一體化建模技術(shù)在潿洲A油田中的應(yīng)用

王麗君， 嚴(yán)　恒， 方小宇， 張　毅， 何麗娟

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東湛江524057)

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一體化建模技術(shù)在潿洲A油田中的應(yīng)用

王麗君， 嚴(yán)恒， 方小宇， 張毅， 何麗娟

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東湛江524057)

摘要：潿洲A油田目前處于開發(fā)中期，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、對含水規(guī)律和剩余油分布規(guī)律不清楚是該油田生產(chǎn)過程中最突出的問題，這嚴(yán)重影響了后續(xù)開發(fā)方案的設(shè)計(jì)。為了更精確地描述儲(chǔ)層分布及其物性在三維空間的展布特征，應(yīng)用地震-測井-地質(zhì)和開發(fā)生產(chǎn)資料，在綜合地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行一體化地質(zhì)建模，分步建立了構(gòu)造模型、沉積微相模型和微相控制下的儲(chǔ)層物性參數(shù)模型，通過數(shù)值模擬歷史擬合驗(yàn)證了該模型的準(zhǔn)確性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行生產(chǎn)指標(biāo)的預(yù)測，弄清了剩余油的分布特征，據(jù)此提出了下一步開發(fā)方案。潿洲A油田的成功應(yīng)用表明，地震-測井-地質(zhì)綜合一體化建模技術(shù)可以為開發(fā)方案的制定、油田調(diào)整挖潛決策提供科學(xué)的地質(zhì)模型。

關(guān)鍵詞：綜合地質(zhì)研究；地質(zhì)模式；儲(chǔ)層地質(zhì)知識(shí)庫；一體化建模；剩余油分布特征；潿洲A油田；廣西北海

0引言

潿洲A油田位于南海北部灣海域，潿西南凹陷1號(hào)斷裂南部，構(gòu)造上位于一花狀構(gòu)造“花瓣”上，從北到南被2條NWW-SEE向斷層分割成2塊，圈閉類型為斷層遮擋而形成的構(gòu)造+巖性圈閉(圖1)。潿洲A油田主要含油層系為流一段中層序(地震反射界面對應(yīng)于T81—T82)，自上而下劃分為L1Ⅰ、L1Ⅱ上、L1Ⅱ下、L1Ⅲ、L1Ⅳ上、L1Ⅳ下油組,其中L1Ⅳ上油組分為A、B、C3個(gè)砂體。儲(chǔ)層物性中等，非均質(zhì)性較強(qiáng)；天然能量較弱，為弱邊水驅(qū)巖性斷塊油藏(董貴能，2008；李茂等，2013；張輝等，2013)。

潿洲A油田于2009年投產(chǎn)，目前全油田日產(chǎn)油約1 200m3。經(jīng)過多年的開發(fā)，流一段開發(fā)逐漸出現(xiàn)了一些問題：(1) 儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)，產(chǎn)能規(guī)律不清楚;(2) 含水規(guī)律不清楚;(3) 剩余油分布規(guī)律不清楚，這些問題嚴(yán)重影響了該油田后續(xù)開發(fā)方案的制定。分析認(rèn)為該油田處于開發(fā)中期，挖潛潛力巨大，有必要對開發(fā)層系進(jìn)行綜合地質(zhì)研究，重建儲(chǔ)層地質(zhì)模型，弄清剩余油的分布情況，為油藏開發(fā)中后期調(diào)整挖潛提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。

