碳酸鹽巖縫洞系統地質建模技術探討

劉海迎，劉玉偉，宗凱強，姜萌蕾

碳酸鹽巖縫洞系統地質建模技術探討

劉海迎1，2，劉玉偉3，宗凱強2，姜萌蕾4

（1. 西安石油大學，陜西 西安 710065； 2. 延長油田股份有限公司吳起采油廠，陜西 延安 717600;3. 中國石油集團西部鉆探工程有限公司試油公司，新疆 克拉瑪依 834000；4. 西北大學地質系，陜西 西安 710069）

近年來縫洞型碳酸鹽巖油氣田的開發越來越深入，打開了油氣田開發的新局面。而碳酸鹽巖具有非均質性極強，空間展布結構復雜的特點，較為準確的實現對儲層空間刻畫和預測，對識別儲層、認識儲層，為開發指導都具有較為重要的作用。因此針對縫洞系統的地質建模展開技術分析，以實現以縫洞型系統為架構的碳酸鹽巖地質建模。

碳酸鹽巖； 地質建模； 孔隙度模型； 縫洞系統

鑒于研究區典型的縫洞型碳酸鹽巖儲層特征，根據實際測井種類和數據質量，選擇能夠有效分析的測井曲線，包括自然伽馬測井、兩種電阻率側井（深側向和淺側向）、聲波和密度，具有上述測井數據的井。利用伽馬測井、聲波時差和深側向電阻率測井數據用于單井的測井電相劃分[1]。利用貝葉斯概率模型進行聚類分析，并對單井測井電相進行有效劃分，即可得到4種測井電相。再分析不同電相的巖石學特征，根據電相及對應的各類電相巖石學特征，區分不同儲層物性特征。最后再利用FMI測井資料和鉆井資料對照分析，對所劃分的每類電相進行地質解譯和儲層劃分[2]。

根據測井電相交會分析成果與FMI測井數據對所得到的4類電相進行劃分，測井電相與儲層不同溶蝕孔洞和裂縫發育程度相互對應，可得到不同的儲層類型的劃分。同時儲層內致密巖層的存在，起到了良好的隔擋作用，有效的對儲層隔擋后，儲層將分為多個垂向獨立壓力系統。

1 縫洞系統連通體模型

研究區為奧陶系縫洞型碳酸鹽巖，儲層溶蝕孔洞較為發育，儲層平面上連續性差，非均質性強，空間上儲層展布形態復雜。因此考慮到此特點，采用二步的隨機建模方法，即首先建立儲層類型的地質模型，然后在儲層類型模型的約束下建立儲層的孔隙度模型。在建立儲層類型模型時，要對每口實鉆井計算儲層類型的垂直比例曲線（VPC），通過該曲線反映儲層類型的垂向上變化情況。在橫向上儲層的變化情況，則需要構建能夠反映儲層類型空間分布的三維概率模型。為了良好構建三維儲層類型空間分布的概率模型，可以利用地震反演得到的地震波阻抗屬性模型，并依據儲層類型的概率體模擬空間的約束，最終得到三維概率模型[3]。

2 縫洞體孔隙度模型

2.1 建模思路

參數碳酸鹽巖縫洞油藏儲集空間以構造變形產生的構造裂縫與巖溶作用形成的孔、洞、縫為主，裂縫既是主要的儲集空間，也是主要的連通通道。儲滲空間形態多樣、大小懸殊、分布不均，三維空間上儲層變化大，井上數據不能很好反映井間地質情況，難以用常規的砂巖油藏研究思路和方法來認識縫洞型油藏，因此，不能僅僅利用井上數據來建立油藏的地質模型，必須結合能夠反映三維儲層地質變化的數據體（如波阻抗）來聯合建模。本次利用隨機建模方法和相控建模思路來建立目標區油藏三維地質模型。波阻抗對縫洞型儲層反映敏感，因此，選用波阻抗作為孔隙度約束條件。建模總體思路為：在對研究區油藏地質充分認識及構造建模基礎上，以相關地震屬性為依據劃分出儲層相和非儲層相，再以波阻抗及井上孔隙度分布為約束進行相控建模，建立孔隙度模型[5]。

