井震結(jié)合斷層建模技術(shù)在復(fù)雜斷塊中的應(yīng)用

曲良超，卞昌蓉

（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京 100083；2.中國(guó)石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

井震結(jié)合斷層建模技術(shù)在復(fù)雜斷塊中的應(yīng)用

曲良超1，卞昌蓉2

（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京 100083；2.中國(guó)石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

基于井震結(jié)合的三維斷層建模技術(shù)，提高了復(fù)雜斷塊基礎(chǔ)地質(zhì)研究工作的可靠性和準(zhǔn)確性，采用新的技術(shù)方法和工作流程，拓寬了地質(zhì)建模工作的研究范圍，即從“一個(gè)特定的研究環(huán)節(jié)”變?yōu)樨灤┱麄€(gè)油藏開發(fā)地質(zhì)工作的綜合研究項(xiàng)目。井震結(jié)合的三維斷層建模技術(shù)，一方面可將斷層建模與構(gòu)造落實(shí)、地層對(duì)比等基礎(chǔ)地質(zhì)研究工作充分結(jié)合到一起；另一方面還可借用三維地質(zhì)建模特有技術(shù)方法，以更高的技術(shù)要求重新開展基礎(chǔ)地質(zhì)研究。建立斷層模型的具體步驟：首先，利用地震解釋成果建立初步斷層模型；其次，利用鉆井?dāng)帱c(diǎn)位置進(jìn)行三維空間校正；最后，針對(duì)無法解釋的斷點(diǎn)位置修改斷層解釋方案。在蘇北盆地溱潼凹陷祝莊油田阜一段應(yīng)用中，利用該技術(shù)對(duì)原構(gòu)造解釋方案和地層對(duì)比進(jìn)行修正，調(diào)整了局部構(gòu)造高點(diǎn)和斷層斷距，并新增斷層一條，落實(shí)了斷塊內(nèi)各級(jí)構(gòu)造。

井震結(jié)合；斷層建模；復(fù)雜斷塊；基礎(chǔ)地質(zhì)；步驟；應(yīng)用；蘇北盆地

三維地質(zhì)建模工作是一項(xiàng)綜合性的研究工作，以往多數(shù)地質(zhì)建模工作常作為地質(zhì)研究工作中的一個(gè)特定環(huán)節(jié)，即在構(gòu)造、沉積、儲(chǔ)層、測(cè)井等基礎(chǔ)地質(zhì)研究工作完成的基礎(chǔ)上，將前面的工作進(jìn)行綜合，插值計(jì)算出一個(gè)包含各種儲(chǔ)層參數(shù)的地質(zhì)數(shù)據(jù)體。由于陸相復(fù)雜斷陷盆地內(nèi)的構(gòu)造、地層對(duì)比等方面存在諸多問題，極大影響了模型的準(zhǔn)確性，最終還影響到地質(zhì)建模技術(shù)在油藏開發(fā)中的應(yīng)用效果。

針對(duì)上述問題，采用一套新的技術(shù)方法和工作流程來解決。核心是建模工作的研究范圍，把它從“一個(gè)特定的環(huán)節(jié)”變?yōu)橐豁?xiàng)貫穿整個(gè)油藏開發(fā)地質(zhì)工作的綜合研究，即將三維地質(zhì)建模工作與構(gòu)造落實(shí)、地層對(duì)比等基礎(chǔ)地質(zhì)研究工作充分地結(jié)合到一起，改善基礎(chǔ)地質(zhì)研究工作的可靠性和準(zhǔn)確性［1-6］。

1 井震結(jié)合斷層建模技術(shù)

建立斷層模型是地質(zhì)建模工作的第一步，斷層模型的準(zhǔn)確性直接影響構(gòu)造模型和屬性模型的可靠性和實(shí)用性。建立斷層模型最基本的要求是，斷層面要與鉆井?dāng)帱c(diǎn)位置完全吻合，包括：1）所有對(duì)比出的斷點(diǎn)位置都要有斷層歸屬，并且三維空間位置要完全吻合；2）所有過斷層的井都要有相應(yīng)的斷點(diǎn)位置與之配合。這要求井上對(duì)比出的斷點(diǎn)與地震解釋斷層有好的匹配。

井震結(jié)合建立斷層模型的步驟：1）利用解釋成果建立初步斷層模型；2）利用鉆井?dāng)帱c(diǎn)位置進(jìn)行三維空間校正；3）對(duì)無法解釋的斷點(diǎn)位置修改斷層解釋方案。

