油藏建模及數值模擬技術在西部某油田開發調整中的應用

李 鵬,王亞楠,曹麗麗,劉冬民,鄭建雄

（東方地球物理公司研究院地質研究中心，河北涿州072750）

油藏建模及數值模擬技術在西部某油田開發調整中的應用

李 鵬*,王亞楠,曹麗麗,劉冬民,鄭建雄

（東方地球物理公司研究院地質研究中心，河北涿州072750）

中國西部某油田在開發過程中遇到了預測油層鉆遇率不高、油水分布預測與實鉆結果差距較大、井網加密井的部署和實施難以實現等一系列問題，針對上述情況，在地震綜合解釋和儲層預測的基礎上，結合油田開發動態資料，開展了油藏地質建模和油藏數值模擬研究。油藏模擬系統分析揭示出QL油田具有一定的開發調整及二次開發潛力；通過動態預測結果表明，采用井網加密將有效提高油藏的采出程度和采收率。模擬結果對油田生產動態預測及開發調整措施的制定具有重要的參考意義，推動了地震資料在油田開發過程中應用的深度和廣度。

地震資料；地質建模；油藏數值模擬；地震屬性分析；剩余油分布預測

QL油田是中國西部吐哈盆地最大的油田，也是地質特征最為復雜、油田開發問題較為突出的油田之一。主要表現為預測油層鉆遇率不高；油水分布預測與實鉆結果差距較大；水驅狀況較差，單向水驅比例較大，井間矛盾突出；增儲潛力較大，但突破方向不明確。這些開發難題的存在使得井網加密井的部署和實施難以實現，降低了油藏動用程度和采收率標定的可靠性。本文以地震資料解釋及反演成果為基礎，對影響地質模型所需建立的構造模型、儲層模型的精度做技術分析，以鉆井和測井資料對其進行約束，建立準確的地質模型；通過對油藏數值模擬做系統分析，使動態歷史擬合及剩余油分布的研究成果更加可靠，有利于正確制定調整井的部署和實施。

1 概況

QL油田屬于吐哈盆地臺北凹陷鄯善弧形構造帶西段中部，是一個被斷層復雜化的東西走向的長軸背斜構造，兩翼不對稱，北緩南陡，閉合高度700～850m，構造面積53km2。構造斷層十分發育，按照斷層的特點可劃分成2組：一組是走向與構造走向基本平行的逆斷層，另一組是與構造走向基本垂直的正斷層或平移斷層。兩組斷層將油藏切割成大小不同的若干個斷塊。

QL油田主要含油層系屬于中生代侏羅系中統陸相沼澤環境沉積的煤系地層（J2s組和J2x組），巖性以中細—中粗砂巖、含礫不等粒砂巖、礫狀砂巖和粉細砂巖為主，粒級分散、分選差，磨圓度以次棱角狀為主，結構成熟度低。屬扇三角洲—辮狀河沉積體系，縱向上油層分布均勻，平面上各油層單砂體主要呈條帶狀分布，平均單井鉆遇砂巖厚度65.3m，有效厚度42.3m。平面上，油藏構造西部的陵3、陵4區塊油層埋藏淺，物性最好，構造東部的陵2中、東區軸部次之，而陵2西區及油藏邊部，物性最差。

2 油藏地質建模及數值模擬技術

油藏地質建模方法：油藏地質模型是油氣藏的類型、幾何形態、規模、油藏內部結構、儲層參數及流體分布的高度概括[1]。油藏地質建模要綜合反映構造模型、儲層模型、流體模型3個方面。

（1）構造建模。構造模型反映儲層的空間格架。其目的是精細刻畫斷點、斷層和地層這3大構造要素的空間組合和配置關系,建立起一個符合地下實際虛擬的三維構造模型,為下一步的儲層建模搭建準確的地層構造格架。構造模型由斷層模型和層面模型組成。斷層模型主要表現為單個斷裂面形態刻畫和多個斷層空間配置的擬合關系；層面模型反映的是地層界面的三維分布，疊合的層面模型即為地層格架模型。建模的基礎資料主要為坐標數據、地層分層數據及其斷裂數據。一般通過插值法或隨機模擬方法，生成各個等時層的頂、底層面模型并進行空間疊合，結合斷層模型建立儲層空間格架模型，以此表征構造的非均質特性。

（2）沉積微相建模。在建立構造模型后，通過儲集層參數和非均質分布參數計算，特別是人機結合解釋劃分儲層邊界、夾層及其有效厚度，統計單井在縱向上各個巖相帶及儲層的概率分布，用于估計各類巖相帶及儲層所占體積，并以井點的密度及其在區域內單井巖相及儲層所占比例，來反映不同類別巖相及儲層在空間出現的可能性，建立儲層內部不同沉積微相類型的三維沉積相空間分布模型。沉積微相模型實際上是儲層結構模型，它能夠定量表述儲集體的大小、幾何形態及其三維空間分布。儲層物性變化與沉積微相類型相關性很高，準確而合理的沉積相模型是精確建立儲層參數(孔隙度、滲透率、飽和度)模型的必要前提。

