复杂断块油藏建模技术在丘陵油田的应用

复杂断块油藏建模技术在丘陵油田的应用
刘滨;石晓燕;何伯斌;刘瑛;罗阳俊
【摘要】以油田密井网、地震解释层面和断层数据、储集层预测和沉积微相研究成果作为建模控制因素,综合应用概率统计、变差函数分析等技术手段和序贯高斯协克里金方法完成吐哈盆地丘陵油田复杂断块油藏精细三维地质模型的建立,实现油田综合地质认识成果的数字化和可视化,在油田下步综合调整研究中起到了重要作用.
【期刊名称】《新疆石油地质》
【年(卷),期】2010(031)005
【总页数】3页(P548-550)
【关键词】吐哈盆地;丘陵油田;复杂构造;地质模型
【作者】刘滨;石晓燕;何伯斌;刘瑛;罗阳俊
【作者单位】中国地质大学,能源学院,北京,100083;中国石油,吐哈油田分公司,勘探开发研究院,新疆,哈密,839009;中国石油,吐哈油田分公司,勘探开发研究院,新疆,哈密,839009;中国石油,吐哈油田分公司,勘探开发研究院,新疆,哈密,839009;中国石油,吐哈油田分公司,勘探开发研究院,新疆,哈密,839009;中国石油,吐哈油田分公司,勘探开发研究院,新疆,哈密,839009
【正文语种】中文
【中图分类】TE112
复杂断块油藏地质建模的关键是如何根据断层间的削截接触和组合关系，建立反映油藏特征的断层格架模型、构造层模型和储集层属性模型[1]。

以断裂系统复杂的
丘陵油田中侏罗统三间房组（J2s）油藏为例，充分应用构造、地质、沉积相、储
集层、油藏分析等精细油藏描述静态研究成果，并结合油田开发动态，利用
Petrel软件在建立精细构造模型和相控随机建模方面的技术优势[2]，实现该区块
复杂断块油藏的整体建模和多属性模型的优选。

丘陵油田三间房组油藏是一个被断层切割复杂的长轴背斜，上油组为辫状河沉积体系，下油组是扇三角洲分流河道沉积体系，油水界面异常复杂。

为了进行油藏地质建模，收集整理了高精度三维地震资料构造解释成果，其中包括228条断层的解释数据，7个层面数据；467口井的井位、井斜、测井数据以及分层数据等；463口井15 444井层的储集层属性的各类参数数据。

（1）断层模型的建立由于丘陵构造地质异常复杂，发育的数百条断层纵横交错，用所有的断层建模是不现实的。

因此，采取动、静态结合的方法，梳理和落实断裂对油水关系的控制作用，有效地处理平移、削截等断裂接触关系。

经过细致的挑选，确定了45条主断裂为骨架，包括断层112条，累计划分断块115个（图1）。

在建模过程中采用了时深转换后的断层解释数据来建立断面，有效地保证了在三维空间里断面归位的准确性。

理顺断层的组合接触关系是合理构建断层骨架模型的根本，采取了先构建主断层，后构建次生断层；先构建南北向断层，后构建东西向断层，由简单到复杂，逐步完善断层模型的做法；其次，对于倾角差异大的断层，要定义合理的削截接触关系。

丘陵断层模型最终采用了464个连接点，同时，还考
虑了用合理的fault pillar（断柱），为断面网格化的成功夯实基础。

（2）构造层模型在断层模型的基础上，首先，要建立主要约束层面[2]。

利用构造解释的七克台组-西山窑组顶面共7层构造数据为主要约束层面的数据，仔细检查
并修正断面与层面的接触关系，使之协调、合理，最后网格化为主要约束层面。

其
次是建立单砂体顶面构造层，在主要约束层面的控制下，对地层对比解释的单井砂体顶面深度数据，利用最小曲率、克里金插值或厚度叠加等手段，逐次建立33个单砂体顶面构造层，并以井点厚度分布来校验其合理性。

模型边界在建立模型时非常重要。

为有效实施丘陵油田整体建模，结合开发动态和油水界面资料，确立了一个多边形的边界，其中，构造东南部以丘陵Ⅱ号大断裂为界，东面也以一个三级小断层为边界。

模型涵盖了油田主体块，总面积为49.1
km2.模型网格采用角点网格系统，平面上网格步长为25 m×25 m，纵向上分为
33个单砂层，335个微层，其分辨率达到了分米级，建模网格总节点数达到
541×244×336=44 353 344个。

在测井曲线标准化的基础上，利用测井处理、解释成果，以自然伽马测井曲线为主，辅以其他曲线（如自然电位、密度、声波、中子、孔隙度、渗透率等），用神经网络聚类分析等手段来划分岩相。

针对丘陵油田三间房组油藏开发生产的实际需要，同时也为简化地质模型，将三间房组的岩性划分为3级，即泥岩、砂泥岩和砂岩。

并将岩相曲线赋到井轨迹所经
过的模型网格上，然后进行数据分析，其中包括：①纵向概率性统计分析，对各岩相在各层内的纵向分布规律进行概率性统计分析，以此约束岩相模型的纵向特征；
②变差函数分析，分别对各层内的各岩相进行横向及纵向变差函数分析。

