相控建模技術(shù)在朝631區(qū)塊的應(yīng)用

岳慶友，李鵬舉，陳海峰

（東北石油大學(xué)，油氣藏形成機(jī)理與資源評(píng)價(jià)黑龍江省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 黑龍江 大慶 163316）

朝631區(qū)塊位于松遼盆地朝陽溝階地二級(jí)構(gòu)造單元內(nèi)，構(gòu)造東南高、西北低，整體呈現(xiàn)斜坡形態(tài)，研究區(qū)面積14 km2，目前該區(qū)域研究目的層—扶余油層已進(jìn)入開發(fā)后期階段，共鉆井147口。扶余油層屬于白堊系松花江泉頭組的泉三段及泉四段，屬于低孔隙、特低滲透性儲(chǔ)層[1]。由于受井網(wǎng)、儲(chǔ)層、開發(fā)時(shí)間長等條件限制，我們需要建立精確的三維地質(zhì)模型來對(duì)油藏進(jìn)行精細(xì)描述。為了使所建立的三維地質(zhì)模型精細(xì)、符合客觀事實(shí)，此次建立的模型應(yīng)用了相控建模技術(shù)。不同沉積微相類型物性參數(shù)的期望值與方差通常不同，而且其空間相關(guān)性也不一樣，相控屬性建模技術(shù)就是在對(duì)物性參數(shù)插值時(shí)需要按其所屬的沉積微相類型分別進(jìn)行模擬[2，3]。相控屬性建模主要分為三個(gè)部分：構(gòu)造模型、沉積相模型、相控屬性模型。在建立模型前，我們應(yīng)當(dāng)對(duì)前期的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料整理，原始數(shù)據(jù)整理的準(zhǔn)確與否直接影響到所建立的模型是否精確。本次建立模型準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)有兩類數(shù)據(jù)，即井?dāng)?shù)據(jù)及地震解釋數(shù)據(jù)。其中井?dāng)?shù)據(jù)包括井位坐標(biāo)、井軌跡、井分層數(shù)據(jù)、沉積相數(shù)據(jù)及孔滲飽數(shù)據(jù)；地震解釋數(shù)據(jù)包括構(gòu)造層面數(shù)據(jù)及構(gòu)造斷層數(shù)據(jù)。

1 構(gòu)造模型

構(gòu)造建模是儲(chǔ)層的空間格架，是建立儲(chǔ)層三維地質(zhì)建模的基礎(chǔ)，構(gòu)造模型主要由兩部分組成：斷層模型和層面模型。地震解釋后的層位數(shù)據(jù)和斷層數(shù)據(jù)是建立三維構(gòu)造模型的兩個(gè)重要參數(shù)。一般我們用地震解釋后的層位數(shù)據(jù)來約束井點(diǎn)的分層數(shù)據(jù)，再通過鉆井?dāng)帱c(diǎn)數(shù)據(jù)來約束斷層模型，這樣得到的構(gòu)造模型會(huì)更加精確、合理。三維構(gòu)造模型建立的是否精確直接影響到儲(chǔ)層沉積相模型和屬性模型的好壞。

1.1 斷層模型

斷層建模的最終目的是建立一組反映斷層空間展布等屬性的斷層柱。我們需要調(diào)節(jié)斷層與層面之間的接觸關(guān)系，使斷距更符合已有的地質(zhì)認(rèn)識(shí)。

