張 瑞，趙永剛，杜進忠，李志宏，王 博，王印章

（1.西安石油大學地球科學與工程學院，陜西西安 710065；2.西安石油大學陜西省油氣成藏地質(zhì)學重點實驗室，陜西西安 710065；3.中國石油長慶油田分公司第四采油廠，寧夏銀川 750005；4.中國石油集團測井有限公司地質(zhì)研究院，陜西西安 710000）

鄂爾多斯盆地西南部是該盆地石油勘探與開發(fā)的主力區(qū)，自開發(fā)以來獲得了較高的工業(yè)油流產(chǎn)量[1]。Y33 區(qū)塊所在的彭陽油田作為該盆地西南部的重要開采區(qū)于2007 年滾動建產(chǎn)[2]，在侏羅系延6～延9 以及三疊系長3 展現(xiàn)出較好的勘探增儲潛力[3]，經(jīng)過十余年的開采目前已進入開發(fā)中后期，含水上升加快、油水界面抬升速度過快等矛盾導(dǎo)致開發(fā)難度增大。前人對于研究區(qū)在沉積相、成巖作用、成藏控制因素及油氣富集規(guī)律方面取得了一定的認識[4-6]，開采現(xiàn)狀則急需對研究區(qū)進行三維地質(zhì)建模、油藏數(shù)值模擬、油藏工程和剩余油分布等油藏精細描述研究。儲層地質(zhì)建模是結(jié)合數(shù)學方法和計算機技術(shù)，在對儲層進行充分研究的基礎(chǔ)上，將其特征及非均質(zhì)性在三維空間上的分布和變化表達出來，實際上是對儲層各項參數(shù)的三維空間定量表征[7，8]。通過對井間儲層進行定量化和可視化的預(yù)測，準確界定有利儲層的空間位置及其分布范圍，對指導(dǎo)勘探開發(fā)意義重大。由此，文章依據(jù)前人對該區(qū)塊延7油層組已有的地質(zhì)認識，進行三維地質(zhì)建模研究，明確了儲集體的空間展布規(guī)律及物性參數(shù)的分布特征，建立儲層地質(zhì)模型為后續(xù)的數(shù)值模擬奠定基礎(chǔ)，從而為調(diào)整開發(fā)方案提供可靠地質(zhì)依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

Y33 區(qū)位于彭陽油田東北部，行政屬于寧夏彭陽縣，區(qū)域構(gòu)造處于天環(huán)向斜東翼，面積約30 km2，成藏類型屬巖性-構(gòu)造油藏。受到抬升剝蝕作用研究區(qū)主要發(fā)育延9～延6，為一套砂泥巖互層含煤巖層，是該區(qū)的主要產(chǎn)油層位。其中，目的層延7 油層組可根據(jù)標志層（煤）分為延71、延72兩個砂層組，厚度近40 m。根據(jù)巖心、分析化驗、測井等資料結(jié)合前人研究，認為研究區(qū)延7 油層組發(fā)育三角洲平原亞相[9]，分流河道微相以灰色、灰白色的中砂巖、細砂巖為主，可見平行層理和底部為沖刷面的正遞變層理；天然堤微相發(fā)育細砂巖、粉砂巖，厚度?。环至鏖g洼地微相沉積反映弱水動力條件的黑色、深灰色泥巖，存在大量植物化石碎片及印模；沼澤微相則廣泛發(fā)育作為區(qū)域標志層的煤層。受甘陜古河道南岸的演武高地控制，研究區(qū)物源方向呈南西-北東向，分流河道砂為主要儲集體，在測井曲線上表現(xiàn)為厚層高幅、中高幅箱型，大都為多期河道疊置，與產(chǎn)油層能夠很好地對應(yīng)。

2 儲層三維模型

建立三維地質(zhì)模型需要以大量的地質(zhì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，如井位信息、井軌跡數(shù)據(jù)、目的層位深度、斷層數(shù)據(jù)、構(gòu)造等值線數(shù)據(jù)、沉積相平面圖、砂體厚度等值線圖、孔滲飽解釋數(shù)據(jù)以及三維地震屬性數(shù)據(jù)等[10]，是進行基礎(chǔ)地質(zhì)研究的落腳點。同時，輸出的三維地質(zhì)模型作為數(shù)據(jù)集合地質(zhì)體將直接成為油藏數(shù)值模擬的初始參數(shù)，也是油藏工程模塊研究的出發(fā)點，在油藏精細描述研究中有著重要的承轉(zhuǎn)作用。

