江謀勇,鄭 勇,申 進(jìn) (中石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院,河南 南陽473132)
KK油田位于尼日利亞OML66區(qū)塊的構(gòu)造高部位,構(gòu)造復(fù)雜,整體為一被斷層復(fù)雜化的長軸背斜構(gòu)造,背斜軸向近東西向,斷層多,斷塊小,縱向上砂組多,井密度小,給儲量參數(shù)的確定帶來困難,故采用petrel軟件的隨機(jī)建模法對KK油田B-D砂組的儲量進(jìn)行重新計(jì)算,并和二維計(jì)算結(jié)果擬合,使儲量計(jì)算結(jié)果更合理。
應(yīng)用斯倫貝謝公司的Petrel 2005軟件建立KK油田B-D砂組地質(zhì)模型,儲量計(jì)算采用容積法[1-2],容積法計(jì)算公式為:
式中,N為石油地質(zhì)儲量,104t;A為含油面積,km2;h為平均有效厚度,m;φ為平均有效孔隙度,%;Sw為平均油層原始含水飽和度,%;ρo為平均地面原油密度,t/m3;Bo為平均原始原油體積系數(shù)。
1)計(jì)算范圍 根據(jù)儲量計(jì)算所需及地質(zhì)認(rèn)識確定建模工區(qū)范圍,對KK油田儲量計(jì)算采用橫向上分?jǐn)鄩K,縱向上分砂組的計(jì)算方法,橫向上共劃分出7個計(jì)算單元,縱向上劃分為23個計(jì)算單元,利用Petrel 2005中Boundary工具反映到地質(zhì)模型中,模型B-D砂組三維網(wǎng)格為179×123×694,共計(jì)網(wǎng)格15279798個,節(jié)點(diǎn)15512400個。
2)構(gòu)造模型和相模型 KK油田工區(qū)范圍內(nèi)共24口井,被復(fù)雜斷層分割成19個斷塊,其中與油氣相關(guān)的斷塊有7個。Petrel 2005利用地震解釋斷層數(shù)據(jù),結(jié)合已有的地質(zhì)認(rèn)識,建立KK油田斷層模型[1-2■,確定儲量計(jì)算范圍,搭建模型骨架 (見圖1)。利用地震解釋層位數(shù)據(jù),用地質(zhì)分層數(shù)據(jù)作為約束,填充整個KK油田構(gòu)造模型[3]。
在前期對KK油田單井相、區(qū)塊沉積相及沉積模式認(rèn)識的基礎(chǔ)上用確定性建模方法建立KK油田各砂組的相模型,圖2為B1砂組相模型。
3)三維孔滲模型 KK油田構(gòu)造復(fù)雜,井密度小,每個儲量計(jì)算單元內(nèi)井?dāng)?shù)少 (1~2口),Petrel 2005數(shù)值模擬法利用測井解釋孔隙度、滲透率及含油飽和度數(shù)據(jù),利用相控,采用序貫高斯隨機(jī)模擬方法建立KK油田孔隙度和滲透率模型[4-5],與傳統(tǒng)方法相比,計(jì)算出來的平均有效孔隙度(φ)及滲透率更合理。
圖3為B-D砂組的孔隙度模型,通過相控,模擬結(jié)果和相的相關(guān)性比較好,最終模擬結(jié)果較好地再現(xiàn)了孔隙度在三維空間上的展布,總體上非均質(zhì)性不是太強(qiáng),屬于高孔。
滲透率和孔隙度有很強(qiáng)的相關(guān)性,滲透率模擬時采取孔隙度進(jìn)行協(xié)同模擬。圖4為最終結(jié)果,再現(xiàn)了地下儲層滲透率在空間上的展布,屬于高滲透率儲層,非均質(zhì)性比較弱,受相控影響不是太明顯。
圖1 B1砂組體模型
圖2 B1砂組相模型
圖4 B1砂組滲透率模型