朝631區(qū)塊斷層信息主要來自于斷層解釋數(shù)據(jù)及井?dāng)帱c(diǎn)解釋數(shù)據(jù)，共發(fā)育12條斷層。由于朝631區(qū)塊中斷層發(fā)育情況不同，有的斷層延展規(guī)模較大，而有的斷層較小。規(guī)模較大的斷層可以貫穿整個(gè)目的層，規(guī)模很小的斷層，僅斷穿一個(gè)到兩個(gè)小層。對(duì)于規(guī)模很小的斷層，我們應(yīng)當(dāng)適應(yīng)延伸它的長度，讓每個(gè)斷層的頂?shù)妆M量處于同一水平面上，這樣將不會(huì)造成骨架網(wǎng)格模型的混亂。斷層與斷層之間的搭接關(guān)系是建立斷層模型的重點(diǎn)，這些工作應(yīng)當(dāng)手動(dòng)完成，愿因在于所使用的petrel軟件不支持自動(dòng)識(shí)別。斷層柱調(diào)整好后，通過斷點(diǎn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證所建斷層模型的準(zhǔn)確性。該區(qū)塊所建的斷層模型中斷點(diǎn)組合率達(dá)到95%以上。斷層與層面的接觸關(guān)系處理完后，需要建立網(wǎng)格，網(wǎng)格的建立應(yīng)當(dāng)是建立三維構(gòu)造模型的關(guān)鍵，適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格步長應(yīng)當(dāng)考慮開發(fā)井網(wǎng)以及斷層等因素。由于朝631區(qū)塊處于開發(fā)的后期，平均井距大約220 m，本次研究把平面上的網(wǎng)格步長設(shè)為25 m×25 m，平面網(wǎng)格數(shù)為195×205，垂向網(wǎng)格數(shù)為400，總網(wǎng)格數(shù)為15 990 000。

1.2 層面模型

為了控制該區(qū)塊各個(gè)小層的油藏特征和物性分布規(guī)律，必須將層面模型的控制界面細(xì)化到小層面一級(jí)，建立各小層層面模型，朝631區(qū)塊建立的層面模型中共有41個(gè)小層。

層面模型的建立主要依據(jù)地震解釋的構(gòu)造層面數(shù)據(jù)和井分層數(shù)據(jù)。本次研究以地震構(gòu)造層面做為趨勢面來約束井分層數(shù)據(jù)建立層面模型。如果不用地震構(gòu)造解釋結(jié)果來約束，那么建立的層面模型過度平滑失真。尤其是針對(duì)井間的斷層部分層面。在建立層面模型的過程中，由于地震構(gòu)造解釋的精度以及和鉆井分層的層位數(shù)據(jù)有點(diǎn)偏差，我們應(yīng)當(dāng)以地質(zhì)分層數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合已有的地質(zhì)認(rèn)識(shí)，通過手動(dòng)排查因計(jì)算機(jī)插值產(chǎn)生的層面不合理及斷層與層面接觸的不合理，最終建立符合實(shí)際的高精度構(gòu)造模型，如圖1。

2 沉積相模型

沉積環(huán)境對(duì)油藏的油水分布規(guī)律、對(duì)后期油藏開發(fā)認(rèn)識(shí)剩余油規(guī)律有很必要的指導(dǎo)意義。該研究區(qū)塊中扶余油層為河流-三角洲沉積，各類河流為主要的沉積營力，不同沉積環(huán)境的各類砂體合并到一起，根據(jù)砂體的幾何形態(tài)及巖性特征，該研究區(qū)塊可劃分主河道、河間砂，非主體河道及廢棄河道[4]。沉積相是控制屬性參數(shù)的基本單元，不同的沉積微相中的屬性參數(shù)分布規(guī)律截然不同。沉積相模型的建立對(duì)屬性建模影響甚大，所以本次井震結(jié)合沉積相模型采用確定性建模方法建立的，由手繪的圖件通過GTP軟件導(dǎo)出網(wǎng)格化沉積相數(shù)據(jù)，再利用petrel軟件中賦值的方法而成的，如圖2所示。

圖1 朝631區(qū)塊三維構(gòu)造模型Fig.1 The 3D structural model of the C631 block

圖2 F152網(wǎng)格化沉積相數(shù)據(jù)圖Fig.2 The data grid of F152

所建立的沉積相模型能夠精細(xì)刻畫單砂體空間分布，清晰、客觀地反映了河道砂體展布特征。從沉積相模型來看，河道砂體具有很強(qiáng)的規(guī)律性-呈條帶狀、連續(xù)、總體西北-東南、以窄小河道為主，局部發(fā)育寬度較大的主體河道與其它類型砂體平面組合較好，如圖3所示。

