火山巖油藏水平井地質(zhì)導(dǎo)向初始模型建立

常天全， 肖 陽， 劉 凱， 陳歷昶， 賈俊飛, 柴 蕓

(1中國石油新疆油田公司勘探開發(fā)研究院 2成都理工大學(xué)能源學(xué)院 3成都理工陽光能源科技有限公司 4中石油青海油田采油三廠)

0 引言

金龍2井區(qū)油藏位于準(zhǔn)噶爾盆地中拐凸起東斜坡帶，包含二疊系佳木河組、上烏爾禾組。其中佳木河組油藏儲層主要是火山巖。該油藏單井產(chǎn)量高，為該區(qū)主力油藏[1]。對于火山巖油藏而言，巖相分布及裂縫發(fā)育決定著儲層發(fā)育狀況，前期研究已初步明確有利巖相分布和裂縫發(fā)育趨勢，但并未進(jìn)行精細(xì)刻畫與表征，導(dǎo)致整體水平井投產(chǎn)效果較好，但部分水平井投產(chǎn)效果一般，后期考慮繼續(xù)實(shí)施水平井開發(fā)。

基于錄井、地震、測井等資料的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)[2-4]開發(fā)中已得到應(yīng)用，能夠有效提高砂巖、頁巖[5-6]等水平井鉆井的儲層鉆遇率[7]。相比這兩類儲層，火山巖儲層斷層、裂縫分布復(fù)雜，需要落實(shí)有利儲層縱橫向分布規(guī)律，提高地層分辨率，為開發(fā)目標(biāo)優(yōu)選和水平井軌跡優(yōu)化提供依據(jù)。

1 研究區(qū)三維地質(zhì)精細(xì)建模

本次建模采用多學(xué)科綜合一體化原則，以科學(xué)的地質(zhì)理論及三維地質(zhì)建模理論為依據(jù)[8]，充分利用地震、鉆井、測井、試井及分析化驗等資料，在區(qū)域石油地質(zhì)特征、沉積環(huán)境、儲層連通性等研究基礎(chǔ)上，建立研究區(qū)佳木禾組火山巖油藏高精度的三維地質(zhì)模型，包括地層結(jié)構(gòu)模型、巖相模型、相控巖石物理屬性模型。

1.1 基礎(chǔ)地質(zhì)模型

1.1.1 斷層模型

以鉆井資料為主，地震資料為輔，結(jié)合動態(tài)分析及監(jiān)測資料，重新落實(shí)構(gòu)造，進(jìn)而組建構(gòu)造框架，建立金龍2井區(qū)佳木禾組油藏精細(xì)地質(zhì)模型。在組建斷層框架時，依據(jù)已有的地震成果和構(gòu)造圖數(shù)字化數(shù)據(jù)，對斷層進(jìn)行組合，最后建立出本區(qū)的三維斷層模型(圖1)。

1.1.2 地層結(jié)構(gòu)模型

建模中的關(guān)鍵點(diǎn)是準(zhǔn)確定義斷點(diǎn)位置和確定斷層的屬性(即正逆斷層、層內(nèi)斷層或生長斷層)。金龍2井區(qū)佳木禾組構(gòu)造研究表明，目的層段內(nèi)斷層均為逆斷層，并且繼承性較好。建立了佳木禾組高精度的地層結(jié)構(gòu)模型(圖2)。

圖1 金龍2井區(qū)佳木禾組斷層模型

圖2 佳木禾組三維地層結(jié)構(gòu)模型

1.1.3 小層結(jié)構(gòu)模型

小層模型是巖相模型的基礎(chǔ)。通過建立速度場將地震資料解釋時間域?qū)游晦D(zhuǎn)化為深度域?qū)游唬捎玫貙雍穸龋陧數(shù)讟?gòu)造形態(tài)的約束下，考慮分層數(shù)據(jù)的前提下校正各小層的頂?shù)讟?gòu)造面，從而建立精準(zhǔn)的小層結(jié)構(gòu)模型。

