儲層地質建模在調整井地層壓力預測上的應用

文堯　王少博　胡剛

摘 要：地質建模既是油藏描述的核心，也是數值模擬的基礎。利用油藏三維模型直觀的反映老油田加密井的地層孔隙壓力橫縱向分布規律，是預防調整井在鉆進過程中出現井漏、遇阻、垮塌甚至井噴等復雜事故的關鍵。本論文以X油田孔一段棗Ⅴ油組為例，在常規構造模型、巖性模型、物性模型和油層模型的基礎上，首次建立了地層壓力模型，既直觀呈現了地層壓力的橫縱向分布規律，也為后期油藏數值模擬研究儲層壓力衰竭程度奠定基礎。

關鍵詞：地質建模；地層壓力；油藏描述；數值模擬

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.117

1 概況

Y斷塊油水井套管損壞日益嚴重導致井網癱瘓，在開發區邊部無井控制；開發矛盾突出，層間矛盾加劇，斷塊穩產難度大。因此現有的井網無法提高斷塊的開發水平，需要進行加密調整。結合同一區塊已鉆完井的原始資料及注、采井生產資料確定注水開發后地層壓力縱向變化規律及注水開發后異常地層壓力平面分布特征，建立Y斷塊的地層壓力剖面，為下步調整井的安全、快速、經濟的鉆井提供有力依據。

2 地層壓力建模

儲層建模的流程一般遵循從構造模型的搭建到模擬沉積相模型的建立。第一步的儲層構造模型的建立，包括對工區范圍內斷層、地層關系的建立。之后便在已建立的構造模型內進行儲層沉積微相的建立，最后在沉積微相的約束下預測儲層物性的分布。

（1）數據準備。儲層建模的數據來源主要包括鉆井、測井、地震、試井等方面，在建模前期的準備工作中，將原始數據整理為軟件可識別的數據類型，從本次建模內容來看，基本數據類型包括：井坐標數據、分層數據、物性數據、沉積相數據等。

（2）構造模型。構造模型是三維儲層地質建模的重要基礎，首先由地震、鉆井等解釋斷層數據建立斷層模型，然后通過已經建立好的斷層模型建立各個地層頂底的層面模型，最后在斷層模型和層面模型的基礎之上建立等時三維地層網格模型。

以單井縱向壓力剖面離散曲線為基礎，應用變差函數分析結果控制，應用序貫高斯隨機模擬方法和確定性方法進行井間參數預測，建立了Y斷塊三維壓力模型。

（3）變差函數分析。變差函數是區域化變量空間變異性的一種度量，反映了空間變異程度隨距離變化的特征。變差函數強調三維空間上的數據構形，從而可定量地描述區域化變量的空間相關性，即地質規律所造成的儲層參數在空間上的相關性。變差函數是地質統計學中描述區域化變量空間結構性和隨機性的基本工具。

由于壓力不同于儲層物性，因此建立壓力模型時要對井點壓力重新進行變差函數分析。

從變差函數分析結果可知，Y斷塊儲層順物源變程為約800，垂直物源方向變程約785。

（4）原始儲層的壓力模型建立。壓力模型的建立主要有兩類方法：確定性建模和隨機建模。確定性建模即根據已有資料的分析，給出研究區一個確定的、唯一的儲層認識結果。隨機建模則認為對地下井間儲層預測都存在一定的隨機性，單一的模型很難準確反映地下特征，需要綜合多個模型來對地下存在可能性進行描述和評價。考慮到研究區鉆井密度高，資料較豐富，解剖較為細致，因此在進行壓力模型建立時，直接采用Assign Value方法建立構型模型。隨后，根據泥巖分布，采用序貫指示建模方法剔除掉部分構型砂巖數據，從而形成既滿足工區井數據，又能刻畫壓力隨機變化的三維模型。

（5）地層壓力對比模型建立及剖面分析。由于衰竭氣藏儲氣庫儲層水平方向尺寸和豎直方向尺寸差別很大，因此筆者在研究過程中假定儲層為平面無限大地層，衰竭氣藏內部只有殘余天然氣，注入天然氣的性質與殘余天然氣的性質相同，注氣后天然氣在儲層中沿曲線運移，并且儲氣庫在周期性強注強采過程中蓋層保持安全穩定。

建立地層壓力衰減前后的三維地層壓力模型，并制作了連井壓力模型剖面，對地層壓力模型衰減前后進行了對比分析。

目前存在的多種隨機建模的方法，大致可以分為基于目標的和基于象元的兩類，不同的方法有不同的適應性，在基于象元的方法中，序貫指示模擬方法是通過給出一系列的門檻值，將變量進行指示變換而無需假設原始樣本服從正態分布，可以模擬較為復雜、難以認識清楚地質現象，應用較為簡單。在儲層參數三維模型建立的基礎上，選取地層壓力衰減的井數據做連井剖面，可以觀察對比壓力衰減前后的儲層地層壓力變化：

3 結論

建立了變形介質儲層壓力恢復試井理論模型，定義了考慮應力敏感的擬壓力函數對問題進行簡單，通過有限差分方法計算得到無限大地層和圓形有界地層的壓降試井和壓力恢復試井理論曲線，并進行了對比分析。研究結果表明：

（1）通過地層壓力建模直觀的反映出地層壓力衰竭1Mpa左右，地層壓力保持情況較好；

（2）地層壓力模型直觀看到三口存在異常壓力的井全部處于斷塊邊界，因此是斷塊構造運移造成了異常高壓。

作者簡介：文堯（1988-），男，湖北武漢人，碩士研究生，主要從事油藏描述研究。