2.2 網格設計

建模過程中需要對網格進行合理的設計，建立的三維模型網塊尺寸越小，模型的精度也就越高。在實際建模過程中，網格設計的大小受到計算機硬件和建立模型的精度要求限制和制約。一方面為了與計算機硬件相適應，同時也需要提高計算機建模的運行效率，網格數量大小應盡可能少，并控制在一定的范圍；而另一方面，為了保證建立的地質模型精度要求，網格數量大小又不能過少。因此，需要考慮實際情況，根據研究區的實際地質情況及井網密度關系，設計出合理的網格。經過綜合考慮，研究區建模平面網格設計為50×50 m，縱向網格設計一個為1 ms。

2.3 構造模型

構造建模指的是對研究區塊的層面和斷層進行三維模擬，建立起三維模型的過程，構造模型的質量決定著整個模型的質量，是整個模型的格架和基礎，主要采用以下三種模型思路。

（1）斷層模型。用地震解釋的斷層線生成斷層柱子，并對相截或相交的斷層進行連接處理，最終得到了工區的斷層模型。

（2）層面模型。地震解釋層位為趨勢約束，利用井上分層數據建立層面模型。

（3）屬性模型。井點準確認識的基礎上對儲層發育的有利區實現相控，利用地震數據體覆蓋范圍廣的特性，初步將相類定義為儲集相和非儲集相，進而實現后續的儲集相和地震數據（波阻抗）對孔滲模型的雙重約束，最后得到三維儲集相分布模型。

孔隙度模型的建立需要用到多學科數據庫，首先應完成構造模型、儲集相分布模型的建立，然后用它們來約束，在此基礎上再根據地震約束儲層地質建模方法來實現。

3 結束語

通過對比單井測井孔隙度與孔隙度屬性模型的分布范圍，可知在模擬前和模擬后孔隙度在小范圍有波動，但形態基本保持良好，應用結果表明，該方法能夠在三維模型中較好地模擬測井孔隙度頻率分布的特征。

［1］耿玉海，李江海，賀電.塔里木盆地塔北隆起西部圈閉類型分布及空間組合規律[J].北京大學學報（自然科學版），2008，44(2):193-200.

［2］張朝軍，王長就，羅秀羽，等.塔里木盆地英買力凸起南部寒武系褶皺的地質屬性及其油氣成藏條件分析[J].地學前緣，2008，15(5):349-356.

［3］張朝軍，賈承造，李本亮，等.塔北隆起中西部地區巖溶與油氣聚集[J].石油勘探與開發，2010，37(3):263-269.

［4］崔軍文，唐哲民.塔里木盆地構造格架和構造應力場分析[J].巖石學報，2011，27(1):231-242.

［5］安海亭，李海銀，王建中，等.塔北地區構造和演化特征及其對油氣成藏的控制[J].大地構造與成礦學，2009，33(1):142-147.

Discussion on Geological Modeling Technology of Carbonate Fracture Cave System

1,2,3,2,4

（1. Xi’an Shiyou University, Shaanxi Xi’an 710065, China；2. Yanchang Oil Field Co.,Ltd. Wuqi Oil Production Plant, Shaanxi Yan’an 717600, China；3. Formation Testing Company, Western Drilling Engineering Co., Ltd., CNPC, Xinjiang Karamay 834000, China；4. Department of Geology, Northwestern University, Shaanxi Xi’an 710069，China）

In recent years, the development of fractured vuggy carbonate oil and gas fields has been more and more thorough, which opens up a new situation of oil and gas field development. The carbonate rocks have strong heterogeneity and complicated spatial distribution. Accurate characterization and prediction of reservoir spacehas an important role in identifying the reservoir. In this paper, technical analysis of geological modeling of the fracture cavity system was carried out in order to realize the geological modeling of the carbonate rock.

carbonate rock; geological modeling; porosity model; fracture cave system

2017-05-09

劉海迎（1984-），女，碩士研究生，陜西延安人，研究方向：從事油氣田開發工作。

TE 19

A

1004-0935（2017）07-0671-02