大慶油田杏六中區(qū)薩二段高水淹期地質(zhì)建模研究

郭敬民 (長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100)

大慶油田杏六中區(qū)薩二段高水淹期地質(zhì)建模研究

郭敬民 (長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100)

大慶油田杏六中區(qū)經(jīng)歷多年注水開發(fā)，目前處于高含水期的油層內(nèi)部油水分布關(guān)系十分復(fù)雜，且油水分布規(guī)律難于預(yù)測。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)特征，以精細(xì)油藏描述理論為指導(dǎo)，建立了杏六中區(qū)薩二段相控水淹模型。研究表明，該模型能夠較好地反映注入水在儲層中的分布情況，從而為油田的剩余油的預(yù)測和開采提供地質(zhì)依據(jù)。

大慶油田;杏六中區(qū)薩二段；隨機(jī)建模；相控水淹模型

1 地質(zhì)概況

大慶油田杏六中區(qū)位于大慶長垣杏樹崗構(gòu)造北部，區(qū)內(nèi)地形較為平緩，構(gòu)造傾角2～4°，發(fā)育大小斷層共8條，幾條主要的大斷層均為北東向。薩二段儲層埋深在-690～-870m之間，為一套陸源湖相碎屑巖沉積儲層，發(fā)育砂泥巖頻繁交互的三角洲內(nèi)前緣沉積物。儲層主要沉積微相有河道砂、主體薄層席狀砂、非主體薄層席狀砂、表外砂、淺湖泥。薩二段巖石構(gòu)成以長石、石英為主，巖屑以酸性噴發(fā)巖為主。膠結(jié)物以泥質(zhì)為主，交接類型主要是接觸式、接觸-孔隙式為主。薩二段為砂巖儲層，孔隙主要存在于巖石孔隙、雜基及膠結(jié)物之間，該類儲層孔隙度、滲透率均表現(xiàn)較差[1]。

2 水淹等級的劃分

水淹層的水淹程度一般分為3個級別，即低水淹、中水淹和高水淹。劃分水淹層水淹程度的依據(jù)為地層的剩余油飽和度、驅(qū)油效率和含水率。其中，含水率是劃分水淹層含水級別最直接的參數(shù)。運(yùn)用共滲體系中相對滲透率的概念分析產(chǎn)層的產(chǎn)液性質(zhì)，應(yīng)用油水共滲分流方程，通過各相流體的相對滲透率和黏度，可以得到儲集層的含水率，其計算公式如下[2]：

表1 大慶杏六中區(qū)水淹級別劃分標(biāo)準(zhǔn)

式中，F(xiàn)w為儲集層的含水率，%；Kro、Krw分別表示油、水的相對滲透率，10-3μm2；μo、μw分別表示油、水黏度，mPa·s。

由于杏六中區(qū)目標(biāo)層段水淹情況復(fù)雜，研究中主要選取含水率作為產(chǎn)層水淹等級劃分的參數(shù)依據(jù)，水淹級別劃分標(biāo)準(zhǔn)(見表1)，并根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合杏六中區(qū)的實(shí)際情況劃分各產(chǎn)層的水淹級別(見表2)。

表2 杏六中區(qū)部分井位薩二段水淹結(jié)果

3 相控水淹模型的建立

3.1三維構(gòu)造模型

圖1 杏六中區(qū)內(nèi)8條主要斷層

1)三維斷層建模 杏六中區(qū)發(fā)育大小斷層共8條(見圖1)，其走向主要為東西向，所有斷層均為正斷層。為方便區(qū)分，由西至東將8條斷層分別記作1～8號，根據(jù)區(qū)域特點(diǎn)，在劃定研究范圍時，將西部1、2、3號斷層作為邊界，將北部的6號斷層作為與臨區(qū)的邊界?；跀鄬又g的切割關(guān)系，對斷層進(jìn)行組合，從而得到其三維斷層模型。

2)儲層幾何框架模型 薩二段地層厚度約70m，根據(jù)油藏地質(zhì)研究結(jié)果，將該段地層劃分為29個小層。建模過程中，平面網(wǎng)格規(guī)格為25m×25m，垂向網(wǎng)格高度為0.3m，根據(jù)井位分層數(shù)據(jù)，結(jié)合斷層數(shù)據(jù)，采用克里金模擬方法搭建杏六中薩二段地層構(gòu)造格架。

3.2沉積相模型

利用序貫指示方法進(jìn)行研究區(qū)沉積微相建模，因為序貫指示方法可以有效克服平滑效應(yīng)，在對不規(guī)則形態(tài)的沉積砂體進(jìn)行模擬時具有較大優(yōu)勢[3]。根據(jù)該方法將杏六中區(qū)劃分為水下分流河道、主題薄層席狀砂、非主體薄層席狀砂、表外砂和淺湖泥5個沉積微相(見圖2) 。