圖3 F152沉積相模型Fig.3 The facies model of F152

3 屬性模型

儲(chǔ)層三維屬性建模的最終目的是能夠反映非均質(zhì)性分布的物性參數(shù)模型，由于朝631區(qū)塊儲(chǔ)層不僅物性低，而且孔隙度、滲透率、含油飽和度等參數(shù)空間分布受地質(zhì)因素影響大且油藏內(nèi)部成因條件復(fù)雜，所以本次研究應(yīng)用相控屬性建模技術(shù)，采用了序貫高斯模擬方法進(jìn)行油藏屬性參數(shù)模擬。首先建立單井屬性參數(shù)解釋模型，完成單井模型粗化，離散化物性參數(shù)數(shù)據(jù)。然后統(tǒng)計(jì)分析各參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差、概率分布及變差函數(shù)，將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)變換，建立高斯條件累積概率分布函數(shù)[5]。最終對(duì)油藏屬性參數(shù)進(jìn)行聚類統(tǒng)計(jì)分析，建立孔隙度模型、滲透率模型及含油飽和度模型。由研究成果來看，儲(chǔ)層滲透率分布情況與孔隙度模型、飽和度參數(shù)分布都具有較好的相關(guān)性，與沉積相模型的河道分布位置一致，與地質(zhì)實(shí)際相符，如圖 4、圖 5、圖 6所示。

圖4 F152孔隙度模型Fig.4 The porosity model of F152

圖5 F152滲透率模型Fig.5 The permeability model of F152

朝631區(qū)塊沉積砂體分別為：主體河道砂、河間砂、非主體河道砂、廢棄河道，由三維地質(zhì)模型可以看出同一砂體的平面非均質(zhì)性較明顯，位于河道中心砂體的物性好，厚度大，含油飽和度高，河道兩側(cè)非均質(zhì)性強(qiáng)，造成層內(nèi)垂向上不同微相帶的水驅(qū)效果不同，剩余油分布不均并富集在強(qiáng)非均質(zhì)性帶內(nèi)。

圖6 F152含油飽和度模型Fig.6 The oil saturation model of F152

4 結(jié) 論

綜合利用三維地震、地質(zhì)和測井等資料，通過相控屬性建模的方法建立的精細(xì)三維地質(zhì)模型得到以下結(jié)論：

（1）三維構(gòu)造模型精確的描述區(qū)塊構(gòu)造發(fā)育特征，確定斷層的空間展布、走向和傾向等產(chǎn)狀特征。

（2）應(yīng)用地震反演資料結(jié)合豐富的測井解釋成果，合理、準(zhǔn)確地建立了沉積相模型。

（3）通過相控屬性建模技術(shù)進(jìn)行油藏屬性參數(shù)模擬，并精確的描述了孔隙度、滲透率以及含油飽和度等儲(chǔ)層物性的非均質(zhì)性，可以有利地預(yù)測剩余油富集區(qū)域。

所建立的三維地質(zhì)模型與現(xiàn)有的地質(zhì)實(shí)際認(rèn)識(shí)相符合，可以合理的指導(dǎo)油田開發(fā)調(diào)整、加密井井位部署以及水平井軌跡設(shè)計(jì)，提高油田鉆井成功率及調(diào)整針對(duì)性，對(duì)油田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)具有重要的意義。

［1］李松凱，代景新，等.朝陽溝油田扶余油層沉積微相研究[J].內(nèi)蒙古石油化工，2010,18（1）：17-21.

［2］李少華，張昌民，等.沉積微相控制下的儲(chǔ)層物性參數(shù)建模[J].江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，25（1）:24-26.

［3］王根久，趙麗敏，等.隨機(jī)建模中變差函數(shù)的敏感性研究[J].石油勘探與開發(fā)，2005，,32（1）：72-75.

［4］趙翰卿，付志國，等.大型河流-三角洲沉積儲(chǔ)層精細(xì)描述方法[J].石油學(xué)報(bào)，2000,21（4）:109-113.

［5］吳勝和，金振奎，陳崇河，黃滄鈿.儲(chǔ)層建模[M].北京：石油工業(yè)出版社，1999.