復(fù)雜斷塊油藏井震聯(lián)合建模數(shù)模一體化技術(shù)研究

張 軍

（勝利油田物探研究院，山東 東營(yíng) 257000）

0 引言

近年來(lái)，復(fù)雜斷塊油氣藏成為增儲(chǔ)上產(chǎn)的主陣地之一，復(fù)雜斷塊油藏建模數(shù)模一體化技術(shù)研究，是建立精準(zhǔn)油藏模型的基礎(chǔ)，對(duì)特高含水期自然斷塊周邊滾動(dòng)增儲(chǔ)、老區(qū)斷塊群剩余油潛力認(rèn)識(shí)與開(kāi)發(fā)調(diào)整意義重大［1-2］。為解決復(fù)雜斷塊油藏構(gòu)造碎小、低序級(jí)斷層數(shù)量多、準(zhǔn)確識(shí)別難度大和油藏描述效率低等問(wèn)題，本研究針對(duì)復(fù)雜斷塊油藏的井震聯(lián)合建模數(shù)模一體化技術(shù)，在地震儲(chǔ)層描述成果基礎(chǔ)上，以及在精細(xì)小層格架和沉積相雙重控制下，以井點(diǎn)砂體數(shù)據(jù)為條件，采用井?dāng)?shù)據(jù)、地震資料、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)等多種儲(chǔ)層信息，運(yùn)用復(fù)雜斷塊油藏建模技術(shù)建立精準(zhǔn)三維模型，協(xié)同應(yīng)用動(dòng)靜結(jié)合模型優(yōu)化、動(dòng)態(tài)壓力預(yù)測(cè)等技術(shù)，完成了歷史擬合工作，并通過(guò)數(shù)值模擬結(jié)果參數(shù)響應(yīng)，以及迭代修正模型斷層封堵性、油水過(guò)渡帶等參數(shù)，為同類型油藏建立精準(zhǔn)儲(chǔ)層模型以及剩余油預(yù)測(cè)提供依據(jù)。

1 井震聯(lián)合復(fù)雜斷塊建模

復(fù)雜斷塊油藏由于斷層發(fā)育多而復(fù)雜，需全方位運(yùn)用地震、測(cè)井、鉆井、巖心等資料進(jìn)行井震聯(lián)合精細(xì)構(gòu)造解釋，再運(yùn)用已形成的復(fù)雜斷塊油藏建模技術(shù)建立精準(zhǔn)三維模型［3］，技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 復(fù)雜斷塊油藏井震聯(lián)合建模技術(shù)路線

1.1 構(gòu)造建模

1.1.1 井震結(jié)合層面模型搭建。建立層面模型的數(shù)據(jù)分為地震解釋層面和地質(zhì)對(duì)比分層點(diǎn)兩類，前者為地震波阻抗反射界面，與地質(zhì)對(duì)比界面存在一定誤差，僅利用地震解釋層面點(diǎn)建立的層面模型無(wú)法與地質(zhì)對(duì)比分層點(diǎn)相吻合。而僅利用地質(zhì)對(duì)比分層點(diǎn)插值建立的層面模型井間趨勢(shì)不受控制。因此采用地震趨勢(shì)約束的地震構(gòu)造面構(gòu)建技術(shù)，以地質(zhì)對(duì)比分層點(diǎn)為硬數(shù)據(jù)，地震解釋層面為構(gòu)造趨勢(shì)，建立井震統(tǒng)一的構(gòu)造層面模型，具體如圖2所示。

圖2 建模數(shù)模一體化技術(shù)流程

1.1.2 復(fù)雜斷層模型的建立。斷塊油藏大都小而復(fù)雜，斷層較多，因此斷層模型的建立是構(gòu)造建模的重中之重。首先，采用修正后的地震解釋斷層多邊形生成初始單條斷層模型。然后，與地質(zhì)對(duì)比斷點(diǎn)進(jìn)行匹配和鎖定，對(duì)斷面進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，通過(guò)井震匹配達(dá)到井震統(tǒng)一。在此基礎(chǔ)上，對(duì)井震統(tǒng)一的單條斷層模型之間的接觸關(guān)系進(jìn)行分析和連接，重點(diǎn)對(duì)層間斷層和復(fù)雜斷層進(jìn)行處理，最終建立起斷面光滑、接觸關(guān)系合理的井震統(tǒng)一的精準(zhǔn)斷層模型［4］。

