油藏而言，巖相分布及裂縫發育決定著儲層發育狀況，前期研究已初步明確有利巖相分布和裂縫發育趨勢，但并未進行精細刻畫與表征，導致整體水平井投產效果較好，但部分水平井投產效果一般，后期考慮繼續實施水平井開發。

基于錄井、地震、測井等資料的地質導向鉆井技術[2-4]開發中已得到應用，能夠有效提高砂巖、頁巖[5-6]等水平井鉆井的儲層鉆遇率[7]。相比這兩類儲層，火山巖儲層斷層、裂縫分布復雜，需要落實有利儲層縱橫向分布規律，提高地層分辨率，為開發目標優選和水平井軌跡優化提供依據。

1 研究區三維地質精細建模

本次建模采用多學科綜合一體化原則，以科學的地質理論及三維地質建模理論為依據[8]，充分利用地震、鉆井、測井、試井及分析化驗等資料，在區域石油地質特征、沉積環境、儲層連通性等研究基礎上，建立研究區佳木禾組火山巖油藏高精度的三維地質模型，包括地層結構模型、巖相模型、相控巖石物理屬性模型。

1.1 基礎地質模型

1.1.1 斷層模型

以鉆井資料為主，地震資料為輔，結合動態分析及監測資料，重新落實構造，進而組建構造框架，建立金龍2井區佳木禾組油藏精細地質模型。在組建斷層框架時，依據已有的地震成果和構造圖數字化數據，對斷層進行組合，最后建立出本區的三維斷層模型(圖1)。

1.1.2 地層結構模型

建模中的關鍵點是準確定義斷點位置和確定斷層的屬性(即正逆斷層、層內斷層或生長斷層)。金龍2井區佳木禾組構造研究表明，目的層段內斷層均為逆斷層，并且繼承性較好。建立了佳木禾組高精度的地層結構模型(圖2)。

圖1 金龍2井區佳木禾組斷層模型

圖2 佳木禾組三維地層結構模型

1.1.3 小層結構模型

小層模型是巖相模型的基礎。通過建立速度場將地震資料解釋時間域層位轉化為深度域層位，采用地層厚度，在頂底構造形態的約束下，考慮分層數據的前提下校正各小層的頂底構造面，從而建立精準的小層結構模型。

本次火山巖儲層三維建模主要以第三期為目標，地層厚度在22～299.8 m，平均146.9 m，為了真實地反映出小層內部儲層在平面上和縱向上的變化，小層縱向網格細分的厚度標準為2.0 m剖分方式為等比例剖分。

儲層構造和斷層模擬僅僅是地下構造形態的再現，而儲層實體的表現反映在對儲層層段及其中屬性分布的描述上，因此需要進行儲層屬性的模擬。

1.2 巖相建模

1.2.1 單井巖相模型的建立

為了使測井解釋成果和砂泥巖相研究結果與模型建立關系，單井相的劃分是一座橋梁，本次研究在砂體相研究的基礎上結合測井曲線，采用Petrel中基于神經網絡算法的聚類分析模塊，協同全區所有46口井的巖相二次解釋結果，對研究區目的層段油藏內的井進行了單井巖相的劃分。

1.2.2 巖相模型的建立

將P1j火山巖相劃分為火山角礫巖、安山巖、流紋巖、英安巖、玄武巖和凝灰巖六類，采用條件控制下的隨機模擬方法，選擇序貫指示模擬的具體算法，通過擬合變差函數，進行等概率隨機模擬，共進行了五次等概率實現，然后巖相進行累計求出概率分布模型，實現優選。

1.3 相控屬性建模

由于地下儲層物性分布的非均質性與各向異性，用常規的由少數觀測點進行插值的確定性建模，不能夠反映物性的空間變化。在儲層巖相模擬的基礎上進行相控物性模擬才能相對真實反映儲層物性的非均質性。采用基于同位協同克里金的相控條件下的序貫高斯(SGS)模擬算法，建立了孔隙度、滲透率、飽和度模型(圖3～圖5)。

圖3 佳木禾組油藏孔隙度模型

圖4 佳木禾組油藏滲透率模型

2 井眼軌跡優化應用

2.1 三維地質模型修正

利用已完鉆的水平井的鉆錄井資料對三維地質模型進行對比檢驗，經過微調，使得水平井J201、J202、J207三口井實鉆軌跡與模型吻合(以圖6J201井為例)，最終模型精度達到要求，因此可以利用建立的三維地質模型對后續實施的水平井軌跡進行優化調整。

圖5 佳木禾組油藏飽和度模型

2.2 水平井地質導向驗證

建立精細地質模型后，對5口水平井進行井眼軌跡優化，實時跟蹤水平井鉆探，有效降低了鉆探風險，提高油層鉆遇率。表1為結合三維地質模型優化后的水平井產量與鄰井產量對比表。

表1 優化后的水平井產量與鄰井產量對比表

圖6 J201水平井軌跡剖面圖

3 結論

1)火山巖油藏地質特征復雜，存在大量的斷層、裂縫分布，需要結合測井與地球物理資料與實鉆資料進行反復對比與驗證，從而實現對于儲層的精細刻畫與描述。

2)應用經過驗證的三維地質建模成果，指導火山巖油藏水平井鉆探實施及調整，可有效降低鉆探風險，提高油層鉆遇率，從而提高油井產量。