1地震-測井-地質(zhì)綜合一體化建模流程

針對工區(qū)流一段油藏地質(zhì)特征，確立了地質(zhì)、地震和測井綜合一體化建模思路：首先井-震結(jié)合，搭建流一段儲(chǔ)層層序地層格架，然后進(jìn)行層序格架約束下的精細(xì)沉積相研究；在此基礎(chǔ)上進(jìn)行層序約束高分辨率儲(chǔ)層反演，綜合所有資料建立工區(qū)儲(chǔ)層地質(zhì)定量地質(zhì)知識(shí)庫；最后優(yōu)選隨機(jī)建模方法，開展沉積微相模擬和相控物性模擬，建立精細(xì)儲(chǔ)層地質(zhì)模型，從而為井網(wǎng)優(yōu)化、調(diào)整挖潛方案的制定提供可靠的地質(zhì)依據(jù)(霍春亮等，2007；于興河等，2008；徐安娜等，2009)。

圖1　L1Ⅱ上油組構(gòu)造圖Fig.1　Structure map of the upper oil group of L1Ⅱ in the study area

1.1綜合地質(zhì)研究

潿洲A油田流一段分上層序(T80—T81)、中層序(T81—T82)和下層序(T82—T83)。潿洲A油田主要含油儲(chǔ)層分布在流一段中層序(T81—T82)，因此，依據(jù)Cross的高分辨率層序地層學(xué)原理對縱向上的基準(zhǔn)面旋回進(jìn)行劃分，在流一段中層序識(shí)別了1個(gè)長期旋回、4個(gè)中期旋回和8個(gè)短期旋回，研究的主要層段為流一段中層序的短期旋回小層砂體，對應(yīng)的儲(chǔ)層油組分層分別為L1Ⅰ、L1Ⅱ上、L1Ⅱ下、L1Ⅲ、L1Ⅳ上、L1Ⅳ下(圖2)。根據(jù)基準(zhǔn)面旋回界面的識(shí)別和旋回劃分方案，結(jié)合該區(qū)流一段地層在地震剖面上的反射特征，建立流一段中層序地層對比格架。

從研究區(qū)的地質(zhì)特征出發(fā)，在層序?qū)Ρ雀窦艿目刂葡?，綜合運(yùn)用巖芯、地震、測井和古生物資料，基本掌握了該區(qū)流一段中層序各個(gè)油組的沉積相分布特征，井震結(jié)合建立了該區(qū)儲(chǔ)層定量地質(zhì)知識(shí)庫。潿洲A油田北部與1號(hào)斷裂帶毗鄰，流一段中層序沉積時(shí)期1號(hào)斷裂活動(dòng)較強(qiáng)，對北部沉積具有控制作用。區(qū)域沉積背景分析結(jié)合研究區(qū)流一段重礦分析結(jié)果認(rèn)為，該區(qū)流一段中層序物源來自西北方向。流一段中層序發(fā)育扇三角洲前緣沉積順物源方向沿盆地短軸方向展布，位于1號(hào)斷層的下降盤，分布范圍較小。其扇三角洲前緣平面上主要發(fā)育的沉積微相為辮狀水道、辮流壩、河口壩、水道間和淺湖泥沉積，由于該三角洲離物源近，供給充足，導(dǎo)致整體表現(xiàn)為砂包泥的特征，其中泥巖多為隔夾層，主要為每次小規(guī)模的湖侵或水道間的成因。

以主力油組L1Ⅱ下為例來說明該區(qū)流一段中層序沉積相平面分布特征。

L1Ⅱ下油組對應(yīng)于SSC6短期旋回(基準(zhǔn)面下降)，沉積時(shí)水體相對較淺，砂體規(guī)模大，主要分布于A9p、A9、A3、A2和A1井一帶，以及A15、A4和3井一帶；A12、A12Sa和W4井區(qū)的砂巖累積厚度較大，集中在15～28m，外圍井砂巖厚度在10m左右，井區(qū)砂體變化不大，但范圍廣，說明該期扇體主體位于西部，東部也發(fā)育，向湖盆方向砂厚呈放射狀減薄(圖3)。

