婁大娜，李 偉，鄭小杰，段洪澤，張海燕

(中國(guó)石化西北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，烏魯木齊 830011)

地質(zhì)建模技術(shù)在塊狀底水砂巖油藏挖潛中的應(yīng)用
——以塔河1區(qū)三疊系下油組油藏為例

婁大娜，李 偉，鄭小杰，段洪澤，張海燕

(中國(guó)石化西北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，烏魯木齊 830011)

塔河1區(qū)三疊系下油組油藏屬受構(gòu)造控制的砂巖孔隙型塊狀底水未飽和油藏，為提高該油藏開(kāi)發(fā)效果，對(duì)該區(qū)塊進(jìn)行地質(zhì)建模，綜合地震、測(cè)井、地質(zhì)、油藏動(dòng)態(tài)多方面資料與成果，通過(guò)對(duì)各個(gè)隨機(jī)模型進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)分析，最終建立了一個(gè)逼近油藏實(shí)際的高精度三維地質(zhì)模型，通過(guò)該模型為底水砂巖油藏老區(qū)的剩余油研究提供良好的基礎(chǔ)，研究結(jié)果在油藏挖潛中取得了良好效果。

塔河1區(qū)；三疊系下油組；底水油藏；地質(zhì)模型

油藏建模是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的油藏定量表征新技術(shù)[1]，通過(guò)對(duì)油藏特征和屬性參數(shù)進(jìn)行模擬及預(yù)測(cè)，可以建立起定量的三維可視化預(yù)測(cè)油藏模型。開(kāi)發(fā)晚期階段的油藏建模又具有精細(xì)程度高、基本單元小、預(yù)測(cè)性強(qiáng)、與動(dòng)態(tài)結(jié)合緊密的特點(diǎn)。建立定量、精細(xì)、可靠的油藏模型是準(zhǔn)確把握油藏潛力的關(guān)鍵，能起到更深刻地剖析油藏、更充分地挖掘油藏潛力的作用，對(duì)切實(shí)提高老區(qū)勘探開(kāi)發(fā)效益有著重要的實(shí)際意義[2-7]。本文以塔河1區(qū)三疊系下油組為目標(biāo)，在分析油藏地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，建立了符合該區(qū)域?qū)嶋H的三維地質(zhì)模型。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

塔河油田1區(qū)三疊系構(gòu)造位置處于塔里木盆地沙雅隆起阿克庫(kù)勒凸起南部的桑塔木構(gòu)造帶上，圈閉類型為一個(gè)局部發(fā)育的低幅度斷背斜。主要含油層位為三疊系下油組，油層埋深4 600 m左右，油藏類型屬大底水、薄油層、受構(gòu)造控制的砂巖孔隙型塊狀底水未飽和油藏。本區(qū)下油組砂體為一套巨厚的辮狀河三角洲沉積，底水厚度較大，底水能量充足，驅(qū)動(dòng)類型為天然水驅(qū)、巖石和流體的彈性驅(qū)動(dòng)。

2 地質(zhì)模型的建立

本次研究采用Petrel軟件進(jìn)行三維儲(chǔ)層地質(zhì)建模，主要采用的建模方法是：利用確定性建模進(jìn)行構(gòu)造及夾層模型的建立，再利用隨機(jī)建模進(jìn)行屬性模型的建立。

2.1 構(gòu)造模型

塔河1區(qū)三疊系下油組砂體頂部構(gòu)造為典型的低幅牽引背斜，長(zhǎng)軸方向EW-NE向，與斷層的延伸方向一致。地層總體表現(xiàn)為東南高、西北低。共發(fā)育12條斷層，均為正斷層；本次研究應(yīng)用物探解釋成果和油井的地質(zhì)分層數(shù)據(jù)，聯(lián)合井震數(shù)據(jù)建立精準(zhǔn)的構(gòu)造模型。

