王 勝，謝明舉，盧國軍，田立強(qiáng)

（1.中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司，天津塘沽 300452；2.中國石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶 163712）

相控屬性建模在蘇德爾特油田貝14區(qū)塊的應(yīng)用

王 勝1，謝明舉2，盧國軍1，田立強(qiáng)1

（1.中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司，天津塘沽 300452；2.中國石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶 163712）

蘇德爾特油田貝14區(qū)塊的興安嶺群主要發(fā)育扇三角洲，物源方向?yàn)槟霞皷|南。依據(jù)測井相特征和沉積相模式，在井震聯(lián)合建立的構(gòu)造模型基礎(chǔ)上，采用序貫指示模擬建立興安嶺群的沉積微相模型，然后按沉積微相類型分別設(shè)置變差函數(shù)，采用序貫高斯法對(duì)孔隙度參數(shù)進(jìn)行模擬。后驗(yàn)精度分析表明相控儲(chǔ)層屬性建模降低了隨機(jī)模擬的不確定性，提高了儲(chǔ)層預(yù)測的精度。

相控建模；序貫指示模擬；序貫高斯；屬性建模

隨著油藏開發(fā)程度的不斷提高，一些具有復(fù)雜構(gòu)造、巖性及流體特征的油藏已逐漸成為主要的開發(fā)目標(biāo)。油藏地質(zhì)研究工作迫切需要一些新的、實(shí)用的技術(shù)方法，使油藏認(rèn)識(shí)更加細(xì)致、精確，基于鉆井資料的三維地質(zhì)建模技術(shù)恰是解決這一問題的主要方向之一。沉積微相是反映儲(chǔ)層特征的一個(gè)重要性質(zhì)，它控制著流體在儲(chǔ)層中的分布和流動(dòng)，儲(chǔ)層中隔夾層的空間分布，砂體之間的連續(xù)性以及油藏規(guī)模都受制于沉積相，特別是沉積微相的控制。油氣儲(chǔ)層隨機(jī)建模的目的就是利用計(jì)算機(jī)建立儲(chǔ)層內(nèi)部沉積相的空間分布，并在此基礎(chǔ)上建立滲透率和孔隙度等物性參數(shù)的儲(chǔ)層空間分布[1]。

1 地質(zhì)知識(shí)庫建立

蘇德爾特油田處于海拉爾盆地貝爾凹陷內(nèi)，工區(qū)內(nèi)興安嶺群構(gòu)造格局整體表現(xiàn)為南北分帶、東西分塊的特點(diǎn)，各個(gè)油層組頂面構(gòu)造形態(tài)與下伏潛山布達(dá)特群頂面的構(gòu)造形態(tài)具有一定的繼承性，構(gòu)造類型以斷塊、斷鼻為主。貝14工區(qū)位于蘇德爾特中部的一個(gè)構(gòu)造高點(diǎn)，屬于斷塊油藏，位于貝28、貝16兩斷塊之間，南北相鄰貝34井和貝12井。蘇德爾特油田貝14區(qū)塊的目的層為興安嶺群，主要以扇三角洲沉積相為主的沉積體系，儲(chǔ)層具有厚度變化大、膠結(jié)程度高和非均質(zhì)性強(qiáng)的特點(diǎn)。貝14作為蘇德爾特油田的主力區(qū)塊之一，2003年開發(fā)至今，大體經(jīng)歷了天然能量開發(fā)、注水試驗(yàn)及滾動(dòng)開發(fā)3個(gè)階段。目前，單井產(chǎn)量不穩(wěn)定、含水上升較快等一系列問題制約了油藏采收率。

蘇德爾特油田貝14區(qū)塊目前已有預(yù)探井、開發(fā)井和評(píng)價(jià)井102口，面積約20 km2，井距一般在150 m左右，精細(xì)三維建模所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要有三大類：構(gòu)造、井點(diǎn)屬性（孔隙度、含油飽和度及滲透率）以及沉積相[2]。

（1）構(gòu)造數(shù)據(jù)：通過地震解釋得到興安嶺群一油層組（XⅠ）頂?shù)酌?、二油層組（XⅡ）頂?shù)酌鏄?gòu)造數(shù)據(jù)。7條斷層斷層面和斷層邊界數(shù)據(jù)。通過小層精細(xì)對(duì)比得到地層分層數(shù)據(jù)。其中XⅠ油層組細(xì)分為10個(gè)小層，XⅡ油層組細(xì)分為16個(gè)小層。