1.2層序約束高分辨率儲(chǔ)層反演

潿洲A油田流一段泥巖含量高，砂泥巖互層多，導(dǎo)致波阻抗屬性不能很好地區(qū)分砂泥巖，通過對波阻抗與伽馬的交匯圖分析，認(rèn)為伽馬比波阻抗更能區(qū)分砂泥巖，而且該油田伽馬屬性與儲(chǔ)層砂體的相關(guān)性好。因此，在常規(guī)波阻抗反演的基礎(chǔ)上，采用STRATA軟件的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概率反演技術(shù)，尋找已有鉆井儲(chǔ)層屬性(如伽馬曲線、孔隙度曲線)與井旁波阻抗曲線、地震道曲線和地震屬性曲線的最佳擬合關(guān)系，然后將此擬合關(guān)系應(yīng)用到整個(gè)地震數(shù)據(jù)體，得到伽馬反演體與孔隙度反演體，用于后續(xù)巖性建模和物性建模的空間約束(圖4)(黃平等，2003)。

1.3儲(chǔ)層地質(zhì)知識(shí)庫

研究區(qū)流一段主要發(fā)育扇三角洲前緣辮狀水道、辮流壩、河口壩、席狀砂等沉積體，不同沉積單元

圖2　流一段中層序基準(zhǔn)面旋回劃分方案Fig.2　Division scheme of base-level cycle in the middle sequence ofthe first member of the Liushagang Formation

圖3　流一段中層序主力油組L1Ⅱ下沉積相平面圖Fig.3　Sedimentary facies of L1Ⅱ lower oil group in the middle sequenceof the first member of the Liushagang Formation

圖4　流一段中層序儲(chǔ)層地球物理特征圖Fig.4　Geophysical characteristics of reservoir in the middle sequence of the first member of the Liushagang Formation

的發(fā)育程度、規(guī)模和特征有所區(qū)別。將井震信息結(jié)合起來分析這些沉積單元的特征，由井點(diǎn)信息和地震反演數(shù)據(jù)體沿層切片可以得到描述沉積單元的各種參數(shù)(微相砂體寬度、厚度、寬厚比等)(表1)。

由于該區(qū)流一段中層序伽馬反演體與儲(chǔ)層砂體的相關(guān)性好，所以通過統(tǒng)計(jì)井點(diǎn)的沉積相與伽馬反演體數(shù)據(jù)的關(guān)系,可以得到相概率函數(shù)，將其應(yīng)用到三維伽馬反演數(shù)據(jù)體,從而得到能夠反映模擬單元內(nèi)指定沉積微相發(fā)生的平均概率的空間三維數(shù)據(jù)體。通過相概率函數(shù)來實(shí)現(xiàn)地震資料對隨機(jī)模擬的定量約束，保證各網(wǎng)格點(diǎn)的沉積相模擬遵從已知概率分布(圖5)。

潿洲A油田流一段中層序?yàn)樯热侵耷熬壋练e，主要砂體類型為辮狀水道、辮流壩、河口壩和席狀砂砂體。通過綜合地質(zhì)研究，總結(jié)各類砂體的疊置關(guān)系模式，從而反映砂體的空間展布特征，其中辮狀水道與辮流壩、辮流壩與辮流壩、辮狀水道與辮狀水道是該區(qū)主要的砂體疊置類型(圖6)。

表1　流一段中層序不同微相砂體形態(tài)參數(shù)

圖5　流一段中層序伽馬反演體相概率函數(shù)分析圖Fig.5　Probability function of facies of GR Inversion data in the middle sequence of the first member of the Liushagang Formation

圖6　流一段中層序主要砂體疊置關(guān)系圖Fig.6　Superimposition relationship of sandbodies in the middle sequence of the first member of the Liushagang Formation

2一體化定量地質(zhì)模型的建立

針對潿洲A油田流一段中層序儲(chǔ)層的地質(zhì)油藏特征,綜合利用地質(zhì)、地震、測井和開發(fā)等多方面的信息,加強(qiáng)儲(chǔ)層隨機(jī)建模中的地質(zhì)約束,加大地震資料對儲(chǔ)層建模的控制作用，使建立的模型更加符合地質(zhì)實(shí)際。

