李曉靜 陳菁萍 黃超

(中國(guó)石化西北油田分公司，烏魯木齊 830011)

地質(zhì)建模技術(shù)是一種重要的地質(zhì)分析技術(shù)，以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，在三維環(huán)境中綜合運(yùn)用空間信息管理、地質(zhì)解釋、空間分析和預(yù)測(cè)、地學(xué)統(tǒng)計(jì)、實(shí)體內(nèi)容分析以及圖形可視化等工具進(jìn)行分析［8］。儲(chǔ)層地質(zhì)建模技術(shù)是油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)和研究工作的基礎(chǔ)，是油藏描述的最終成果，是油藏模擬和油藏工程計(jì)算及工作的主要地質(zhì)依據(jù)，為油藏評(píng)價(jià)和各開(kāi)發(fā)階段制定各種方案服務(wù)，是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究的一個(gè)熱點(diǎn)。油氣藏描述的目標(biāo)是儲(chǔ)層三維定量地質(zhì)模型，也正是油氣藏模擬的基礎(chǔ)。建立精確的三維地質(zhì)模型，對(duì)油氣藏評(píng)價(jià)和描述及開(kāi)發(fā)方案的制定具有重要的指導(dǎo)意義。

1 大澇壩凝析氣田概況

大澇壩凝析氣田區(qū)位于新疆塔里木盆地北部，天山山脈中段南緣，庫(kù)車坳陷陽(yáng)霞凹陷南緣的大澇壩構(gòu)造帶，為大澇壩構(gòu)造帶東部的大澇壩1、2號(hào)局部構(gòu)造。

大澇壩1、2號(hào)構(gòu)造位于庫(kù)車坳陷與沙雅隆起雅克拉斷凸的交界處，受亞南斷裂控制［1－3］。為斷背斜，走向呈北東東方向，延伸長(zhǎng)度約80 km，具有上正下逆的特點(diǎn)。在氣田區(qū)亞南斷裂由呈雁行排列的F1、F2、F3、F4、F5、F6 等斷裂組成，斷面南傾，延伸長(zhǎng)度為2.5～4.8 km，垂直斷距為5～310 m。

2 地層和沉積相特征

大澇壩構(gòu)造下第三系蘇維依組主要發(fā)育辮狀河三角洲和湖泊相沉積。根據(jù)研究區(qū)13口井鉆遇地層的巖性、粒度、沉積結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造、沉積序列、古生物、測(cè)井曲線等指相標(biāo)志的綜合分析，并結(jié)合鄰區(qū)資料，將蘇維依組由下往上劃分為蘇一段、蘇二段、蘇三段。一、三段為砂巖(下氣層、上氣層)，二段為泥巖(隔層)。上氣層發(fā)育淺湖亞相的近岸砂壩、遠(yuǎn)岸砂壩和淺湖泥三種微相。下氣層發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相的水下分支河道、河口砂壩、分流間灣等沉積微相。在平面上，蘇維依組沉積相呈“東西展布，南北分帶”的特點(diǎn)，相帶自北向南為辮狀河三角洲平原亞相、辮狀河前緣亞相、濱淺湖。

3 儲(chǔ)層描述

蘇維依組儲(chǔ)集層巖石類型主要是長(zhǎng)石石英砂巖、巖屑石英砂巖和石英砂巖。砂巖體具較高的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度。儲(chǔ)集空間主要為孔隙，孔隙類型為原生粒間孔隙、擴(kuò)大粒間溶孔，其次為粒內(nèi)溶孔，貼?？p，溶縫。

3.1 儲(chǔ)層物性特征

蘇維依組壓汞數(shù)據(jù)表明，砂巖儲(chǔ)層的毛管壓力曲線排驅(qū)壓力較低，其排驅(qū)壓力為0.3035 MPa，中值壓力Pc50約為1 MPa，都較低。曲線歪度略粗，曲線平緩部分長(zhǎng)，幾乎平行于橫坐標(biāo)，說(shuō)明孔喉集中，分選性較好。

大澇壩地區(qū)DLK3、DLK5、S45井于蘇維依組取芯。3口取芯井中總共取樣195個(gè)，其中S45井樣品174個(gè)，DLK3井樣品13個(gè)，DLK5井8個(gè)?？紫抖确秶鸀?.42% ～24.6%，平均孔隙度為14.87%，主要分布范圍為16% ～20%;滲透率范圍為0.05×10－3μm2～ 246 ×10－3μm2，平均滲透率為 34.1 ×10－3μm2，主要分布在1 ×10－3μm2～10 ×10－3μm2。綜合分析孔滲性，蘇維依組儲(chǔ)層物性屬中等。