1.2 物性建模

由于地下儲(chǔ)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(cè)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［5］。需要利用相控物性建模技術(shù)，定量描述儲(chǔ)層巖石物性空間分布，來(lái)實(shí)現(xiàn)非均質(zhì)性精細(xì)刻畫(huà)。在數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，根據(jù)物源方向擬合區(qū)域變差函數(shù)，采用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)和相控隨機(jī)模擬方法，建立儲(chǔ)層物性模型。

1.3 模型質(zhì)量檢驗(yàn)

為確保三維模型質(zhì)量，需要對(duì)模型進(jìn)行全方位質(zhì)量檢驗(yàn)：建立適量檢查剖面，檢查剖面井分層數(shù)據(jù)點(diǎn)的匹配情況以及剖面井的斷點(diǎn)與斷層匹配率；檢查各斷層掉向是否正確、層面是否合理、斷距與地震地質(zhì)是否吻合；通過(guò)負(fù)體積的分布來(lái)分析模型不合理的因素，模型網(wǎng)格體積均大于零，無(wú)負(fù)體積網(wǎng)格，說(shuō)明網(wǎng)格質(zhì)量?jī)?yōu)，反之則質(zhì)量差，需要迭代修正更新模型。

2 建模數(shù)模一體化技術(shù)

建模數(shù)模一體化技術(shù)是以數(shù)值模擬初始擬合結(jié)果為基礎(chǔ)，結(jié)合動(dòng)態(tài)分析等手段，經(jīng)分析論證、解決矛盾，從而對(duì)靜態(tài)模型進(jìn)行更新校正的過(guò)程。建模數(shù)模一體化技術(shù)流程如圖2所示。從模擬動(dòng)態(tài)中快速、準(zhǔn)確地找出模型矛盾點(diǎn)，按照“先優(yōu)化構(gòu)造，再優(yōu)化流體，最后優(yōu)化儲(chǔ)層模型”的技術(shù)路線進(jìn)行建模數(shù)模一體化研究，確保模型盡可能地還原地下油藏的實(shí)際情況，更加精準(zhǔn)地指導(dǎo)和預(yù)測(cè)后期開(kāi)發(fā)。

2.1 構(gòu)造模型優(yōu)化

首先，通過(guò)靜態(tài)資料一致性檢查得到井震統(tǒng)一初始構(gòu)造（1.3 中已論述）；其次，通過(guò)模型含油區(qū)范圍檢查發(fā)現(xiàn)模型微構(gòu)造問(wèn)題，并通過(guò)增加控制點(diǎn)等手段修改控制層面模型，對(duì)構(gòu)造模型進(jìn)行優(yōu)化修正，消除局部微構(gòu)造矛盾；最后，主要利用開(kāi)發(fā)初期單井含水、產(chǎn)液量分析、區(qū)塊壓力變化檢驗(yàn)等響應(yīng)參數(shù)來(lái)確定斷層發(fā)育情況，優(yōu)化斷層模型。在D 塊應(yīng)用含油性檢查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)并修改微構(gòu)造矛盾6處，含油性與地質(zhì)認(rèn)識(shí)矛盾3 井次，含油性檢查油水井矛盾范例如圖3所示。