從建立斷層模型的步驟可以看出，利用井上斷點(diǎn)和地震解釋得到的斷層共同建立斷層模型具有以下優(yōu)點(diǎn)［7-9］：通過橫向分辨率較高的地震資料解釋得到的斷層，在三維空間的展布上具有更高的準(zhǔn)確性和趨勢(shì)性，可以指導(dǎo)井上斷點(diǎn)組合；結(jié)合鉆井地層對(duì)比的斷點(diǎn)，可以對(duì)地震解釋的斷層進(jìn)行準(zhǔn)確修正；對(duì)于地震上無法識(shí)別出的斷層，而鉆井上也無法組合的孤立斷點(diǎn)，結(jié)合生產(chǎn)關(guān)系可構(gòu)建出對(duì)剩余油分布具有重要意義的層間小斷層。

2 實(shí)例

2.1 工區(qū)概況

祝莊油田地處江蘇省姜堰市俞垛鄉(xiāng)祝莊，構(gòu)造上位于溱潼凹陷南部斷階帶的中段，北東、北西緊鄰斷陷沉降次中心的溱潼次凹，斷裂系統(tǒng)復(fù)雜，具有明顯的多階、斷階特征。油氣主要富集于阜一段和阜三段，油藏埋深2 400～2 600 m，為典型斷塊構(gòu)造類型（見圖1）。

2.2 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

建立三維斷層模型需要一系列的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備是建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的過程，包括鉆井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（井位坐標(biāo)、井斜軌跡、鉆井分層數(shù)據(jù)和井上斷點(diǎn)數(shù)據(jù)）、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)（自然電位、電阻率、自然伽馬、聲波時(shí)差和電測(cè)解釋等）和地震數(shù)據(jù)（地震構(gòu)造解釋的斷層和層位數(shù)據(jù)）。

圖1 祝莊油田區(qū)域構(gòu)造位置

2.3 初步斷層模型的建立

利用祝莊油田三維地震解釋的構(gòu)造面及斷層面數(shù)據(jù)建立了初步斷層模型。在此過程中，進(jìn)行了小斷層、斷層方向和斷層接觸關(guān)系等一系列處理［10-13］，在阜一段共建立了8條斷層，包括F1、F4邊界斷層及內(nèi)部主要的6條次級(jí)斷層（見圖2），在建立斷層模型時(shí)要求斷層面與地震解釋成果完全吻合。

圖2 祝莊油田阜一段初步斷層模型

2.4 斷層模型的校正

初步斷層模型完成后，將其與鉆井?dāng)帱c(diǎn)位置進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)大部分鉆井?dāng)帱c(diǎn)位置與三維斷層面有一定的誤差，這是由于以往的二維工作方法存在一定的局限性，與精細(xì)三維地質(zhì)模型相比，在精度上有差距。為了消除這些誤差，利用建模軟件的三維可視化交互編輯技術(shù)，在三維空間內(nèi)，根據(jù)鉆井?dāng)帱c(diǎn)位置對(duì)斷層模型進(jìn)行反復(fù)、細(xì)致的校正，使多數(shù)斷點(diǎn)與三維斷面吻合較好。在進(jìn)行斷層校正過程中，發(fā)現(xiàn)地層對(duì)比中井上無斷點(diǎn)，但井又過地震上明顯存在的斷層，最后查證落實(shí)了井上的斷點(diǎn)。如S255井在地層對(duì)比時(shí)沒有對(duì)比出斷點(diǎn)，但在斷層建模時(shí)過f3斷層，后經(jīng)查證落實(shí)，和鄰井Zhu7井對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在2 725 m處存在斷點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于Zhu7井2 771～2 793 m地層，斷距22 m（見圖3）。

圖3 井上斷點(diǎn)校正對(duì)比

校正后的三維斷面完全由鉆井資料在三維空間內(nèi)控制，較以前的構(gòu)造解釋更可靠，斷層位置更準(zhǔn)確，有利于油藏認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步深化。

2.5 斷層模型的新認(rèn)識(shí)

井震結(jié)合的斷層建模技術(shù)，很好地解決了復(fù)雜小斷塊區(qū)斷層多、構(gòu)造復(fù)雜，以及使用傳統(tǒng)工作方法無法準(zhǔn)確落實(shí)小斷層的存在及其合理性問題［14-15］。在三維可視化技術(shù)的質(zhì)量控制下，利用構(gòu)造方案校正、重新地層對(duì)比、三維斷層模型的細(xì)化交互等工作方法，進(jìn)行逐井、逐斷層、逐點(diǎn)的落實(shí)和校正。阜一段油藏面積小，全區(qū)僅有5口井鉆遇，通過三維斷層建模，斷層及構(gòu)造有以下變化（見圖4）。

