劉海迎，劉玉偉，宗凱強(qiáng)，姜萌蕾

碳酸鹽巖縫洞系統(tǒng)地質(zhì)建模技術(shù)探討

劉海迎1，2，劉玉偉3，宗凱強(qiáng)2，姜萌蕾4

（1. 西安石油大學(xué)，陜西 西安 710065； 2. 延長(zhǎng)油田股份有限公司吳起采油廠，陜西 延安 717600;3. 中國(guó)石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司試油公司，新疆 克拉瑪依 834000；4. 西北大學(xué)地質(zhì)系，陜西 西安 710069）

近年來縫洞型碳酸鹽巖油氣田的開發(fā)越來越深入，打開了油氣田開發(fā)的新局面。而碳酸鹽巖具有非均質(zhì)性極強(qiáng)，空間展布結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，較為準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)層空間刻畫和預(yù)測(cè)，對(duì)識(shí)別儲(chǔ)層、認(rèn)識(shí)儲(chǔ)層，為開發(fā)指導(dǎo)都具有較為重要的作用。因此針對(duì)縫洞系統(tǒng)的地質(zhì)建模展開技術(shù)分析，以實(shí)現(xiàn)以縫洞型系統(tǒng)為架構(gòu)的碳酸鹽巖地質(zhì)建模。

碳酸鹽巖； 地質(zhì)建模； 孔隙度模型； 縫洞系統(tǒng)

鑒于研究區(qū)典型的縫洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)層特征，根據(jù)實(shí)際測(cè)井種類和數(shù)據(jù)質(zhì)量，選擇能夠有效分析的測(cè)井曲線，包括自然伽馬測(cè)井、兩種電阻率側(cè)井（深側(cè)向和淺側(cè)向）、聲波和密度，具有上述測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的井。利用伽馬測(cè)井、聲波時(shí)差和深側(cè)向電阻率測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)用于單井的測(cè)井電相劃分[1]。利用貝葉斯概率模型進(jìn)行聚類分析，并對(duì)單井測(cè)井電相進(jìn)行有效劃分，即可得到4種測(cè)井電相。再分析不同電相的巖石學(xué)特征，根據(jù)電相及對(duì)應(yīng)的各類電相巖石學(xué)特征，區(qū)分不同儲(chǔ)層物性特征。最后再利用FMI測(cè)井資料和鉆井資料對(duì)照分析，對(duì)所劃分的每類電相進(jìn)行地質(zhì)解譯和儲(chǔ)層劃分[2]。

根據(jù)測(cè)井電相交會(huì)分析成果與FMI測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)對(duì)所得到的4類電相進(jìn)行劃分，測(cè)井電相與儲(chǔ)層不同溶蝕孔洞和裂縫發(fā)育程度相互對(duì)應(yīng)，可得到不同的儲(chǔ)層類型的劃分。同時(shí)儲(chǔ)層內(nèi)致密巖層的存在，起到了良好的隔擋作用，有效的對(duì)儲(chǔ)層隔擋后，儲(chǔ)層將分為多個(gè)垂向獨(dú)立壓力系統(tǒng)。

1 縫洞系統(tǒng)連通體模型

研究區(qū)為奧陶系縫洞型碳酸鹽巖，儲(chǔ)層溶蝕孔洞較為發(fā)育，儲(chǔ)層平面上連續(xù)性差，非均質(zhì)性強(qiáng)，空間上儲(chǔ)層展布形態(tài)復(fù)雜。因此考慮到此特點(diǎn)，采用二步的隨機(jī)建模方法，即首先建立儲(chǔ)層類型的地質(zhì)模型，然后在儲(chǔ)層類型模型的約束下建立儲(chǔ)層的孔隙度模型。在建立儲(chǔ)層類型模型時(shí)，要對(duì)每口實(shí)鉆井計(jì)算儲(chǔ)層類型的垂直比例曲線（VPC），通過該曲線反映儲(chǔ)層類型的垂向上變化情況。在橫向上儲(chǔ)層的變化情況，則需要構(gòu)建能夠反映儲(chǔ)層類型空間分布的三維概率模型。為了良好構(gòu)建三維儲(chǔ)層類型空間分布的概率模型，可以利用地震反演得到的地震波阻抗屬性模型，并依據(jù)儲(chǔ)層類型的概率體模擬空間的約束，最終得到三維概率模型[3]。

2 縫洞體孔隙度模型

2.1 建模思路

參數(shù)碳酸鹽巖縫洞油藏儲(chǔ)集空間以構(gòu)造變形產(chǎn)生的構(gòu)造裂縫與巖溶作用形成的孔、洞、縫為主，裂縫既是主要的儲(chǔ)集空間，也是主要的連通通道。儲(chǔ)滲空間形態(tài)多樣、大小懸殊、分布不均，三維空間上儲(chǔ)層變化大，井上數(shù)據(jù)不能很好反映井間地質(zhì)情況，難以用常規(guī)的砂巖油藏研究思路和方法來認(rèn)識(shí)縫洞型油藏，因此，不能僅僅利用井上數(shù)據(jù)來建立油藏的地質(zhì)模型，必須結(jié)合能夠反映三維儲(chǔ)層地質(zhì)變化的數(shù)據(jù)體（如波阻抗）來聯(lián)合建模。本次利用隨機(jī)建模方法和相控建模思路來建立目標(biāo)區(qū)油藏三維地質(zhì)模型。波阻抗對(duì)縫洞型儲(chǔ)層反映敏感，因此，選用波阻抗作為孔隙度約束條件。建?？傮w思路為：在對(duì)研究區(qū)油藏地質(zhì)充分認(rèn)識(shí)及構(gòu)造建?；A(chǔ)上，以相關(guān)地震屬性為依據(jù)劃分出儲(chǔ)層相和非儲(chǔ)層相，再以波阻抗及井上孔隙度分布為約束進(jìn)行相控建模，建立孔隙度模型[5]。

