建模數模一體化方法表征BN油田剩余油分布

徐 靜，霍春亮，李 軍，葉小明，王鵬飛，李俊飛

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建模數模一體化方法表征BN油田剩余油分布

徐 靜，霍春亮，李 軍，葉小明，王鵬飛，李俊飛

（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300459）

針對渤海BN油田開發中后期生產矛盾日益突出問題，采用井震、動靜四位一體研究方法，依托儲層三維精細表征及數值模擬技術，開展單砂體儲層連通性及剩余油分布研究。充分利用動態資料、井震結合，構建復合河道展布模式，不斷修正地質認識并反饋到三維地質模型，形成b砂體垂向三期砂體疊置、平面多條河道頻繁遷移、分叉的認識，有效解決了地質認識及油藏動態間的矛盾，并精細刻畫了砂體儲層連通性，定量表征了剩余油分布。經新鉆井及動態資料驗證，預測符合率達80%以上。

BN油田；儲層三維表征；儲層連通性；數值模擬；剩余油分布

BN油田位于渤海南部海域，主要含油層系為新近系明化鎮組下段，沉積相為淺水三角洲，儲層平均孔隙度為31.6％，滲透率為 1 787×10-3μm2，屬于高孔高滲儲層。受淺水湖泊的影響，在河流入湖區域，分流河道頻繁遷移改道，儲層非均質性強。近年來，淺水三角洲沉積體系已成為研究熱點之一，尤其是對陸相湖盆淺水三角洲的成因機理、沉積特征及內部結構等多方面的研究成果不少，為淺水三角洲儲層精細研究奠定基礎[1-3]。但目前針對海上油田淺水三角洲儲層內部精細解剖的研究相對薄弱，對其儲層內部結構缺乏有效的認識，嚴重制約剩余油分布預測和調整方案部署[4-5]。隨著BN油田開發的不斷深入，目前油田綜合含水達70%以上，復合砂體生產呈現含水、壓力不均，注采不受效等矛盾，主要體現在主力b砂體上。該砂體儲層厚度大，隔夾層發育，現有儲層認識根本無法解決實際生產矛盾，嚴重制約著調整方案部署。因而開展儲層連通性及剩余油研究對解決實際生產矛盾及實現油田增產穩產具有重要意義。

針對BN油田儲層研究精度低、生產矛盾突出的問題，本文提出儲層三維精細表征與數值模擬一體化綜合技術，對b砂體展開儲層連通性精細研究。該一體化研究方法能從地質成因角度解釋實際開發矛盾，為油田開發調整提供精細定量的剩余油挖潛依據，并為類似復雜儲層精細研究指引方向[6-7]。

1 “動靜結合”研究儲層連通性

1.1 動態方法研究儲層連通性

1.1.1 動態法分析儲層連通性

b砂體A3H井組井控儲量大，無水采油期長達兩年多，生產資料顯示注采不受效，2011年8月鄰井B4H開始給A3H井注水，直到2012年10月A3H井流壓仍持續下降，含水率低。2012年年底，該井含水率及流壓同時劇增，存在矛盾，待排查（后期動態暫不參與成因研究）。根據油藏工程理論分析，此期間，A3H井動態基本沒響應，處于衰竭開采。分析單井水常規資料表明，A3H井組動態響應一直未受效，與動態認識一致，且平面上，沿物源方向井組連通性由好逐漸變差。由于動態的復雜性，需借助數值模擬進一步驗證，研究井間儲層展布。

1.1.2 歷史擬合方法分析儲層連通性

歷史擬合是預測油田開發動態的基礎[8]。因此，基于井間不同砂體連通模式與動態響應的關系，可運用該方法反求井間儲層連通性。

為開展地質成因研究，特將單井井底流壓和含水率同時作為擬合指標。針對b砂體儲層地質特點和生產實際，對敏感參數分別設置不同的模擬方案逐一擬合，分析該模型單井動態的主要敏感因素（地質因素），驗證并定量表征儲層連通性。

