少井條件下儲(chǔ)層相控建模研究

馬妍妍 劉金水 申雯龍

摘? 要：針對(duì)麗水凹陷南三維井區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)層非均質(zhì)性嚴(yán)重，鉆井稀缺且分布不均等特點(diǎn)，常規(guī)的方法往往難以建立反映油藏實(shí)際地質(zhì)情況的模型。本研究充分利用地震資料和有限的井資料，合理添加虛擬井點(diǎn)，進(jìn)行無井區(qū)域的定量化表征，多條件約束建立儲(chǔ)層的地質(zhì)模型，提高了少井或無井地區(qū)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)模型的精度。建模實(shí)例表明，研究區(qū)整體呈現(xiàn)東高西低的地形特點(diǎn)，東次凹主要發(fā)育三角洲沉積體系，砂體分布較為連續(xù)，物性較好。通過單井相和地震相分析，結(jié)合砂體分布規(guī)律的研究，合理刻畫了麗水凹陷南三維區(qū)的構(gòu)造特征和儲(chǔ)層發(fā)育情況。

關(guān)鍵詞：麗水凹陷;儲(chǔ)層地質(zhì)建模;少井無井地區(qū);多條件約束相控建模

中圖分類號(hào)：TE122.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）11-0053-03

Abstract： In view of the complex geological conditions， strong reservoir heterogeneity， scarcity and uneven distribution of wells in the South 3D area of Lishui Sag. It is difficult to establish a model reflecting the actual geological conditions of the reservoir by conventional methods. This study makes full use of seismic data and well data to reasonably add virtual well points for quantitative characterization of particular regions. The multi-level constraint method is used to establish the geological model of the reservoir， whichs improve the accuracy of the reservoir prediction model in areas with few wells. It was indicated that the study area shows the topographic feature of high to low from the east to west. The eastern region mainly develops the delta sedimentary system， where the sand body distribution is relatively continuous and the physical properties are better. By working with the single well facies， seismic facies， and the sand body distribution， the structural characteristics and reservoir development in the South 3D area of Lishui Sag are described.

Keywords： Lishui Sag; reservoir modeling; zones with few wells; multi-condition phase control modeling

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的提高，儲(chǔ)層地質(zhì)建模技術(shù)在近年來得到了迅速的發(fā)展，儲(chǔ)層研究向著定量化、精細(xì)化方向延伸，研究內(nèi)容由定性描述轉(zhuǎn)向了定量表征[1-5]。建模技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，很多學(xué)者在降低地質(zhì)建模過程中的不確定性、提高模型準(zhǔn)確度以及改進(jìn)三維地質(zhì)建模方法等方面開展了大量研究。一般密井網(wǎng)條件下，地質(zhì)資料較為豐富，所建立的模型往往比較可靠，然而，實(shí)際上很多油田處于開發(fā)的初期，存在鉆井少的問題，井距可以達(dá)到500m以上，這種情況下，常規(guī)建模方法往往難以建立反映實(shí)際地下情況的模型。董越等[6]提出了多概率函數(shù)最優(yōu)融合建模的方法，在垂向、平面、三維三個(gè)尺度建立概率函數(shù)，提高模型網(wǎng)格的限制條件。張宇焜等[7]通過建立可靠的地質(zhì)知識(shí)庫，多級(jí)約束建立儲(chǔ)層相模型。高云峰等[8]利用敏感地震數(shù)據(jù)作為沉積微相的約束條件，結(jié)合井點(diǎn)資料進(jìn)行方差分析，降低地質(zhì)模型的不確定性。針對(duì)稀井網(wǎng)條件下井資料匱乏、構(gòu)造復(fù)雜及儲(chǔ)層非均質(zhì)性嚴(yán)重的油氣田，如何利用僅有的資料建立高精度反映實(shí)際情況的地質(zhì)模型，成為了儲(chǔ)層建模研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因此，本文以東海陸架盆地麗水凹陷為例，綜合應(yīng)用多尺度的信息，以“井震結(jié)合，依震豐源，模式預(yù)測(cè)”的研究思路，采取分條件多級(jí)約束相控建模的方法，體現(xiàn)地震數(shù)據(jù)和測(cè)井資料在相控建模中的約束作用，提高地質(zhì)模型的準(zhǔn)確性。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

