復雜斷塊油藏井震聯合建模數模一體化技術研究

張 軍

（勝利油田物探研究院，山東 東營 257000）

0 引言

近年來，復雜斷塊油氣藏成為增儲上產的主陣地之一，復雜斷塊油藏建模數模一體化技術研究，是建立精準油藏模型的基礎，對特高含水期自然斷塊周邊滾動增儲、老區斷塊群剩余油潛力認識與開發調整意義重大［1-2］。為解決復雜斷塊油藏構造碎小、低序級斷層數量多、準確識別難度大和油藏描述效率低等問題，本研究針對復雜斷塊油藏的井震聯合建模數模一體化技術，在地震儲層描述成果基礎上，以及在精細小層格架和沉積相雙重控制下，以井點砂體數據為條件，采用井數據、地震資料、測井數據等多種儲層信息，運用復雜斷塊油藏建模技術建立精準三維模型，協同應用動靜結合模型優化、動態壓力預測等技術，完成了歷史擬合工作，并通過數值模擬結果參數響應，以及迭代修正模型斷層封堵性、油水過渡帶等參數，為同類型油藏建立精準儲層模型以及剩余油預測提供依據。

1 井震聯合復雜斷塊建模

復雜斷塊油藏由于斷層發育多而復雜，需全方位運用地震、測井、鉆井、巖心等資料進行井震聯合精細構造解釋，再運用已形成的復雜斷塊油藏建模技術建立精準三維模型［3］，技術路線如圖1所示。

圖1 復雜斷塊油藏井震聯合建模技術路線

1.1 構造建模

1.1.1 井震結合層面模型搭建。建立層面模型的數據分為地震解釋層面和地質對比分層點兩類，前者為地震波阻抗反射界面，與地質對比界面存在一定誤差，僅利用地震解釋層面點建立的層面模型無法與地質對比分層點相吻合。而僅利用地質對比分層點插值建立的層面模型井間趨勢不受控制。因此采用地震趨勢約束的地震構造面構建技術，以地質對比分層點為硬數據，地震解釋層面為構造趨勢，建立井震統一的構造層面模型，具體如圖2所示。

圖2 建模數模一體化技術流程

1.1.2 復雜斷層模型的建立。斷塊油藏大都小而復雜，斷層較多，因此斷層模型的建立是構造建模的重中之重。首先，采用修正后的地震解釋斷層多邊形生成初始單條斷層模型。然后，與地質對比斷點進行匹配和鎖定，對斷面進行精細調整，通過井震匹配達到井震統一。在此基礎上，對井震統一的單條斷層模型之間的接觸關系進行分析和連接，重點對層間斷層和復雜斷層進行處理，最終建立起斷面光滑、接觸關系合理的井震統一的精準斷層模型［4］。

1.2 物性建模

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［5］。需要利用相控物性建模技術，定量描述儲層巖石物性空間分布，來實現非均質性精細刻畫。在數據分析基礎上，根據物源方向擬合區域變差函數，采用地質統計學和相控隨機模擬方法，建立儲層物性模型。

1.3 模型質量檢驗

為確保三維模型質量，需要對模型進行全方位質量檢驗：建立適量檢查剖面，檢查剖面井分層數據點的匹配情況以及剖面井的斷點與斷層匹配率；檢查各斷層掉向是否正確、層面是否合理、斷距與地震地質是否吻合；通過負體積的分布來分析模型不合理的因素，模型網格體積均大于零，無負體積網格，說明網格質量優，反之則質量差，需要迭代修正更新模型。

2 建模數模一體化技術

建模數模一體化技術是以數值模擬初始擬合結果為基礎，結合動態分析等手段，經分析論證、解決矛盾，從而對靜態模型進行更新校正的過程。建模數模一體化技術流程如圖2所示。從模擬動態中快速、準確地找出模型矛盾點，按照“先優化構造，再優化流體，最后優化儲層模型”的技術路線進行建模數模一體化研究，確保模型盡可能地還原地下油藏的實際情況，更加精準地指導和預測后期開發。