圖3 含油性檢查油水井矛盾范例

2.2 流體模型優(yōu)化

通過(guò)地震約束法修正滲透率和凈毛比模型產(chǎn)生不滲透區(qū)，重新劃分平衡區(qū)，對(duì)單井流體模型的含油性進(jìn)行擬合，解決油水矛盾；通過(guò)對(duì)油水邊界井?dāng)M合情況的排查落實(shí)油水界面，對(duì)初始流體模型進(jìn)行優(yōu)化，提高模型準(zhǔn)確性，D 塊運(yùn)用該方法，調(diào)整落實(shí)油水界面10 余處，范例如圖4 所示；最后采用優(yōu)化后的流體模型進(jìn)行儲(chǔ)量計(jì)算，與地質(zhì)研究計(jì)算儲(chǔ)量擬合存在誤差。

圖4 D塊油水邊界井落實(shí)油水界面

2.3 儲(chǔ)層模型優(yōu)化

儲(chǔ)層模型優(yōu)化是油藏模型優(yōu)化的重點(diǎn)和難點(diǎn)，壓力和含水率是需要重點(diǎn)分析的參數(shù)，注采對(duì)應(yīng)井、含水上升規(guī)律異常井、斷層邊界井是重點(diǎn)分析井。通過(guò)對(duì)含水上升規(guī)律異常井和注采對(duì)應(yīng)井的綜合分析，對(duì)儲(chǔ)層屏幕連通性進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后的模型更接近油藏實(shí)際情況，D 塊運(yùn)用過(guò)程中優(yōu)化滲透率模型20 余處。由于復(fù)雜斷塊油藏小斷層較多，因此斷層封閉性的分析是一項(xiàng)重要任務(wù)。通過(guò)斷層邊界井?dāng)M合、單井控制儲(chǔ)量分析檢驗(yàn)修正斷層封閉性；通過(guò)斷塊間壓力和斷層邊界井的綜合分析，對(duì)D 塊4 條小斷層的封閉性進(jìn)行了修正。下面主要以L 塊為例，簡(jiǎn)述該技術(shù)指導(dǎo)老區(qū)復(fù)雜斷塊油藏剩余油挖潛的效果。

3 應(yīng)用效果

3.1 區(qū)塊概況

L 斷塊區(qū)是一個(gè)四周被斷層切割封閉的三角形典型復(fù)雜小斷塊油藏。含油斷塊5 個(gè)，油層埋深1 400～1 600 m，含油面積1.0 km2，地質(zhì)儲(chǔ)量238萬(wàn)t。沉積環(huán)境為河流-三角洲沉積，平均孔隙度為30.5%，平均滲透率為910×10-3m2，變異系數(shù)0.68，屬于常溫常壓常規(guī)稠油多油水系統(tǒng)的構(gòu)造層狀斷塊油藏。研究區(qū)主要存在兩個(gè)問(wèn)題：①受頂部剝蝕及穿插火成巖影響，構(gòu)造落實(shí)、儲(chǔ)層細(xì)分對(duì)比難度大；②注采井網(wǎng)被嚴(yán)重破壞，開(kāi)發(fā)效果差，剖面顯示層間矛盾突出。

為明確L 斷塊剩余油分布規(guī)律，指導(dǎo)下一步的開(kāi)發(fā)，需要對(duì)該區(qū)進(jìn)行復(fù)雜斷塊油藏建模數(shù)模一體化技術(shù)研究應(yīng)用。

3.2 井震聯(lián)合復(fù)雜斷塊建模

3.2.1 精細(xì)地層對(duì)比。通過(guò)精細(xì)地層對(duì)比，識(shí)別出兩套高感泥巖組合作為全區(qū)穩(wěn)定分布的標(biāo)志層及四套輔助對(duì)比標(biāo)志。在對(duì)比標(biāo)志的控制下，采用沉積旋回對(duì)比和厚度趨勢(shì)對(duì)比的方法，逐級(jí)對(duì)比，搭建全區(qū)地層格架。完成工區(qū)內(nèi)53口井，沙二下5 個(gè)砂組41 個(gè)小層的劃分與對(duì)比，總體上看，地層平穩(wěn)展布，與河流-三角洲沉積模式一致。

