呂坐彬，霍春亮，程 奇，文佳濤，周鳳軍

(中海石油(中國)天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

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動(dòng)靜結(jié)合儲(chǔ)層定量化表征技術(shù)在“雙高”油田動(dòng)態(tài)研究中的應(yīng)用
——以渤海J油田為例

呂坐彬，霍春亮，程 奇，文佳濤，周鳳軍

(中海石油(中國)天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

根據(jù)渤海J油田開發(fā)中后期剩余油挖潛的研究目標(biāo)，對J油田進(jìn)行了儲(chǔ)層精細(xì)表征。為了降低沉積相研究中的不確定性，綜合井資料、地震資料和動(dòng)態(tài)認(rèn)識進(jìn)行動(dòng)靜結(jié)合的沉積微相分析，確定各單砂層沉積微相分布特征;采用基于目標(biāo)的沉積相模擬方法表征各微相砂體間的接觸關(guān)系，并基于此建立油田的三維地質(zhì)模型；提出了基于沉積微相研究的砂體定量化表征方法，并通過油藏?cái)?shù)值模擬驗(yàn)證了該方法的可行性。

渤海J油田；沉積微相；砂體定量化表征；儲(chǔ)層精細(xì)表征

隨著海上油田開發(fā)的進(jìn)行，油田開發(fā)矛盾逐漸顯現(xiàn)，綜合調(diào)整和剩余油挖潛逐漸提上日程，這對油田地質(zhì)研究精細(xì)程度的要求也越來越高。對于開發(fā)中后期“雙高”(高含水、高采出程度)油田而言，進(jìn)行儲(chǔ)層精細(xì)描述具有重要意義。

1 研究區(qū)概況

渤海J油田至今已有十余年生產(chǎn)歷史，作為三角洲儲(chǔ)層油田的代表，J油田具有儲(chǔ)層非均質(zhì)性較低、開發(fā)資料豐富等特點(diǎn)。在開發(fā)初期和油田管理階段，油田研究主要著眼于如何高效開發(fā)油田，由于開發(fā)資料較少，地質(zhì)研究的基本單元為小層。在開發(fā)的中后期，隨著油田開發(fā)資料的豐富和油田開發(fā)矛盾的日益突出，油田研究逐漸將焦點(diǎn)集中在油藏中的剩余油上，而早期的地質(zhì)研究成果難以滿足油田精細(xì)開發(fā)的要求，這就要求將地質(zhì)研究集中在小層內(nèi)單砂體的分布特征上。

2 儲(chǔ)層精細(xì)表征方法

1985年在美國召開的第一屆國際儲(chǔ)層表征會(huì)議指出，儲(chǔ)層表征(Reservoir Characterization)是定量地確定儲(chǔ)層的性質(zhì)、識別地質(zhì)信息及空間變化的過程。地質(zhì)信息應(yīng)包括兩個(gè)要素或內(nèi)容:一是儲(chǔ)層的空間結(jié)構(gòu)特性，即儲(chǔ)層在空間上的外觀形體特征(三維空間上巖性的變化或延伸范圍)，故也稱構(gòu)型(architecture)；二是儲(chǔ)層的物理特性，主要是指某一儲(chǔ)集體內(nèi)部物理特征(孔、滲、含油性)的非均質(zhì)性。

根據(jù)以上定義，渤海J油田儲(chǔ)層表征中也應(yīng)反映以上兩個(gè)要素。沉積微相分析是研究儲(chǔ)層沉積特征和砂體空間結(jié)構(gòu)的重要手段。對于開發(fā)中后期的油田而言，開發(fā)資料逐漸豐富，儲(chǔ)層沉積微相分析應(yīng)朝著更加精細(xì)、更加符合油藏開發(fā)特征的方向發(fā)展。

本文的研究思路為：首先，將巖心分析資料與區(qū)域沉積資料相結(jié)合，確定油田沉積相標(biāo)志和沉積模式；其次，在沉積模式指導(dǎo)下結(jié)合測井相特征進(jìn)行單井、聯(lián)井、剖面相分析確定井點(diǎn)沉積微相類型；第三，在地震資料約束下，確定井間相邊界；第四，結(jié)合動(dòng)態(tài)分析獲得的井間連通性認(rèn)識，進(jìn)一步約束和修正沉積相分析結(jié)果，使之與動(dòng)態(tài)認(rèn)識相吻合；最后，通過合理的沉積相模擬方法，在各種條件約束下模擬不同微相砂體的幾何形態(tài)和相互接觸關(guān)系。