2.1 構(gòu)造模型

借助Petrel2016 軟件，遵循等時建模原則首先建立單層級的三維地層構(gòu)造模型。由于該區(qū)未發(fā)育斷層，因此以分層數(shù)據(jù)為硬數(shù)據(jù)、以構(gòu)造等值線為趨勢面、以地層厚度為體積校正數(shù)據(jù)，運用最小曲率、厚度疊加的方法通過克里金插值建立延71、延72地層頂、底層面模型，空間疊合后搭建起三維地層構(gòu)造模型，并以10×10×0.5 m 的精度進行網(wǎng)格化，為整個三維地質(zhì)模型提供基礎(chǔ)構(gòu)架。從圖1 中可以看出，研究區(qū)中北部、東部以及中偏西南部發(fā)育3～4 個構(gòu)造高部位，幅度在5～20 m 不等，其余區(qū)域起伏較為平緩。

圖1 Y33 區(qū)塊延7 油層組三維構(gòu)造模型

2.2 巖相模型

遵循相控原則，采用以像元為模擬單元的隨機建模方法建立儲層的巖相模型。在對該區(qū)沉積微相做了細致、充分研究的基礎(chǔ)上，繪制出延71、延72小層的沉積微相平面圖。根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)情況，選擇適用于離散隨機變量的序貫指示模擬方法[11]，利用測井解釋所得砂、泥巖數(shù)據(jù)，在砂體垂向概率分布統(tǒng)計與沉積微相平面展布的雙重約束下[12]，對Y33 井區(qū)進行延7 層位巖相模型的建立（見圖2）。

圖2 Y33 區(qū)塊延7 油層組巖相柵狀圖

結(jié)果顯示，延7 沉積時期砂體自南西向北東呈帶狀展布，在研究區(qū)中部匯合、分叉，主要是受分流河道微相的控制，其連續(xù)性在順物源方向較好，垂直物源方向較差，這是由分流間洼地發(fā)育的泥巖隔擋所致。平面上反映出延72砂體展布范圍大，在研究區(qū)中偏東北及西南部有大面積連續(xù)分布，垂直物源方向砂體連續(xù)性比延71好，說明砂體的側(cè)向接觸關(guān)系以側(cè)切替代式為主。垂向上兩個小層均可見大型箱狀砂體，大都為多期分流河道砂體疊置形成，相比之下延71分流河道砂體在西北部、中偏東北部以及東部局部區(qū)域較厚，但泥巖夾層略為發(fā)育，縱向連續(xù)性稍差。

2.3 屬性模型

屬性模型屬于儲層參數(shù)模型，是整個三維地質(zhì)模型的核心部分，能夠清晰地將儲層主力砂體的物性特征在空間范圍內(nèi)呈現(xiàn)。以所建立的巖相分布模型為控制條件，選取適用于連續(xù)變量的序貫高斯模擬方法[13]，通過能夠反映區(qū)域化變量間相關(guān)性的變差函數(shù)來擬合儲層參數(shù)模型[14]。

先確定變差函數(shù)模型，研究區(qū)屬于三角洲平原亞相，分流河道微相極為發(fā)育，選擇適用于河道型的指數(shù)模型對變差函數(shù)進行擬合。再進行數(shù)據(jù)變換，在將異常數(shù)據(jù)截斷后把所有條件數(shù)據(jù)從非正態(tài)分布變換為正態(tài)分布，作為先驗條件概率分布。之后分層擬合相控下的屬性變差函數(shù)，調(diào)節(jié)變差函數(shù)特征參數(shù)（方向、變程、塊金值和基臺值）（見表1），直至實際變差函數(shù)基本符合理論變差函數(shù)。最終得到隨機模擬方法給出同等概率下的多個模型，從中優(yōu)選出最符合實際（與地質(zhì)認識一致）的地質(zhì)模型[15]。

表1 Y33 區(qū)塊延7 油層組變差函數(shù)擬合參數(shù)表

由于孔隙度與電性有更好的相關(guān)性，在對正態(tài)變換后的測井曲線粗化后，運用序貫高斯模擬方法在相控約束下先建立研究區(qū)孔隙度模型。滲透率具有更多的影響因素，且孔隙度與滲透率的相關(guān)性較好，建立滲透率模型時選擇孔隙度模型協(xié)同模擬[16]，提高模型的準確性。