3.2.2 井震結(jié)合落實(shí)構(gòu)造。全區(qū)以1*1 的道間距開(kāi)展構(gòu)造精細(xì)解釋研究，地震地質(zhì)相互驗(yàn)證，不僅需要落實(shí)對(duì)比方案，同時(shí)要保證構(gòu)造解釋結(jié)果合理性，有效消除多處微構(gòu)造假象，解決多處井震匹配矛盾，連井剖面與地震解釋成果對(duì)比圖如圖5所示。

圖5 過(guò)L-15井—L-5井連井剖面與地震解釋成果對(duì)比圖

3.2.3 多維聯(lián)合建立精準(zhǔn)三維模型。

①構(gòu)造建模。利用三點(diǎn)與五點(diǎn)法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜斷裂模型構(gòu)建，具體如圖6 所示。同時(shí)利用非有效網(wǎng)格控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)研究區(qū)北部削截?cái)鄬佑行幚恚唧w如圖7所示。共建立7個(gè)控制層面模型，各砂組構(gòu)造形態(tài)相近，呈東南高西北低的構(gòu)造形態(tài)，與對(duì)地震、地質(zhì)斷層面的認(rèn)識(shí)一致，井點(diǎn)處與地質(zhì)分層數(shù)據(jù)完全吻合，研究區(qū)層面模型如圖8所示。

圖6 斷層模型構(gòu)建示意

圖7 非有效網(wǎng)格處理削截?cái)鄬?/p>

圖8 研究區(qū)層面模型

②物性建模。利用研究區(qū)13 口具有孔隙度、滲透率測(cè)井的井?dāng)M合該區(qū)孔隙度與聲波時(shí)差曲線，在巖相模型控制下，根據(jù)物源方向擬合區(qū)域變差函數(shù)，建立了孔滲物性模型。

③模型自檢。經(jīng)自檢可知，模型網(wǎng)格體積均大于零，無(wú)負(fù)體積網(wǎng)格，網(wǎng)格質(zhì)量?jī)?yōu)，無(wú)扭曲。井分層數(shù)據(jù)點(diǎn)和斷點(diǎn)與構(gòu)造模型完全匹配，構(gòu)造模型準(zhǔn)確體現(xiàn)了地震和地質(zhì)研究成果。

3.2.4 建模數(shù)模一體化技術(shù)應(yīng)用。針對(duì)L斷塊油藏特點(diǎn)，應(yīng)用建模數(shù)模一體化技術(shù)，遵循“邊界井定界面，合采井定貢獻(xiàn)；初期壓力修正初始靜態(tài)物性，注采對(duì)應(yīng)含水率優(yōu)化儲(chǔ)層動(dòng)態(tài)變化”的主體思路，迅速找準(zhǔn)矛盾，解決矛盾，完成精細(xì)歷史擬合。

3.2.5 基于建模數(shù)模一體化的動(dòng)靜擬合技術(shù)應(yīng)用。

①過(guò)渡帶精細(xì)描述技術(shù)。應(yīng)用精細(xì)網(wǎng)格平衡技術(shù)，精確描述油水過(guò)渡帶內(nèi)的初始飽和度分布。以邊界附近井L-3 擬合為例，該井所在小層油水界面深度較為確定，但調(diào)整前含水明顯低于實(shí)際含水，通過(guò)毛管力調(diào)整，調(diào)整后該井?dāng)M合效果顯著提高，落實(shí)了過(guò)渡帶寬度，進(jìn)一步明確附近剩余油潛力。

②基于油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的合采井貢獻(xiàn)率擬合技術(shù)。L塊含油小層34個(gè)，生產(chǎn)中采用一套層系開(kāi)發(fā)，局部分為兩套。針對(duì)實(shí)際區(qū)塊特點(diǎn)，采用在油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)指導(dǎo)下的合采井貢獻(xiàn)率擬合技術(shù)，精細(xì)落實(shí)各小層動(dòng)用情況。合采井L-11井2013年6月填砂上返至29、32、33、35小層合采，含水突然升高，擬合含水上升率明顯低于實(shí)際情況，結(jié)合監(jiān)測(cè)結(jié)果，3-5貢獻(xiàn)率低于擬合情況，因此以中子壽命測(cè)井監(jiān)測(cè)資料為指導(dǎo)，降低35小層單層貢獻(xiàn)率，含水?dāng)M合率大大提高。