麗水凹陷位于東海陸架盆地臺(tái)北坳陷的西南部，是在中生代殘留盆地基底上發(fā)育形成的新生代斷陷盆地，該凹陷呈北東-南西向展布，凹陷內(nèi)部以靈峰潛山為界，分割為東、西兩個(gè)次凹[9-11]。麗水凹陷目前處于油田勘探開發(fā)的初期階段，整體開發(fā)程度較低，鉆井資料缺乏[12-13]。南三維地區(qū)位于麗水凹陷的中部，是麗水凹陷油氣藏勘探開發(fā)的重（圖1），總面積約730km2。研究區(qū)內(nèi)共有5口鉆井，井網(wǎng)密度小，井控能力低，難以滿足精細(xì)地質(zhì)建模的要求。

2 建模思路和方法

2.1 建模思路

儲(chǔ)層內(nèi)斷層較為發(fā)育，非均質(zhì)性嚴(yán)重。在研究區(qū)范圍內(nèi)，靠僅有的5口井的資料很難建立一個(gè)預(yù)測(cè)性準(zhǔn)確的精細(xì)地質(zhì)模型，但是該范圍覆蓋了較好的地震資料。針對(duì)研究區(qū)塊目前存在的實(shí)際問題，提出綜合利用地震解釋、測(cè)井、地質(zhì)等資料，將井點(diǎn)上的地震屬性和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)建立最佳相關(guān)關(guān)系，構(gòu)建虛擬井點(diǎn)定量表征無井區(qū)域的地質(zhì)參數(shù)。在構(gòu)造模型的基礎(chǔ)上，建立研究區(qū)的沉積微相模型，進(jìn)而采用多條件約束的方法，逐級(jí)建立儲(chǔ)層的孔隙度和滲透率模型。

2.2 建模方法

儲(chǔ)層建模的關(guān)鍵在于通過鉆井、測(cè)井、地震等資料的分析，解剖儲(chǔ)層內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征和變化規(guī)律[14-16]。在本研究中，綜合應(yīng)用多尺度的信息，提取地震關(guān)鍵信息控制建模過程，體現(xiàn)地震數(shù)據(jù)和測(cè)井資料在相控建模中的約束作用，應(yīng)用已知信息來限定隨機(jī)建模的過程，提高儲(chǔ)層模型的預(yù)測(cè)精度，并確定了不同沉積時(shí)期儲(chǔ)層的展布范圍，有效提高地質(zhì)模型的精度。

（1）利用井間地震的精細(xì)構(gòu)造解釋和等時(shí)小層對(duì)比結(jié)果，提取構(gòu)造分層和研究區(qū)內(nèi)所有斷層數(shù)據(jù)，建立研究區(qū)的構(gòu)造模型，為儲(chǔ)層沉積微相模型、相控屬性模型的建立提供框架。（2）利用測(cè)井資料，結(jié)合單井相分析，劃分沉積微相，確定微相類型在平面上的組合及表現(xiàn)形態(tài)，形成河道微相的簡單形態(tài)的平面圖，再采用序貫指示隨機(jī)模擬方法建立各小層的微相分布模型，最終進(jìn)行微相模型的合并。（3）利用地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)資料結(jié)合鉆井及地質(zhì)綜合研究，合理構(gòu)建虛擬井，進(jìn)行無井區(qū)域的定量化表征，以降低儲(chǔ)層預(yù)測(cè)帶來的不確定性，提高儲(chǔ)層模型的精度。（4）針對(duì)測(cè)井解釋結(jié)果得到的孔隙度和滲透率曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)粗化，采取多條件多級(jí)約束相控建模的方法，利用泥質(zhì)含量和孔隙度的相關(guān)性，約束建立孔隙度模型，繼而以孔隙度模型為協(xié)變量建立滲透率模型。在多條件逐級(jí)控制下，儲(chǔ)層物性模型更加符合實(shí)際地質(zhì)特征。