圖2 杏六中區(qū)沉積微相三維地質(zhì)模型

3.3相控水淹模型

建立相控水淹模型的目的是為了更直接地描述油層水淹程度的空間分布情況，以便進(jìn)一步研究注入水在地下儲層中的流動趨勢和分布規(guī)律。水淹參數(shù)屬于連續(xù)型變量，其分布特點(diǎn)主要與沉積相、物性分布及非均質(zhì)性有關(guān)。根據(jù)水淹數(shù)據(jù)特征，利用序貫高斯方法建立相控水淹模型，具體步驟如下[4]：①檢查水淹參數(shù)數(shù)據(jù)，篩選掉不合理的極值，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)變換，使數(shù)據(jù)滿足序貫高斯模擬的條件；②逐層進(jìn)行變差函數(shù)分析，確定各小層主、次變程方向、最大變程值以及塊金值，然后通過參數(shù)分布特點(diǎn)選取合適的理論模型與之?dāng)M合；③在沉積相模型的控制下，運(yùn)用序貫高斯隨機(jī)模擬算法進(jìn)行井間插值計算，對模擬的結(jié)果進(jìn)行優(yōu)選，最終得到三維水淹地質(zhì)模型。

4 模型的檢驗

圖3 杏六中區(qū)薩二段S2-5-1小層水淹模型

圖4 杏六中區(qū)薩二段S2-15小層水淹模型圖

依據(jù)大慶杏六中區(qū)水淹級別劃分標(biāo)準(zhǔn)對水淹模型進(jìn)行判斷，將水淹模型區(qū)域劃分為高水淹(G)、中水淹(Z)、低水淹(D)和未水淹(W)，從而方便觀察水淹強(qiáng)弱特征(見圖3)。由圖3可知，杏六中區(qū)薩二段S2-5-1小層西北部及北部整體被水淹程度較高，西北部出現(xiàn)多處高水淹區(qū)域，南部大部分地區(qū)及中東部一側(cè)主要為未水淹，偶爾會出現(xiàn)中、低水淹的區(qū)域，未見高水淹區(qū)域，上述現(xiàn)象與現(xiàn)場調(diào)查的實(shí)際水淹狀況相符。

相控條件下的水淹模型是在不同微相內(nèi)合理設(shè)置水淹參數(shù)數(shù)據(jù)范圍的約束下模擬實(shí)現(xiàn)的，因而能夠更準(zhǔn)確地表征了注入水在儲層中的分布范圍。杏六中區(qū)薩二段S2-15小層水淹模型圖如圖4所示。未加沉積相控制的水淹模型僅僅反映了利用條件化數(shù)據(jù)預(yù)測的井間屬性參數(shù)變化，其典型表現(xiàn)是在預(yù)測過程中由于沒有泥巖段水淹數(shù)據(jù)，偶爾出現(xiàn)一個數(shù)據(jù)點(diǎn)會影響到大片空白區(qū)域(見圖4(a)。相比較而言，沉積相控制條件下的水淹模型是在不同微相內(nèi)合理設(shè)置水淹參數(shù)數(shù)據(jù)范圍的約束下模擬實(shí)現(xiàn)的，因而能夠更準(zhǔn)確地表征了注入水在儲層中的分布范圍(見圖4(b))。

為了進(jìn)一步檢驗杏六中區(qū)薩二段相控水淹模型的可靠性，對原始參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，與水淹模型進(jìn)行逐小層、逐區(qū)域?qū)Ρ龋l(fā)現(xiàn)該模型反映的儲層水淹特征與各井區(qū)統(tǒng)計水淹情況在整體上是相符的(見表3)，因此，杏六中區(qū)薩二段相控水淹模型能很好地表征儲層水淹特征。

表3 杏六中區(qū)薩二段相控水淹模型與統(tǒng)計資料反映特征的對比

5 結(jié) 語

針對大慶油田杏六中區(qū)區(qū)域地質(zhì)特點(diǎn)，在沉積微相的控制下，建立其相控水淹模型。實(shí)際檢驗表明，該模型可以較好地反映注入水在儲層中的分布情況，能夠幫助了解剩余油的分布情況，從而為油田進(jìn)行剩余油挖潛工作提供參考依據(jù)。但該模型還存在一些不足之處：由于缺少研究區(qū)斷層綜合評價資料，使該模型對斷層邊緣處尤其是易形成剩余油富集區(qū)域的斷層邊緣的構(gòu)造高部位及斷層夾角處的水淹狀況描述不夠精細(xì)；斷層處的遮擋情況及其對注入水分布的影響還不十分明了。因此，必須通過進(jìn)一步研究來完善該研究區(qū)相控水淹模型。

[1]尹艷樹，張昌民，尹太舉，等.薩爾圖油田辮狀河儲層三維層次建模[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2012,34(1):13-18.

[2]胡望水，熊平，謝銳杰，等.紅崗油田高臺子油藏相控隨機(jī)水淹模型的建立[J].石油天然氣學(xué)報(江漢石油學(xué)院學(xué)報)，2008，30( 6)：15-18.

[3]李少華，張昌民，尹艷樹.儲層建模算法剖析[M].北京：石油工業(yè)出版社，2012.

[4]李少華，尹艷樹，張昌民.儲層隨機(jī)建模系列技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2007.

2013-01-25

郭敬民(1986-)，男，碩士生，現(xiàn)主要從事油藏描述方面的研究工作。

TE327

A

1673-1409(2013)10-0123-03

[編輯] 李啟棟