研究區(qū)采用定產(chǎn)液量擬合，全區(qū)含水?dāng)M合率較高，到擬合期末，誤差低于5%；有生產(chǎn)數(shù)據(jù)的注水井19 口、采油井44 口，單井?dāng)M合率達(dá)到90%，地質(zhì)儲(chǔ)量擬合誤差僅為-1.07%。

3.2.6 剩余油分布規(guī)律。平面上北塊剩余油主要在2#斷層附近構(gòu)造高部位呈條帶狀富集，南塊剩余油在構(gòu)造高部位剩余油儲(chǔ)量豐度高。東部低滲區(qū)采出程度低、在斷層遮擋區(qū)及儲(chǔ)量失控區(qū)，剩余油相對(duì)富集。層間剩余地質(zhì)儲(chǔ)量相對(duì)較分散，主力層雖然采出程度較高，但由于儲(chǔ)量基數(shù)大，剩余儲(chǔ)量依然較多，部分小層剩余可采儲(chǔ)量大于10×104t。

3.3 效果分析及方案部署

3.3.1 效果分析。應(yīng)用上述技術(shù)手段，研究區(qū)對(duì)比斷點(diǎn)30 個(gè)，目的層斷點(diǎn)16 個(gè)，除3 口井井位不準(zhǔn)外其余全部綁定，全區(qū)含水?dāng)M合率較高，到擬合期末，誤差低于5%；有生產(chǎn)數(shù)據(jù)的注水井19 口、采油井44 口，單井?dāng)M合率達(dá)到90%，地質(zhì)儲(chǔ)量擬合誤差僅為-1.07%。

3.3.2 方案部署。綜合考慮潛力、儲(chǔ)量規(guī)模、開(kāi)發(fā)效益等因素，分?jǐn)鄩K、分區(qū)域進(jìn)行井網(wǎng)調(diào)整，局部細(xì)分，平面完善注采井網(wǎng)，增加水驅(qū)方向。基于該技術(shù)在模型剩余油富集區(qū)部署的新井，于2022年7 月完鉆，鉆遇油層23.1 m∕10 層，并在2 砂組鉆遇新油層6.4 m∕3 層。8 月13 日投產(chǎn)，初增日油15.2 t∕d；預(yù)測(cè)調(diào)整后前三年平均新增產(chǎn)能0.7×104t，預(yù)計(jì)15年累增油8.5×104t，提高采收率5.2%。

4 結(jié)論

①?gòu)?fù)雜斷塊油藏井震聯(lián)合建模技術(shù)能夠充分利用井震資料的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行綜合判定，精準(zhǔn)指導(dǎo)地層劃分及低序級(jí)小斷層識(shí)別，是準(zhǔn)確描述構(gòu)造形態(tài)、斷面空間位置和井間微幅構(gòu)造的有效方法之一。

②采用建模數(shù)模一體化技術(shù)，建立了研究區(qū)復(fù)雜斷塊精準(zhǔn)三維地質(zhì)模型，在井震動(dòng)一體化思想的指導(dǎo)下落實(shí)修正構(gòu)造、儲(chǔ)層認(rèn)識(shí)，歷史擬合精度達(dá)90%。

③以研究成果為指導(dǎo)，落實(shí)了L 斷塊剩余油富集規(guī)律，提出了方案調(diào)整建議，部署新井9 口，提高采收率5.2%。

④研究區(qū)的成功部署證實(shí)了井震聯(lián)合建模數(shù)模一體化技術(shù)的可行性，運(yùn)用該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜斷塊的精細(xì)描述，可以為后續(xù)研究工作的開(kāi)展奠定基礎(chǔ)，對(duì)其他同類型油藏的開(kāi)發(fā)具有指導(dǎo)意義。