徐 靜，霍春亮，李 軍，葉小明，王鵬飛，李俊飛

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建模數(shù)模一體化方法表征BN油田剩余油分布

徐 靜，霍春亮，李 軍，葉小明，王鵬飛，李俊飛

（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300459）

針對渤海BN油田開發(fā)中后期生產(chǎn)矛盾日益突出問題，采用井震、動靜四位一體研究方法，依托儲層三維精細(xì)表征及數(shù)值模擬技術(shù)，開展單砂體儲層連通性及剩余油分布研究。充分利用動態(tài)資料、井震結(jié)合，構(gòu)建復(fù)合河道展布模式，不斷修正地質(zhì)認(rèn)識并反饋到三維地質(zhì)模型，形成b砂體垂向三期砂體疊置、平面多條河道頻繁遷移、分叉的認(rèn)識，有效解決了地質(zhì)認(rèn)識及油藏動態(tài)間的矛盾，并精細(xì)刻畫了砂體儲層連通性，定量表征了剩余油分布。經(jīng)新鉆井及動態(tài)資料驗(yàn)證，預(yù)測符合率達(dá)80%以上。

BN油田；儲層三維表征；儲層連通性；數(shù)值模擬；剩余油分布

BN油田位于渤海南部海域，主要含油層系為新近系明化鎮(zhèn)組下段，沉積相為淺水三角洲，儲層平均孔隙度為31.6％，滲透率為 1 787×10-3μm2，屬于高孔高滲儲層。受淺水湖泊的影響，在河流入湖區(qū)域，分流河道頻繁遷移改道，儲層非均質(zhì)性強(qiáng)。近年來，淺水三角洲沉積體系已成為研究熱點(diǎn)之一，尤其是對陸相湖盆淺水三角洲的成因機(jī)理、沉積特征及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等多方面的研究成果不少，為淺水三角洲儲層精細(xì)研究奠定基礎(chǔ)[1-3]。但目前針對海上油田淺水三角洲儲層內(nèi)部精細(xì)解剖的研究相對薄弱，對其儲層內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺乏有效的認(rèn)識，嚴(yán)重制約剩余油分布預(yù)測和調(diào)整方案部署[4-5]。隨著BN油田開發(fā)的不斷深入，目前油田綜合含水達(dá)70%以上，復(fù)合砂體生產(chǎn)呈現(xiàn)含水、壓力不均，注采不受效等矛盾，主要體現(xiàn)在主力b砂體上。該砂體儲層厚度大，隔夾層發(fā)育，現(xiàn)有儲層認(rèn)識根本無法解決實(shí)際生產(chǎn)矛盾，嚴(yán)重制約著調(diào)整方案部署。因而開展儲層連通性及剩余油研究對解決實(shí)際生產(chǎn)矛盾及實(shí)現(xiàn)油田增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有重要意義。

針對BN油田儲層研究精度低、生產(chǎn)矛盾突出的問題，本文提出儲層三維精細(xì)表征與數(shù)值模擬一體化綜合技術(shù)，對b砂體展開儲層連通性精細(xì)研究。該一體化研究方法能從地質(zhì)成因角度解釋實(shí)際開發(fā)矛盾，為油田開發(fā)調(diào)整提供精細(xì)定量的剩余油挖潛依據(jù)，并為類似復(fù)雜儲層精細(xì)研究指引方向[6-7]。

1 “動靜結(jié)合”研究儲層連通性

1.1 動態(tài)方法研究儲層連通性

1.1.1 動態(tài)法分析儲層連通性

b砂體A3H井組井控儲量大，無水采油期長達(dá)兩年多，生產(chǎn)資料顯示注采不受效，2011年8月鄰井B4H開始給A3H井注水，直到2012年10月A3H井流壓仍持續(xù)下降，含水率低。2012年年底，該井含水率及流壓同時劇增，存在矛盾，待排查（后期動態(tài)暫不參與成因研究）。根據(jù)油藏工程理論分析，此期間，A3H井動態(tài)基本沒響應(yīng)，處于衰竭開采。分析單井水常規(guī)資料表明，A3H井組動態(tài)響應(yīng)一直未受效，與動態(tài)認(rèn)識一致，且平面上，沿物源方向井組連通性由好逐漸變差。由于動態(tài)的復(fù)雜性，需借助數(shù)值模擬進(jìn)一步驗(yàn)證，研究井間儲層展布。

1.1.2 歷史擬合方法分析儲層連通性

歷史擬合是預(yù)測油田開發(fā)動態(tài)的基礎(chǔ)[8]。因此，基于井間不同砂體連通模式與動態(tài)響應(yīng)的關(guān)系，可運(yùn)用該方法反求井間儲層連通性。

為開展地質(zhì)成因研究，特將單井井底流壓和含水率同時作為擬合指標(biāo)。針對b砂體儲層地質(zhì)特點(diǎn)和生產(chǎn)實(shí)際，對敏感參數(shù)分別設(shè)置不同的模擬方案逐一擬合，分析該模型單井動態(tài)的主要敏感因素（地質(zhì)因素），驗(yàn)證并定量表征儲層連通性。

