基于儲層構(gòu)型和流動單元的河流三角洲三維地質(zhì)建模技術(shù)——以尕斯庫勒油田為例

廖春，屈信忠 （中石油青海油田分公司勘探開發(fā)研究院，甘肅 敦煌736202）

趙英 （中石油東方地球物理勘探有限責(zé)任公司敦煌作業(yè)部，甘肅 敦煌736202）

柴新，黃艷 （中石油青海油田分公司勘探開發(fā)研究院，甘肅 敦煌736202）

尕斯庫勒油田下干柴溝組下段 （E13）油藏已進(jìn)入 “高含水、高采出、剩余油高度分散”的階段，常規(guī)的基于小層的油藏描述結(jié)果已難以滿足剩余油預(yù)測的需要。筆者在第一輪油藏描述的基礎(chǔ)上，以儲層構(gòu)型地質(zhì)原理和模式為指導(dǎo)，解剖三角洲儲層砂體內(nèi)部復(fù)雜構(gòu)型，結(jié)合流動單元研究，建立三維地質(zhì)模型，為剩余油挖潛提供可靠依據(jù)。

1 儲層構(gòu)型研究

利用高分辨率層序地層學(xué)的原理和方法，在前人研究的基礎(chǔ)上，對尕斯庫勒油田E13油藏進(jìn)行精細(xì)地層劃分。新識別出4個輔助標(biāo)志層，1個長期、6個中期、22個短期及47個超短期基準(zhǔn)面旋回。在精細(xì)地層對比的基礎(chǔ)上，采用 “層次約束”與 “模式擬合”的思路進(jìn)行儲層構(gòu)型表征研究。具體分2個層次：第1層次是基于小層沉積微相分布特征的研究；第2層次是基于單層儲層構(gòu)型的表征。

1．1 基于小層沉積微相分布特征

在建立地層格架的基礎(chǔ)上，采用 “模式擬合、多維互動”的研究思路，按照單井相分析→砂體厚度預(yù)分析→沉積微相平面展布互動分析的方法，對研究區(qū)沉積微相進(jìn)行表征。研究認(rèn)為，尕斯庫勒油田E13油藏沉積微相主要有3種分布形式：辮狀河三角洲前緣連片狀分流河道、曲流河三角洲前緣水下分流河道－河口壩組合、席狀砂背景下的灘壩沉積。尕斯庫勒油田E13油藏砂體約占整個儲層厚度的25%。辮狀河三角洲前緣連片狀分流河道砂體約占整個砂體厚度的9%；曲流河三角洲前緣砂體約占整個砂體厚度的81%，其中河口壩 （包括壩緣）砂體約占65%，水下分流河道砂體約占15%，溢岸砂體約占1%；灘壩砂體約占整個砂體厚度的10%左右。

1．2 基于單層的構(gòu)型表征

復(fù)合砂體分布特征研究，需先識別單一微相砂體，即第4級界面對應(yīng)的構(gòu)型單元，再逐步解剖復(fù)合砂體內(nèi)部構(gòu)型特征。按照 “層次約束”的研究思路，將小層內(nèi)部疊合砂體細(xì)化，開展復(fù)合砂體內(nèi)部構(gòu)型解剖。

1）不同期單元垂向疊置 不同期連片狀復(fù)合砂體主要為各種微相的垂向疊置，其識別標(biāo)志包括單井砂體內(nèi)部韻律與夾層、井間單元高程及測井響應(yīng)差異。

以下干柴溝組下段4亞段4小層（E1（4－4）3）為例，小層平面圖中（圖1（a））6口井的砂體同屬一個連片分布的壩體，相互之間可能為連通的。但平 面 圖 （圖 1 （b）、（c））及剖面圖 （圖2）顯示，該區(qū)域砂體為下干柴溝組下段4亞段4小 層 1 單 層、2 單 層河口壩砂體復(fù)合而成，側(cè)向連通僅為假象。因此，需將小層細(xì)化，解剖復(fù)合砂體。

圖1 尕斯庫勒油田 E1（4－4）3 及單層沉積微相圖

2）同期單元側(cè)向拼接 同期連片狀復(fù)合砂體主要為各種微相側(cè)向拼接而成，根據(jù)不同構(gòu)型要素的組合關(guān)系，拼接模式可分為4種：河口壩與河口壩拼接、河口壩與分流河道拼接、分流河道與分流河道拼接、分流河道與溢岸拼接。

河口壩與河口壩拼接：分流河道攜帶的沉積物到河口處，由于地形突然變寬緩，沉積形成河口壩。在同一地質(zhì)時期，可能有多個分流河道同時向蓄水盆地輸送沉積物，形成河口壩沉積。分流河道也可能改道，在原有的河口壩旁邊形成新的沉積。河口壩在側(cè)向上疊置拼合，使之存在多種組合關(guān)系，主要為壩主體－壩主體拼接、壩主體－壩緣－壩主體拼接和河口壩－壩間泥－河口壩拼接。