3 復(fù)雜構(gòu)造地質(zhì)建模

針對(duì)此類復(fù)雜構(gòu)造油藏，綜合利用測(cè)井、地震，地質(zhì)資料，采用多條件約束的方法逐步降低模型的不確定性。

3.1 多條件控制相控建模

根據(jù)地震解釋成果確立斷層的空間分布和組合關(guān)系，結(jié)合小層對(duì)比劃分所取得的地層底部深度數(shù)據(jù)作為主變量，通過VBM復(fù)雜構(gòu)造建模方法建立構(gòu)造模型。模型有效刻畫了各層序界面的形態(tài)，并反映了地層厚度的變化特征，是建立相模型的基礎(chǔ)。

斷層模型是構(gòu)造建模中的關(guān)鍵步驟，它的準(zhǔn)確性不僅影響構(gòu)造模型本身的精確度[17-20]。研究區(qū)塊內(nèi)斷層較為發(fā)育，非均質(zhì)性嚴(yán)重，大小斷層共發(fā)現(xiàn)28條，多處出現(xiàn)斷層連接的現(xiàn)象。模型表明，較大的斷層主要發(fā)育在研究區(qū)東南部，西部主要發(fā)育較小的不連續(xù)斷層，這些斷層大部分具有相同的走向，呈現(xiàn)北東-西南方向。次級(jí)斷層與大斷層相連接或獨(dú)立存在，影響整個(gè)地區(qū)的構(gòu)造發(fā)育。南三維區(qū)最大的斷層（圖2（a）①）發(fā)育在研究區(qū)中部延伸至東側(cè)，該斷層貫穿了T2、T3、T4、T5、T6五個(gè)層位，L2井穿過該斷層。第二條較大的斷層（圖2（a）②），發(fā)育在研究區(qū)的西南部，該斷層主要影響T3、T4、T5、T6的地層發(fā)育。兩條斷層之間沒有明顯的接觸關(guān)系。

研究區(qū)構(gòu)造情況較為復(fù)雜，地形高低不平，起伏劇烈，整體呈現(xiàn)西高東低的地形分布規(guī)律（圖2（b））。斷層的發(fā)育和復(fù)雜的構(gòu)造特征成為該區(qū)的典型特征。這些特征在一定程度上影響了研究區(qū)沉積體系的建立，進(jìn)一步影響了油氣的成藏特征。研究區(qū)中部靈峰凸起和東西兩側(cè)凹陷的特征同時(shí)也是對(duì)物源供給體系的響應(yīng)，從而形成了復(fù)雜的沉積環(huán)境。

在構(gòu)造框架的控制下，以二維沉積微相平面圖作為約束限制，采用序貫指示模擬方法建立沉積微相模型，保證模型微相的分布概率與原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)概率一致[21-22]。結(jié)合沉積相研究和微相模型分析表明，研究區(qū)發(fā)育了一套扇三角洲沉積和浪控三角洲-沿岸沙壩沉積體系。西次凹主要物源區(qū)為靈峰凸起和閩浙隆起帶，發(fā)育浪控三角洲-沿岸沙壩沉積，受波浪的作用影響較大，導(dǎo)致砂體分布較為零散。東次凹主要物源來自于凹陷東部，形成扇三角洲沉積，受波浪作用影響較小，砂體分布較為連續(xù)。圖3為研究區(qū)小層沉積微相平面圖。

