潘雪峰，劉媛萍，徐星安，陳義才， 陳恭洋

(1.西南石油大學(xué)，成都 610000；2.成都理工大學(xué) 能源學(xué)院，成都 610059；3.河南煤層氣開發(fā)利用有限公司，鄭州 450000；4.長江大學(xué) 計算機(jī)科學(xué)學(xué)院，荊州 434023)

0 引言

隨著石油工業(yè)的發(fā)展和勘探開發(fā)的進(jìn)行,國內(nèi)、外相繼在火山巖儲層中發(fā)現(xiàn)了一些油氣藏[1-2]。由于火山巖儲層的分布及物性受多種因素的控制,再加上裂縫的大量發(fā)育，使其儲層建模研究工作難度增加。馬朗凹陷牛東地區(qū)卡拉崗組火山巖油藏已完鉆五十余口生產(chǎn)井，儲層試采投產(chǎn)統(tǒng)計結(jié)果表明，儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，裂縫的發(fā)育是產(chǎn)能控制的關(guān)鍵性因素[3-4]。進(jìn)一步認(rèn)識卡拉崗組火山巖儲層內(nèi)部各屬性參數(shù)的發(fā)育和分布特征，以及裂縫的發(fā)育分布情況，通過建立精細(xì)的三維地質(zhì)模型，采用螞蟻體示蹤的方法對火山巖體內(nèi)的裂縫發(fā)育特征進(jìn)行系統(tǒng)研究，為油田的后期開發(fā)提供有利依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

牛東區(qū)塊位于條山凸起前緣牛東鼻隆構(gòu)造帶上[5], 該構(gòu)造帶位于三塘湖盆地馬朗凹陷東北部, 近東西向展布, 北依南傾逆沖斷層, 并被次級背沖式斷層切斷, 自西向東發(fā)育牛東兩個斷背斜：①牛東鼻隆帶呈北東-南西方向傾伏于馬朗凹陷中；②牛圈湖鼻隆帶呈北東-南西方向傾伏于馬朗凹陷中，與牛東鼻隆帶之間以凹槽相隔。

根據(jù)巖心和薄片資料的鑒定結(jié)果以及成像測井資料，牛東地區(qū)卡拉崗組火山巖以玄武巖為主，其次為安山巖和火山碎屑巖[6],根據(jù)牛東地區(qū)石炭系火山巖巖石學(xué)特征、縱向序列和火山作用特征，可以分成溢流相、爆發(fā)相和過渡相。

2 地質(zhì)模型的建立

2.1 構(gòu)造模型

構(gòu)造模型反映儲層的空間格架，由層面模型和斷層(面)模型組成。通過研究區(qū)五十多口井的地質(zhì)分層對比和地震解釋結(jié)果，同時結(jié)合火山巖的成因模式，精細(xì)模擬了卡拉崗組多期次噴發(fā)旋回界面與斷層的空間配置關(guān)系，建立儲層三維可視化構(gòu)造模型[7](圖1)。牛東區(qū)塊卡拉崗組構(gòu)造表現(xiàn)為北東-南西向的鼻狀隆起，幅度為450 m，斷層呈北西-南東方向。

圖1 牛東區(qū)塊卡拉崗組構(gòu)造模型Fig．1 Structural model in Niudong area of kalagang formation

2.2 巖相模型

牛東地區(qū)卡拉崗組火山巖具有多期噴發(fā)的特征，同一口井縱向上和井間橫向上的巖相變化大。在巖相建模過程中，巖心與測井解釋信息是硬信息，地震資料由于具有多解性，作為軟信息參與建模。與地層巖相有關(guān)的地震屬性主要有振幅、相對聲阻抗、道包絡(luò)、瞬時頻率等。通過優(yōu)選發(fā)現(xiàn)，振幅包絡(luò)屬性與巖相關(guān)系密切, 對火山巖的巖性區(qū)分較好。因此，以單井巖相劃分為第一變量，巖相趨勢面和屬性體兩個參數(shù)為第二約束條件變量，進(jìn)行儲層火山巖微相建模。巖相類型以溢流相為主、其次為火山爆發(fā)相和過渡相(圖2)。

2.3 儲層孔隙度模型

根據(jù)牛東地區(qū)卡拉崗組火山巖的巖心觀察及薄片鑒定，儲層的儲集空間為原生氣孔、次生溶蝕孔及裂縫。儲層孔隙度建模是在相控的基礎(chǔ)上采用井震結(jié)合，地震屬性資料主要為波阻抗。建模時以巖相模型為一級變量，高分辨率波阻抗體為二級變量，分別在縱向和橫向上加以約束(二級約束)，采用協(xié)模擬方法插值，即用井?dāng)?shù)據(jù)作“硬”數(shù)據(jù)，用反演波阻抗屬性做“軟”數(shù)據(jù)約束模擬孔隙度，建立合理的孔隙度模型[8](圖4)。從圖3可知，波阻抗與孔隙度呈較好的關(guān)系，所以波阻抗可以作為軟數(shù)據(jù)約束。

圖2 牛東地區(qū)卡拉崗組火山巖相模型Fig．2 Facies model of volcanics in Niudong area of kalagang formation

圖3 牛東地區(qū)卡拉崗組波阻抗—孔隙度關(guān)系圖Fig．3 Acoustic impedance-porosity relation-ship in Niudong area of kalagang formation

圖4 牛東區(qū)塊卡拉崗組三維孔隙度模型Fig．4 3D porosity model in Niudong area of kalagang formation

