三維地質(zhì)建模技術(shù)在歧南凹陷K 50區(qū)塊的應(yīng)用

徐偉楊艷黃健全

1.西南石油大學(xué)石油工程學(xué)院 成都 610500

2.大港油田勘探開發(fā)研究院 天津 300280

3.西南石油大學(xué)教授 成都 610500

一、工區(qū)概況

K50區(qū)塊位于河北省黃驊市王徐莊、扣村、羊三木之間，處于歧南凹陷（黃驊坳陷中最大的生油凹陷—歧口凹陷的南部）的西斜坡帶上，油氣來源十分充足。研究目的層為Es3，油氣藏分布受構(gòu)造和巖性雙重作用控制，儲層主要是以濱淺湖相水下扇沉積為主[1]，物性屬于中孔中滲。

從地層上看，目的層Es3沉積了一套以碎屑巖為主加少量碳酸鹽巖的湖成巖體，由凹陷區(qū)向孔店—羊三木凸起區(qū)超覆減薄尖滅，物源方向?yàn)闁|北方。巖性為深灰色泥巖與灰褐色含礫不等粒砂巖、淺灰色細(xì)砂巖、泥質(zhì)砂巖互層，具有三套正旋回沉積特征，因此按沉積旋回劃分為三套砂組。

二、地質(zhì)建模

1.建模流程

本次建模的流程是首先根據(jù)鉆井資料、測井資料、地質(zhì)資料以及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，建立地層對比剖面，核實(shí)分層數(shù)據(jù)，進(jìn)行測井資料的二次解釋以確定劃分巖相的標(biāo)準(zhǔn)，再建立平面和垂向網(wǎng)格系統(tǒng)，確定網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，據(jù)此建立構(gòu)造模型，根據(jù)井資料計(jì)算變差函數(shù)并進(jìn)行擬合，建立起巖相模型，最后應(yīng)用克里金方法、變差函數(shù)及序貫高斯的方法預(yù)測井間儲層參數(shù)，建立儲層的各種屬性模型[2]。

2.構(gòu)造建模

構(gòu)造模型由斷層模型和層面模型組成，斷層模型采用現(xiàn)有地震解釋的斷層數(shù)據(jù)進(jìn)行修改校正后得到，圖2為K50區(qū)塊三維構(gòu)造模型，圖中顯示在工區(qū)內(nèi)發(fā)育有K50井南斷層，走向近東西，它對K50井區(qū)的構(gòu)造和油氣聚集具有控制作用。此外還發(fā)育有K50井北斷層，走向近東西，發(fā)育時(shí)間相對較短，對本區(qū)的構(gòu)造及油氣聚集也起到了一定的控制作用。

為真實(shí)反映各小層及其整個(gè)儲層在平面上和縱向上的變化，對小層構(gòu)造模型內(nèi)部進(jìn)行網(wǎng)格單元的細(xì)劃分，平面網(wǎng)格步長為32米×32米，網(wǎng)格數(shù)達(dá)到2萬?？v向Es31沙組按8米一個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行劃分，共劃分4個(gè)網(wǎng)格，這樣的網(wǎng)格劃分方案既保證了計(jì)算精度，又充分考慮了計(jì)算機(jī)的承受能力[3]。由該構(gòu)造模型可以看出Es3地層向西變薄，向東逐漸加厚。

圖2 K50區(qū)塊三維構(gòu)造模型

3.巖相建模

巖相模型的建立是以目的層位各種巖性的含量作為總體控制，之后通過調(diào)節(jié)變程、基臺值等參數(shù)擬合某一方向上的變差圖得到擬合曲線，最后應(yīng)用序貫指示方法建立起來的[4]。