（1）模擬油水界面分別為-1 216 m、-1 220 m、-1 223 m時（原測井確定油水界面為-1 216 m），A3H井的壓力、含水率變化。對比分析知，油水界面降低時，模型含水率有所降低，趨向于實際低含水動態，含水擬合有所改善，而壓力擬合效果卻更差。綜合研究表明，油水界面不是導致該井生產動態的主要因素。

（2）模擬砂體側向、垂向不同疊置時對生產動態的影響。由于BN油田主要發育分流河道砂體，且復合河道遷移、改道易形成不同規模隔夾層，對剩余油有明顯控制作用，因此，主要模擬注采井間河道砂體不同連通關系時井組動態響應。根據河道砂體間可能的隔夾層分布位置和規模（包括平面和垂向分布）設計多套方案，模擬井組生產動態，分析儲層連通性。模擬A3H井與B4H、B8兩注水井間存在河道砂體側向疊置時的單井生產動態，A3H井的壓力擬合效果很好。同樣地，單模擬砂體垂向疊置時的動態， A3H井含水率擬合效果明顯改善。而只有模擬該井組間砂體側向由兩期河道砂體疊置且垂向同時發育隔夾層時，井組含水率及壓力擬合趨勢同時匹配。

綜合動態分析，A3H井與B4H井、B8井間連通性都較差，且該砂體不僅垂向存在多期河道疊置，且平面也由多條復合河道側向疊置。

1.2 “井震結合”研究儲層連通性

根據動態分析，結合井震資料精細刻畫并驗證儲層連通性。

1.2.1 垂向小層精細劃分

分析測井曲線單井韻律，總結出b砂體四大類儲層韻律類型，以正韻律為主。結合沉積模式指導，以旋回對比、分級控制為原則，將b砂體垂向精細劃分為三期單砂體。

1.2.2 多期河道識別

（1）利用地震相識別河道邊界[9]。分析全區地震相反射特征，結合巖心相標定，類比淺水三角洲地震相模式，總結了4種典型的水下分流河道接觸模式[10]，即分離式水下分流河道，切割、分離式水下分流河道，天然堤連接式水下分流河道和切割接觸式水下分流河道。根據不同河道接觸模式特征，識別追蹤復合河道。

（2）測井資料識別單井沉積微相，校正復合河道展布。根據淺水三角洲測井沉積微相模式，劃分單井沉積相；綜合單井相與地震相，識別出該砂體分流河道展布趨勢[11]。

1.3 研究成果

通過以上動靜綜合研究，精細刻畫了b砂體垂向三期單砂體內部平面復合河道展布模式（圖1a-c），A3H井與兩注水井分別處于不同河道砂體上。結合地質研究認識，河道主流線方向連通性較好，復合河道間連通性較差，進一步驗證了動態連通性，鞏固了A3H井組間連通性差的認識。

2 儲層三維精細表征

通過動靜一體化綜合研究認識儲層的連通性后，還要依靠儲層精細地質建模技術進行定量表征及可視化預測，才能為油田精細剩余油分布預測提供定量依據。

相模型的建立在相控建模中起著決定性因素。對于多期復雜疊置的淺水三角洲河道相模擬，采用基于目標的示性點過程最為合適[12,13]。從地質統計學角度講，該方法主要是模擬對象及其屬性在三維空間的聯合分布[14]。

首先，通過“井震結合”建立了反映垂向三期河道的精細構造框架模型，接著，基于儲層連通性精細研究，描述沉積體空間分布的點過程和屬性（大小、形狀和方位）分布函數，以井點硬數據為條件約束，綜合本次研究的沉積微相平面圖和地震資料約束，建立精細沉積相模型（圖1d-f）。模型清晰地刻畫了河道形態及相互間的遷移疊置關系。