2.2 網(wǎng)格設(shè)計(jì)

建模過程中需要對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，建立的三維模型網(wǎng)塊尺寸越小，模型的精度也就越高。在實(shí)際建模過程中，網(wǎng)格設(shè)計(jì)的大小受到計(jì)算機(jī)硬件和建立模型的精度要求限制和制約。一方面為了與計(jì)算機(jī)硬件相適應(yīng)，同時(shí)也需要提高計(jì)算機(jī)建模的運(yùn)行效率，網(wǎng)格數(shù)量大小應(yīng)盡可能少，并控制在一定的范圍；而另一方面，為了保證建立的地質(zhì)模型精度要求，網(wǎng)格數(shù)量大小又不能過少。因此，需要考慮實(shí)際情況，根據(jù)研究區(qū)的實(shí)際地質(zhì)情況及井網(wǎng)密度關(guān)系，設(shè)計(jì)出合理的網(wǎng)格。經(jīng)過綜合考慮，研究區(qū)建模平面網(wǎng)格設(shè)計(jì)為50×50 m，縱向網(wǎng)格設(shè)計(jì)一個(gè)為1 ms。

2.3 構(gòu)造模型

構(gòu)造建模指的是對(duì)研究區(qū)塊的層面和斷層進(jìn)行三維模擬，建立起三維模型的過程，構(gòu)造模型的質(zhì)量決定著整個(gè)模型的質(zhì)量，是整個(gè)模型的格架和基礎(chǔ)，主要采用以下三種模型思路。

（1）斷層模型。用地震解釋的斷層線生成斷層柱子，并對(duì)相截或相交的斷層進(jìn)行連接處理，最終得到了工區(qū)的斷層模型。

（2）層面模型。地震解釋層位為趨勢(shì)約束，利用井上分層數(shù)據(jù)建立層面模型。

（3）屬性模型。井點(diǎn)準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的有利區(qū)實(shí)現(xiàn)相控，利用地震數(shù)據(jù)體覆蓋范圍廣的特性，初步將相類定義為儲(chǔ)集相和非儲(chǔ)集相，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)后續(xù)的儲(chǔ)集相和地震數(shù)據(jù)（波阻抗）對(duì)孔滲模型的雙重約束，最后得到三維儲(chǔ)集相分布模型。

孔隙度模型的建立需要用到多學(xué)科數(shù)據(jù)庫(kù)，首先應(yīng)完成構(gòu)造模型、儲(chǔ)集相分布模型的建立，然后用它們來約束，在此基礎(chǔ)上再根據(jù)地震約束儲(chǔ)層地質(zhì)建模方法來實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)比單井測(cè)井孔隙度與孔隙度屬性模型的分布范圍，可知在模擬前和模擬后孔隙度在小范圍有波動(dòng)，但形態(tài)基本保持良好，應(yīng)用結(jié)果表明，該方法能夠在三維模型中較好地模擬測(cè)井孔隙度頻率分布的特征。

［1］耿玉海，李江海，賀電.塔里木盆地塔北隆起西部圈閉類型分布及空間組合規(guī)律[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，44(2):193-200.

［2］張朝軍，王長(zhǎng)就，羅秀羽，等.塔里木盆地英買力凸起南部寒武系褶皺的地質(zhì)屬性及其油氣成藏條件分析[J].地學(xué)前緣，2008，15(5):349-356.

［3］張朝軍，賈承造，李本亮，等.塔北隆起中西部地區(qū)巖溶與油氣聚集[J].石油勘探與開發(fā)，2010，37(3):263-269.

［4］崔軍文，唐哲民.塔里木盆地構(gòu)造格架和構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分析[J].巖石學(xué)報(bào)，2011，27(1):231-242.

［5］安海亭，李海銀，王建中，等.塔北地區(qū)構(gòu)造和演化特征及其對(duì)油氣成藏的控制[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2009，33(1):142-147.

Discussion on Geological Modeling Technology of Carbonate Fracture Cave System

1,2,3,2,4

（1. Xi’an Shiyou University, Shaanxi Xi’an 710065, China；2. Yanchang Oil Field Co.,Ltd. Wuqi Oil Production Plant, Shaanxi Yan’an 717600, China；3. Formation Testing Company, Western Drilling Engineering Co., Ltd., CNPC, Xinjiang Karamay 834000, China；4. Department of Geology, Northwestern University, Shaanxi Xi’an 710069，China）

In recent years, the development of fractured vuggy carbonate oil and gas fields has been more and more thorough, which opens up a new situation of oil and gas field development. The carbonate rocks have strong heterogeneity and complicated spatial distribution. Accurate characterization and prediction of reservoir spacehas an important role in identifying the reservoir. In this paper, technical analysis of geological modeling of the fracture cavity system was carried out in order to realize the geological modeling of the carbonate rock.

carbonate rock; geological modeling; porosity model; fracture cave system

2017-05-09

劉海迎（1984-），女，碩士研究生，陜西延安人，研究方向：從事油氣田開發(fā)工作。

TE 19

A

1004-0935（2017）07-0671-02