圖3為K50區(qū)塊三維巖相模型（圖中灰色為泥巖、黃色為砂巖、綠色為礫巖），垂向上，K50區(qū)塊Es3上部砂巖較發(fā)育，連續(xù)性好，在西部出現(xiàn)砂巖尖滅現(xiàn)象，其間摻雜有部分泥巖和礫巖；平面上，該區(qū)塊Es31整體呈平面展布，該層砂巖整體厚度較大，尤其在K47與K50井之間呈現(xiàn)高值；雖然Es31地層厚度向西逐漸變薄，但砂巖的百分含量卻普遍較高。向北方向由于砂巖厚度變薄，而使該處砂巖百分含量呈現(xiàn)局部低值。

該區(qū)塊沉積環(huán)境為水下扇沉積，特點(diǎn)為儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，從扇根、扇中到扇緣，礫巖含量逐漸減少，砂巖含量在扇中呈現(xiàn)高值，泥巖含量逐漸增多，這種特點(diǎn)和圖中巖相模型的成果十分接近，說明建立的巖相模型效果顯著，所建模型也為進(jìn)一步的儲層分布研究和屬性建模提供了可靠的基礎(chǔ)。

圖3 K50區(qū)塊三維巖相模型

4.屬性建模

屬性建模包括孔隙度、滲透率和含油飽和度建模，屬于連續(xù)型變量建模。本次屬性建模是在巖相模型和測井解釋共同控制下建立起來的，因此儲層參數(shù)分布與沉積巖性分布有較好的相關(guān)性[5]。

圖4為K50區(qū)塊Es31孔隙度模型，該區(qū)塊油藏油層孔隙度平均為17%左右，滲透率平均為85毫達(dá)西左右?？诐B發(fā)育的高值區(qū)在K50井和K48X1井之間，局部滲透率可達(dá)1000毫達(dá)西以上；圖5為K50區(qū)塊Es31含油飽和度模型，含油飽和度也主要在K50井以及K48X1井之間的條帶上出現(xiàn)高值，大致在40%-70%之間，在K51井和K47井附近含油飽和度較低。K50區(qū)塊儲層物性為中孔中滲，由于受到沉積作用影響，孔滲等參數(shù)在空間上變化大，而含油飽和度的空間差異性則受到沉積作用、構(gòu)造作用和油氣差異聚集的共同影響。

圖4 K50區(qū)塊Es31三維孔隙度模型

圖5 K50斷塊Es31三維含油飽和度模型

三、三維地質(zhì)建模技術(shù)在K50區(qū)塊的應(yīng)用

1.儲量計(jì)算與評價(jià)

本次儲量計(jì)算首先以隨機(jī)建模得到的砂巖厚度分布圖為背景，指導(dǎo)有效厚度等值線的勾繪，也就是說依據(jù)有效厚度和砂巖厚度之間內(nèi)在的聯(lián)系，按照砂體展布趨勢確定有效厚度的展布；然后以三維空間上的網(wǎng)格為儲量計(jì)算的基本單元，利用每個(gè)網(wǎng)格賦有的相類型、孔隙度值、含油飽和度等參數(shù)采用容積法計(jì)算地質(zhì)儲量。因?yàn)樵谟?jì)算過程中充分考慮了儲量參數(shù)的三維空間變化，所以用這種方法計(jì)算的地質(zhì)儲量與現(xiàn)有的地質(zhì)認(rèn)識相符合，且誤差小于5%，這也說明該模型可靠性強(qiáng)，可以作為該區(qū)塊滾動(dòng)開發(fā)的地質(zhì)基礎(chǔ)。

為評價(jià)各油層儲油性能，利用儲層的有效厚度、孔隙度、含油飽和度三者的乘積代表油層儲能，并定義為油層儲能參數(shù)，該數(shù)值的大小，代表油層儲量豐度，數(shù)值越高則儲量大。以K50區(qū)塊Es31為例，在K50井周圍儲量豐度值較高，是主要的產(chǎn)油區(qū)；其它區(qū)域（包括K51井在內(nèi)）儲量豐度值較低，近似于零值。K48-2井和K48X1井處儲量豐度值偏低，而在K47井處儲量豐度值很低。在K50區(qū)塊的中部，儲量豐度值較高。由于區(qū)塊受到沉積和斷層的影響，儲層非均質(zhì)性嚴(yán)重，油氣差異性聚集明顯，因此在儲量豐度值高的區(qū)域布井是油井獲得高產(chǎn)的重要條件。