4)含油飽和度模型 KK油田油藏類型多為斷背斜和斷鼻,油水關(guān)系大部分通過斷層隔開,再搭建準(zhǔn)確構(gòu)造模型,建立油水界面后,即可確定每個含油斷塊的三維空間體積,分別計(jì)算每個網(wǎng)格的體積,KK油田井點(diǎn)少,避免了二維算法中計(jì)算平均有效厚度帶來的誤差。
對含油飽和度采用確定性賦值方法。通過不同層位,不同斷塊的油水界面的設(shè)置,將油水界面以上的區(qū)域含油飽和度賦值為一個對應(yīng)的數(shù),分布為65%~85%。得到的結(jié)果如圖5所示。
圖5 B1層含油飽和度分布圖
5)有效儲層網(wǎng)格模型 (NTG模型)Petrel 2005數(shù)值模擬法計(jì)算儲量是基于單個網(wǎng)格的,針對每個網(wǎng)格判斷其是否為有效儲層,根據(jù)地質(zhì)認(rèn)識,有效厚度的判斷依據(jù)為孔隙度大于20%及滲透率大于253μm2,建立了KK油田NTG屬性模型。
6)其他參數(shù)KK油田分析化驗(yàn)資料很少,整個KK油田體積系數(shù)為一個定值,采用確定性賦值的方法為每個計(jì)算單元賦值,KK油田體積系數(shù)為1.055。
1)儲量計(jì)算結(jié)果 表1為7個斷塊的儲量計(jì)算結(jié)果及儲量擬合情況,并給出了二維算法與三維算法的絕對誤差與相對誤差,其中K1斷塊絕對誤差和相對誤差最大,KU1-N斷塊絕對誤差最小,K9斷塊相對誤差最小。二維與三維模擬計(jì)算結(jié)果存在差異,主要是因?yàn)楦鱾€參數(shù)的取值精度不同,在基于二維圖形的地質(zhì)儲量計(jì)算中,關(guān)鍵的參數(shù)如有效厚度、有效孔隙度、含水飽和度均為平均值,大大掩蓋了儲層非均質(zhì)性對儲量計(jì)算的影響。而在基于三維模型的體積計(jì)算中,橫向上50m、縱向上1.2m取一個參數(shù)值,按網(wǎng)格計(jì)算油氣儲量,儲量計(jì)算值為每個網(wǎng)格儲量的積分值。
表1 KK油田分?jǐn)鄩K儲量計(jì)算結(jié)果對比表
2)儲量不確定性分析 KK油田處于勘探中期,其構(gòu)造復(fù)雜,斷塊多,縱向上小層多,井密度小,儲量結(jié)果存在很大的不確定性。數(shù)值模擬法采用蒙特卡洛法,以有效孔隙度和含油飽和度等隨機(jī)變量為對象,利用不同的隨機(jī)種子數(shù),產(chǎn)生不同的模擬路徑,得到不同的儲量計(jì)算結(jié)果,提供合理的儲量范圍值,減少投資的盲目性。圖6為KK油田B-D砂組100組儲量計(jì)算結(jié)果的累計(jì)概率分布圖,由圖6可知,B-D砂組儲量主要集中分布在2.538×107m3。
圖6 B-D砂組100組實(shí)現(xiàn)儲量分布概率統(tǒng)計(jì)圖
隨機(jī)建模法在孔隙度、滲透率、含油飽和度等隨機(jī)變量參數(shù)的取值上,更能體現(xiàn)儲層的非均質(zhì)性,取值更合理。石油地質(zhì)儲量應(yīng)該是一個范圍,而不應(yīng)是一個確定值,利用Petrel軟件隨機(jī)建模法建立KK油田地質(zhì)模型,進(jìn)一步計(jì)算工區(qū)儲量并對儲量的不確定性進(jìn)行分析,與二維計(jì)算儲量方法相比較,雖然計(jì)算公式都是用的容積法,但是數(shù)值模擬法能針對隨機(jī)變量計(jì)算出儲量分布,為決策者提供可能的儲量范圍,減小投資的風(fēng)險(xiǎn),有效降低勘探開發(fā)的危險(xiǎn)。
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