2.1 構造模型優化

首先，通過靜態資料一致性檢查得到井震統一初始構造（1.3 中已論述）；其次，通過模型含油區范圍檢查發現模型微構造問題，并通過增加控制點等手段修改控制層面模型，對構造模型進行優化修正，消除局部微構造矛盾；最后，主要利用開發初期單井含水、產液量分析、區塊壓力變化檢驗等響應參數來確定斷層發育情況，優化斷層模型。在D 塊應用含油性檢查過程中，發現并修改微構造矛盾6處，含油性與地質認識矛盾3 井次，含油性檢查油水井矛盾范例如圖3所示。

圖3 含油性檢查油水井矛盾范例

2.2 流體模型優化

通過地震約束法修正滲透率和凈毛比模型產生不滲透區，重新劃分平衡區，對單井流體模型的含油性進行擬合，解決油水矛盾；通過對油水邊界井擬合情況的排查落實油水界面，對初始流體模型進行優化，提高模型準確性，D 塊運用該方法，調整落實油水界面10 余處，范例如圖4 所示；最后采用優化后的流體模型進行儲量計算，與地質研究計算儲量擬合存在誤差。

圖4 D塊油水邊界井落實油水界面

2.3 儲層模型優化

儲層模型優化是油藏模型優化的重點和難點，壓力和含水率是需要重點分析的參數，注采對應井、含水上升規律異常井、斷層邊界井是重點分析井。通過對含水上升規律異常井和注采對應井的綜合分析，對儲層屏幕連通性進行優化，優化后的模型更接近油藏實際情況，D 塊運用過程中優化滲透率模型20 余處。由于復雜斷塊油藏小斷層較多，因此斷層封閉性的分析是一項重要任務。通過斷層邊界井擬合、單井控制儲量分析檢驗修正斷層封閉性；通過斷塊間壓力和斷層邊界井的綜合分析，對D 塊4 條小斷層的封閉性進行了修正。下面主要以L 塊為例，簡述該技術指導老區復雜斷塊油藏剩余油挖潛的效果。

3 應用效果

3.1 區塊概況

L 斷塊區是一個四周被斷層切割封閉的三角形典型復雜小斷塊油藏。含油斷塊5 個，油層埋深1 400～1 600 m，含油面積1.0 km2，地質儲量238萬t。沉積環境為河流-三角洲沉積，平均孔隙度為30.5%，平均滲透率為910×10-3m2，變異系數0.68，屬于常溫常壓常規稠油多油水系統的構造層狀斷塊油藏。研究區主要存在兩個問題：①受頂部剝蝕及穿插火成巖影響，構造落實、儲層細分對比難度大；②注采井網被嚴重破壞，開發效果差，剖面顯示層間矛盾突出。

為明確L 斷塊剩余油分布規律，指導下一步的開發，需要對該區進行復雜斷塊油藏建模數模一體化技術研究應用。

3.2 井震聯合復雜斷塊建模

3.2.1 精細地層對比。通過精細地層對比，識別出兩套高感泥巖組合作為全區穩定分布的標志層及四套輔助對比標志。在對比標志的控制下，采用沉積旋回對比和厚度趨勢對比的方法，逐級對比，搭建全區地層格架。完成工區內53口井，沙二下5 個砂組41 個小層的劃分與對比，總體上看，地層平穩展布，與河流-三角洲沉積模式一致。

3.2.2 井震結合落實構造。全區以1*1 的道間距開展構造精細解釋研究，地震地質相互驗證，不僅需要落實對比方案，同時要保證構造解釋結果合理性，有效消除多處微構造假象，解決多處井震匹配矛盾，連井剖面與地震解釋成果對比圖如圖5所示。

圖5 過L-15井—L-5井連井剖面與地震解釋成果對比圖

3.2.3 多維聯合建立精準三維模型。

①構造建模。利用三點與五點法相結合，實現復雜斷裂模型構建，具體如圖6 所示。同時利用非有效網格控制技術，實現研究區北部削截斷層有效處理，具體如圖7所示。共建立7個控制層面模型，各砂組構造形態相近，呈東南高西北低的構造形態，與對地震、地質斷層面的認識一致，井點處與地質分層數據完全吻合，研究區層面模型如圖8所示。

