油藏內部阻滲屏障等效表征方法探討—以渤海A 油田新近系為例

肖大坤

（1.海洋石油高效開發國家重點實驗室，北京 100028；2.中海油研究總院有限責任公司，北京 100028）

海上油田井點稀疏，開發單元尺度較大[1-3]，地震資料在油藏精細表征中起到關鍵作用。然而，對于油藏內部發育的大量小尺度阻滲屏障體，由于其低于地震資料分辨率，成果預測精度有限且存在不確定性，給精細表征帶來困難。

以渤海新近系淺水三角洲相儲層為例，其內部發育多種構成潛在阻滲屏障的地質體，如分流間灣、廢棄分流河道等，井點鉆遇厚度多小于5 m，橫向展布在500 m 范圍內。然而，海上三維地震資料在新近系（埋深約1 500 m）的分辨率10～15 m，難以準確辨識這些阻滲屏障地質體，并且油田開發中后期常用的地質建模網格參數多為25 m 左右，采用更小的網格體系將直接影響數值模擬的效率及收斂性，這些都是精細表征面臨的挑戰。針對類似的問題，開展等效建模是主要的應對方法。

1 儲層內部阻滲屏障等效表征設想

前人在等效地質建模方法方面已開展了很多探索性研究，但是在等效標準的設置并不統一，因此表征方法也存在較大的差異[4-10]。筆者認為，對于油田開發后期階段來說，“等效模型”意味著在預測開發指標、剩余油分布方面具有同等效果的地質模型?；谶@樣的設想，探索等效表征的方法，應遵循如下基本的技術步驟：首先，通過構建精細的、盡可能體現全部阻滲屏障地質要素的原型機理模型；然后，優選合適的等效建模方法及參數，構建相對粗化的地質模型；最后，以數值模擬為主要的實驗手段，對粗、細兩個模型同時開展數值模擬，如果其在預測開發指標及剩余油分布方面具有同等效果，則說明粗模型具有等效的效果，而在這個過程中嘗試并采用的方法手段即為等效表征方法。

結合海上油田的油藏表征需求，等效表征需要解決兩個關鍵問題：（1）如何利用確定的模型屬性近似反映模糊的地質概念；（2）如何以相對大尺度的網格等效表征小尺度地質信息。例如，淺水三角洲分流沙壩單元，一般橫向延展距離百米左右，沙壩之間多以廢棄河道沉積作為滲流屏障，而末期廢棄分流河道的寬度最大僅為十余米，導致沙壩彼此之間的連通程度多為“連而不通”或“通而不暢”的特點。相比之下，油田開發中后期地質建模的橫向網格多為25～50 m，二者難以做到匹配吻合。

這兩方面的問題均涉及到表征精度與粗化程度之間的平衡：（1）油藏數值模擬效率與地質建模網格尺度關系密切，當油田進入開發中后期時，精細建模后常常需要開展模型粗化而喪失部分儲層的非均質性信息，所以，利用大網格不可能詳盡地表征小尺度地質信息；（2）用近似的具體手段表征相對模糊的地質特征，受資料基礎詳實程度影響，由于基礎地質研究不夠精細，只能構建概念模式而無法量化。那么，如何利用簡單、便捷的網格系統等效地表征出小尺度且不夠具體的概念模式，是本文闡述的重點。

2 阻滲屏障單因素等效方法機理研究

以淺水三角洲分流沙壩構型單元為例，開展等效機理研究，通過將分流沙壩構型樣式簡化為“底平頂凸”模式，不同沙壩之間的連通程度與阻滲屏障的樣式密切相關，具體表現在阻滲屏障的寬度及傾角參數。

2.1 阻滲屏障寬度的等效方法研究

參考現代沉積原型參數，設計單個分流沙壩規模為寬度250 m、厚度5 m、側翼傾角4°，如果分流沙壩側翼傾角保持不變，屏障寬度與屏障樣式具有反相關關系（見圖1），屏障寬度越小，沙壩彼此疊置程度越高，連通程度越好，反之越差。

圖1 不同寬度的分流沙壩內部阻滲屏障剖面模式

針對寬度變化對屏障連通程度的影響，嘗試采用“半連通”等效模型予以等效表征（見圖2）。這樣設置網格主要考慮，當利用地震預測的界線屬性無法準確判斷屏障寬度參數的時候，采用直立網格進行寬度等效表征，只需通過井震對比及模式判斷，明確屏障處的疊置程度（接觸型、側疊型、疊置型），疊置程度較低的樣式連通網格數量可相應降低，疊置程度高的樣式連通網格需對應提高。

圖2 砂體側疊型阻滲屏障及其等效建模剖面

2.2 阻滲屏障傾角的等效方法研究

設計單個分流沙壩規模為寬度250 m、厚度5 m、側翼傾角2°～4°、分流沙壩疊置區屏障寬度保持125 m，屏障傾角與屏障樣式具有反相關關系（見圖3），屏障傾角越小，沙壩彼此疊置程度越高，連通程度越好，反之越差。