（2）井點(diǎn)屬性數(shù)據(jù)：綜合測井解釋、室內(nèi)分析化驗(yàn)巖心孔隙度、滲透率和含油飽和度。

（3）井點(diǎn)沉積相數(shù)據(jù)：依據(jù)沉積相模式、井點(diǎn)砂巖分布、巖心觀察以及測井相分析，對(duì)工區(qū)內(nèi)102口井進(jìn)行了單井相解釋和劃分，主要沉積微相有水下分流河道、河口壩、席狀砂、泥巖相，對(duì)4類沉積微相分別進(jìn)行離散編碼。

2 構(gòu)造模型的建立

構(gòu)造模型主要包括斷層模型與層面模型，應(yīng)用Petrel軟件，建立了7條斷層的三維模型（圖1，三維斷層面）及3個(gè)構(gòu)造層面的三維模型，最后將斷層模型及層面模型組合成三維構(gòu)造模型。為了使建立的構(gòu)造模型與測井精細(xì)分層數(shù)據(jù)和地震解釋的構(gòu)造面一致，對(duì)地震解釋構(gòu)造面按照測井分層數(shù)據(jù)進(jìn)行校正重新構(gòu)建，然后作為層面數(shù)據(jù)加入建立構(gòu)造模型。構(gòu)造模型中小層劃分采用測井精細(xì)分層數(shù)據(jù)并以構(gòu)造解釋結(jié)果作為趨勢面構(gòu)建。運(yùn)用角點(diǎn)網(wǎng)格建立構(gòu)造網(wǎng)格。由于角點(diǎn)網(wǎng)格的網(wǎng)格線可以是任意走向，因而可以精確描述油藏的幾何形狀及地質(zhì)特征，尤其是構(gòu)造起伏變化大、斷層發(fā)育的復(fù)雜油藏[3,4]。貝14區(qū)塊建模的精度為：平面網(wǎng)格大小為20 m×20 m，縱向上為0.25 m。

圖1 斷層模型

3 沉積微相模型的建立

按照單井相→剖面相→平面相分析的順序，蘇德爾特油田貝14區(qū)塊屬于扇三角洲沉積，主要的沉積微相有水下分流河道、河口壩、席狀砂、泥巖相。利用102口井的單井相分析結(jié)果，通過離散化得到所有井點(diǎn)關(guān)于沉積微相的離散數(shù)據(jù)，在精細(xì)構(gòu)造模型基礎(chǔ)上采用序貫指示算法進(jìn)行沉積微相隨機(jī)建模（圖2）。

序貫指示模擬法是以指示克里金為基礎(chǔ)的一種條件隨機(jī)模擬方法，它是非高斯模擬方法，與傳統(tǒng)的方法相比具有很多優(yōu)點(diǎn)：適用范圍更廣泛、不用去掉某些奇異值。序貫指示隨機(jī)模擬所產(chǎn)生的隨機(jī)實(shí)現(xiàn)不僅要再現(xiàn)儲(chǔ)層參數(shù)空間分布的相關(guān)結(jié)構(gòu)，還要求條件化到井點(diǎn)處模擬結(jié)果與已知數(shù)據(jù)一致。其基本思想是：對(duì)于某一區(qū)域化變量Z(x)，空間上不同的兩點(diǎn)之間該變量的值有相互依賴關(guān)系，即待估計(jì)點(diǎn)周圍一定范圍內(nèi)的參數(shù)數(shù)據(jù)對(duì)該點(diǎn)的參數(shù)值是有影響的，并且這種影響和已知點(diǎn)與待估計(jì)點(diǎn)之間的距離是有一定關(guān)系的。根據(jù)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中的變差函數(shù)理論，求得各單層模擬變量的實(shí)驗(yàn)變差函數(shù)值，并按一定的理論變差函數(shù)模型（如球狀模型）擬合得到理論變差函數(shù)曲線，從而確定模擬變量的變差函數(shù)變程。變程的大小反映了模擬變量空間相關(guān)距離的遠(yuǎn)近?？臻g距離大于變程范圍的數(shù)據(jù)彼此無關(guān)，空間距離在變程范圍以內(nèi)的數(shù)據(jù)則彼此相關(guān)，因此可以通過對(duì)估計(jì)點(diǎn)周圍的若干已知量（如孔隙度、滲透率等）的線性組合得到待估計(jì)點(diǎn)的模擬值[5]。