首先應(yīng)用地震解釋的斷層數(shù)據(jù)，建立斷層模型，本區(qū)共建立斷層12條。以沉積韻律旋回特征明顯且?jiàn)A層穩(wěn)定分布為準(zhǔn)則，將塔河1區(qū)三疊系下油組上部約40 m儲(chǔ)層劃分了5個(gè)韻律層。應(yīng)用下油組的地震解釋成果和分層數(shù)據(jù)，得到第一韻律段頂部的構(gòu)造面。然后應(yīng)用各個(gè)韻律層的地層厚度，依次推出各個(gè)韻律層的頂構(gòu)造面(圖1)。

本模型的網(wǎng)格均采用正交網(wǎng)格系統(tǒng)，平面網(wǎng)格步長(zhǎng)設(shè)定為10 m，共劃分了28281960個(gè)網(wǎng)格；縱向上步長(zhǎng)設(shè)定為1 m(其中夾層的步長(zhǎng)設(shè)定為0.2 m)。

2.2 夾層模型

塔河1區(qū)三疊系下油組巖性主要為淺灰色細(xì)-中砂巖，含礫砂巖，局部夾泥礫泥巖夾層，為辮狀河三角洲平原河道沉積，物源方向總體由北東至西，整體為多期辮狀河道疊置形成的正韻律及復(fù)合正韻律沉積砂體。通過(guò)巖心和測(cè)井相分析，下油組儲(chǔ)層有明顯的“砂包泥”特征。因此對(duì)儲(chǔ)層夾層的識(shí)別是巖相建模的關(guān)鍵。

該區(qū)自2008年加密調(diào)整以來(lái)，共新鉆井20口，本次利用新井實(shí)鉆資料對(duì)夾層進(jìn)行了再認(rèn)識(shí)。將第四韻律段以上儲(chǔ)層共劃分出6套夾層，共有29口井鉆遇61個(gè)夾層，夾層較分散，多為單井鉆遇的物性?shī)A層，整體上夾層不發(fā)育。根據(jù)已有的夾層認(rèn)識(shí)，應(yīng)用確定性建模方法，建立巖相模型(圖2)。

圖1 塔河1區(qū)三疊系下油組構(gòu)造模型

圖2 塔河1區(qū)三疊系下油組夾層模型

2.3 屬性模型

本次研究采用相控隨機(jī)模擬常規(guī)變差函數(shù)擬合的方法，建立孔隙度和滲透率的模型。

根據(jù)塔河1區(qū)三疊系下油組沉積微相的變差函數(shù)及實(shí)際資料，分層擬合相控條件下的屬性變差函數(shù)，得到儲(chǔ)層物性分布的結(jié)構(gòu)特征。由于儲(chǔ)層物性空間上有隨著砂體方向變化的特點(diǎn)，所以該模型能更好地描述相控條件下儲(chǔ)層物性的空間變化規(guī)律。

在數(shù)據(jù)分析及變差函數(shù)模型基礎(chǔ)上，進(jìn)行孔隙度模擬，得到根據(jù)塔河1區(qū)三疊系下油組孔隙度模型。對(duì)于滲透率模型的建立，采用的是多變量協(xié)同約束的關(guān)鍵技術(shù)，也就是用三維相控技術(shù)加孔隙度與滲透率之間關(guān)系的方法，對(duì)滲透率進(jìn)行三維模擬。在模擬之前，要對(duì)滲透率數(shù)據(jù)進(jìn)行高斯正態(tài)變換和變異函數(shù)分析，最后利用序貫高斯算法進(jìn)行模擬，得到三維滲透率體。

根據(jù)巖心分析化驗(yàn)結(jié)果，該區(qū)物性?shī)A層和泥質(zhì)夾層的滲透率均小于10×10-3μm2，所以在模擬滲透率時(shí)要對(duì)夾層滲透率進(jìn)行輸出截?cái)?，保證夾層的滲透率在10×10-3μm2以下。這樣才能將夾層的滲流特征在油藏?cái)?shù)值模型中體現(xiàn)出來(lái)，以便驗(yàn)證夾層對(duì)底水的阻擋作用，及對(duì)剩余油的控制作用。

