油藏建模及數(shù)值模擬技術(shù)在西部某油田開發(fā)調(diào)整中的應(yīng)用

李 鵬,王亞楠,曹麗麗,劉冬民,鄭建雄

（東方地球物理公司研究院地質(zhì)研究中心，河北涿州072750）

油藏建模及數(shù)值模擬技術(shù)在西部某油田開發(fā)調(diào)整中的應(yīng)用

李 鵬*,王亞楠,曹麗麗,劉冬民,鄭建雄

（東方地球物理公司研究院地質(zhì)研究中心，河北涿州072750）

中國西部某油田在開發(fā)過程中遇到了預(yù)測油層鉆遇率不高、油水分布預(yù)測與實鉆結(jié)果差距較大、井網(wǎng)加密井的部署和實施難以實現(xiàn)等一系列問題，針對上述情況，在地震綜合解釋和儲層預(yù)測的基礎(chǔ)上，結(jié)合油田開發(fā)動態(tài)資料，開展了油藏地質(zhì)建模和油藏數(shù)值模擬研究。油藏模擬系統(tǒng)分析揭示出QL油田具有一定的開發(fā)調(diào)整及二次開發(fā)潛力；通過動態(tài)預(yù)測結(jié)果表明，采用井網(wǎng)加密將有效提高油藏的采出程度和采收率。模擬結(jié)果對油田生產(chǎn)動態(tài)預(yù)測及開發(fā)調(diào)整措施的制定具有重要的參考意義，推動了地震資料在油田開發(fā)過程中應(yīng)用的深度和廣度。

地震資料；地質(zhì)建模；油藏數(shù)值模擬；地震屬性分析；剩余油分布預(yù)測

QL油田是中國西部吐哈盆地最大的油田，也是地質(zhì)特征最為復(fù)雜、油田開發(fā)問題較為突出的油田之一。主要表現(xiàn)為預(yù)測油層鉆遇率不高；油水分布預(yù)測與實鉆結(jié)果差距較大；水驅(qū)狀況較差，單向水驅(qū)比例較大，井間矛盾突出；增儲潛力較大，但突破方向不明確。這些開發(fā)難題的存在使得井網(wǎng)加密井的部署和實施難以實現(xiàn)，降低了油藏動用程度和采收率標(biāo)定的可靠性。本文以地震資料解釋及反演成果為基礎(chǔ)，對影響地質(zhì)模型所需建立的構(gòu)造模型、儲層模型的精度做技術(shù)分析，以鉆井和測井資料對其進行約束，建立準確的地質(zhì)模型；通過對油藏數(shù)值模擬做系統(tǒng)分析，使動態(tài)歷史擬合及剩余油分布的研究成果更加可靠，有利于正確制定調(diào)整井的部署和實施。

1 概況

QL油田屬于吐哈盆地臺北凹陷鄯善弧形構(gòu)造帶西段中部，是一個被斷層復(fù)雜化的東西走向的長軸背斜構(gòu)造，兩翼不對稱，北緩南陡，閉合高度700～850m，構(gòu)造面積53km2。構(gòu)造斷層十分發(fā)育，按照斷層的特點可劃分成2組：一組是走向與構(gòu)造走向基本平行的逆斷層，另一組是與構(gòu)造走向基本垂直的正斷層或平移斷層。兩組斷層將油藏切割成大小不同的若干個斷塊。

QL油田主要含油層系屬于中生代侏羅系中統(tǒng)陸相沼澤環(huán)境沉積的煤系地層（J2s組和J2x組），巖性以中細—中粗砂巖、含礫不等粒砂巖、礫狀砂巖和粉細砂巖為主，粒級分散、分選差，磨圓度以次棱角狀為主，結(jié)構(gòu)成熟度低。屬扇三角洲—辮狀河沉積體系，縱向上油層分布均勻，平面上各油層單砂體主要呈條帶狀分布，平均單井鉆遇砂巖厚度65.3m，有效厚度42.3m。平面上，油藏構(gòu)造西部的陵3、陵4區(qū)塊油層埋藏淺，物性最好，構(gòu)造東部的陵2中、東區(qū)軸部次之，而陵2西區(qū)及油藏邊部，物性最差。

2 油藏地質(zhì)建模及數(shù)值模擬技術(shù)