2.4 儲層含油飽和度模型

由于火山巖非均質(zhì)行強(qiáng)，屬于雙孔介質(zhì)，為了更加準(zhǔn)確地估算儲量，使含油飽和度模型更加貼近地下的真實分布情況，本次含油飽和度模型建立，是利用毛管壓力函數(shù)(又稱J(Sw)函數(shù))作為核心，采用常規(guī)變差函數(shù)作為參數(shù)，運用克里金方法模擬含油飽和度模型。先通過多條實驗室毛管壓力曲線得到實驗平均毛管壓力曲線，再將實驗室毛管壓力變換為地層毛管壓力，然后將地層毛管壓力換算為油藏高度，最后用油藏高度或油水界面以上的高度從毛管壓力曲線求出油藏原始含油飽和度SO,SO=100-SW。

Ⅰ類：

Ⅱ類：

Ⅲ類：

圖5 牛東地區(qū)卡拉崗組壓汞曲線Fig．5 Mercury penetration curve in Niudong area of kalagang formation

在利用毛管壓力曲線建立的含油飽和度模型上，任意切取了一條剖面和油藏剖面在橫向上和縱向上進(jìn)行對比，均是比較合理的(圖版1)。

圖版3 牛東地區(qū)C2k油藏單井初始產(chǎn)能分布圖及牛東地區(qū)C2k 裂縫強(qiáng)度分布Fig. 3 Initial production distribution of single reservoir well and Fracture inten sity distributing of C2K in Niudong area(a)初始產(chǎn)能分布圖；(b)裂縫強(qiáng)度分布

2.5 裂縫模型

牛東地區(qū)卡拉崗組巖心觀察和測井解釋表明裂縫非常發(fā)育，而裂縫的識別和描述難度相對較大。一般來說，裂縫按照發(fā)育的級別分為三類，即大裂縫、中等裂縫和微小裂縫，大中型的裂縫一般通過地震等資料來識別，而其他的則通過測井?dāng)?shù)據(jù)等方式獲得。通過牛東地區(qū)卡拉崗組五十多口井的測井資料解釋了開啟裂縫，主要以低角度網(wǎng)狀縫為主，走向雜亂，各種方向的裂縫相互切割交織成網(wǎng)，這樣更能改善油藏的滲流能力(圖6)。

對構(gòu)造等大中型尺度的裂縫，在斷層識別的基礎(chǔ)上，采用螞蟻追蹤的方法來識別由大中型尺度裂縫組成的斷裂帶。從螞蟻體層面以及螞蟻體的提取的斷層裂縫上來看，裂縫非常發(fā)育，走向雜亂，各種方向的裂縫相互切割交織成網(wǎng)(圖版2)。

對于小尺度的裂縫，利用成像測井以及取芯資料，建立小尺度裂縫的三維空間模型。裂縫密度模型是反映裂縫密度的三維分布，利用基質(zhì)建模的三維地質(zhì)網(wǎng)格作為載體，在裂縫預(yù)測的基礎(chǔ)上，來建立裂縫密度模型的。由于裂縫是一個非常復(fù)雜的滲流系統(tǒng)，隨機(jī)性強(qiáng)，比較復(fù)雜，在建模的過程中可以根據(jù)地質(zhì)經(jīng)驗，綜合應(yīng)用多學(xué)科手段提取相關(guān)的屬性加以約束。本次裂縫建模利用從地震體中提取與裂縫相關(guān)的屬性螞蟻體以及距斷層距離信息作為約束條件，來建立裂縫強(qiáng)度模型(圖7)。可以看出，大斷層的附近和構(gòu)造的相對高部位構(gòu)造縫的密度相對較大，特別是在北部的邊界斷層附近是裂縫發(fā)育的主要地區(qū)。

從建立的裂縫密度模型來看，斷層附近的裂縫比較發(fā)育，結(jié)合油藏單井初始產(chǎn)能分布和裂縫強(qiáng)度分布(圖版3)來看，該區(qū)塊單井產(chǎn)能主要受到裂縫的控制，構(gòu)造高部位及斷層附近正是裂縫發(fā)育的有利位置。結(jié)合地質(zhì)認(rèn)識和油藏生產(chǎn)動態(tài)，裂縫發(fā)育對儲層的產(chǎn)量十分敏感，裂縫發(fā)育指數(shù)越大，表明裂縫系統(tǒng)對整個儲集體的溝通性越好，儲層的產(chǎn)油量也就越高，與客觀認(rèn)識相符，從而也進(jìn)一步驗證該建模的可靠性。

3 結(jié)論

(1)牛東地區(qū)卡拉崗組火山巖儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，在巖相屬性建模中如何求取合理的變差函數(shù)非常關(guān)鍵，除了充分應(yīng)用鉆井資料外，地震資料也是必不可少的。

圖6 施密特圖Fig．6 Schmidt diagram dip vs azimuth(a)傾角；(b)方位角

圖7 牛東地區(qū)C2K裂縫強(qiáng)度模型Fig．7 Fracture intensity model of C2K in Niudong area

(2)在建模過程中，在地震體中提取相關(guān)地震屬性進(jìn)行2D、3D約束，結(jié)合井點資料，可提高建模的精度。

(3)利用毛管壓力曲線資料，運用J函數(shù)來建立含油飽和度模型，以提高模型的精確度。

(4)結(jié)合測井資料，采用螞蟻體和距斷層距離信息來預(yù)測裂縫的發(fā)育，約束裂縫模型。

牛東區(qū)塊三維地質(zhì)模型可靠地描述了裂縫性火山巖儲集層發(fā)育特征和屬性分布，在該區(qū)塊的儲量評價中應(yīng)用效果良好。

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