李 輝，王勇標(biāo)，石富倫，秦宇波，王 偉，代夢瑩長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023

鐘市潛二段開發(fā)后期儲層地質(zhì)建模研究

李 輝，王勇標(biāo)，石富倫，秦宇波，王 偉，代夢瑩長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023

江漢油田鐘市潛二段油層多，油水井出力狀況差異大，已經(jīng)進(jìn)入開發(fā)后期，開發(fā)矛盾日益明顯。針對該區(qū)塊油井多、儲層非均質(zhì)強等特點，應(yīng)用Petrel軟件，綜合應(yīng)用地質(zhì)、測井、地震等數(shù)據(jù)建立沉積相概念模型。采用相控建模技術(shù)建立孔隙度模型；采用協(xié)同模擬方法建立滲透率模型；采用確定性與隨機性結(jié)合的方法建立含油飽和度模型。該方法對完善注采井系統(tǒng)，提高采收率具有良好的指導(dǎo)意義，為進(jìn)一步的油藏開發(fā)提供了依據(jù)。

開發(fā)后期；儲層非均質(zhì)；隨機建模；骨架模型

鐘市油田研究區(qū)塊位于湖北省潛江市鐘市鄉(xiāng)西南，構(gòu)造位于江漢盆地潛江凹陷潛北大斷裂帶前緣，屬于鐘潭斷裂構(gòu)造帶，是一個被巖性復(fù)雜化的超覆在荊沙剝蝕面上的多油層疊瓦狀砂巖斷塊油藏。含油層位為下第三系潛江組，油藏埋深1300～2500m。鐘市油田已投入開發(fā)近40年，含油層組多，共有14個油組，66個含油小層，油砂體小而多，有305個，油水關(guān)系復(fù)雜。而三維地質(zhì)模型可以反映儲層及其物性在三維空間上的復(fù)雜的分布規(guī)律、非均質(zhì)性等，為該區(qū)的油藏數(shù)值模擬研究提供可靠的地質(zhì)模型輸入場，實現(xiàn)地質(zhì)建模、油藏數(shù)值模擬一體化，為油田的開發(fā)調(diào)整提供依據(jù)。

1 儲層地質(zhì)建模

三維儲層建模是從三維的角度對儲層進(jìn)行定量的研究，其核心是對儲層進(jìn)行多學(xué)科綜合一體化、三維定量化及可視化的預(yù)測。三維儲層模型克服了用二維圖件描述三維儲層的局限性，可從三維空間上定量地表征儲層的非均質(zhì)性。另外，三維地質(zhì)模型的模擬結(jié)果可以直接與三維油藏數(shù)值模擬軟件接軌，有利于開展地質(zhì)-油藏數(shù)模的一體化研究。儲層建模即在三維空間上表征儲層的各項地質(zhì)特征[2]，包括儲層結(jié)構(gòu)、儲層巖石物理特征等。本次三維儲層建模包括以下研究內(nèi)容，即三維構(gòu)造建模、三維相建模及三維儲層物性參數(shù)(孔隙度、滲透率和含油飽和度)建模、體積計算及模型粗化。

1.1數(shù)據(jù)的收集和輸入

潛二段建模資料共收集到二段剝蝕線數(shù)據(jù)(帶Z)值、測井曲線、斷層數(shù)據(jù)、分層數(shù)據(jù)、井頭數(shù)據(jù)、井斜文件、油組構(gòu)造頂面等數(shù)據(jù)。收集到的數(shù)據(jù)要整理成Petrel軟件所能識別的格式導(dǎo)入到軟件中。

1.2構(gòu)造建模

在建立一個精確的Petrel模型的過程中，斷層建立及接下來的Key-pillar編輯是非常重要的一步。Key-pillar應(yīng)該描繪的是由輸入數(shù)據(jù)定義得出的斷層面。無論是對一個建好的斷層，還是一個單獨的Key-pillar，或是一個控制點，在X、Y、Z方向上都可進(jìn)行編輯。要盡可能的不要使得2個斷層面離得很近，否則做出來的網(wǎng)格就會很扭曲。有的斷層是削截斷層，要做好削截，有的斷層有延展的趨勢，則要使其延展，最好是在構(gòu)造面上來完成這個工作。

潛二段模型中共有14條斷層，都是正斷層，為北東向，基本上與剝蝕面平行，由斷層模型做出來的網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格大小為25m×25m，平面上共18320個網(wǎng)格。為了更好刻畫層內(nèi)的非均質(zhì)性，又保證總體網(wǎng)格數(shù)量不至于過大，采用了泥巖隔夾層不再細(xì)分，儲集層采用約0.5m一個網(wǎng)格的精度進(jìn)行細(xì)分的網(wǎng)格垂向劃分方案。

1.3巖相建模

儲層內(nèi)巖相的空間分布是儲層的一個重要性質(zhì)，它是控制流體在儲層中的分布和流動的重要因素[3]。3種巖相和代碼分別為:泥巖相(shale) 代碼為0；滲砂相(sand) 代碼為1；干層(dry sand)代碼為2,都屬于離散變量。序貫指示模擬方法可以在模擬時對不同的變量(離散型、連續(xù)型)采用不同的變差函數(shù)，從而在模擬過程中同時考慮不同變量的各自特點，所以選用該方法對巖相進(jìn)行模擬，產(chǎn)生巖相分布的實現(xiàn)，并以此作為物性參數(shù)建模的基礎(chǔ)。