2.4 飽和度模型的建立

根據(jù)該區(qū)的油藏性質(zhì)及開(kāi)發(fā)特征，建立飽和度模型之前應(yīng)注意三個(gè)問(wèn)題：①挑選參與飽和度模擬的井。應(yīng)選擇能夠反映油藏原始油水界面的井參與模擬，經(jīng)過(guò)對(duì)所有井油水界面的分析，挑選出S41、S51等13口井進(jìn)行飽和度場(chǎng)的模擬。②構(gòu)造趨勢(shì)約束。下油組儲(chǔ)層以構(gòu)造控制為主，構(gòu)造高部位油層較厚，含油飽和度較高，因此要充分考慮到構(gòu)造對(duì)飽和度場(chǎng)的控制因素。本次研究建立了各個(gè)韻律層的構(gòu)造趨勢(shì)面，對(duì)飽和度場(chǎng)進(jìn)行趨勢(shì)約束。③油水過(guò)渡帶的確定。塔河1區(qū)三疊系下油組為受構(gòu)造控制的底水油藏，油水界面為-3 646 m。飽和度的分布受油水分布的控制，因此需要建立油水接觸體模型，在其約束下建立油藏飽和度模型。這樣建立起的模型才能夠逼近油藏的真實(shí)狀態(tài)。

應(yīng)用油水接觸體作為約束條件進(jìn)行相控模擬，并在構(gòu)造趨勢(shì)約束下建立了飽和度模型(圖3)。

圖3 塔河1區(qū)三疊系下油組飽和度模型

3 儲(chǔ)量計(jì)算和模型粗化

儲(chǔ)量計(jì)算是檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蜏?zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn)之一。通過(guò)定義油水界面作為儲(chǔ)量計(jì)算的輸入，精確計(jì)算每個(gè)層位、每個(gè)斷塊的儲(chǔ)量，通過(guò)精細(xì)地質(zhì)模型得到的儲(chǔ)量復(fù)算結(jié)果與上報(bào)儲(chǔ)量基本吻合。

按照油藏?cái)?shù)值模擬的要求，將三維模型數(shù)據(jù)體粗化，在粗化過(guò)程中，運(yùn)用建模技術(shù)最大程度的保留模型原有的特征，平面上以20 m×20 m網(wǎng)格間距，垂向上考慮夾層、油水界面的位置，采用不均勻網(wǎng)格，將粗化后網(wǎng)格輸入到數(shù)模模擬器，可直接進(jìn)行歷史擬合。

4 建模結(jié)果應(yīng)用

利用建立的塔河1區(qū)三維地質(zhì)建模結(jié)果，進(jìn)行了數(shù)值模擬，并優(yōu)選出了剩余油富集區(qū)。根據(jù)1區(qū)三疊系下油組剩余油儲(chǔ)量豐度圖分析，平面上有8個(gè)區(qū)域的剩余油相對(duì)富集(圖4)，8個(gè)區(qū)域的控制儲(chǔ)量都在10×104t以上，可以作為下一步部署加密井的潛力區(qū)域。

圖4 塔河1區(qū)三疊系油藏剩余油儲(chǔ)量豐度

根據(jù)剩余油研究結(jié)果，部署了1口加密調(diào)整井TK1-J1井，該井位于剩余油富集區(qū)(圖4)，2013年10月份投產(chǎn)，目前日產(chǎn)液20.2 t，日產(chǎn)油10.7 t，含水47%，已累產(chǎn)油0.72×104t，整體生產(chǎn)效果較好。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是精細(xì)地質(zhì)建模的基礎(chǔ)。該區(qū)塊建模利用確定性建模和隨機(jī)建模結(jié)合以及趨勢(shì)面生成層面的方法，充分運(yùn)用地質(zhì)分層，建立構(gòu)造模型;同時(shí)，根據(jù)夾層的分布，將夾層考慮在模型中，有效地反映了夾層的分布情況和物性分布情況，能夠真實(shí)反映實(shí)際地質(zhì)情況。

(2)通過(guò)開(kāi)展油藏地質(zhì)建模研究，對(duì)塔河1區(qū)下油組油藏特征和潛力有了清晰的認(rèn)識(shí)，為下步挖潛調(diào)整起到很好的指導(dǎo)作用。

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)03-0084-03

2015-02-05

婁大娜,工程師,1979年生,2005年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢),現(xiàn)從事油田開(kāi)發(fā)地質(zhì)研究工作。

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