3.2 儲(chǔ)層物性建模

儲(chǔ)層物性主要包括孔隙度和滲透率，這兩個(gè)參數(shù)的空間分布規(guī)律決定巖石內(nèi)部的屬性，是儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中的重要參數(shù)[23-24]。本次儲(chǔ)層物性模型的建立，是在沉積微相模型建立的基礎(chǔ)上，應(yīng)用順序高斯模擬方法實(shí)現(xiàn)的。由于研究區(qū)內(nèi)井點(diǎn)少，資料匱乏，因此在建立儲(chǔ)集層孔隙度和滲透率三維模型時(shí)，根據(jù)孔隙度和泥質(zhì)含量之間的相關(guān)性，在不同沉積微相的嚴(yán)格約束下，應(yīng)用順序高斯模擬方法進(jìn)行孔隙度模型的建立，同時(shí)利用孔隙度和滲透率的相關(guān)性建立滲透率模型。采用這種多條件約束相控建模的方法，能夠有效彌補(bǔ)少井條件下相控建模的不足，提高儲(chǔ)層物性模型的準(zhǔn)確性。通過模型可以看出孔隙度的展布與物源方向和砂體分布模式基本一致，具有較強(qiáng)的相關(guān)性，靠近物源的區(qū)域孔隙度相對(duì)較高且連續(xù)性較高。圖4為研究區(qū)孔隙度模型。

4 結(jié)論

（1）復(fù)雜構(gòu)造地質(zhì)建模的關(guān)鍵在于斷層的識(shí)別與分

類。通過VBM復(fù)雜構(gòu)造建模方法的應(yīng)用，細(xì)化了地層格架，確定了不同沉積時(shí)期儲(chǔ)層的發(fā)育特征，識(shí)別并建立了儲(chǔ)層的復(fù)雜構(gòu)造模型?；谏鲜稣J(rèn)識(shí)建立了儲(chǔ)層地質(zhì)知識(shí)庫，并取得了反映實(shí)際地質(zhì)特征的建模參數(shù)。（2）利用地震數(shù)據(jù)解釋出南三維地區(qū)斷層產(chǎn)狀和層位構(gòu)造圖，結(jié)合層序界面的劃分成果，結(jié)果表現(xiàn)麗水凹陷南三維地區(qū)整體呈現(xiàn)西高東低的地形分布規(guī)律，東部出現(xiàn)了部分地層缺失的情況。（3）結(jié)合巖心分析、測(cè)井和地震方法，采用多條件分級(jí)約束的方法，建立儲(chǔ)層的孔隙度和滲透率模型。該方法在儲(chǔ)層地質(zhì)建模的實(shí)踐中，有利于發(fā)揮地質(zhì)條件的限制作用，降低稀井網(wǎng)條件下地質(zhì)模型的不確定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]湯子余，李群，朱銳.華池油田H152區(qū)開發(fā)中后期儲(chǔ)層地質(zhì)建模[J].沉積與特提斯地質(zhì)，2009，29（04）：52-56.

[2]Li Xue，Zhang Jinliang，Liu Longlong，et al. Three-dimensional reservoir architecture modeling by geostatistical techniques in BD block，Jinhu depression，northern Jiangsu Basin，China[J].Arabian Journal of Geosciences，2016，Vol.9（No.15）.

[3]李莎莎，張金亮，王金凱.復(fù)雜小斷塊儲(chǔ)層精細(xì)模型研究[J].中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，41（S1）：337-340.

[4]ZHANG Jinling，Jia Ying，Du Guilin. Diagenesis and its effect on reservoir quality of Silurian sandstones，Tabei area，Tarim Basin，China[J]. Petroleum Science，2007，4（3）：1-13.

[5]董越，張翔宇，侯加根，等.鹽家油田鹽22塊復(fù)雜砂礫巖儲(chǔ)層表征[J].特種油氣藏，2018，25（01）：11-15.