圖6 斷層模型構建示意

圖7 非有效網格處理削截斷層

圖8 研究區層面模型

②物性建模。利用研究區13 口具有孔隙度、滲透率測井的井擬合該區孔隙度與聲波時差曲線，在巖相模型控制下，根據物源方向擬合區域變差函數，建立了孔滲物性模型。

③模型自檢。經自檢可知，模型網格體積均大于零，無負體積網格，網格質量優，無扭曲。井分層數據點和斷點與構造模型完全匹配，構造模型準確體現了地震和地質研究成果。

3.2.4 建模數模一體化技術應用。針對L斷塊油藏特點，應用建模數模一體化技術，遵循“邊界井定界面，合采井定貢獻；初期壓力修正初始靜態物性，注采對應含水率優化儲層動態變化”的主體思路，迅速找準矛盾，解決矛盾，完成精細歷史擬合。

3.2.5 基于建模數模一體化的動靜擬合技術應用。

①過渡帶精細描述技術。應用精細網格平衡技術，精確描述油水過渡帶內的初始飽和度分布。以邊界附近井L-3 擬合為例，該井所在小層油水界面深度較為確定，但調整前含水明顯低于實際含水，通過毛管力調整，調整后該井擬合效果顯著提高，落實了過渡帶寬度，進一步明確附近剩余油潛力。

②基于油藏動態監測的合采井貢獻率擬合技術。L塊含油小層34個，生產中采用一套層系開發，局部分為兩套。針對實際區塊特點，采用在油藏動態監測指導下的合采井貢獻率擬合技術，精細落實各小層動用情況。合采井L-11井2013年6月填砂上返至29、32、33、35小層合采，含水突然升高，擬合含水上升率明顯低于實際情況，結合監測結果，3-5貢獻率低于擬合情況，因此以中子壽命測井監測資料為指導，降低35小層單層貢獻率，含水擬合率大大提高。

研究區采用定產液量擬合，全區含水擬合率較高，到擬合期末，誤差低于5%；有生產數據的注水井19 口、采油井44 口，單井擬合率達到90%，地質儲量擬合誤差僅為-1.07%。

3.2.6 剩余油分布規律。平面上北塊剩余油主要在2#斷層附近構造高部位呈條帶狀富集，南塊剩余油在構造高部位剩余油儲量豐度高。東部低滲區采出程度低、在斷層遮擋區及儲量失控區，剩余油相對富集。層間剩余地質儲量相對較分散，主力層雖然采出程度較高，但由于儲量基數大，剩余儲量依然較多，部分小層剩余可采儲量大于10×104t。

3.3 效果分析及方案部署

3.3.1 效果分析。應用上述技術手段，研究區對比斷點30 個，目的層斷點16 個，除3 口井井位不準外其余全部綁定，全區含水擬合率較高，到擬合期末，誤差低于5%；有生產數據的注水井19 口、采油井44 口，單井擬合率達到90%，地質儲量擬合誤差僅為-1.07%。

3.3.2 方案部署。綜合考慮潛力、儲量規模、開發效益等因素，分斷塊、分區域進行井網調整，局部細分，平面完善注采井網，增加水驅方向。基于該技術在模型剩余油富集區部署的新井，于2022年7 月完鉆，鉆遇油層23.1 m∕10 層，并在2 砂組鉆遇新油層6.4 m∕3 層。8 月13 日投產，初增日油15.2 t∕d；預測調整后前三年平均新增產能0.7×104t，預計15年累增油8.5×104t，提高采收率5.2%。

4 結論

①復雜斷塊油藏井震聯合建模技術能夠充分利用井震資料的優勢進行綜合判定，精準指導地層劃分及低序級小斷層識別，是準確描述構造形態、斷面空間位置和井間微幅構造的有效方法之一。

②采用建模數模一體化技術，建立了研究區復雜斷塊精準三維地質模型，在井震動一體化思想的指導下落實修正構造、儲層認識，歷史擬合精度達90%。

③以研究成果為指導，落實了L 斷塊剩余油富集規律，提出了方案調整建議，部署新井9 口，提高采收率5.2%。

④研究區的成功部署證實了井震聯合建模數模一體化技術的可行性，運用該技術能夠實現復雜斷塊的精細描述，可以為后續研究工作的開展奠定基礎，對其他同類型油藏的開發具有指導意義。