（1）模擬油水界面分別為-1 216 m、-1 220 m、-1 223 m時（原測井確定油水界面為-1 216 m），A3H井的壓力、含水率變化。對比分析知，油水界面降低時，模型含水率有所降低，趨向于實(shí)際低含水動態(tài)，含水?dāng)M合有所改善，而壓力擬合效果卻更差。綜合研究表明，油水界面不是導(dǎo)致該井生產(chǎn)動態(tài)的主要因素。

（2）模擬砂體側(cè)向、垂向不同疊置時對生產(chǎn)動態(tài)的影響。由于BN油田主要發(fā)育分流河道砂體，且復(fù)合河道遷移、改道易形成不同規(guī)模隔夾層，對剩余油有明顯控制作用，因此，主要模擬注采井間河道砂體不同連通關(guān)系時井組動態(tài)響應(yīng)。根據(jù)河道砂體間可能的隔夾層分布位置和規(guī)模（包括平面和垂向分布）設(shè)計多套方案，模擬井組生產(chǎn)動態(tài)，分析儲層連通性。模擬A3H井與B4H、B8兩注水井間存在河道砂體側(cè)向疊置時的單井生產(chǎn)動態(tài)，A3H井的壓力擬合效果很好。同樣地，單模擬砂體垂向疊置時的動態(tài)， A3H井含水率擬合效果明顯改善。而只有模擬該井組間砂體側(cè)向由兩期河道砂體疊置且垂向同時發(fā)育隔夾層時，井組含水率及壓力擬合趨勢同時匹配。

綜合動態(tài)分析，A3H井與B4H井、B8井間連通性都較差，且該砂體不僅垂向存在多期河道疊置，且平面也由多條復(fù)合河道側(cè)向疊置。

1.2 “井震結(jié)合”研究儲層連通性

根據(jù)動態(tài)分析，結(jié)合井震資料精細(xì)刻畫并驗(yàn)證儲層連通性。

1.2.1 垂向小層精細(xì)劃分

分析測井曲線單井韻律，總結(jié)出b砂體四大類儲層韻律類型，以正韻律為主。結(jié)合沉積模式指導(dǎo)，以旋回對比、分級控制為原則，將b砂體垂向精細(xì)劃分為三期單砂體。

1.2.2 多期河道識別

（1）利用地震相識別河道邊界[9]。分析全區(qū)地震相反射特征，結(jié)合巖心相標(biāo)定，類比淺水三角洲地震相模式，總結(jié)了4種典型的水下分流河道接觸模式[10]，即分離式水下分流河道，切割、分離式水下分流河道，天然堤連接式水下分流河道和切割接觸式水下分流河道。根據(jù)不同河道接觸模式特征，識別追蹤復(fù)合河道。

（2）測井資料識別單井沉積微相，校正復(fù)合河道展布。根據(jù)淺水三角洲測井沉積微相模式，劃分單井沉積相；綜合單井相與地震相，識別出該砂體分流河道展布趨勢[11]。

1.3 研究成果

通過以上動靜綜合研究，精細(xì)刻畫了b砂體垂向三期單砂體內(nèi)部平面復(fù)合河道展布模式（圖1a-c），A3H井與兩注水井分別處于不同河道砂體上。結(jié)合地質(zhì)研究認(rèn)識，河道主流線方向連通性較好，復(fù)合河道間連通性較差，進(jìn)一步驗(yàn)證了動態(tài)連通性，鞏固了A3H井組間連通性差的認(rèn)識。

2 儲層三維精細(xì)表征

通過動靜一體化綜合研究認(rèn)識儲層的連通性后，還要依靠儲層精細(xì)地質(zhì)建模技術(shù)進(jìn)行定量表征及可視化預(yù)測，才能為油田精細(xì)剩余油分布預(yù)測提供定量依據(jù)。

相模型的建立在相控建模中起著決定性因素。對于多期復(fù)雜疊置的淺水三角洲河道相模擬，采用基于目標(biāo)的示性點(diǎn)過程最為合適[12,13]。從地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)角度講，該方法主要是模擬對象及其屬性在三維空間的聯(lián)合分布[14]。

首先，通過“井震結(jié)合”建立了反映垂向三期河道的精細(xì)構(gòu)造框架模型，接著，基于儲層連通性精細(xì)研究，描述沉積體空間分布的點(diǎn)過程和屬性（大小、形狀和方位）分布函數(shù)，以井點(diǎn)硬數(shù)據(jù)為條件約束，綜合本次研究的沉積微相平面圖和地震資料約束，建立精細(xì)沉積相模型（圖1d-f）。模型清晰地刻畫了河道形態(tài)及相互間的遷移疊置關(guān)系。

運(yùn)用相控建模方法，分析各微相變差函數(shù)，采用協(xié)同模擬方法建立各期單砂體孔隙度、滲透率等參數(shù)模型，得到較原模型更精細(xì)、合理的屬性模型。

3 剩余油分布研究

油田開發(fā)過程中縱向不同油層間開發(fā)效果相差懸殊，平面不同微相砂體動用差異也普遍較大，加強(qiáng)剩余油分布規(guī)律研究是提高原油采收率的根本途徑。