[6]張宇焜，王暉，胡曉慶，等.少井條件下的復(fù)雜巖性儲(chǔ)層地質(zhì)建模技術(shù)——以渤海灣盆地石臼坨凸起A油田為例[J].石油與天然氣地質(zhì)，2016，37（03）：450-456.

[7]高云峰，樂靖，范洪軍，等.基于地震信息的相控建模方法優(yōu)化[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)（自科版），2016，13（31）：1-5.

[8]王連進(jìn)，葉加仁，吳沖龍.東海陸架盆地臺(tái)北坳陷前第三系油氣地質(zhì)特征[J].天然氣工業(yè)，2004（06）：12-14+2.

[9]竇松江，孫超囡，賈玉梅，等.灘海油田開發(fā)初期的地質(zhì)建模研究[J].海洋石油，2008，28（01）：13-18.

[10]賈成業(yè)，夏斌，王核，等.東海陸架盆地麗水凹陷構(gòu)造演化及油氣地質(zhì)分析[J].天然氣地球科學(xué)，2006，17（3）：397-401.

[11]姜亮，王毅，金強(qiáng).東海盆地麗水西凹陷含油氣系統(tǒng)與油氣勘探目標(biāo)[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2001，23（04）：368-372+389.

[12]張升平，呂寶鳳，夏斌，等.東海盆地麗水-椒江凹陷構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶及其對(duì)油氣藏形成和分布的意義[J].天然氣地球科學(xué)，2007

（05）：653-655.

[13]周銀邦，趙淑霞，張慶新，等.露頭類比方法在地下儲(chǔ)層建模中的應(yīng)用進(jìn)展[J].地質(zhì)科技情報(bào)，2017，36（01）：247-254.

[14]Zhang Jinliang，Qin Lijuan，Zhang Zhongjie. Depositional facies，diagenesis and their impact on the reservoir quality of Silurian sandstones from Tazhong area in central Tarim Basin，western China[J]. Journal of Asian Earth Sciences，2008，33（1-2）：42-60.

[15]Liu Longlong，Zhang Jinliang，Wang Jinkai，et al. Geostatistical modeling for fine reservoir description of Wei2 block of Weicheng oilfield，Dongpu depression，China[J].Arabian Journal of Geosciences，2015，Vol.8（No.11）：9101-9115.

[16]丁芳，張金亮.復(fù)雜斷塊油藏隨機(jī)建模技術(shù)的應(yīng)用——以文留油田文25斷塊為例[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，50（02）：205-211.

[17]任殿星，李凡華，李保柱.多條件約束油藏地質(zhì)建模技術(shù)[J].石油勘探與開發(fā)，2008，35（02）：205-214.

[18]Van WJE De Groaff E P. Geological Modeling for Simulation Studies[J]. AAPG，1989，11（73）：1436-1444.

[19]孫中強(qiáng)，張金亮，范忠禮，等.東濮凹陷文南油田文79塊沙二下亞段沉積微相研究[J].中國科技論文，2015，10（15）：1839-1844.

[20]王暉，劉振坤，張宇焜，等.兩種沉積相建模方法的對(duì)比分析[J].地質(zhì)學(xué)刊，2018，42（03）：386-392.

[21]姜涌泉.淺析東海陸架盆地沉積作用的主要控制因素[J].南方油氣地質(zhì)，1994（01）：68-75.

[22]姚軍輝，張曉暉，王延賓，等.低孔低滲裂縫性儲(chǔ)層建模及預(yù)測(cè)研究——以新疆百31斷塊二疊系佳木河組為例[J].中國石油勘

探，2010，15（05）：37-40+47+85.

[23]Qi L，Carr T R，Goldstein R H. Geostatistical three-dimensional modeling of oolite shoals，St. Louis Limestone，southwest Kansas[J]. aapg bulletin，2007，91（1）：69-96.

[24]張淑娟，邵龍義，宋杰，等.相控建模技術(shù)在阿南油田阿11斷塊中的應(yīng)用[J].石油勘探與開發(fā)，2008，35（03）：355-361.