3.2 儲(chǔ)層砂體、隔層展布

蘇維依組砂體在橫向上連續(xù)穩(wěn)定分布，厚度變化不大?？v向上，砂體連通性好，由下氣層段的水下分支河道砂體向上過(guò)渡為河口砂壩和淺湖砂壩砂體。

根據(jù)隔層類型劃分標(biāo)準(zhǔn)［3］，大澇壩地區(qū)蘇維依組隔層主要為I型隔層(泥巖隔層)，形成環(huán)境主要為淺湖及分流間灣，垂向沉積組合為淺湖砂壩及水下分支河道，巖性主要為含膏質(zhì)泥巖或含膏質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖。在上氣層和下氣層之間發(fā)育一套厚度較大、區(qū)域上分布穩(wěn)定的隔層，在下氣層中亦發(fā)育兩套厚度較小、連續(xù)性相對(duì)較差的隔層，分別為隔層1和隔層2。其中隔層1分布穩(wěn)定，各井均有鉆遇，由西向東，厚度逐漸減小。隔層2在全區(qū)分布不穩(wěn)定，僅在區(qū)塊的東部(DLK4井以東)分布，厚度變化不大。

3.3 儲(chǔ)層非均質(zhì)性

大澇壩凝析氣田蘇維依組上氣層、下氣層縱向上為嚴(yán)重非均質(zhì)，平面上從滲透率來(lái)看，變化較大，上氣層非均質(zhì)性較弱，滲透率變異系數(shù)為0.15，下氣層中等，變異系數(shù)為0.33。

4 三維地質(zhì)建模的實(shí)現(xiàn)

4.1 建模思路及工作流程

針對(duì)大澇壩下第三系氣藏沉積地層厚度小、斷層較復(fù)雜、井控程度低等特征，利用Petrel建模軟件開(kāi)展大澇壩下第三系氣藏建模研究。建模的總體思路是確定性建模與隨機(jī)建模相結(jié)合，在相控建模的基礎(chǔ)上完成下第三系蘇維依組儲(chǔ)層的屬性建模，從而精細(xì)描述儲(chǔ)層參數(shù)在三維空間上的變化和分布特征。具體建模步驟:首先根據(jù)地震、鉆井、測(cè)井等資料建立氣藏的斷層模型和構(gòu)造模型;然后結(jié)合實(shí)鉆井地層厚度資料建立地層骨架模型，在構(gòu)造 —地層骨架模型基礎(chǔ)上根據(jù)單井沉積相與平面沉積相的分布建立氣藏沉積相模型;最后以沉積相進(jìn)行控制，用孔隙度和滲透率的等值圖約束，采用序貫高斯方法建立儲(chǔ)層屬性模型。

4.2 三維地質(zhì)模型的應(yīng)用

三維地質(zhì)建模以測(cè)井解釋參數(shù)為基礎(chǔ)，以地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)成果為約束條件，確定性建模和隨機(jī)性建模相結(jié)合，最終為氣藏提供構(gòu)造、地層、沉積相及儲(chǔ)層屬性在三維空間的分布模型［7－10］。氣藏基本數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備和輸入是建立三維地質(zhì)模型的基礎(chǔ)和前提。建模輸入的基本數(shù)據(jù)主要包括:(1)研究區(qū)內(nèi)目的層的頂面構(gòu)造數(shù)據(jù);(2)斷層解釋數(shù)據(jù);(3)單井井位坐標(biāo)、井斜數(shù)據(jù)、地質(zhì)分層、各層的沉積微相劃分?jǐn)?shù)據(jù);(4)單井原始測(cè)井曲線數(shù)據(jù)及測(cè)井解釋的孔、滲、飽數(shù)據(jù);(5)2D或3D地震屬性數(shù)據(jù)或其他可用于建模中起約束作用的數(shù)據(jù)等等。