3.1 歷史擬合分析

油藏歷史擬合是數(shù)值模擬的關(guān)鍵，其結(jié)果直接影響著剩余油分布的可靠性。將精細(xì)地質(zhì)模型粗化輸出，建立新的數(shù)值模擬模型，重新開展精細(xì)歷史擬合，包括全油田和單井的擬合，擬合全區(qū)含水率符合率達(dá)90%。由圖2可以看出，結(jié)合地質(zhì)成因一體化研究下的單井及全區(qū)擬合精度均明顯優(yōu)于原模型的擬合精度。該方法成功地解決了A3H井組一直困擾研究者的矛盾。

圖1 b砂體垂向三期單砂體平面復(fù)合河道展布模式及沉積相模型

3.2 剩余油分布預(yù)測

（1） 縱向剩余油分布。b砂體順物源方向井剖面剩余油分布如圖3a，由于該區(qū)河道砂體儲層多為正韻律，且受垂向隔夾層及井網(wǎng)的影響，各期單砂體內(nèi)剩余油分布不均、多表現(xiàn)為中下部水淹，垂向整體表現(xiàn)為受三期單砂體控制的層狀分布。

（2） 平面剩余油分布。預(yù)測b砂體剩余油飽和度分布如圖3b。剩余油主要聚集于砂體邊緣、復(fù)合河道連接處、注采井網(wǎng)不完善區(qū)[15]。由于縱橫向砂體疊置復(fù)雜，加之A3H井附近儲層厚度大，A3H井與B4H井間局部仍有較多剩余油分布。b砂體總體表現(xiàn)為第三期單砂體動用程度較差。

3.3 新資料驗(yàn)證

3.3.1 A3H井新動態(tài)資料驗(yàn)證

根據(jù)2014年對A8及B4H井注入示蹤劑的監(jiān)測結(jié)果：A3H井與A8井在b砂體上存在大孔道型高滲通道；A3H井與B4H井存在高滲通道，表明A3H井2012年年底動態(tài)為注水突破引起。進(jìn)一步模擬該井后期注水突破的單井動態(tài)如圖4a，擬合精度高。

3.3.2 A3H井相鄰井及新井驗(yàn)證

基于以上剩余油分布預(yù)測，擬合A3H井相鄰井A4井動態(tài)如圖4b所示，相鄰調(diào)整井B01H生產(chǎn)動態(tài)曲線擬合如圖4c。從鄰井生產(chǎn)動態(tài)擬合看出，模型剩余油分布預(yù)測精度較高。

圖2 新、老模型A3H井的歷史擬合對比

圖3 新模型（一體化研究）預(yù)測剩余油飽和度分布

將新鉆井?dāng)?shù)據(jù)加載到模型，對比井點(diǎn)處預(yù)測剩余油與實(shí)際測井解釋水淹情況，驗(yàn)證模型預(yù)測剩余油的可靠性，其對比結(jié)果（表1）表明，該方法預(yù)測的剩余油分布符合率達(dá)80%以上，且明顯高于原模型精度，表明“井震、動靜”四位一體研究結(jié)果可信。

表1 b砂體新井水淹情況對比

圖4 A3H井及鄰井新動態(tài)擬合驗(yàn)證

4 結(jié)論

綜合“井震、動靜”四位一體儲層精細(xì)研究，實(shí)現(xiàn)了儲層精細(xì)定量表征，成功解決了b砂體井組生產(chǎn)矛盾，并取得以下認(rèn)識：

（1）b砂體具有三期單砂體垂向疊置特征，單砂體間隔夾層發(fā)育；平面上河道頻繁分叉改道，順河道方向儲層連通性好，橫切河道方向儲層連通性較差。

（2）通過井震聯(lián)合驅(qū)動，根據(jù)地震屬性特征總結(jié)出四種對應(yīng)的河道接觸模式，有效指導(dǎo)大井距下河道邊界的識別和刻畫。

（3）由于受儲層內(nèi)部結(jié)構(gòu)及隔夾層分布的影響，剩余油具有層狀分布特征，主要分布在單砂體中上部和復(fù)合河道連接處；通過利用新鉆井進(jìn)行驗(yàn)證表明，研究結(jié)果與實(shí)鉆水淹情況吻合程度高，進(jìn)一步證實(shí)剩余油分布預(yù)測的可靠性。實(shí)踐表明，通過建模數(shù)模一體化技術(shù)研究，可以進(jìn)一步加深對儲層結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，有效解決類似復(fù)雜油田剩余油分布預(yù)測的難題。

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編輯：王金旗

1673–8217（2017）05–0061–05

TE3；

A

2017–03–02

徐靜，開發(fā)地質(zhì)工程師，1987年生，2013年畢業(yè)于成都理工大學(xué)油氣田開發(fā)工程專業(yè)，現(xiàn)從事以儲層地質(zhì)建模為主的油氣田開發(fā)地質(zhì)及油藏數(shù)值模擬工作。

“十二五”國家科技重大專項(xiàng)子課題“雙模一體化建模技術(shù)研究及應(yīng)用（2011ZX05057-001-003）。