周連敏，王晶晶，林火養(yǎng)，賈晨，莊紅妹，程立

（中國石油大港油田公司勘探開發(fā)研究院，天津 300280）

目前，地質(zhì)建模工作在油氣田開發(fā)過程中越來越受到石油地質(zhì)工作者的重視［1-5］，復(fù)雜斷塊地質(zhì)建模也形成了一些技術(shù)方法，但由于復(fù)雜斷塊油藏的復(fù)雜性和多樣性，借鑒其他油田復(fù)雜斷塊油藏地質(zhì)建模的經(jīng)驗往往很難解決地質(zhì)建模過程中的所有問題［6-9］。本文以大港油田C區(qū)沙二段油藏為例，將地震、地質(zhì)、測井等資料相結(jié)合，利用井震協(xié)同約束分級建立斷層模型、線性變速度法對地震解釋層位數(shù)據(jù)進(jìn)行時深轉(zhuǎn)換，以及地震反演數(shù)據(jù)約束建立巖相模型等方法建立研究區(qū)沙二段三維地質(zhì)模型。地質(zhì)模型對各級斷層的表征符合地質(zhì)認(rèn)識，同時還實(shí)現(xiàn)了對地層不整合位置的精確描述，解決了復(fù)雜斷塊不整合地層建模的難題，模型成果在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的效果。

1 研究區(qū)概況

大港油田C區(qū)位于埕寧隆起向歧口凹陷過渡的斜坡區(qū)域，是在古近系基巖潛山背景上長期繼承性發(fā)育的大型背斜構(gòu)造。其構(gòu)造極為復(fù)雜，斷層級別從二級大斷層到五級小斷層均有發(fā)育，同時在主力含油層系沙二段和沙三段之間還存在著地層不整合接觸。從地震剖面上看，研究區(qū)南部存在著地層超覆現(xiàn)象，造成沙二段下部地層部分缺失（見圖1）。C區(qū)主要目的層沙二段屬三角洲沉積環(huán)境，主要發(fā)育三角洲前緣亞相，儲層橫向變化大，精確預(yù)測儲層分布的難度較大。目前，該區(qū)正在編制開發(fā)調(diào)整方案，需要開展油藏數(shù)值模擬研究，解決復(fù)雜斷塊內(nèi)存在不整合接觸地層的建模難題，以便于指導(dǎo)剩余油挖潛等工作的深入開展。

圖1 C區(qū)沙二段南北向地震解釋剖面

2 構(gòu)造模型建立

2.1 斷層模型

研究區(qū)斷裂作用活躍，導(dǎo)致斷層多而密集，斷裂系統(tǒng)極為復(fù)雜。本次研究主要依靠地震解釋的斷層數(shù)據(jù)分級建立斷層模型。首先，根據(jù)地震解釋確定的二、三級斷層的走向、傾向和延伸長度，建立全區(qū)發(fā)育穩(wěn)定的二級和三級斷層模型。在斷層建立過程中要注意斷層的組合關(guān)系，特別是如Y型斷層、X型斷層，需要通過反復(fù)的質(zhì)量控制與調(diào)整，確保斷層模型準(zhǔn)確合理。在得到基本能控制全區(qū)構(gòu)造格局的斷層基本模型之后，據(jù)此建立四、五級小斷層［10-12］。

另外，本次建模還收集了多井小層對比數(shù)據(jù)確定的過井?dāng)帱c(diǎn)數(shù)據(jù)。通過精細(xì)調(diào)整斷層位置，保證斷層模型經(jīng)過井上斷點(diǎn)數(shù)據(jù)，以便達(dá)到地質(zhì)分層的斷層數(shù)據(jù)與地震解釋數(shù)據(jù)相結(jié)合。多重控制保證了斷層模型的準(zhǔn)確性，斷層模型能夠精確反映研究區(qū)的斷裂特征，克服了以往斷層模型準(zhǔn)確度不高的缺陷。

2.2 速度模型

本次層面模型建立主要依靠地震解釋數(shù)據(jù)和單井地質(zhì)分層數(shù)據(jù)，本區(qū)地震解釋數(shù)據(jù)為時間域，因此必須將時間域的地震解釋資料轉(zhuǎn)化為深度域，其精度取決于速度模型的精度。速度模型的建立主要依據(jù)各地層井上地質(zhì)分層深度與時間的對應(yīng)關(guān)系，這樣就可以得到井點(diǎn)處該層面的速度值，通過井間速度插值之后，得到該層速度平面分布圖，目前主要有2種速度模式。

2.2.1 恒定速度

每一個層面的速度都是從基準(zhǔn)面算起的平均速度，其時深轉(zhuǎn)換公式為

式中：Z為目的層深度，m；Z0為初始深度，m；v0為平均速度，m/s；t為目的層時間，s；t0為初始時間，s。

2.2.2 線性速度

速度的變化與深度有關(guān)，其時深轉(zhuǎn)換公式為

式中：v為目的層速度，m/s；K為線性速度的系數(shù)。

地震波在地層中傳播，其速度隨深度而變化［13-14］。采用恒定速度法建立的速度模型，在對地震解釋數(shù)據(jù)進(jìn)行時深轉(zhuǎn)換時，往往與地質(zhì)分層存在著偏差。本次速度模型的建立是采用第2種線性速度模式，依據(jù)從基準(zhǔn)面開始自上而下沿地層的垂向疊加模式來實(shí)現(xiàn)。為保證沙二段頂?shù)捉缑嫠俣鹊暮侠硇?，本次研究利用整個沙河街組地層多個地震解釋層面的時深轉(zhuǎn)換關(guān)系，建立三維速度場模型，繼而通過時深轉(zhuǎn)換得到沙二段深度域的層位解釋數(shù)據(jù)，精確的時深轉(zhuǎn)換保證了深度域的層位解釋數(shù)據(jù)與時間域數(shù)據(jù)的完全吻合。