河口壩與分流河道拼接：分流河道不斷向水體推進(jìn)，從而形成河口壩，因此分流河道發(fā)育在壩內(nèi)部。

分流河道與分流河道拼接：隨著基準(zhǔn)面的不斷下降，分流河道向湖盆推進(jìn)，可容納空間減小，分流河道沒有足夠的沉積空間，開始側(cè)向遷移或者分叉，平面上形成了連片狀復(fù)合分流河道砂體。分流河道復(fù)合體內(nèi)單一分流河道的組合模式主要是指同一單層不同時間段的多個單一分流河道疊加。在模式中，各單一河道的頂面層位高程存在差異或各單一河道的規(guī)模不同。

圖2 尕斯庫勒油田E13油藏躍7－361井～躍新9－10井連井相剖面圖

分流河道與溢岸拼接：研究區(qū)內(nèi)下干柴溝組下段4亞段5小層（E1（4－5）3）發(fā)育大規(guī)模河道和溢岸沉積，其組合方式主要為側(cè)向上的拼接。

1．3 單一微相劃分方法及成果

以三角洲沉積學(xué)理論為基礎(chǔ)，利用上述單一微相組合模式及判別標(biāo)志，結(jié)合動態(tài)資料、剖面分析，找出單一微相邊界點，然后從空間組合中得到單一微相邊界線，最終獲得單一微相的識別結(jié)果 （表1）。尕斯庫勒油田E13油藏各單層的單一微相中河口壩砂體寬度介于1300～2000m之間，長度介于3000～4000m之間，單一水下分流河道砂體寬度一般為50m左右。

表1 各主力單層單一微相解剖結(jié)果

2．流動單元研究

2．1 流動單元劃分

流動單元可劃分為2個層次：第1層次通過滲流屏障劃分連通體；第2層次通過滲流差異在連通體內(nèi)劃分流動單元。各構(gòu)型單元之間由于存在垂向和側(cè)向滲流屏障，導(dǎo)致注采不對應(yīng)，影響開發(fā)效果及剩余油的分布。

流動單元分析方法有2種：聚類－判別分析法與滲流主控參數(shù) “截斷”法。筆者主要采用滲流主控參數(shù) “截斷”法，即通過動、靜態(tài)分析，得到流動單元的截斷值，結(jié)合研究區(qū)生產(chǎn)井吸水剖面，優(yōu)選出相應(yīng)參數(shù)作為流動單元分類的劃分標(biāo)準(zhǔn)。由于的沉積環(huán)境相差較大，故分開分析。對取心井滲透率（K）和滲透率與孔隙度之比（RKФ－＝K／Ф）2個參數(shù)進(jìn)行累計概率統(tǒng)計分析，得到各參數(shù)的分布特征，并將區(qū)內(nèi)流動單元分為4類，見表2。

表2 尕斯庫勒油田油藏流動單元劃分標(biāo)準(zhǔn)

表2 尕斯庫勒油田油藏流動單元劃分標(biāo)準(zhǔn)

小層 流動單元類型 K／mD RK－Ф／100mD E1（1）3～E1（4－4）3一類K＞50 RK－Ф＞3二類 5＜K≤50 1＜RK－Ф≤3三類 3＜K≤5 0．3＜RK－Ф ≤1四類K≤3 RK－Ф≤0．3 E1（4－5）3一類K＞20 RK－Ф＞1．8二類 4＜K ≤20 0．4＜RK－Ф ≤1．8三類 1＜K ≤4 0．1＜RK－Ф ≤0．4四類 K ≤1 RK－Ф ≤0．1

2．2 流動單元垂向分布規(guī)律

在單井流動單元劃分的基礎(chǔ)上，采用指示克里金法進(jìn)行插值，參考各井流動單元劃分結(jié)果以及滲透率的平面分布，在構(gòu)型約束下繪制流動單元平面分布圖。

通過對巖性、物性和電性的分析認(rèn)為：河口壩微相總體表現(xiàn)為反韻律，流動單元自下而上以二類、一類的組合形式出現(xiàn)；灘壩微相的流動單元主要以一類或二類單獨出現(xiàn)；水下分流河道微相的流動單元自下而上以一類、二類組合形式出現(xiàn)。

2．3 流動單元平面分布特征

流動單元平面分布是影響油田注水開發(fā)效果的重要因素。尕斯庫勒油田E13油藏流動單元具有如下分布規(guī)律：

1）一類流動單元主要發(fā)育于分流河道主流線附近、河口壩主體中部和部分灘砂的中部，占整個儲層的45%～50%；二類流動單元主要發(fā)育于河口壩往壩緣過渡的部位和灘砂，占整個儲層的40%～45%；三類流動單元主要發(fā)育于河口壩緣和溢岸，所占整個儲層的比例一般小于10%。