2.1 區(qū)域沉積背景

根據(jù)區(qū)域構(gòu)造演化，東二段地層沉積時(shí)，盆地?cái)嘞莸乃俣葴p慢，斷層活動(dòng)減弱，盆地內(nèi)部的凸起變成水下低凸起，廣泛發(fā)育三角洲沉積體系，而且來自盆地邊緣的沉積物進(jìn)入湖盆后往往順長軸方向推進(jìn)，形成的沉積體系呈條帶狀沿南北方向展布[1-5]。

根據(jù)古地理分析，J油田屬于沿東北方向古凌河水系形成的沉積，但同時(shí)在8D井部分層段也發(fā)現(xiàn)了分選差的含礫粗砂巖。結(jié)合區(qū)域資料，認(rèn)為J油田是以北東方向的三角洲前緣沉積為主，同時(shí)在部分層段發(fā)育受北西向物源影響的扇三角洲。

2.2 巖心相及測井相分析

本研究收集到的62例ILD患者，有18例患者給予高劑量激素治療后，其中8例死亡。有學(xué)者認(rèn)為，大劑量糖皮質(zhì)激素能抑制間質(zhì)性肺炎向肺纖維化轉(zhuǎn)變[6]，主張使用靜脈注射大劑量地塞米松或甲基潑尼松龍治療吉非替尼所致ILD；但本研究通過單因素分析發(fā)現(xiàn)，ILD患者是否使用高劑量激素對患者轉(zhuǎn)歸的影響無顯著性差異（χ2=1.266，P=0.376）。因此，對于糖皮質(zhì)激素劑量的選擇，目前仍無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，需作進(jìn)一步的臨床試驗(yàn)確定。

J油田巖心顏色以灰綠色為主，反映水下沉積特點(diǎn)。砂巖巖性以中-細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖為主，顆粒分選較好，常見槽狀交錯(cuò)層理、平行層理、波狀層理和塊狀層理(圖1a，b)。粒度概率曲線以二段式和三段式為主。以上特點(diǎn)反映三角洲前緣沉積特點(diǎn)。但同時(shí)，在局部井的局部層段亦可見分選差的塊狀含礫粗砂巖(圖1c)，結(jié)合區(qū)域沉積特點(diǎn)認(rèn)為其為扇三角洲沉積。

圖1 J油田典型巖心照片

經(jīng)典的三角洲前緣沉積由水下分流河道、水下分流間灣、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、前緣席狀砂等微相組成。為了進(jìn)行定量表征，我們在研究的過程中將次要沉積微相類型和物性相近的微相類型進(jìn)行了合并，最終分為水下分流河道、河口壩、席狀砂體和泥巖四種巖相(表1)。

表1 J油田沉積微相劃分

2.3 通過井震結(jié)合識別主力層相邊界

根據(jù)測井相特征和聯(lián)井沉積相分析，可以方便地確定單井沉積相特征，但對于井間沉積相邊界則難以預(yù)測；借助三維地震數(shù)據(jù)體，根據(jù)地震剖面上波形、振幅等地震特征的變化，以及平面上地震屬性的變化，可以為主力層井間相邊界確定提供依據(jù)。

如圖2、圖3所示，3-1小層從E1-2井到W5-6井，均方根振幅屬性逐漸降低，體現(xiàn)出了水下分流河道-河口壩-席狀砂的漸變，在地震剖面上可以清晰的看到E4-5和W5-6井之間地震剖面上地震波振幅逐漸降低，反射強(qiáng)度逐漸變?nèi)?，由此確定了主力層3-1-1單砂層的微相邊界。

2.4 通過動(dòng)靜結(jié)合驗(yàn)證沉積相認(rèn)識

井間沉積微相的研究通常存在多解性和不確定性，同樣的井點(diǎn)相特征，井間可以有不同的相解釋。而動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)則提供了一種對多解性解釋的驗(yàn)證手段。