2.3 層面建模的內(nèi)插方法優(yōu)選

在將研究區(qū)4個深度域?qū)游粩?shù)據(jù)導(dǎo)入地質(zhì)模型中后，由于解釋層位數(shù)據(jù)主要為砂組級別的頂?shù)捉缑?，而本次建模精度要求達(dá)到小層級別，因此還需要利用單井地質(zhì)分層數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)插值，建立小層級的地質(zhì)模型。選取合適的地層疊置類型進(jìn)行層面內(nèi)插（見圖2），根據(jù)研究區(qū)構(gòu)造特征，地層向南逐漸發(fā)生超覆，缺失沙二下油組地層，因此選取超覆型進(jìn)行層面內(nèi)插，完成研究區(qū)層面模型的建立。

圖2 地層疊置樣式

本次構(gòu)造建模較好地反映了研究區(qū)的斷裂特征的同時，對地層不整合也有較好的體現(xiàn)（見圖3）。不整合界線的位置與地震解釋結(jié)果完全吻合，構(gòu)造模型的精度有了極大的提高，解決了以往模型無法表征地層不整合的難題。

圖3 C區(qū)沙二段構(gòu)造模型南北向剖面

3 屬性模型建立

3.1 巖相模型

研究區(qū)砂體橫向變化快，相鄰井砂體對應(yīng)關(guān)系不明顯，單純依靠井上巖性數(shù)據(jù)預(yù)測巖性變化效果差，本次巖性模型的建立主要借助于地震反演數(shù)據(jù)，充分發(fā)揮地震反演數(shù)據(jù)對井間儲層變化的預(yù)測成果［15-21］。

首先，將時間域的波阻抗反演資料輸入建模軟件中，用已建立的速度模型對其進(jìn)行時深轉(zhuǎn)換，得到深度域的波阻抗反演數(shù)據(jù)體，這樣能夠保證深度域反演數(shù)據(jù)體與構(gòu)造模型之間良好的對應(yīng)關(guān)系；之后，利用地震數(shù)據(jù)重采樣技術(shù)對模型網(wǎng)格進(jìn)行波阻抗賦值，建立波阻抗模型；最后，根據(jù)波阻抗模型與巖性模型的相關(guān)性，利用波阻抗模型約束井間儲層變化，建立巖相模型（見圖 4）。

圖4 C區(qū)沙二段波阻抗與巖相模型水平切片

巖相模型融合了井上巖性數(shù)據(jù)和地震反演數(shù)據(jù)對井間砂體變化的預(yù)測，巖相模型精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于視波阻抗反演數(shù)據(jù)體，還能較好地刻畫隔夾層的分布，大大提高了巖相建模的精度與準(zhǔn)度。

3.2 物性模型

本次儲層物性模型建立是在相控思路下，針對巖相模型中砂巖物性變化進(jìn)行模擬。在模擬儲層物性變化之前，需要分析每個小層物性變化的變差函數(shù)［22-27］，以便選擇合理的參數(shù)構(gòu)建儲層物性模型。在完成孔隙度模型的建立后，再應(yīng)用協(xié)同克里格的方法建立滲透率模型，這樣保證了物性模型結(jié)果的相關(guān)性。

應(yīng)用儲層建模成果，可以任意方向切割，觀察儲層屬性的變化（見圖5），為有利目標(biāo)的優(yōu)選及井位部署提供直接的地質(zhì)依據(jù)。利用后期新鉆井收集的資料，本次模型結(jié)果與新井具有較高的吻合程度，同時模型成果在后期油藏數(shù)值模擬中應(yīng)用效果較好，反映了本次模型結(jié)果的可靠性。

圖5 C區(qū)沙二段屬性模型連井剖面

4 結(jié)論

1）本次研究采用井震資料協(xié)同約束分級建立斷層模型，特別是對井上斷點(diǎn)數(shù)據(jù)的精確校正，保證了斷層模型的準(zhǔn)確性，能夠精確反映研究區(qū)的斷裂特征。

2）在建立層面模型的過程中利用線性變速度法建立速度模型，保證了模型中不整合界線的位置與地震解釋結(jié)果完全吻合，解決了以往模型無法表征地層不整合的難題。在建立巖相模型過程中，發(fā)揮地震反演數(shù)據(jù)對井間儲層變化的預(yù)測成果，解決了井間儲層變化大、難以預(yù)測的難題。

3）本次建模結(jié)果的精度和準(zhǔn)度均有大幅提高，解決了復(fù)雜斷塊油藏斷裂系統(tǒng)復(fù)雜、地層存在不整合、儲層橫向變化快等表征難題。另外，由于復(fù)雜斷塊油藏的各級斷層發(fā)育層位及縱向延伸距離不同，同時地層還存在不整合接觸，容易造成骨架網(wǎng)格混亂，是今后復(fù)雜斷塊油藏地質(zhì)建模需要注意及提高的研究方向。

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