1.4儲層參數(shù)模型的建立

巖相建模之后，在巖相模型基礎(chǔ)上采用序貫高斯模擬對物性模擬：統(tǒng)計每一層物性參數(shù)概率分布；計算每一物性各相的變差函數(shù)并且高斯變換[4]；根據(jù)不同沉積巖相各自的統(tǒng)計特征和變差函數(shù)，采用相控物性參數(shù)建模技術(shù)，采用協(xié)同克里金的序貫高斯模擬技術(shù)建立儲層物性模型，包括孔隙度三維模型(見圖1)、滲透率三維模型(見圖2)、含油飽和度模型(見圖3)、NTG(有效儲層)模型(見圖4)。

圖1 潛二段孔隙度模型

圖2 潛二段滲透率模型

圖3 潛二段含油飽和度模型

圖4 潛二段NTG模型

1)孔隙度特點 潛二段孔隙度的分布范圍在2%～28%，孔隙度為16%所占比例最大，為總體的10%，整體上，孔隙度的高值在潛二段上部，非均質(zhì)性比較嚴(yán)重。

2)滲透率特點 潛二段上段存在滲透性比較好的滲砂，下段沒有上段樂觀，中段大量為低值區(qū)，即泥巖，中間存在部分高值區(qū)，即透鏡狀滲砂，與實際巖相的分布吻合的比較好，體現(xiàn)出了相控建模的優(yōu)勢。

3)含油飽和度特點 泥巖段，滲砂段及干砂段的含油飽和度沒有太大差別，都達(dá)到了有效的、可以開采的效果。最大值顯示為0.8，主要分布在0.6～0.75之間。由于該段的巖相突變比較厲害，大段顯示為泥巖，非均質(zhì)性比較嚴(yán)重,含油區(qū)域主要分布在北東向的高點處。

2 模型檢驗

2.1儲量對比檢驗

表1 潛二段儲量對比報告

潛二段儲量對比如表1所示。由表1可以看出，小層的模型儲量與油田地質(zhì)報告的儲量擬合比較好，誤差均在6%以內(nèi)，驗證了模型的正確性。

2.2相模型檢驗

圖5為相模型的統(tǒng)計分析，0表示泥巖，1表示滲砂，2表示干砂；圖中深黑色表示原始數(shù)據(jù)，淺白色表示粗化后數(shù)據(jù)，灰色表示模擬結(jié)果。由圖5可見模擬前后各巖相類型所占比例基本上差距不大，都在合理的范圍內(nèi)，其中粗化數(shù)據(jù)基本上與測井曲線保持一致，保持了原始曲線的特征，模擬結(jié)果上下起伏不大，驗證了模擬結(jié)果的正確性。

圖5 潛二段巖相模型模擬結(jié)果對比

2.3變差函數(shù)檢驗

變差函數(shù)是模擬的基本工具，通過模擬結(jié)果的變差函數(shù)與粗化數(shù)據(jù)的變差函數(shù)的對比再現(xiàn)，可以檢驗?zāi)M結(jié)果的正確性。圖6(b)是滲砂模擬結(jié)果在主方向上的變差函數(shù)的再現(xiàn)，與圖6(a)的粗化結(jié)果的變差函數(shù)形態(tài)上比較相似，變程基本上都為1730m左右，塊金值稍有差異，塊金值的差異使得模擬結(jié)果更加連續(xù)，因為塊金值越小，模擬結(jié)果越連續(xù)。以主方向為代表得到的變差函數(shù)再現(xiàn)結(jié)果總體上比較理想，再次驗證了模擬結(jié)果的正確性。

圖6 潛二段滲砂變差函數(shù)再現(xiàn)對比

3 結(jié) 論

1)針對研究區(qū)油砂體多為孤立的透鏡狀的特點，采用確定性與隨機性相結(jié)合的建模方法建立了巖相模型。通過抽稀檢驗，驗證了模型的正確性。

2)采用相控建模技術(shù)建立孔隙度模型；采用協(xié)同模擬方法建立滲透率模型；采用確定性與隨機性結(jié)合的方法建立含油飽和度模型。模型符合地質(zhì)認(rèn)識，較好刻畫了儲層的非均質(zhì)性。

3)三維儲層模型克服了用二維圖件描述三維儲層的局限性，可從三維空間上定量地表征儲層的非均質(zhì)性。三維地質(zhì)模型的模擬結(jié)果可以直接與三維油藏數(shù)值模擬軟件接軌，有利于開展地質(zhì)-油藏數(shù)模的一體化研究。

[1]袁新濤，彭仕宓，劉國威. 地質(zhì)條件約束下儲層流動單元定量研究[J].新疆地質(zhì)，2006,24(2):171-175.

[2]周玉萍.MGL油田儲層地質(zhì)建模研究[J].內(nèi)蒙古石油化工，2009，21(1)：124-126.

[3]劉建華，朱玉雙，胡友洲，等. 安塞油田H區(qū)開發(fā)中后期儲層地質(zhì)建模[J].沉積學(xué)報，2007,25(1)：110-115.

[4]李少華，張昌民，張尚鋒，等. 沉積微相控制下的儲層物性參數(shù)建模[J].江漢石油學(xué)院學(xué)報，2003,25(1)：24-26.

[編輯] 洪云飛

P618.13

A

1673-1409(2012)05-N071-03

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.05.023

2012-02-12

國家科技重大專項(2011ZX05011-001)；湖北省自然科學(xué)基金項目(2010CDB04302)。

李輝(1984-)，男，2009年大學(xué)畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)主要從事儲層地質(zhì)建模與算法方面的研究工作。