權(quán)勃，侯亞偉，張東，彭琴，孫恩慧

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300450)

謝鵬程，吳波

(武漢時(shí)代地智科技股份有限公司，湖北 武漢 430040)

為了精細(xì)表征小尺度地質(zhì)界面(如點(diǎn)壩側(cè)積層、心灘落淤層等構(gòu)型界面)對(duì)油藏內(nèi)部流體滲流的影響，傳統(tǒng)方法一般采用縱向加密網(wǎng)格的方法，該種方法往往由于模型網(wǎng)格規(guī)模龐大且存在網(wǎng)格尺寸差異容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)不收斂，不能直接用于油藏?cái)?shù)值模擬研究。因此首先需進(jìn)行網(wǎng)格粗化，然而在縱向網(wǎng)格粗化過(guò)程中一些較薄的夾層容易被粗化掉，導(dǎo)致小尺度地質(zhì)界面信息丟失，影響油藏?cái)?shù)值模擬的擬合精度和剩余油預(yù)測(cè)。因此，亟需尋求一種儲(chǔ)層內(nèi)部小尺度等效表征方法來(lái)精細(xì)表征不同級(jí)次構(gòu)型界面對(duì)剩余油分布的影響。筆者以渤海C油田館陶組辮狀河儲(chǔ)層為例，著重開(kāi)展基于小尺度地質(zhì)體等效表征方法在油藏?cái)?shù)值模擬中的應(yīng)用研究，準(zhǔn)確表征館陶組N1gⅢ油組辮狀河儲(chǔ)層內(nèi)部不同構(gòu)型級(jí)次、不同規(guī)模夾層對(duì)開(kāi)發(fā)效果的影響，揭示油水運(yùn)動(dòng)及剩余油富集規(guī)律，完成了對(duì)剩余油的綜合評(píng)價(jià)，對(duì)指導(dǎo)油田下步剩余油挖潛與高效開(kāi)發(fā)具有重要意義。

1 小尺度等效表征方法

圖1 儲(chǔ)層內(nèi)部小尺度地質(zhì)界面等效表征技術(shù)思路

小尺度等效表征技術(shù)的核心思想是通過(guò)網(wǎng)格界面?zhèn)鲗?dǎo)率將小尺度地質(zhì)界面對(duì)流體滲流的影響表征到油藏?cái)?shù)值模擬模型中去，而不是將其幾何參數(shù)反映到油藏?cái)?shù)值模擬模型中。通過(guò)調(diào)整不同構(gòu)型單元界面間網(wǎng)格縱向或側(cè)向傳導(dǎo)率、網(wǎng)格間傳導(dǎo)率的相對(duì)大小就實(shí)現(xiàn)了等效表征非滲透層或低滲透層對(duì)滲流效果的影響，以達(dá)到在油藏?cái)?shù)值模擬中設(shè)置滲流屏障的目的[1]，從而避免了因網(wǎng)格加密導(dǎo)致的不收斂和因網(wǎng)格粗化導(dǎo)致的小尺度地質(zhì)信息丟失等問(wèn)題。具體技術(shù)思路如圖1所示，首先通過(guò)識(shí)別與追蹤巖相模型界面，將巖相界面追蹤數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，然后與粗化的地質(zhì)模型進(jìn)行求交計(jì)算，得到鋸齒化包絡(luò)面，最后將數(shù)據(jù)輸出到數(shù)值模擬模型中，通過(guò)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)歷史擬合及油藏?cái)?shù)值模擬，分析不同級(jí)次構(gòu)型界面對(duì)流體滲流的影響，并且基于儲(chǔ)層地質(zhì)知識(shí)庫(kù)與沉積模式指導(dǎo)下不斷調(diào)整優(yōu)化網(wǎng)格傳導(dǎo)率參數(shù)，如此循環(huán)直到模擬結(jié)果與油藏實(shí)際開(kāi)發(fā)特征相符，并將油藏模擬中得到的新認(rèn)識(shí)迭代到精細(xì)地質(zhì)模型中，逐步實(shí)現(xiàn)雙模耦合，從而提高剩余油預(yù)測(cè)的精度。