本次火山巖儲層三維建模主要以第三期為目標(biāo)，地層厚度在22～299.8 m，平均146.9 m，為了真實(shí)地反映出小層內(nèi)部儲層在平面上和縱向上的變化，小層縱向網(wǎng)格細(xì)分的厚度標(biāo)準(zhǔn)為2.0 m剖分方式為等比例剖分。

儲層構(gòu)造和斷層模擬僅僅是地下構(gòu)造形態(tài)的再現(xiàn)，而儲層實(shí)體的表現(xiàn)反映在對儲層層段及其中屬性分布的描述上，因此需要進(jìn)行儲層屬性的模擬。

1.2 巖相建模

1.2.1 單井巖相模型的建立

為了使測井解釋成果和砂泥巖相研究結(jié)果與模型建立關(guān)系，單井相的劃分是一座橋梁，本次研究在砂體相研究的基礎(chǔ)上結(jié)合測井曲線，采用Petrel中基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的聚類分析模塊，協(xié)同全區(qū)所有46口井的巖相二次解釋結(jié)果，對研究區(qū)目的層段油藏內(nèi)的井進(jìn)行了單井巖相的劃分。

1.2.2 巖相模型的建立

將P1j火山巖相劃分為火山角礫巖、安山巖、流紋巖、英安巖、玄武巖和凝灰?guī)r六類，采用條件控制下的隨機(jī)模擬方法，選擇序貫指示模擬的具體算法，通過擬合變差函數(shù)，進(jìn)行等概率隨機(jī)模擬，共進(jìn)行了五次等概率實(shí)現(xiàn)，然后巖相進(jìn)行累計求出概率分布模型，實(shí)現(xiàn)優(yōu)選。

1.3 相控屬性建模

由于地下儲層物性分布的非均質(zhì)性與各向異性，用常規(guī)的由少數(shù)觀測點(diǎn)進(jìn)行插值的確定性建模，不能夠反映物性的空間變化。在儲層巖相模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行相控物性模擬才能相對真實(shí)反映儲層物性的非均質(zhì)性。采用基于同位協(xié)同克里金的相控條件下的序貫高斯(SGS)模擬算法，建立了孔隙度、滲透率、飽和度模型(圖3～圖5)。

圖3 佳木禾組油藏孔隙度模型

圖4 佳木禾組油藏滲透率模型

2 井眼軌跡優(yōu)化應(yīng)用

2.1 三維地質(zhì)模型修正

利用已完鉆的水平井的鉆錄井資料對三維地質(zhì)模型進(jìn)行對比檢驗，經(jīng)過微調(diào)，使得水平井J201、J202、J207三口井實(shí)鉆軌跡與模型吻合(以圖6J201井為例)，最終模型精度達(dá)到要求，因此可以利用建立的三維地質(zhì)模型對后續(xù)實(shí)施的水平井軌跡進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

圖5 佳木禾組油藏飽和度模型

2.2 水平井地質(zhì)導(dǎo)向驗證

建立精細(xì)地質(zhì)模型后，對5口水平井進(jìn)行井眼軌跡優(yōu)化，實(shí)時跟蹤水平井鉆探，有效降低了鉆探風(fēng)險，提高油層鉆遇率。表1為結(jié)合三維地質(zhì)模型優(yōu)化后的水平井產(chǎn)量與鄰井產(chǎn)量對比表。

表1 優(yōu)化后的水平井產(chǎn)量與鄰井產(chǎn)量對比表

圖6 J201水平井軌跡剖面圖

3 結(jié)論

1)火山巖油藏地質(zhì)特征復(fù)雜，存在大量的斷層、裂縫分布，需要結(jié)合測井與地球物理資料與實(shí)鉆資料進(jìn)行反復(fù)對比與驗證，從而實(shí)現(xiàn)對于儲層的精細(xì)刻畫與描述。

2)應(yīng)用經(jīng)過驗證的三維地質(zhì)建模成果，指導(dǎo)火山巖油藏水平井鉆探實(shí)施及調(diào)整，可有效降低鉆探風(fēng)險，提高油層鉆遇率，從而提高油井產(chǎn)量。