在油田開發(fā)過程中，產(chǎn)量、壓力等動(dòng)態(tài)指標(biāo)是受動(dòng)態(tài)因素和靜態(tài)因素共同影響的。動(dòng)態(tài)因素有油藏開發(fā)方式、生產(chǎn)措施等，靜態(tài)因素有儲(chǔ)層物性、井間連通性、儲(chǔ)層非均質(zhì)性等。通過動(dòng)、靜結(jié)合開展綜合分析，并以動(dòng)態(tài)認(rèn)識檢查靜態(tài)地質(zhì)研究成果，可以使油田地質(zhì)研究更加符合油藏實(shí)際。

圖2 3-1小層均方根振幅平面圖

下面以E2-4井組為例，分析如何應(yīng)用動(dòng)態(tài)認(rèn)識約束儲(chǔ)層地質(zhì)研究。

圖3 3-1-1單砂層沉積微相平面圖

圖4 E2-4井組生產(chǎn)現(xiàn)狀

圖5 E2-4井吸水剖面

平面上，油井間產(chǎn)量差別大，如E1-2井、E1-9井產(chǎn)能、含水均較低(E1-2日產(chǎn)量170 m3，E1-9日產(chǎn)70 m3)，而E1-3井、E1-4井產(chǎn)能、含水均較高(E1-3井日產(chǎn)500 m3，E1-4井日產(chǎn)量600 m3)；縱向上，層位間吸水量與產(chǎn)量差別較大，Ⅱ油組吸水量較高，E1-2井、E1-9井 Ⅱ油組產(chǎn)能較低，E1-3井、E1-4井Ⅱ油組產(chǎn)能較高。

通過以上分析可以看出，在該井組Ⅱ油組，E1-3井、E1-4井方向?yàn)樵摼M的優(yōu)勢注采方向。對于這一現(xiàn)象，可能的地質(zhì)原因有：油層厚度差異、儲(chǔ)層物性非均質(zhì)性及沉積相各向異性等。

而從以上井的實(shí)鉆情況看，油層厚度差異不大，儲(chǔ)層以水下分流河道和河口壩為主，其物性都較好。由此排除了油層厚度與儲(chǔ)層物性非均質(zhì)性的影響，因此最可能的地質(zhì)原因是沉積相各向異性。在三角洲沉積過程中，水下分流河道是陸相沉積物搬運(yùn)到水體中的主要途徑，因此其粒度一般為中粗粒，物性較好，易形成沿水下分流河道長條狀的優(yōu)勢儲(chǔ)層分布帶，在注水開發(fā)中，注入水容易沿水下分流河道發(fā)生突進(jìn)，使得該方向上的油井快速水淹；而垂直于該方向，由于砂體間低滲界面的存在，滲透性往往較差。

在E2-4井注采井組，E1-3井、E1-4井方向?yàn)轫樜镌捶较?，發(fā)育水下分流河道，因此E2-4井的注入水沿著水下分流河道的發(fā)育方向突進(jìn)，使得E1-3井、E1-4井產(chǎn)能和含水升高，而E1-2井、E1-9井方向則受效不明顯，根據(jù)這一認(rèn)識校正Ⅱ油組各單層的沉積微相圖(圖6)，使之符合油藏滲流規(guī)律。

圖6 2-2-1單砂層沉積相平面圖

2.5 基于沉積微相研究的砂體定量化表征

進(jìn)行沉積相模擬時(shí)，常用的建模方法有基于象元的方法和基于目標(biāo)的方法[6-10]。

應(yīng)用隨機(jī)模擬建立儲(chǔ)層地質(zhì)模型可以得到多個(gè)可能的實(shí)現(xiàn)，要使模擬結(jié)果符合地質(zhì)認(rèn)識，就要通過各種信息對其進(jìn)行約束以盡量減少不確定性，即確定性建模與隨機(jī)模擬相結(jié)合。

如前期研究得到的沉積相平面圖即可作為約束條件之一，沉積相平面圖作為趨勢進(jìn)行約束時(shí)，可將沉積相平面圖以確定性建模的方式對隨機(jī)模擬進(jìn)行約束。模擬過程中認(rèn)為微相平面圖上是分流河道的區(qū)域時(shí)，產(chǎn)生分流河道的概率就高，河口壩亦然。如此得到的模擬結(jié)果就會(huì)符合我們對沉積相研究的地質(zhì)認(rèn)識。