2 小尺度等效表征技術(shù)的應(yīng)用

2.1 油藏地質(zhì)概況

C油田位于渤海西部海域，構(gòu)造上位于渤海灣盆地埕寧隆起區(qū)沙壘田凸起東塊東部，是渤海海域首次全部采用大規(guī)模水平井開(kāi)發(fā)且以單個(gè)油藏作為開(kāi)發(fā)層系的油田。油田主力含油層段為明化鎮(zhèn)組上段、下段和館陶組，主要為曲流河和辮狀河沉積，油氣藏埋深-640～-1380m。其中館陶組N1gⅢ油組砂體屬于典型遠(yuǎn)源砂質(zhì)辮狀河沉積，為大套厚層底水油藏，儲(chǔ)層內(nèi)部發(fā)育多期因河道沖刷充填形成的滯留泥礫夾層，厚度分布范圍為0.3～2.2m。此外由于河道的頻繁遷移、疊置導(dǎo)致洪泛沉積形成的泥質(zhì)夾層遭受不同程度的沖刷侵蝕，泛濫平原泥質(zhì)夾層或廢棄河道(溝道)夾層橫向分布不穩(wěn)定，且厚度不均一，厚度分布范圍為0.5～2.0m。目前N1gⅢ油組砂體已進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)期，儲(chǔ)層內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響下的剩余油逐漸成為油田開(kāi)發(fā)的主要挖潛目標(biāo)。通過(guò)多年的開(kāi)發(fā)實(shí)踐表明儲(chǔ)層內(nèi)部發(fā)育的泥礫夾層是重要的滲流屏障，對(duì)含水上升、供液能力及地層壓力均具有重要的影響[2～5]。為了明確厚層辮狀河儲(chǔ)層內(nèi)部夾層對(duì)剩余油分布特征的影響，亟需對(duì)N1gⅢ油組隔夾層進(jìn)行精細(xì)表征，并將其地質(zhì)信息準(zhǔn)確地反映到油藏模型中，定量化辮狀河儲(chǔ)層中隔夾層厚度、延伸范圍、滲透性等因素對(duì)開(kāi)發(fā)效果的影響，提高剩余油預(yù)測(cè)的精度，為下步油田挖潛提供可靠依據(jù)。

2.2 精細(xì)儲(chǔ)層表征

為了更有效地弄清儲(chǔ)層內(nèi)部夾層的分布特征，首先采用高分辨率三維地震開(kāi)展地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演，特別是對(duì)砂體內(nèi)部相對(duì)穩(wěn)定泥礫夾層進(jìn)行精細(xì)雕刻，且通過(guò)盲井檢驗(yàn)符合率較高，結(jié)果表明反演成果可靠程度較高，可以用來(lái)約束巖相建模及屬性建模[6]。通過(guò)基于地震反演約束及序貫指示隨機(jī)模擬方法建立巖相模型，屬性模型采用相控屬性約束及序貫高斯隨機(jī)模擬方法[7]，從而得到一個(gè)精細(xì)、可靠的地質(zhì)模型。該次精細(xì)三維地質(zhì)建模將N1gⅢ油組辮狀河厚層砂體分為礫巖層上、礫巖層及礫巖層下3個(gè)小層，平面網(wǎng)格步長(zhǎng)設(shè)置為25m×25m，礫巖層上、下垂向網(wǎng)格厚度控制1.0m左右，礫巖層控制在0.2m左右，確保能將較薄的礫巖層精確表征[8]，如圖2所示。

2.3 小尺度地質(zhì)界面等效表征

為了解決模型粗化小尺度地質(zhì)信息丟失的問(wèn)題，筆者采用小尺度等效表征方法對(duì)N1gⅢ油組層內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定泥礫夾層進(jìn)行精細(xì)表征，具體工作流程如下：

1)對(duì)建立的精細(xì)地質(zhì)模型進(jìn)行巖相模型追蹤，得到儲(chǔ)層內(nèi)部礫巖相包絡(luò)面，包絡(luò)面中包含的垂向網(wǎng)格數(shù)是大于或等于1(圖3(a))。

2)將追蹤得到的礫巖相包絡(luò)面進(jìn)行平滑處理，得到平滑包絡(luò)面(圖3(b))。

3)平滑包絡(luò)面與粗化模型求交計(jì)算(圖3(c))，按照設(shè)定規(guī)則計(jì)算得到鋸齒化包絡(luò)面(圖3(d))。

4)輸出鋸齒化包絡(luò)面結(jié)果(圖4)。

2.4 油藏?cái)?shù)值模擬研究

為了明確N1gⅢ油組砂體礫巖夾層影響下的剩余油分布特征，需在精細(xì)儲(chǔ)層表征的基礎(chǔ)上對(duì)N1gⅢ油組砂體開(kāi)展油藏?cái)?shù)值模擬研究，同時(shí)為了對(duì)比分析小尺度構(gòu)型界面對(duì)開(kāi)發(fā)效果及剩余油分布的影響，該次研究建立2套油藏模型進(jìn)行對(duì)比分析。