4.2.1 構(gòu)造模型

大澇壩下第三系氣藏?cái)鄬酉鄬?duì)復(fù)雜，根據(jù)輸入的斷層解釋數(shù)據(jù)體建立了斷層模型(圖1)，同時(shí)在斷層模型的基礎(chǔ)上結(jié)合蘇維依組頂界構(gòu)造數(shù)據(jù)及實(shí)鉆井地質(zhì)分層數(shù)據(jù)，采用50 m×50 m×1 m的網(wǎng)格精度建立氣藏構(gòu)造和地層骨架模型(圖2)。

圖1 大澇壩1、2號(hào)構(gòu)造斷層模型

建立的斷層模型、構(gòu)造模型及地層骨架模型表明，大澇壩下第三系蘇維依組氣藏整體受F1、F2、F3、F4、F5、F6等主要斷層控制，構(gòu)造內(nèi)部斷層復(fù)雜。該模型直觀地顯示出大澇壩1號(hào)構(gòu)造為披覆背斜構(gòu)造，2號(hào)構(gòu)造為斷背斜型構(gòu)造，整個(gè)構(gòu)造南北高點(diǎn)基本一致，地層發(fā)育完整。

4.2.2 沉積相模型

利用建立的構(gòu)造 —地層骨架模型，在單井沉積相劃分的基礎(chǔ)上，采用確定性建模與隨機(jī)性建模相結(jié)合的方法建立沉積相模型(圖3)。從圖中可以看出，大澇壩地區(qū)蘇維依組上氣層主要發(fā)育淺湖砂壩，發(fā)育在構(gòu)造高部，呈橢圓形展布。蘇維依組下氣層發(fā)育辮狀河三角洲前緣，主要發(fā)育水下分流河道、河口砂壩和遠(yuǎn)砂壩。

圖2 大澇壩1、2號(hào)構(gòu)造地層構(gòu)造模型

圖3 大澇壩凝析氣田1、2號(hào)構(gòu)造蘇維依組下氣層沉積相模型

沉積相的空間展布格局直觀顯示，有利儲(chǔ)集相帶在蘇維依組的一段和三段發(fā)育，砂體橫向分布連續(xù)，與實(shí)際地質(zhì)認(rèn)識(shí)一致，表明建立的沉積相模型較為可靠。

4.2.3 儲(chǔ)層屬性模型

采用相控約束建模技術(shù)結(jié)合測(cè)井解釋成果，首先對(duì)不同沉積相的儲(chǔ)層特征參數(shù)進(jìn)行變差函數(shù)分析，得到各微相儲(chǔ)層參數(shù)的分布規(guī)律，用孔隙度等值圖約束，利用序貫高斯模擬方法結(jié)合克里金插值方法進(jìn)行模擬建立儲(chǔ)層屬性模型［11－14］。在相控的基礎(chǔ)上，建立了氣藏的孔隙度模型(圖4)?？梢?jiàn)，孔隙度發(fā)育區(qū)主要分布在氣藏主體高部位，但在氣藏東南端同樣存在部分儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)。

考慮到滲透率與孔隙度具有一定的相關(guān)性，建立滲透率模型時(shí)，在相控的基礎(chǔ)上采用協(xié)克里金插值法，引入己建立的孔隙度模型數(shù)據(jù)，同時(shí)使用滲透率等值圖約束來(lái)完成滲透率模型的建立(圖5)。

5 結(jié)語(yǔ)

下第三系蘇維依組儲(chǔ)層主要在蘇一段和蘇三段發(fā)育，受沉積相控制作用的影響較明顯。孔隙類型多樣，儲(chǔ)層物性總體表現(xiàn)出中孔、中滲的特征。通過(guò)三維地質(zhì)建模技術(shù)的應(yīng)用，采用確定性建模和隨機(jī)性建模相結(jié)合的原則建立了氣藏構(gòu)造模型、沉積相模型，以及在相控下的孔、滲模型，可在構(gòu)造精細(xì)落實(shí)、地層精細(xì)對(duì)比等基礎(chǔ)地質(zhì)研究方面發(fā)揮重要作用，直觀地展示沉積微相、儲(chǔ)層參數(shù)在三維空間的分布特征。應(yīng)用三維地質(zhì)建模技術(shù)所建立的模型，為氣藏注氣開(kāi)發(fā)方案的調(diào)整及優(yōu)化奠定了地質(zhì)基礎(chǔ)，形成了稀井網(wǎng)條件下儲(chǔ)層精細(xì)建模特色技術(shù)。

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