圖3 不同傾角的分流沙壩內部阻滲屏障剖面模式

盡管屏障傾角與寬度的變化是由于分流沙壩沉積成因差異導致，但是其影響屏障連通程度的原理是基本一致的，因此也可采用“半連通”等效模型予以等效表征，并且對既有屏障寬度、也有屏障傾角變化的復合情況，上述等效模型同樣適用。

針對“半連通”網格表征側疊型屏障樣式的效果，以無水采油期、采收率、剩余油分布規律相近作為等效標準，設計了原型模型、等效模型及數值模擬等效實驗方案（見表1、表2）。

表1 原型模型及等效模型建模參數

表2 數值模擬實驗方案參數

基于分流沙壩原型模型的數值模擬結果顯示，25年采油期內，累產達到7.9×104m3，采收率62%，無水采油期約1.5 年（見圖4）。

圖4 分流沙壩型內部阻滲屏障原型模型生產曲線

基于分流沙壩等效模型的數值模擬結果顯示，25年采油期內，累產達到8.2×104m3，采收率64%，無水采油期約1.5 年（見圖5），符合累產及無水期等效標準。

圖5 分流沙壩型內部阻滲屏障原型模型、等效模型生產曲線對比

在剩余油分布方面，原型模型顯示，由于屏障遮擋，導致剩余油富集于屏障附近，等效模型數值模擬結果也表現出相似的分布特征（見圖6）。

圖6 分流沙壩型內部阻滲屏障原型模型、等效模型剩余油分布對比

3 阻滲屏障單因素等效表征實例

以渤海A 油田典型單元為例，初步探討了淺水三角洲砂體內儲層內部阻滲屏障的等效表征流程與具體的技術方法。

3.1 儲層內部阻滲屏障的拾取

通過對該單元砂體開展內部阻滲屏障地震屬性敏感性分析，優選局部結構熵屬性（LSE）作為屏障檢測的地震屬性。目標砂體內部阻滲屏障在LSE 地震屬性上的響應特征相比于均質的砂體，阻滲屏障具有相對高的LSE 屬性響應值以及蛇曲狀、條帶狀、枝杈狀的幾何分布形態。

基于Petrel 屬性建模模塊，將LSE 屬性通過Assign Value 的方式建入模型網格中，所建立的LSE屬性模型作為屏障表征的中間模型，將用于屏障下一步的分類分級厘定。

3.2 阻滲屏障分類厘定與表征

LSE 屬性對復合砂體內不同規模的阻滲屏障響應強度存在差異。位于目標復合砂體邊部、疊置程度低、巖性以泥質、泥質粉砂質為主、空間規模較大的接觸型或側疊型屏障在LSE 屬性上具有最強的響應值。位于復合砂體內部、疊置程度高、以粉砂質、細砂質巖性為主、規模小且呈現斷續狀的強側疊型或疊置型屏障在LSE 屬性上的響應值相對較弱。因此，通過對LSE 屬性在其值域范圍內設置不同的篩選閥，便可將不同類型的阻滲屏障分別厘定出來并予以定量表征。

通過井震結合賦予屏障相應的地質含義，針對規模較大的孤立型或接觸型屏障設置拾取閥閾值為0.2～0.85，篩選結果（見圖7），通過連通體計算，將篩選后的屏障進行非連通體運算，從而獲得該類屏障在模型中的分類表征結果。采用同樣的做法，對側疊型屏障或疊置型屏障設置閥閾值為0.055～0.2，篩選建立對應的屏障模型（見圖8）。

圖7 目標砂體大型阻滲屏障篩選及分類表征成果

圖8 目標砂體中等規模阻滲屏障分類表征成果

3.3 儲層內部阻滲屏障結構屬性建模

由于采用直立網格等效表征屏障特征，因此，對直立網格賦予的孔隙度、滲透率屬性不僅反映屏障處發育的滲透層物性，而是對屏障樣式、巖性、物性、凈毛比等各項參數特征的綜合響應。此次，通過構建屏障物性與上述參數之間的經驗函數關系來確定性建立屏障的物性屬性模型。

通過對該單元水平井鉆遇屏障的各項參數進行統計分析（見圖9），建立了屏障處孔隙度（Por）、滲透率（Perm）與屏障寬度（Width）、泥質含量（Vsh）、LSE 屬性值（LSE）、高程差（ΔZ）參數的多元線性函數關系如下：

圖9 目標砂體內部阻滲屏障孔、滲分析圖

選取目標砂體內規模相對較大的接觸型阻滲屏障。該屏障寬度約90 m、泥質含量65%、LSE 屬性均值為0.35、高程差平均值為-4.6 m，計算得到屏障處平均等效孔隙度16.5%、滲透率12.1 mD。