2）在同一相帶內(nèi)，3種流動單元皆有分布，反映儲層砂體的平面非均質(zhì)性較強。①辮狀河三角洲前緣儲層流動單元分布特征：主要受控于沉積微相的分布，分流河道多屬單一徑向流沉積，流動單元多呈順流展布。一類流動單元一般沿主河道呈條帶狀分布，而二類或三類流動單元沿河道兩側(cè)分布。溢岸沉積多為三類流動單元。② 曲流河三角洲儲層流動單元分布特征：分流河道微相一類流動單元一般沿單一河道主流線分布，二類流動單元分布在河道邊緣，三類流動單元分布于溢岸。河口壩主體為一類流動單元，常呈扇環(huán)形分布，三類流動單元一般分布于2個河口壩疊置區(qū)，呈順物源橢圓狀分布，二類流動單元分布于一類與三類流動單元之間，平面上多呈席狀、帶狀和透鏡狀分布。

3 三維地質(zhì)建模

3．1 三維相模型

采用Direct（數(shù)字化油藏表征工具）軟件，在單井、剖面和二維平面相研究的基礎(chǔ)之上，以沉積模式為指導(dǎo)，利用序貫指示模擬＋人機交互后處理的方法，建立E13油藏47個單層的三維相 （構(gòu)型）模型 （圖3）。模型再現(xiàn)河口壩等沉積微相類型的空間分布特征。

圖3 尕斯庫勒油田E1（1－6－2）3三維儲層相模型部分切片顯示圖

3．2 三維儲層參數(shù)模型

儲層參數(shù) （孔隙度、滲透率）三維建模的目的是獲取各種參數(shù)的三維分布規(guī)律，明確其空間非均質(zhì)性特征，使模型更符合實際。筆者采用 “相控建?！彼悸罚瘁槍Σ煌某练e微相類型賦予不同的參數(shù)，以反映各微相內(nèi)部儲層參數(shù)空間變化的差異性。

儲層參數(shù)受控于相模型，對其三維建模是在相控基礎(chǔ)上進(jìn)行。利用Direct軟件，在相模型的控制下，分別設(shè)置參數(shù)，采用序貫高斯模擬方法，建立E13油藏單層的孔隙度、滲透率三維模型。圖4是E1（1－6－2）3的孔隙度、滲透率模型，物性參數(shù)在順物源方向上變化較平緩，而垂直物源方向上變化較迅速。其中，河口壩和水下分流河道物性最好，向壩緣部位延伸物性逐漸變差。

圖4 尕斯庫勒油田 E1（1－6－2）3 孔隙度、滲透率模型三維顯示

4 結(jié)論

1）通過對不同期次砂體的解剖與同期砂體的拼接，重構(gòu)了尕斯庫勒油田下干柴溝組下段 （E13）油藏儲層展布模式。

2）在儲層構(gòu)型約束下對流動單元進(jìn)行劃分，總結(jié)了E13流動單元在垂向上及平面上的分布規(guī)律。

3）在儲層構(gòu)型及流動單元的控制下，建立了E13油藏三維地質(zhì)模型，再現(xiàn)了河流三角洲沉積相及儲層參數(shù)的空間分布特征。

［1］李陽 ．我國油藏開發(fā)地質(zhì)研究進(jìn)展 ［J］．石油學(xué)報，2007，28（3）：75～79．

［2］吳勝和，金振奎，黃滄鈿，等 ．儲層建模 ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，1999．83～85．

［3］何文祥，吳勝和，唐義疆，等 ．河口壩砂體構(gòu)型精細(xì)解剖 ［J］．石油勘探與開發(fā)，2005，32（5）：42～46．

［4］張昌民，林克湘，徐龍，等 ．儲層砂題建筑結(jié)構(gòu)分析 ［J］．江漢石油學(xué)院學(xué)報，1994，16（2）：1～7．

［5］穆龍新，賈愛林，陳亮，等 ．儲層精細(xì)研究方法 ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，2000．122～142．

［6］吳勝和，張一偉，李恕軍，等 ．提高儲層隨機建模精度的地質(zhì)約束原則 ［J］．石油大學(xué)學(xué)報 （自然科學(xué)版），2001，25（1）：1～5．

［7］Miall A D．Architectural－element analysis：a new method of facies analysis applied to fluvial Deposits ［J］．Earth Science Reviews，1985，22 （1）：261～308．

［8］Miall A D．Miall．The geology of fluvial deposits：sedimentary facies，basin analysis and petroleum geology ［M］ ．New York：Springer－Verlag．1996．57～98．

［9］Allen J R．Studies in fluviatile sedimentation：bars，bar complexes and sandstone sheets （lower－sinuosity braided streams）in the Brownstones （L．Devonian），Welsh Borders［J］．Sediment Geol，1983，33 （5）：237～293．