運用相控建模方法，分析各微相變差函數，采用協同模擬方法建立各期單砂體孔隙度、滲透率等參數模型，得到較原模型更精細、合理的屬性模型。

3 剩余油分布研究

油田開發過程中縱向不同油層間開發效果相差懸殊，平面不同微相砂體動用差異也普遍較大，加強剩余油分布規律研究是提高原油采收率的根本途徑。

3.1 歷史擬合分析

油藏歷史擬合是數值模擬的關鍵，其結果直接影響著剩余油分布的可靠性。將精細地質模型粗化輸出，建立新的數值模擬模型，重新開展精細歷史擬合，包括全油田和單井的擬合，擬合全區含水率符合率達90%。由圖2可以看出，結合地質成因一體化研究下的單井及全區擬合精度均明顯優于原模型的擬合精度。該方法成功地解決了A3H井組一直困擾研究者的矛盾。

圖1 b砂體垂向三期單砂體平面復合河道展布模式及沉積相模型

3.2 剩余油分布預測

（1） 縱向剩余油分布。b砂體順物源方向井剖面剩余油分布如圖3a，由于該區河道砂體儲層多為正韻律，且受垂向隔夾層及井網的影響，各期單砂體內剩余油分布不均、多表現為中下部水淹，垂向整體表現為受三期單砂體控制的層狀分布。

（2） 平面剩余油分布。預測b砂體剩余油飽和度分布如圖3b。剩余油主要聚集于砂體邊緣、復合河道連接處、注采井網不完善區[15]。由于縱橫向砂體疊置復雜，加之A3H井附近儲層厚度大，A3H井與B4H井間局部仍有較多剩余油分布。b砂體總體表現為第三期單砂體動用程度較差。

3.3 新資料驗證

3.3.1 A3H井新動態資料驗證

根據2014年對A8及B4H井注入示蹤劑的監測結果：A3H井與A8井在b砂體上存在大孔道型高滲通道；A3H井與B4H井存在高滲通道，表明A3H井2012年年底動態為注水突破引起。進一步模擬該井后期注水突破的單井動態如圖4a，擬合精度高。

3.3.2 A3H井相鄰井及新井驗證

基于以上剩余油分布預測，擬合A3H井相鄰井A4井動態如圖4b所示，相鄰調整井B01H生產動態曲線擬合如圖4c。從鄰井生產動態擬合看出，模型剩余油分布預測精度較高。

圖2 新、老模型A3H井的歷史擬合對比

圖3 新模型（一體化研究）預測剩余油飽和度分布

將新鉆井數據加載到模型，對比井點處預測剩余油與實際測井解釋水淹情況，驗證模型預測剩余油的可靠性，其對比結果（表1）表明，該方法預測的剩余油分布符合率達80%以上，且明顯高于原模型精度，表明“井震、動靜”四位一體研究結果可信。

表1 b砂體新井水淹情況對比

圖4 A3H井及鄰井新動態擬合驗證

4 結論

綜合“井震、動靜”四位一體儲層精細研究，實現了儲層精細定量表征，成功解決了b砂體井組生產矛盾，并取得以下認識：

（1）b砂體具有三期單砂體垂向疊置特征，單砂體間隔夾層發育；平面上河道頻繁分叉改道，順河道方向儲層連通性好，橫切河道方向儲層連通性較差。

（2）通過井震聯合驅動，根據地震屬性特征總結出四種對應的河道接觸模式，有效指導大井距下河道邊界的識別和刻畫。

（3）由于受儲層內部結構及隔夾層分布的影響，剩余油具有層狀分布特征，主要分布在單砂體中上部和復合河道連接處；通過利用新鉆井進行驗證表明，研究結果與實鉆水淹情況吻合程度高，進一步證實剩余油分布預測的可靠性。實踐表明，通過建模數模一體化技術研究，可以進一步加深對儲層結構的認識，有效解決類似復雜油田剩余油分布預測的難題。

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編輯：王金旗

1673–8217（2017）05–0061–05

TE3；

A

2017–03–02

徐靜，開發地質工程師，1987年生，2013年畢業于成都理工大學油氣田開發工程專業，現從事以儲層地質建模為主的油氣田開發地質及油藏數值模擬工作。

“十二五”國家科技重大專項子課題“雙模一體化建模技術研究及應用（2011ZX05057-001-003）。