相控儲(chǔ)層地質(zhì)建模研究

胡望水,張宇焜,牛世忠,秦 剛

(1.長(zhǎng)江大學(xué),湖北 荊州 434023;2.中海油研究總院,北京 100027; 3.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 長(zhǎng)江大學(xué),湖北 荊州 434023)

相控儲(chǔ)層地質(zhì)建模研究

胡望水1,張宇焜2,牛世忠1,秦 剛3

(1.長(zhǎng)江大學(xué),湖北 荊州 434023;2.中海油研究總院,北京 100027; 3.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 長(zhǎng)江大學(xué),湖北 荊州 434023)

在儲(chǔ)層構(gòu)造、沉積微相、測(cè)井解釋等研究基礎(chǔ)上,以松遼盆地大安油田 H90井區(qū)高臺(tái)子油層為研究對(duì)象,應(yīng)用 Petrel儲(chǔ)層建模軟件,建立研究區(qū)的構(gòu)造模型和沉積微相模型,并采用隨機(jī)模擬的方法,以沉積微相為約束條件,對(duì)砂巖油氣儲(chǔ)層進(jìn)行井間參數(shù)預(yù)測(cè),進(jìn)而得到研究區(qū)的油氣儲(chǔ)層屬性模型。對(duì)比相控與非相控模型可以得出,相控建模技術(shù)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)集層屬性分布和沉積微相的對(duì)應(yīng)性,使模擬結(jié)果更符合地下實(shí)際情況,證實(shí)了相控建模的合理性和先進(jìn)性,為油藏的后續(xù)開(kāi)發(fā)提供了有力依據(jù)。

沉積相控模擬;儲(chǔ)層建模;隨機(jī)模擬;大安油田 H90井區(qū);高臺(tái)子油層

1 相控建模的原理與方法

相控建模首先在構(gòu)造模型的基礎(chǔ)上建立沉積微相模型,然后以沉積微相模型為控制條件進(jìn)行儲(chǔ)層物性的模擬,從而得到相控屬性模型。在沉積相和物性參數(shù)的兩步建模中,多采用確定性 -確定性(DD)、隨機(jī)性 -隨機(jī)性 (SS)或確定性 -隨機(jī)性(DS)的建模技術(shù)[1-9]。沉積微相控制的物性參數(shù)模擬一般采用序貫高斯模擬 (Sequential Gaussian Simulation)的方法得到相控條件下的儲(chǔ)集層物性參數(shù)的三維空間分布模型。該模擬方法基于序貫?zāi)M思想,先將研究區(qū)離散化為網(wǎng)格系統(tǒng),然后序貫地處理每個(gè)網(wǎng)格結(jié)點(diǎn),由于每個(gè)網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)處隨機(jī)變量是服從條件化的正態(tài)分布,因此網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)值由均值和方差 2個(gè)參數(shù)確定,通過(guò)求解克里金方程組可得出該網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)處的均值和方差,從而確定該結(jié)點(diǎn)處變量的正態(tài)分布,并采用相應(yīng)的抽樣方法得到該網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)處一個(gè)樣本[10]。性油藏。油層中部埋深 1 800 m,油層平均有效厚度為 2.3 m。

2.1 構(gòu)造模型的建立

構(gòu)造模型主要包括圈閉類(lèi)型、幾何形態(tài)、斷層分布、斷層與儲(chǔ)集層的空間配置關(guān)系等[7]。H90井區(qū)高臺(tái)子油層斷層不發(fā)育,研究區(qū)構(gòu)造平緩,為一個(gè)東西兩翼隆起的向斜。模型網(wǎng)格均采用正交網(wǎng)格系統(tǒng),平面上網(wǎng)格步長(zhǎng)采用 30 m,共劃分 240× 183個(gè)網(wǎng)格;縱向上步長(zhǎng)不到 1 m,共劃分 13個(gè)單層,每個(gè)單層間存在一個(gè)穩(wěn)定的泥巖隔層,網(wǎng)格總節(jié)點(diǎn)數(shù)達(dá)到 7 027 200個(gè)。

2.2 沉積微相模型的建立

通過(guò)巖心觀察,結(jié)合錄井資料及測(cè)井資料的綜合分析研究,H90井區(qū)高臺(tái)子油層沉積物源來(lái)自盆地西部方向,以三角洲前緣沉積為主,目的油層發(fā)生 2次湖進(jìn)湖退,總體上可分為 2個(gè)沉積旋回,自下而上表現(xiàn)為:水體下降,沉積一套砂體,以前緣席狀砂沉積為主;之后水體上升,發(fā)育一套前三角洲、淺湖泥巖沉積;之后水體又下降,沉積一套砂體,以水下分流河道、前緣席狀砂和河口壩沉積為主。根據(jù)沉積相研究劃分的微相平面展布圖,采用確定性

2 實(shí)例分析

H90井區(qū)高臺(tái)子油層位于松遼盆地南部中央坳陷區(qū)大安—紅崗階地北部,為斷層巖性油藏,在砂巖不發(fā)育區(qū),形成砂巖尖滅油藏或砂巖透鏡體巖建模方法,對(duì) H90井區(qū)的 7個(gè)模擬單元分別建立了水下分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、前緣席狀砂和前三角洲泥的微相模型。