對孔隙度模型數(shù)值分布進行統(tǒng)計，延71、延72孔隙度的分布范圍主要在12%～18%，其中，延71孔隙度小于10%的占比3.26%，在10%～15%的占比59.78%，大于15%的占比36.96%；延72孔隙度小于10%的占比4.81%，在10%～15%的占比72.12%，大于15%的占比23.07%，據(jù)石油天然氣儲量計算規(guī)范（DZ/T0217-2005）[17]，認為研究區(qū)延71、延72砂巖儲層均屬于低孔儲層。從模型數(shù)據(jù)體來看（見圖3），孔隙度主要沿著巖相模型中的砂巖延伸方向自西南向東北展布，高值部位對應(yīng)砂體較厚的區(qū)域，延71主要分布在研究區(qū)中偏東北部及東部，延72主要分布在中北部及西南部，面積小且較為分散。

圖3 Y33 區(qū)塊延7 油層組孔隙度模型

滲透率模型的數(shù)據(jù)分布表明，延71滲透率小于1 mD的占比1.10%，在1～50 mD 的占比45.05%，大于50 mD的占比53.85%；延72滲透率小于1 mD 占比0.98%，在1～50 mD 的占比60.19%，大于50 mD占比38.83%，據(jù)石油天然氣儲量計算規(guī)范（DZ/T0217-2005）[17]，認為研究區(qū)延71砂巖儲層屬于中滲儲層，延72砂巖儲層屬于低滲儲層。統(tǒng)計模型中滲透率非均質(zhì)程度的定量表征參數(shù)，延71變異系數(shù)0.55，突進系數(shù)2.68，級差22 695.31；延72變異系數(shù)0.62，突進系數(shù)2.74，級差25 304.32，兩個層位非均質(zhì)程度均屬于中等。模型數(shù)據(jù)體顯示（見圖4），延71滲透率高值分布范圍較大，主要在研究區(qū)西北部、中偏東北部、東部及中偏西南部，平面上的連續(xù)性好。相比之下，延72滲透率略差，高值區(qū)發(fā)育部位與延71基本一致，面積明顯縮小，呈零星狀分布。滲透率模型反映出，在孔隙度模型的協(xié)同約束下，孔滲兩種屬性模型有較好的相關(guān)性，且二者均與巖相模型中分流河道砂巖具有很好的一致性，體現(xiàn)了儲層物性受相控的特征。

圖4 Y33 區(qū)塊延7 油層組滲透率模型

3 模型驗證

前述利用井點硬數(shù)據(jù)、測井解釋數(shù)據(jù)，通過趨勢面約束已充分將地質(zhì)認識加入到模型之中，盡可能提高了模型精度。建好的儲層地質(zhì)模型能否成為數(shù)值模擬所需要的原始數(shù)據(jù)體，還需經(jīng)過進一步檢驗[18]。采取概率分布一致性檢驗，由屬性模型中孔隙度、滲透率的擬合值與原始值的分布直方圖（見圖5）對比可知，模擬數(shù)值與原始數(shù)值的分布態(tài)勢基本保持一致；根據(jù)儲層模型計算出研究區(qū)目的層位地質(zhì)儲量為317.09×104t，油田統(tǒng)計資料顯示該區(qū)塊目的層現(xiàn)有地質(zhì)儲量311.21×104t，二者的誤差在2%以內(nèi)。以上均表明針對Y33 區(qū)塊延7 油層組所建立的儲層三維地質(zhì)模型準確度高，能夠較為真實地展現(xiàn)實際地質(zhì)情況，可為后續(xù)的數(shù)值模擬提供可靠的數(shù)據(jù)體。

圖5 Y33 區(qū)塊孔隙度、滲透率原始數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)頻率分布直方圖

4 結(jié)論

以前期充分的地質(zhì)認識為基礎(chǔ)，對鄂爾多斯盆地西南部Y33 區(qū)塊延7 油層組進行三維地質(zhì)模型研究，主要有以下認識：

（1）巖相模型顯示延7 沉積時期砂體連續(xù)性在順物源方向優(yōu)于垂直物源方向，受分流河道微相控制所致；延72砂體在中偏東北及西南部有大面積連續(xù)分布；延71砂體在西北部、中偏東北部以及東部局部區(qū)域較厚，但泥巖夾層略為發(fā)育。

（2）屬性模型表明延71屬于低孔中滲儲層，延72屬于低孔低滲儲層，二者非均質(zhì)程度均為中等；平面上延71高值分布范圍較延72大，且高值部位與砂體較厚的區(qū)域?qū)?yīng)性好，是研究區(qū)的有利開發(fā)區(qū)。

（3）通過概率分布一致性檢驗以及儲量核算，驗證了對研究區(qū)延7 油層組所建立的儲層三維地質(zhì)模型準確可靠，可作為后續(xù)數(shù)值模擬的原始數(shù)據(jù)體，能夠為開發(fā)方案的調(diào)整以及開發(fā)井部署提供依據(jù)。