（3）儲層參數模型。儲層參數模型旨在表征油藏特征參數的空間變化規律，盡可能地識別對油藏性質有較大影響的地質特征。首先，對構造模型進行三維網格化，然后利用井數據、地震數據，按照一定的插值方法對每個三維網格進行賦值，建立儲層屬性的三維數據體。不同的儲層參數從不同角度來反映儲層的不同特征，如砂巖厚度體現了沉積砂體的展布規律；滲透層厚度反映了油藏中滲透層的分布特征，其對應的物性參數模型能很好地反映地層流體在油藏中的運動的地質條件，體現儲層的三維宏觀非均質性特征[2]。

3 應用效果分析

3.1 油藏地質模型建立

本次儲層地質建模采用的是確定性建模方法，儲層預測的方法為應用地震反演預測儲層厚度，應用井間對比和插值方法預測井間儲層儲集性能參數來完成儲層參數預測。流體分布模型的重點為油氣水飽和度的分布和空間變化分析，此項研究主要應用本區鉆井試油、測井綜合解釋和生產動態資料分析成果來完成，其方法主要是通過單井模型與地層模型結合，將單井模型中油氣水飽和度變化特征賦值到儲層三維網塊，建立油藏地質模型[3]。

3.2 油藏數值模擬結果分析

油藏數值模擬是在單井、全區開發歷史擬合的前提下，重現油田的開發歷程，預測油田的未來開發趨勢，綜合其它方法搞清剩余油分布，找出剩余油的富集帶，指導調整、加密井部署[4]。本次油藏數值模擬方法的工作步驟可分為：數據的采集分析、建立油藏模擬模型、動態歷史擬合和預測情況報告。

3.2.1 歷史擬合

歷史擬合是用模擬計算的動態結果與實際動態生產數據進行比較，以驗證模擬模型與實際油藏的吻合程度。歷史擬合結果表明，單井擬合效果很好，單井日產油和累計產油與數值模擬計算結果符合程度很高，所有油井誤差在2%以內（圖1）。

圖1 QL油田單井日產油歷史擬合圖

3.2.2 剩余油分布特征

油藏工程研究表明，QL油田三間房油藏邊水能量很小，天然能量驅動主要為彈性驅和溶解氣驅，枯竭式采收率低（小于17%）[5]，故采用注水保持壓力的開發方式，因此，影響含油飽和度變化的主要因素是注入水量，而注入水的驅油效率和水驅波及效率控制著剩余油的分布特征。

3.2.3 動態預測

綜合研究區三間房油藏剩余油分布特征，結合開發井網系統和油水井的注采關系，在油田內部優選了LX12-222和LX15-221兩口加密井，二者均為采油井，模擬時間為2006年7月至2010年12月，在全部油層同時射開的情況下，對其生產情況進行了預測：LX12-222井最高產能20t/d，累計產油1.8×104t；LX15-221井最高產能為18t/d，累計產油2.0×104t。模擬計算的2006年2月與2010年2月剩余油飽和度對比表明，井網加密將有效提高油藏的采出程度和采收率。

4 結論及建議

(1)油藏地質建模及數值模擬研究的開展為QL油田油藏地質特征認識的深化、開發方案調整、二次開發方案的制定和實施提供了一項必要的基礎資料。

(2)歷史擬合分析表明數值模擬結果具有較高的可靠性，控制剩余油分布特征的的地質因素得到了進一步的明確，為油田生產動態預測及開發調整措施的制定提供了堅實的基礎。

(3)QL油田具有一定的開發調整及二次開發潛力，動態預測結果表明，采用井網加密將有效提高油藏的采出程度和采收率。

(4)地震、地質、油藏和開發多學科綜合研究，不僅可以提高地震資料綜合解釋的可靠性和實用性，同時拓展地震資料在油田開發領域的深入應用。

[1]宋子齊，伊軍鋒，龐振宇，王艷，李偉峰.三維儲層地質建模與砂礫油層挖潛研究——以克拉瑪依油田七中區、七東區克拉瑪依組礫巖油藏為例[J].巖性油氣藏，2007，19(4)：99-105.

[2]王建，黃毓瑜，金勇，張世剛.基于測井數據的三維地質模型構建與可視化[J].測井技術，2003，27(5)：410-412.

[3]楊耀忠，曲壽利，隋淑玲，劉志宏.地震約束建模技術在油藏模擬中的應用[J].石油地球物理勘探，2003，38(5)：535-539.

[4]Ahmed T.油藏工程手冊[M].冉新權，何江川，譯.北京：石油工業出版社，2002：179-200.

[5]姜漢橋，谷建偉，陳民鋒，孫夢茹.時變油藏地質模型下剩余油分布的數值模擬研究[J].石油勘探與開發，2005，32(2)：91-93.

TE319

B

1004-5716(2015)10-0035-03

2014-10-22

2014-10-30

李鵬（1981-），男（漢族），河北容城人，工程師，現從事油氣勘探及地質綜合研究工作。