通過模擬結(jié)果可見，基于目標(biāo)的過程模擬結(jié)果符合該油田對儲(chǔ)層沉積微相的認(rèn)識，砂體形態(tài)與設(shè)置相符，砂體界面清晰，沉積相發(fā)育規(guī)律符合地質(zhì)認(rèn)識，達(dá)到了沉積相模擬的理想效果。

在沉積相模型的控制下，根據(jù)井點(diǎn)物性參數(shù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，通過相控儲(chǔ)層物性參數(shù)模擬，模擬了孔隙度、滲透率、凈毛比等物性參數(shù)，從而建立了油田的儲(chǔ)層地質(zhì)模型。

3 應(yīng)用效果

在儲(chǔ)層精細(xì)表征方法的指導(dǎo)下，對J油田地質(zhì)模型進(jìn)行了粗化，并將不同微相砂體接觸界面信息與儲(chǔ)層物性信息同時(shí)反映到了油藏?cái)?shù)值模擬模型中。

從E2-4井組E1-2井和E1-4井模型試算及最終擬合的含水率數(shù)據(jù)來看(圖7)，模型試算(未加入砂體接觸界面數(shù)據(jù))時(shí)E1-2井含水率比實(shí)際含水率高出許多，而E1-4井含水率則略低。這說明E2-4井與E1-2井間存在低滲界面，通過加入砂體接觸界面信息并將接觸界面參數(shù)多次調(diào)整后，模型中油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)與實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)吻合得就非常好。

圖7 含水率曲線

[1] 朱筱敏，董艷蕾.遼東灣地區(qū)古近系層序地層格架與沉積體系分布[J].地球科學(xué)：中國科學(xué)D輯， 2008，38：1-10.

[2] 董艷蕾,朱筱敏,李德江，等. 渤海灣盆地遼東灣地區(qū)東二層序高位三角洲沉積特征[J].油氣地質(zhì)與采收率,2008,15(2):56-60.

[3] 徐長貴,賴維成. 渤海古今系中深層儲(chǔ)層預(yù)測技術(shù)及其應(yīng)用[J].中國海上油氣, 2005,17(4):231-236.

[4] 程奇,呂坐彬,張占女. 遼西低凸起錦州25-1南油田沙二段沉積體系特征及演化[J].石油地質(zhì)與工程，2015, 29(5):21-24,30.

[5] 徐長貴，許效松，丘東洲，等．遼東灣地區(qū)遼西凹陷中南部古近系構(gòu)造格架與層序地層格架及古地理分析[J].古地理學(xué)報(bào), 2005,7(4):449-459.

[6] 王振奇,何貞銘.三角洲前緣露頭儲(chǔ)層層次分析——以鄂爾多斯盆地東緣潭家河剖面為例[J].江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào), 2004,26(3):32-35.

[7] 焦養(yǎng)泉,李思田. 陸相盆地露頭儲(chǔ)層地質(zhì)建模研究與概念體系[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，1998,20(4):346-352.

[8] 劉忠保,施 冬. 三角洲分流河道形成及演變模擬研究[J].礦物巖石，2000,20(3):53-58.

[9] 文佳濤,程奇,呂坐彬，等. 錦州25-1南油田沙河街組沙二段辮狀河三角洲的識別與新認(rèn)識[J].石油地質(zhì)與工程，2015,29(6):37-40,66.

[10] 呂坐彬,趙春明,霍春亮，等. 精細(xì)相控儲(chǔ)層地質(zhì)建模技術(shù)在老油田調(diào)整挖潛中的應(yīng)用——以綏中36-1 油田為例[J].巖性油氣藏，2010,22(3):100-105.

編輯：趙川喜

1673-8217(2016)06-0073-04

2016-04-11

呂坐彬，1975年生，1999年畢業(yè)于長春科技大學(xué)石油與天然氣地質(zhì)勘查專業(yè)，現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)地質(zhì)綜合研究及油藏地質(zhì)建模工作。

國家科技重大專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”(2011ZX05057)。

TE313.33

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