2.3 相控屬性模型的建立

相控屬性建模首先需要統(tǒng)計(jì)不同微相內(nèi)物性參數(shù)的分布特征,并進(jìn)行正態(tài)分布轉(zhuǎn)換和消除異常值處理,從而滿(mǎn)足隨機(jī)模擬的要求;其次分析和選擇變差函數(shù)的類(lèi)型,確定主變程、次變程和垂向變程(表 1);最后對(duì)不同沉積微相中的物性參數(shù)采用序貫高斯模擬的方法進(jìn)行物性參數(shù)的模擬,并根據(jù)沉積微相模擬的結(jié)果,按照不同沉積微相類(lèi)型分別將物性參數(shù)模擬的結(jié)果進(jìn)行合并,從而得到相控物性參數(shù)分布模型[11]。

表 1 H90井區(qū) G2a小層微相變差函數(shù)參數(shù)

由于各小層的沉積微相展布特征不同,對(duì)不同小層的各個(gè)微相分別進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,在此基礎(chǔ)上以沉積微相為控制,模擬孔隙度、滲透率、泥質(zhì)含量、砂體厚度這些儲(chǔ)層物性(圖 1),并以各小層油水邊界為控制,模擬含油飽和度的平面分布情況 (圖 2)。從圖 1可以看出,在高臺(tái)子油層 G2a小層中,不同的沉積微相控制著各物性參數(shù)分布情況。從圖 1c中可以看出,前三角洲泥微相中的泥質(zhì)含量明顯高于前緣席狀砂等微相;從圖 1d可以看出,水下分流河道和河口壩的砂體厚度明顯大于前緣席狀砂微相內(nèi)的砂體厚度,符合地下實(shí)際情況;圖 2則反映了高臺(tái)子油層 G2a小層油水邊界內(nèi)含油飽和度的平面分布特征,這些均顯示出分相控制模擬的優(yōu)勢(shì)。

圖 1 H90井區(qū) G2a小層相控儲(chǔ)層物性分布

2.4 模型檢驗(yàn)

未經(jīng)沉積相控制的儲(chǔ)層物性模擬,在平面分布規(guī)律及變化趨勢(shì)上有較強(qiáng)的隨機(jī)性,在不同的區(qū)域儲(chǔ)層屬性的分布往往無(wú)明顯的規(guī)律和變化趨勢(shì)。平面上屬性值相近,但屬于不同沉積單元的儲(chǔ)集層,在沒(méi)有井點(diǎn)控制的情況下,可能被誤劃分為同一成因單元[4]。因此,相控建模技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)集層屬性分布和沉積微相的對(duì)應(yīng)性,使模擬結(jié)果更符合地下實(shí)際情況。

圖 3為非相控所模擬的 G2a小層砂體厚度分布情況,將其與通過(guò)沉積相控制所模擬出的圖 1d進(jìn)行對(duì)比。可以發(fā)現(xiàn),在非相控模擬的結(jié)果中砂體厚度高值區(qū)在研究區(qū)內(nèi)雜亂分布,并且在泥巖相中,有井點(diǎn)控制的區(qū)域砂體厚度基本為 0,而在沒(méi)有井點(diǎn)控制的區(qū)域,砂體厚度有較大值的出現(xiàn),這明顯不符合地下實(shí)際情況。而在通過(guò)相控模擬所得出的成果圖中,研究區(qū)西部水下分流河道和河口壩微相內(nèi),砂體厚度明顯大于前緣席狀砂微相,并且方向性明顯,泥巖相中砂體厚度基本為 0,直觀地反映出物源來(lái)自研究區(qū)的西部。通過(guò)相控模型和非相控模型的對(duì)比,證實(shí)了相控建模的合理性和先進(jìn)性。

圖 3 H90井區(qū) G2a小層非相控砂體厚度分布

3 結(jié) 論

(1)綜合利用地震、測(cè)井資料分析、巖心、露頭等資料得出,大安油田 H90井區(qū)高臺(tái)子油層在縱向上劃分為 13個(gè)單層,沉積物源來(lái)自盆地西部,以三角洲前緣沉積為主,發(fā)育有水下分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、前緣席狀砂和前三角洲泥微相。

(2)在小層劃分與對(duì)比、沉積微相和儲(chǔ)層非均質(zhì)性的研究基礎(chǔ)上應(yīng)用隨機(jī)模擬的方法,以構(gòu)造模型為骨架,在沉積微相的約束下,建立儲(chǔ)層的屬性模型。通過(guò)沉積相約束建立的儲(chǔ)層地質(zhì)模型有更好的合理性,它可以較好地解決沉積微相變化快、非均質(zhì)性嚴(yán)重的儲(chǔ)集層物性參數(shù)的模擬問(wèn)題。從而獲得不同微相中的儲(chǔ)層物性參數(shù)的分布特征,有利于對(duì)儲(chǔ)層更進(jìn)一步的精細(xì)描述,為油藏?cái)?shù)值模擬研究打下基礎(chǔ)。

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編輯 王 威 孟凡勤

TE319

A

1006-6535(2010)05-0037-03

20100416;改回日期:20100429

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“沉積盆地微生物 -烴 -水 -巖石相互作用研究”(49773198)

胡望水 (1963-),男,教授,博士生導(dǎo)師,1987年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院地質(zhì)專(zhuān)業(yè),現(xiàn)從事油氣勘探與開(kāi)發(fā)教學(xué)和科研工作。