圖2 沉積微相模型

4 物性參數(shù)模型的建立

所謂沉積微相控制下的(相控)物性參數(shù)建模，實(shí)際上是在對(duì)物性參數(shù)如孔隙度、滲透率進(jìn)行模擬時(shí)考慮該物性參數(shù)點(diǎn)所處位置的沉積微相類型。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，因此對(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[5]。

相控物性參數(shù)建模是在沉積微相模擬的基礎(chǔ)上，根據(jù)各網(wǎng)格點(diǎn)的沉積微相類型，分別調(diào)用不同沉積微相物性參數(shù)的分布函數(shù)進(jìn)行隨機(jī)模擬，這樣做比用隨機(jī)插值更有地質(zhì)依據(jù)，而且考慮變量的空間相關(guān)性。即在沉積微相模擬基礎(chǔ)上采用序貫高斯模擬方法對(duì)物性參數(shù)進(jìn)行插值，在插值過程中需要按不同的沉積微相分別進(jìn)行處理。主要步驟如下：

（1）分別統(tǒng)計(jì)水下分流河道、河口壩、席狀砂及泥巖相的物性參數(shù)分布特征，如最大值、最小值、方差等。

（2）分別計(jì)算四種沉積微相的物性參數(shù)在垂向和剖面上的變差函數(shù)，設(shè)置不同的主方位角、主方向變程、次方向（與主方向垂直且在同一平面）變程、垂直方向變程。在計(jì)算出各個(gè)方向的變差函數(shù)后，還需要對(duì)其進(jìn)行理論模型的擬合，通常選擇球狀模型進(jìn)行擬合。

（3）利用前兩步的分析結(jié)果，采用序貫高斯算法對(duì)孔隙度、進(jìn)行相控隨機(jī)模擬（圖3）。

圖3 相控下的孔隙度分布模型

5 相控屬性隨機(jī)建模不確定性分析

模擬結(jié)果的可靠性從以下兩方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。

5.1 對(duì)井?dāng)?shù)據(jù)的忠實(shí)程度

本次建立儲(chǔ)集層地質(zhì)模型不僅考慮了物源對(duì)儲(chǔ)集層發(fā)育的影響及控制作用。還重點(diǎn)考慮了沉積微相對(duì)儲(chǔ)集層物性參數(shù)之間的空間相關(guān)性，因此建立的儲(chǔ)集層三維地質(zhì)模型與研究區(qū)沉積特征吻合，從圖4可見，井點(diǎn)實(shí)測孔隙度與粗化網(wǎng)格的孔隙度以及相控模擬的孔隙度值較為一致，模擬前后孔隙度分布的韻律特征也相同，表明模擬結(jié)果忠實(shí)于原始數(shù)據(jù)的分布規(guī)律[6]。

圖4 測井孔隙度與相控模擬孔隙度比較

5.2 抽稀井檢驗(yàn)

為了檢驗(yàn)相控屬性建模的合理性及可靠性，在進(jìn)行精度檢驗(yàn)時(shí)采用了抽稀井檢驗(yàn)，沉積微相控制下建立孔隙度模型時(shí)抽出B14-X56-48井，以這口井的孔隙度實(shí)測數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)相控預(yù)測的孔隙度數(shù)據(jù)，對(duì)比結(jié)果表明：采用隨機(jī)的序貫高斯算法建立的孔隙度模型平均相對(duì)誤差達(dá)到了33%，而采用沉積微相控制下建立的孔隙度模型平均相對(duì)誤差為9%，檢驗(yàn)結(jié)果表明采用沉積微相控制屬性隨機(jī)建模較為準(zhǔn)確可靠，降低了隨機(jī)模擬的不確定性。

6 結(jié)論

相控物性參數(shù)建模是在沉積微相模擬的基礎(chǔ)上，根據(jù)各網(wǎng)格點(diǎn)的沉積微相類型，分別調(diào)用不同沉積微相物性參數(shù)的分布函數(shù)進(jìn)行隨機(jī)模擬。在沉積微相控制下增強(qiáng)了地質(zhì)約束，提高了屬性參數(shù)預(yù)測的精度，降低了儲(chǔ)層物性參數(shù)隨機(jī)模擬的不確定性。

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中海油鶯歌海高溫高壓氣藏勘探獲突破

8月27日，從中海油湛江分公司了解到，勘探人員正在緊鑼密鼓地對(duì)東方13-2氣田開展精細(xì)評(píng)價(jià)工作。作為首個(gè)測試單井日產(chǎn)超過百萬立方米的高壓氣田，其成功評(píng)價(jià)將徹底改變鶯歌海盆地勘探開發(fā)局限于淺層氣藏的局面，并為向中深層高溫高壓氣藏進(jìn)軍打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