圖2 N1gⅢ油組砂體精細(xì)地質(zhì)模型

圖3 礫巖夾層模型等效表征剖面示意圖

圖4 鋸齒化包絡(luò)面輸出結(jié)果圖

2.4.1油藏模型的建立

油藏模型Ⅰ：首先對(duì)精細(xì)地質(zhì)模型進(jìn)行粗化，將礫巖層上、下垂向網(wǎng)格厚度粗化成2.0m左右、礫巖層垂向網(wǎng)格厚度粗化成1.0m左右，即平面網(wǎng)格不變，垂向網(wǎng)格減少55%。粗化后對(duì)比精細(xì)模型和粗化模型，發(fā)現(xiàn)部分較薄的夾層在粗化后無(wú)法保留原地質(zhì)信息，經(jīng)過(guò)模型粗化，A43H井底部的礫巖夾層信息缺失，如圖5。然后在ECLIPSE軟件中導(dǎo)入粗化模型數(shù)據(jù)、高壓物性PVT數(shù)據(jù)、巖石物理數(shù)據(jù)、分區(qū)數(shù)據(jù)及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)等建立油藏?cái)?shù)值模擬模型。

油藏模型Ⅱ：在油藏?cái)?shù)值模擬模型Ⅰ中導(dǎo)入泥礫夾層等效表征數(shù)據(jù)，建立油藏?cái)?shù)值模擬模型Ⅱ。

圖5 精細(xì)模型與粗化模型剖面圖

2.4.2生產(chǎn)動(dòng)態(tài)歷史擬合分析

在生產(chǎn)動(dòng)態(tài)歷史擬合過(guò)程中，結(jié)合地質(zhì)油藏特征不斷優(yōu)化靜態(tài)參數(shù)場(chǎng)，在靜態(tài)參數(shù)優(yōu)化過(guò)程中2套油藏模型的參數(shù)調(diào)整保持一致，最后得到2套模型的生產(chǎn)歷史擬合結(jié)果，模型擬合生產(chǎn)井共33口，其中模型Ⅰ擬合較好的井有25口，占總井?dāng)?shù)的75.8%；模型Ⅱ擬合較好的井有31口，占總井?dāng)?shù)的93.9%,模型Ⅱ的生產(chǎn)井歷史擬合符合率相對(duì)較高。

2.5 應(yīng)用效果分析

通過(guò)對(duì)比分析2套油藏模型的生產(chǎn)歷史擬合情況，發(fā)現(xiàn)模型Ⅰ擬合效果較差，由于礫巖夾層較薄，模型粗化后礫巖夾層信息丟失，滲流屏障缺失后直接導(dǎo)致底水錐進(jìn)速度加快，逐漸水淹，與實(shí)際生產(chǎn)特征(含水上升規(guī)律比較緩慢)不符(圖6、圖7)。

由于油藏模型Ⅱ輸入了礫巖夾層等效表征數(shù)據(jù)，粗化丟失的礫巖夾層信息重新被表征到油藏模型中，滲流屏障的補(bǔ)充使得底水上升速度變緩，因此部分井的含水上升較緩慢，與實(shí)際生產(chǎn)規(guī)律相符(圖8、圖9)。

通過(guò)應(yīng)用效果可以看出，基于該技術(shù)建立的油藏模型開(kāi)展油藏?cái)?shù)值模擬研究，在一定程度上提高了歷史擬合符合率及剩余油預(yù)測(cè)精度，有效地解決了N1gⅢ油組砂體精細(xì)儲(chǔ)層表征的難點(diǎn)。

圖6 模型Ⅰ剩余油分布及單井含水率擬合曲線圖(A43H井)

圖7 模型Ⅰ單井含水率擬合曲線圖(A62H井)

圖8 模型Ⅱ剩余油分布及單井含水率擬合曲線圖(A43H井)

圖9 模型Ⅱ單井含水率擬合曲線圖(A62H井)

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

小尺度等效表征技術(shù)有效地解決了儲(chǔ)層內(nèi)部小尺度構(gòu)型界面難以表征的問(wèn)題，有效提高了生產(chǎn)歷史擬合及剩余油分布的預(yù)測(cè)精度，為油田后期進(jìn)行剩余油挖潛奠定了良好的基礎(chǔ)。該技術(shù)在渤海C油田辮狀河儲(chǔ)層中取得了較好應(yīng)用效果，單井?dāng)M合符合率高達(dá)93.9%，與模型Ⅰ相比提高了18.1%，歷史擬合符合率顯著提高。同時(shí)通過(guò)數(shù)值模擬，定量化了辮狀河儲(chǔ)層中隔夾層厚度、延伸范圍、滲透性等因素對(duì)開(kāi)發(fā)效果的影響，提高了剩余油預(yù)測(cè)的精度，為下步油田挖潛提供了可靠依據(jù)。該技術(shù)對(duì)于開(kāi)發(fā)中后期高含水油田開(kāi)展儲(chǔ)層構(gòu)型精細(xì)表征與剩余油挖潛具有一定借鑒意義，具有良好的推廣前景。