油藏地質(zhì)建模方法：油藏地質(zhì)模型是油氣藏的類型、幾何形態(tài)、規(guī)模、油藏內(nèi)部結(jié)構(gòu)、儲層參數(shù)及流體分布的高度概括[1]。油藏地質(zhì)建模要綜合反映構(gòu)造模型、儲層模型、流體模型3個方面。

（1）構(gòu)造建模。構(gòu)造模型反映儲層的空間格架。其目的是精細刻畫斷點、斷層和地層這3大構(gòu)造要素的空間組合和配置關(guān)系,建立起一個符合地下實際虛擬的三維構(gòu)造模型,為下一步的儲層建模搭建準確的地層構(gòu)造格架。構(gòu)造模型由斷層模型和層面模型組成。斷層模型主要表現(xiàn)為單個斷裂面形態(tài)刻畫和多個斷層空間配置的擬合關(guān)系；層面模型反映的是地層界面的三維分布，疊合的層面模型即為地層格架模型。建模的基礎(chǔ)資料主要為坐標(biāo)數(shù)據(jù)、地層分層數(shù)據(jù)及其斷裂數(shù)據(jù)。一般通過插值法或隨機模擬方法，生成各個等時層的頂、底層面模型并進行空間疊合，結(jié)合斷層模型建立儲層空間格架模型，以此表征構(gòu)造的非均質(zhì)特性。

（2）沉積微相建模。在建立構(gòu)造模型后，通過儲集層參數(shù)和非均質(zhì)分布參數(shù)計算，特別是人機結(jié)合解釋劃分儲層邊界、夾層及其有效厚度，統(tǒng)計單井在縱向上各個巖相帶及儲層的概率分布，用于估計各類巖相帶及儲層所占體積，并以井點的密度及其在區(qū)域內(nèi)單井巖相及儲層所占比例，來反映不同類別巖相及儲層在空間出現(xiàn)的可能性，建立儲層內(nèi)部不同沉積微相類型的三維沉積相空間分布模型。沉積微相模型實際上是儲層結(jié)構(gòu)模型，它能夠定量表述儲集體的大小、幾何形態(tài)及其三維空間分布。儲層物性變化與沉積微相類型相關(guān)性很高，準確而合理的沉積相模型是精確建立儲層參數(shù)(孔隙度、滲透率、飽和度)模型的必要前提。

（3）儲層參數(shù)模型。儲層參數(shù)模型旨在表征油藏特征參數(shù)的空間變化規(guī)律，盡可能地識別對油藏性質(zhì)有較大影響的地質(zhì)特征。首先，對構(gòu)造模型進行三維網(wǎng)格化，然后利用井?dāng)?shù)據(jù)、地震數(shù)據(jù)，按照一定的插值方法對每個三維網(wǎng)格進行賦值，建立儲層屬性的三維數(shù)據(jù)體。不同的儲層參數(shù)從不同角度來反映儲層的不同特征，如砂巖厚度體現(xiàn)了沉積砂體的展布規(guī)律；滲透層厚度反映了油藏中滲透層的分布特征，其對應(yīng)的物性參數(shù)模型能很好地反映地層流體在油藏中的運動的地質(zhì)條件，體現(xiàn)儲層的三維宏觀非均質(zhì)性特征[2]。

3 應(yīng)用效果分析

3.1 油藏地質(zhì)模型建立

本次儲層地質(zhì)建模采用的是確定性建模方法，儲層預(yù)測的方法為應(yīng)用地震反演預(yù)測儲層厚度，應(yīng)用井間對比和插值方法預(yù)測井間儲層儲集性能參數(shù)來完成儲層參數(shù)預(yù)測。流體分布模型的重點為油氣水飽和度的分布和空間變化分析，此項研究主要應(yīng)用本區(qū)鉆井試油、測井綜合解釋和生產(chǎn)動態(tài)資料分析成果來完成，其方法主要是通過單井模型與地層模型結(jié)合，將單井模型中油氣水飽和度變化特征賦值到儲層三維網(wǎng)塊，建立油藏地質(zhì)模型[3]。

3.2 油藏數(shù)值模擬結(jié)果分析

油藏數(shù)值模擬是在單井、全區(qū)開發(fā)歷史擬合的前提下，重現(xiàn)油田的開發(fā)歷程，預(yù)測油田的未來開發(fā)趨勢，綜合其它方法搞清剩余油分布，找出剩余油的富集帶，指導(dǎo)調(diào)整、加密井部署[4]。本次油藏數(shù)值模擬方法的工作步驟可分為：數(shù)據(jù)的采集分析、建立油藏模擬模型、動態(tài)歷史擬合和預(yù)測情況報告。