2.1構(gòu)造模型

構(gòu)造模型的建立：首先導(dǎo)入地震追蹤的各層位的斷層多邊形數(shù)據(jù)，進(jìn)行一定的組合，對于無構(gòu)造解釋和斷層多邊形數(shù)據(jù)的層位進(jìn)行順延處理，再通過剖面詳細(xì)分析，驗(yàn)證斷層面形態(tài)合理性，在此基礎(chǔ)上建立斷層模型；然后利用地震追蹤的層位作為平面約束，并通過井上的分層數(shù)據(jù)進(jìn)行硬約束，結(jié)合斷層模型建立最終構(gòu)造模型(圖7)。

圖7　流一段中層序構(gòu)造模型Fig.7　Structural model of the middle sequence in the first member of the Liushagang Formation

2.2沉積微相模型

圖8　流一段中層序沉積微相模型Fig.8　Sedimentary microfacies model of the middle sequence in the first member of theLiushagang Formation

考慮到在綜合地質(zhì)研究中所劃分的沉積相類型較多，直接模擬會(huì)導(dǎo)致模擬的沉積相較分散，為了更好地突出沉積微相間的接觸關(guān)系，在進(jìn)行沉積微相模擬前先將沉積微相進(jìn)行合并，將辮狀水道設(shè)為水道砂(微相代碼為1)，辮流壩、河口壩與席狀砂合并成壩砂(微相代碼為2)，水道間與湖相泥合并成泥巖(微相代碼為0)。在此基礎(chǔ)上，利用井點(diǎn)解釋沉積微相，結(jié)合地質(zhì)知識(shí)庫里各種微相形態(tài)的定量參數(shù)設(shè)置變差函數(shù)，由于伽馬反演體與沉積微相間具有很好的相關(guān)性，加入了伽馬反演體與沉積微相的概率函數(shù)進(jìn)行約束，通過序貫指示隨機(jī)模算法，建立多個(gè)沉積微相模型，再根據(jù)地質(zhì)認(rèn)識(shí)進(jìn)行模型優(yōu)選，得到最終的沉積微相模型(圖8)。通過盲井檢驗(yàn)，證明所建立的沉積微相模型完全符合該區(qū)地質(zhì)認(rèn)識(shí)。

2.3儲(chǔ)層物性參數(shù)模型

儲(chǔ)層物性參數(shù)建模采用相控條件下的序貫高斯(SGS)模擬算法，應(yīng)用數(shù)據(jù)分析得到的參數(shù)統(tǒng)計(jì)特征及變差函數(shù)，結(jié)合地震反演得到的孔隙度反演體進(jìn)行約束，建立孔隙度模型(圖9a)。在此基礎(chǔ)上，通過巖芯分析覆壓孔滲關(guān)系建立滲透率模型(圖9b)。含油飽和度模型的建立采用序貫高斯協(xié)模擬算法，由孔隙度模型與油柱高度模型進(jìn)行約束得到(圖9c)。

2.4儲(chǔ)層三維地質(zhì)模型歷史擬合檢驗(yàn)

為了對地質(zhì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)和修正，利用研究區(qū)已有的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史擬合。由于該油田在開發(fā)初期進(jìn)行了注水，所以擬合的重點(diǎn)是含水及產(chǎn)油剖面，通過修改傳導(dǎo)率控制水驅(qū)方向達(dá)到擬合歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)，結(jié)果表明全油田歷史擬合效果較好(圖10)。

在歷史擬合的基礎(chǔ)上進(jìn)行生產(chǎn)指標(biāo)預(yù)測，通過分析，認(rèn)為剩余油主要分布在井控不到的油藏邊部(圖11)。根據(jù)目前剩余油的分布特征，下一步的開發(fā)重點(diǎn)在于完善井網(wǎng)部署，通過在井間部署加密井的方式來挖潛剩余油，提高油田采收率。