圖4 祝莊油田阜一段Ⅲ油組9小層底面構(gòu)造

Zhu7，S255井所在斷塊的高部位向北東方向擴(kuò)了約130 m，主要由于f5斷層向東移動(dòng)了100 m。原因是f5斷層由2口井的斷點(diǎn)控制，分別是Zhu7井（2 411 m）和S255井（2 580.4 m）。Zhu7井2 411 m斷點(diǎn)是最靠下的位置，在其以下無法開出斷層，所以目前的斷層位置是向西移的底限，它還有可能向東移。由于Zhu7，S255井所在斷塊的高部位向北東方向擴(kuò)了130 m，所以可以在其高部位部署開發(fā)井。

f1斷層的斷距由原來的120 m變?yōu)?00 m。該斷層斷距的變化主要是對(duì)比點(diǎn)的變化造成的。通過地層對(duì)比，S140井在3 145 m處有一300 m斷距的斷點(diǎn)，而與以往120 m斷距有差異。

Zhu7井西增加一條20 m斷距的西南傾斷層。原因是，Zhu8井在 2 940 m處斷點(diǎn)斷距 29 m，Zhu7井在2 830 m處斷點(diǎn)斷距10 m，但地震上無明顯斷層標(biāo)志，考慮整體的斷裂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，開出一條近北西走向的斷層。另外，原方案中該處存在一個(gè)60～120 m斷距的斷層，且相鄰兩塊的地層趨勢(shì)不協(xié)調(diào)，所以現(xiàn)組合比較合理。

通過三維斷層建模，基本理順了祝莊油田阜一段內(nèi)部的斷層，落實(shí)了構(gòu)造，無論從三維空間還是二維平面上看，構(gòu)造都是比較合理的。

3 結(jié)束語

利用井震結(jié)合斷層建模技術(shù)能拓寬地質(zhì)建模的研究范圍，將三維油藏地質(zhì)建模工作與構(gòu)造落實(shí)、地層對(duì)比等基礎(chǔ)地質(zhì)研究工作充分結(jié)合到一起，更有效地提高了地質(zhì)基礎(chǔ)工作的精度。在蘇北盆地溱潼凹陷祝莊油田阜一段應(yīng)用中，調(diào)整了局部構(gòu)造高點(diǎn)和斷層斷距，并新增一條斷層，落實(shí)了斷塊內(nèi)的各級(jí)構(gòu)造。

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（編輯 楊會(huì)朋）

Application of fault modeling combined with well data and seismic data in complicated fault block

Qu Liangchao1,Bian Changrong2
(1.School of Energy Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083,China;2.Research Institute of Petroleum Exploration& Production,SINOPEC,Beijing 100083,China)

The technology of 3D fault modeling based on well data and seismic data can improve the reliability and accuracy in basic geology study.Through adopting new technology and work process,the studying range of geology modeling can be broadened,and it is necessary to make it become a comprehensive research project throughout the geological work of reservoir development from a specific research process.On the one hand,fault modeling and basic geological study such as structure implementation and stratigraphic correlation can be fully combined through 3D fault modeling combined with well data and seismic data;on the other hand,basic geological research can be developed again with the higher technical requirements by the use of unique technical method of 3D geological modeling.Concrete steps of constructing fault model are given.Firstly,initial fault model can be established according to the seismic interpretation result;secondly,fault model can be corrected through the position of fault points in wells in 3D space;finally, fault interpretation schemes need to be modified because of the positions with fault point which can not be explained.In first member of Funing Formation,Zhuzhuang Oilfield of Qingtong Depression in Subei Basin,formal structure interpretation scheme and stratigraphic correlation are revised through the use of the technology,local structure high and fault throw are adjusted,and a new fault is interpreted,all structures of different levels are implemented.

combination of well data and seismic data;fault modeling;complicated fault block;basic geology;process;application; Subei Basin

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“華北克拉通破壞與古太平洋板塊俯沖的動(dòng)力關(guān)系研究”（91114203）

TE132.1

A

10.6056/dkyqt201204005

2011-12-01；改回日期：2012-05-13。

曲良超，男，1980年生，在讀博士研究生，主要從事油氣田開發(fā)地質(zhì)工作。E-mail：hnnyqlc@126.com。

曲良超，卞昌蓉.井震結(jié)合斷層建模技術(shù)在復(fù)雜斷塊中的應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，2012，19（4）：426-429.

Qu Liangchao，Bian Changrong.Application of fault modeling combined with well data and seismic data in complicated fault block［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2012，19（4）：426-429.