3.2.1 歷史擬合

歷史擬合是用模擬計算的動態(tài)結(jié)果與實際動態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行比較，以驗證模擬模型與實際油藏的吻合程度。歷史擬合結(jié)果表明，單井?dāng)M合效果很好，單井日產(chǎn)油和累計產(chǎn)油與數(shù)值模擬計算結(jié)果符合程度很高，所有油井誤差在2%以內(nèi)（圖1）。

圖1 QL油田單井日產(chǎn)油歷史擬合圖

3.2.2 剩余油分布特征

油藏工程研究表明，QL油田三間房油藏邊水能量很小，天然能量驅(qū)動主要為彈性驅(qū)和溶解氣驅(qū)，枯竭式采收率低（小于17%）[5]，故采用注水保持壓力的開發(fā)方式，因此，影響含油飽和度變化的主要因素是注入水量，而注入水的驅(qū)油效率和水驅(qū)波及效率控制著剩余油的分布特征。

3.2.3 動態(tài)預(yù)測

綜合研究區(qū)三間房油藏剩余油分布特征，結(jié)合開發(fā)井網(wǎng)系統(tǒng)和油水井的注采關(guān)系，在油田內(nèi)部優(yōu)選了LX12-222和LX15-221兩口加密井，二者均為采油井，模擬時間為2006年7月至2010年12月，在全部油層同時射開的情況下，對其生產(chǎn)情況進行了預(yù)測：LX12-222井最高產(chǎn)能20t/d，累計產(chǎn)油1.8×104t；LX15-221井最高產(chǎn)能為18t/d，累計產(chǎn)油2.0×104t。模擬計算的2006年2月與2010年2月剩余油飽和度對比表明，井網(wǎng)加密將有效提高油藏的采出程度和采收率。

4 結(jié)論及建議

(1)油藏地質(zhì)建模及數(shù)值模擬研究的開展為QL油田油藏地質(zhì)特征認識的深化、開發(fā)方案調(diào)整、二次開發(fā)方案的制定和實施提供了一項必要的基礎(chǔ)資料。

(2)歷史擬合分析表明數(shù)值模擬結(jié)果具有較高的可靠性，控制剩余油分布特征的的地質(zhì)因素得到了進一步的明確，為油田生產(chǎn)動態(tài)預(yù)測及開發(fā)調(diào)整措施的制定提供了堅實的基礎(chǔ)。

(3)QL油田具有一定的開發(fā)調(diào)整及二次開發(fā)潛力，動態(tài)預(yù)測結(jié)果表明，采用井網(wǎng)加密將有效提高油藏的采出程度和采收率。

(4)地震、地質(zhì)、油藏和開發(fā)多學(xué)科綜合研究，不僅可以提高地震資料綜合解釋的可靠性和實用性，同時拓展地震資料在油田開發(fā)領(lǐng)域的深入應(yīng)用。

[1]宋子齊，伊軍鋒，龐振宇，王艷，李偉峰.三維儲層地質(zhì)建模與砂礫油層挖潛研究——以克拉瑪依油田七中區(qū)、七東區(qū)克拉瑪依組礫巖油藏為例[J].巖性油氣藏，2007，19(4)：99-105.

[2]王建，黃毓瑜，金勇，張世剛.基于測井?dāng)?shù)據(jù)的三維地質(zhì)模型構(gòu)建與可視化[J].測井技術(shù)，2003，27(5)：410-412.

[3]楊耀忠，曲壽利，隋淑玲，劉志宏.地震約束建模技術(shù)在油藏模擬中的應(yīng)用[J].石油地球物理勘探，2003，38(5)：535-539.

[4]Ahmed T.油藏工程手冊[M].冉新權(quán)，何江川，譯.北京：石油工業(yè)出版社，2002：179-200.

[5]姜漢橋，谷建偉，陳民鋒，孫夢茹.時變油藏地質(zhì)模型下剩余油分布的數(shù)值模擬研究[J].石油勘探與開發(fā)，2005，32(2)：91-93.

TE319

B

1004-5716(2015)10-0035-03

2014-10-22

2014-10-30

李鵬（1981-），男（漢族），河北容城人，工程師，現(xiàn)從事油氣勘探及地質(zhì)綜合研究工作。