3結(jié)論

(1) 一體化建模將地震、測井、地質(zhì)和開發(fā)資料充分結(jié)合起來，利用地震資料的橫向連續(xù)性、測井資料的垂向精確性、地質(zhì)認(rèn)識(shí)的空間整體性和開發(fā)資料的動(dòng)態(tài)連續(xù)性，科學(xué)建立儲(chǔ)層定量地質(zhì)知識(shí)庫，合理選擇模擬算法，建立儲(chǔ)層地質(zhì)模型，從而為開發(fā)方案的制定、油田調(diào)整挖潛決策提供科學(xué)的理論依據(jù)。

圖9　流一段中層序儲(chǔ)層物性參數(shù)模型Fig.9　Reservoir physical parameter models of themiddle sequence in the first memberof the Liushagang Formation(a) porosity model； (b) permeability model; (c) oil saturation model

圖10　流一中全油田歷史擬合曲線圖Fig.10　Historical fitting curves of the middle sequence of the first member of the Liushagang Formation

圖11　流一段中層序L1Ⅳ上油組B砂體剩余油含油飽和度平面分布圖Fig.11　Distribution of residual oil saturation ofsandbody B in L1Ⅳ upper oil group inthe middle sequence of the first memberof the Liushagang Formation

(2) 以地質(zhì)模型為基礎(chǔ)，對研究區(qū)流一段的開發(fā)指標(biāo)進(jìn)行了數(shù)值模擬歷史擬合，數(shù)值模擬結(jié)果表明，應(yīng)用一體化建模技術(shù)所建立的地質(zhì)模型能夠較真實(shí)地反映儲(chǔ)層地質(zhì)特征。

(3) 在數(shù)值模擬歷史擬合的基礎(chǔ)上，對研究區(qū)流一段的生產(chǎn)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測，基本弄清了剩余油的分布特征，由此提出了下一步開發(fā)建議。

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Application of the integrated modeling technology in the Oilfield Weizhou A

WANG Lijun， YAN Heng， FANG Xiaoyu， ZHANG Yi， HE Lijuan

(ZhanjiangBranchofCNOOCLtd.,Zhanjiang524057,Guangdong,China)

Abstract：The Oilfield Weizhou A is currently in a mid-development stage, and has encountered problems of strong heterogeneity of reservoirs, unclear understanding of water saturation and residual oil distribution during the oil production, which have seriously affected the design of subsequent development scheme. In order to accurately describe the distribution of reservoirs and their physical properties in three-dimensional space, an integrated geological modeling was created based on comprehensive geological study and integrated application of seismic-well logging-geological data and development production data. Structural model, sedimentary microfacies model and reservoir property parameter model controlled by microfacies were then established. The accuracy of the models was verified through history matching of numerical simulation. Based on this, production targets were predicted, the distribution characteristics of residual oil were ascertained, and the next development plan was proposed. The successful application of this technology in the Oilfield Weizhou A indicates that the integrated modeling technology using comprehensive seismic-logging-geological data can provide scientific geological model for the establishment of development plan and adjustment and tapping of oilfields.

Keywords：comprehensive geological study; geological model; geological knowledge base of reservoir; integrated geological modeling; distribution characteristics of residual oil; Oilfield Weizhou A; Beihai in Guangxi

doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2016.02.281

收稿日期：2015-05-26；修回日期：2015-08-31；編輯：蔣艷

基金項(xiàng)目：中海油“十二五”重大專項(xiàng)基金項(xiàng)目(2002I3000454)

作者簡介：王麗君(1985—)，女，工程師，碩士，地球探測與信息技術(shù)專業(yè)，主要從事地震解釋與儲(chǔ)層預(yù)測工作，E-mail： wanglijun157359@163.com

中圖分類號(hào)：P628； P618.130.2+1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-3636(2016)02-0281-07