通过分析发现，平面上各岩相的主变程方向基本上为北西30～40°左右，主变程长度为700～900m，次变程长度为600～700m，砂岩的纵向变程为3 m左右。

最后，以井上的岩相解释数据为基础，应用井上统计的各岩相的纵向分布规律，在变差函数的控制下，用序贯指示协模拟方法来建立既符合井点取值又遵循总体分布趋势的岩相模型。

利用测井解释、处理的孔隙度、渗透率曲线，建立丘陵油田三间房组油藏的孔、渗属性模型，其次，建立净毛比、流动单元指数[3]等模型。

（1）孔隙度模型将孔隙度曲线赋到井轨迹所经过的模型网格上，然后进行数据分析，其中包括：①纵向概率性统计分析和标准正态变换，对孔隙度进行分层、分岩相的纵向分布规律分析，以约束孔隙度模型的纵向分布特征；②变差函数分析，分别对各层、各岩相孔隙度进行横向及纵向变差函数分析。

在岩相模型的控制下，通过变差函数、纵向分布趋势、概率统计的分析，用序贯高斯协模拟方法来建立既符合井点取值又遵循总体分布趋势的相控孔隙度模型。

（2）渗透率模型方法与孔隙度模型的建立类似，也包括纵向概率性统计分析、标准正态变换和变差函数分析。

不同的是，建立渗透率模型时把孔隙度模型作为软数据进行约束，最后，在孔隙度模型的控制下，通过变差函数、纵向分布趋势和概率统计的分析，用序贯高斯协克里金方法来建立既符合井点取值又遵循总体分布趋势的相控渗透率模型（图2）。

（3）净毛比模型以岩相模型和孔隙度模型为控制单元，应用砂泥岩变差分析结果，将泥岩的网格值赋为0（孔隙度值低于下限），砂岩的网格取值为1（孔隙度高于下限），建立净毛比（有效厚度/储集层总厚度）模型。

（4）流动单元指数模型在小层精细对比和细分单砂层的基础上，依据沉积特征和岩石物理参数，开展了大量的储集层属性参数研究及测井解释图版分析[4]，应用
聚类分析及综合判别分析等手段，对连续的具有相似的孔渗性和孔隙结构的储集层进行了分类评价。

按流动单元将丘陵油田三间房储集层细分为5类，储集层的流
动单元指数下限为0.45。

在此基础上，建立了丘陵油田三间房组油藏的流动单元
指数（FZI）模型（图3）。

（1）模型的质量控制为了保证模型的准确性必须进行模型的质量控制。

丘陵油田井网密集，有利于抽井交叉验证模型的准确性。

多次随机的抽井交叉[5]验证表明，输入岩相、孔隙度、渗透率曲线与井点处模型
岩相、孔隙度、渗透率基本一致，误差小，吻合程度高。

尤其值得一提的是，在丘
陵油田三间房油藏地质模型构建完成后，又获得两口新钻井（L16-20井、LJ11-191井）的资料，为模型的质量验证提供了更好的条件和机会。

将两口新井的解
释成果加入模型，通过仔细对比发现，L16-20井在三间房组目的层确实钻遇断层，砂体的发育程度与测井解释结果相吻合（图4）。

由LJ11-191井测井解释出来的单砂体，能够一一对应于模型中井点处揭示的单砂体（图5）。

这充分表明，该模型质量可靠，为下步数值模拟夯实了基础。

（2）模型的粗化精细地质模型的粗化是地质建模中很重要的一项工作。

丘陵油田构造地质非常复杂，不仅断裂非常发育，而且储集层相变快，许多老井的井斜偏差很大。

因此，为使数值模拟结果能更好体现丘陵油田三间房油藏，模型的粗化采用“平面网格步长不变，纵向粗化到单砂体”的方法，极大地满足了开发生产和数值模拟精度的需要。

由于各项属性参数的性质不同，所以粗化方法的选择也不一样，对于构造只需采用软件提供的粗化方法；对于孔隙度、净毛比模型，一般采用普通加权平均算法。

在丘陵三间房油藏地质模型粗化过程中，笔者创新地采用了“分类权平衡法”，即对砂、泥岩进行分类再粗化，同时在砂岩粗化时建立加权系数进行粗化，最后进行叠加,该方法有效地保证了孔隙度模型的精度；对于渗透率模型，由于渗透率的各向
异性特征，平均值算法不适合对渗透率的粗化，所以采用基于流动张力网格的调和算法[6]来粗化产生各单砂层的x、y、z三个方向的各向异性的渗透率模型，其中i、j方向渗透率基本一致，k方向渗透率粗化前取值为i方向的0.01倍。

依据本次研究成果，2008年针对剩余油潜力区新钻了13口调整井，平均初期日
产油14.94 t，含水率13%；到2008年底，日产水平仍保持在13.72 t，含水率12%，当年增油量16 098 t，取得了较好的经济效益。

2008年部署之后，其中
L16-20井自喷投产，初期日产油25.7 t，含水率11%.目前日产油29.8 t，含水率4%.
（1）基础数据的准确度及其准确加载，是三维精细地质建模的关键。

（2）建模过程环环紧扣，每一步的精度也是最终能否建立符合油藏实际的三维地质模型的关键。

多因素控制建模切实可行，有助于解决井间预测精度不高的难题，从而降低模型的随机性，满足精细油藏描述的需要。

【相关文献】
［1］崔永福，彭更新，李国会，等.基于小波边缘分析建模的波组抗反演技术［J］.新疆石油地质，2009，30（2）：261-263.
［2］刘文岭.地震约束储层地质建模技术［J］.石油学报，2008，29（1）：1-2.
［3］窦之林.储层流动单元研究［M］.北京：石油工业出版社，2000.
［4］穆龙新，裘怿楠．不同开发阶段的油藏描述［M］．北京：石油工业出版社，1999.
［5］刘泽容，信荃鳞.油藏描述与方法技术［M］.北京：石油工业出版社，1993.
［6］李允.油藏模拟［M］.山东东营：石油大学出版社，1999.。