該氣田目的層位于高溫高壓層系黃流組，探井東方13-2-1井完鉆井深3 168米，測試井口溫度超過102℃，地層壓力系數(shù)達(dá)到1.81（常壓油氣田壓力系數(shù)為1），烴類氣體含量超過此前發(fā)現(xiàn)的東方13-1氣田，達(dá)到90%以上，儲(chǔ)層物性也優(yōu)于東方13-1氣田。

根據(jù)權(quán)威理論，當(dāng)壓力系數(shù)大于1.5后，油氣儲(chǔ)層便會(huì)發(fā)生形變，原生孔隙及裂縫就會(huì)閉合，地層滲透率將大大降低。加之中深層內(nèi)部壓力梯度過小，天然氣運(yùn)移能力會(huì)被極大削弱，因此，業(yè)界普遍認(rèn)為高溫高壓條件下天然氣無法成藏。

面對(duì)權(quán)威的論斷，湛江分公司只有在中深層找到大型優(yōu)質(zhì)氣藏，才能徹底推翻高溫高壓條件下天然氣難以成藏的觀點(diǎn)，真正挺進(jìn)中深層。于是，湛江分公司啟動(dòng)了高溫高壓氣藏勘探開發(fā)相關(guān)理論及技術(shù)攻關(guān)。

湛江分公司總經(jīng)理謝玉洪掛帥，對(duì)鶯歌海盆地層序地層和天然氣成藏模式進(jìn)行了剖析。此外，分公司還借助國家天然氣重大專項(xiàng)，開展了高溫高壓溶解模擬實(shí)驗(yàn)和生烴動(dòng)力學(xué)等一系列有關(guān)高溫高壓成藏機(jī)理的研究。

最終，研究證明了鶯歌海盆地在高溫高壓條件下，烴類氣在地層水中溶解度較小，梅山、三亞組烴源巖具備充足的生烴潛力，在溫壓下降時(shí)能夠析出成藏，打消了中深層高溫高壓氣藏勘探的疑慮。與此同時(shí)，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層精細(xì)評(píng)價(jià)技術(shù)、測井評(píng)價(jià)及處理技術(shù)等五項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)也獲突破。

2010年，東方1-1-14高溫高壓探井開鉆，首次獲得日產(chǎn)63.69萬立方米的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)超壓氣層。順藤摸瓜，通過精細(xì)研究，勘探人員成功評(píng)價(jià)了東方13-1氣田，獲得探明地質(zhì)儲(chǔ)量上百億立方米。今年4月20日，在距離東方13-1十幾千米處，又鉆探發(fā)現(xiàn)了更優(yōu)質(zhì)的大型氣藏東方13-2。高溫高壓條件下天然氣難以成藏的觀點(diǎn)被徹底顛覆，鶯歌海盆地的天然氣勘探從此走進(jìn)一個(gè)新時(shí)代。

摘編自《中國海洋石油報(bào)》2012年8月29日

Application of Facies-Controlled Reservoir Petrophysical Parameter Modeling in Bei-14 Area of Suderte Oil Field

WANG Sheng1, XIE Mingju2, LU Guojun1, TIAN Liqiang1
（1.China France BoHai Geoservices Co., Ltd, Tanggu Tianjin 300452, China; 2. Exploration and Development Research Institute, PetroChina Daqing Oil fi eld Company Limited, Daqing Heilongjiang 163712, China)

Fan delta are well developed in Xing'anling Group, Block Bei-14 of Suderte oilf i eld, with materials sourced mainly from south and southeast. On the basis of log-curve facies and core sedimentary model, structural model has been established on well seismic tie, and microfacies model has been constructed on the basis of structural model by using sequential indicator simulation method. Then, on the basis of the sedimentary facies types, with variate difference function, the petrophysical parameters are simulated by using sequential gauss simulation under the control of sedimentary microfacies modeling. Posterior precision analysis shows that the facies controlled reservoir property modeling can reduce the uncertainty of random simulation, and improve the precision of reservoir prediction.

facies-controlled reservoir modeling; sequential indicator simulation; sequential gaussian simulation; petrophysical parameter modeling

TE121.2

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2012.04.042

1008-2336（2012）04-0042-04

2012-03-07；改回日期：2012-04-26

王勝，男，1978年生，助理工程師，2002年畢業(yè)于西南石油學(xué)院石油地質(zhì)專業(yè)，從事地質(zhì)錄井工作。E-mail：wangsheng@cfbgc.com。