2.油氣有利聚集區(qū)域預(yù)測

根據(jù)完成的各種砂巖層、油層平面剖面和三維圖件，結(jié)合實(shí)際動(dòng)態(tài)生產(chǎn)情況，可以對下步油田開發(fā)有利井區(qū)進(jìn)行預(yù)測。預(yù)測時(shí)所用的主要參數(shù)是油層砂巖厚度和油層含油飽和度，采用隨機(jī)建模方法進(jìn)行井間及其周圍無井地方屬性值的預(yù)測。對上述油層砂巖厚度和油層含油飽和度屬性模擬結(jié)果進(jìn)行隨機(jī)過程不確定性分析，利用各種屬性的平均值圖進(jìn)行預(yù)測分析。

通過綜合分析，圖6中紅框中的區(qū)域?yàn)橛蜌獾淖钣欣奂瘏^(qū)。原因之一是該處具有較高的含油飽和度；二是該處具有一定的砂巖厚度，并且通過不確定性分析得知該處的模型數(shù)據(jù)比較集中，也就是確定性程度高。

油氣有利聚集區(qū)的預(yù)測不僅可以生動(dòng)、直觀的顯示出油氣最可能的富集區(qū)，為井位部署提供參考，也有助于加深對該區(qū)塊乃至其他同類區(qū)塊的地質(zhì)認(rèn)識水平。

圖6 K50區(qū)塊Es31有利目標(biāo)區(qū)預(yù)測圖

結(jié)論

1.建立了形象、直觀的三維構(gòu)造模型，對地層展布、層面構(gòu)造形態(tài)、斷層特點(diǎn)及其對油氣的控制有了較明確的認(rèn)識。

2.三維巖性模型有助于對工區(qū)巖性分布的認(rèn)識。砂巖分布除K50區(qū)塊的Es31連片厚層狀分布外，其它各層巖性交替出現(xiàn)，橫向連續(xù)性差，非均質(zhì)性嚴(yán)重。對巖性模型的研究和對多種屬性的平面剖面和三維表征，有助于對其沉積體系的再認(rèn)識。

3.計(jì)算了K50區(qū)塊的油氣儲量，并進(jìn)行了儲量評價(jià)，評價(jià)認(rèn)為該區(qū)塊雖然非均質(zhì)性強(qiáng)，但在一些可控的區(qū)域內(nèi)儲層物性好、砂體厚度大、含油飽和度高，可以作為下一步開發(fā)的有利區(qū)塊，最后對這些有利區(qū)塊進(jìn)行了預(yù)測，為該區(qū)塊的滾動(dòng)開發(fā)提供了地質(zhì)基礎(chǔ)和依據(jù)。

[1]毛寧波，范哲清，李玉海，等.歧南洼陷西斜坡灘壩砂隱蔽油氣藏研究與評價(jià)[J].石油與天然氣地質(zhì)，2004，25（4）：455～461.

[2]張明功，任孟坤，郭勇軍，等.儲層建模在濮城油田油藏描述中的應(yīng)用[J].斷塊油氣田，2009,16（1）：48-50.

[3]趙坤山，孫衛(wèi)霞，侯立君，等.油藏研究一體化軟件平臺在K49-K50地區(qū)的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2008,7:99-101.

[4]吳勝和.儲層表征與建模[M].石油工業(yè)出版社，2010：399～404.

[5]張淑娟，黃杰，崔剛，等.地質(zhì)建模技術(shù)在路70巖性油藏中的應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報(bào)（江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2011，33（7）：50-53.