宋爭(zhēng)胡春鋒黃曉松

1長江大學(xué)油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 434023；2長江大學(xué)石油工程學(xué)院 434023)

厚油層砂體內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)建模方法研究

宋爭(zhēng)1胡春鋒2黃曉松1

1長江大學(xué)油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 434023；2長江大學(xué)石油工程學(xué)院 434023)

大慶長垣喇嘛甸油田主要發(fā)育泛濫—河流平原相沉積的厚油層砂體，厚油層內(nèi)部非均質(zhì)性突出。經(jīng)過30多年的開發(fā)，綜合含水已達(dá)94.09%，剩余油主要分布在厚油層內(nèi)部。為了尋找剩余油，開展了厚油層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)的三維地質(zhì)建模技術(shù)研究。通過對(duì)四級(jí)結(jié)構(gòu)單元及各類結(jié)構(gòu)界面的模擬，揭示厚油層內(nèi)部結(jié)構(gòu)界面和夾層的空間分布特征，為層內(nèi)剩余油分析及有效挖潛提供了可靠的依據(jù)。

特高含水期；厚油層；建筑結(jié)構(gòu)；建模技術(shù)

引言

厚油層砂體內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)的建模方法研究，主要針對(duì)發(fā)育在地表具有一定的坡降的泛濫平原地帶，以砂質(zhì)辮狀河道沉積，垂向上以加積方式沉積的砂體，厚度變化較大，一般在4～10m；以塊狀、復(fù)合及正韻律為主；內(nèi)部由多個(gè)小砂層構(gòu)成，以物性夾層為主，夾層的厚度一般為0.1m～0.4m。結(jié)構(gòu)界面和夾層以水平產(chǎn)狀分布。

一、厚油層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)三維地質(zhì)建模研究思路與目的[1]

在厚油層精細(xì)解剖研究成果的基礎(chǔ)上，以地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)為理論依據(jù)，利用RMS軟件建立厚油層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)模型，精細(xì)描述儲(chǔ)層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)。一方面直觀顯示儲(chǔ)層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)，提高對(duì)儲(chǔ)層的認(rèn)識(shí)；另一方面探索出厚油層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)的三維建模技術(shù)，為厚油層層內(nèi)的精細(xì)挖潛指明方向。

二、利用示性點(diǎn)過程建立厚油層建筑結(jié)構(gòu)的技術(shù)流程

首先，利用厚油層建筑結(jié)構(gòu)精細(xì)解剖成果，進(jìn)行井?dāng)?shù)據(jù)的粗化處理；

其次，確定背景相；

第三，確定儲(chǔ)層的空間體積百分比；

第四，創(chuàng)建地質(zhì)趨勢(shì)，描述儲(chǔ)層的沉降密度規(guī)律；

第五，描述儲(chǔ)層的空間幾何形態(tài)；

第六，利用RMScompsite進(jìn)行儲(chǔ)層模擬。

三、厚油層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)建模的技術(shù)關(guān)鍵

在厚油層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)的建模過程中，數(shù)據(jù)的前處理、構(gòu)造地質(zhì)模型的建立和厚油層建筑結(jié)構(gòu)展布特征模擬是厚油層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)建模的技術(shù)關(guān)鍵。

1、數(shù)據(jù)的前處理

⑴結(jié)構(gòu)界面的處理方法

根據(jù)厚油層建筑結(jié)構(gòu)精細(xì)解剖成果，為了適應(yīng)建模軟件數(shù)據(jù)的要求，把結(jié)構(gòu)界面分為兩種類型:一是結(jié)構(gòu)單元間結(jié)構(gòu)界面；二是結(jié)構(gòu)單元內(nèi)夾層。

①結(jié)構(gòu)單元間結(jié)構(gòu)界面[3]

按照儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)界面的分布特征，將四級(jí)結(jié)構(gòu)界面分為5種類型:

Ⅰ類界面:屬純泥巖段，位于二類砂巖之間；

Ⅱ類界面:二類砂巖段上，位于一類砂巖之間；一類砂巖段上，位于有效厚度之間；

Ⅲ類界面:有效厚度內(nèi)，位于有效厚度夾層處；

Ⅳ類界面:有效厚度內(nèi)，位于滲透率分級(jí)處；

Ⅴ類界面:有效厚度內(nèi)，厚度與滲透率連續(xù)分布處。

②結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的夾層

按照結(jié)構(gòu)單元內(nèi)結(jié)構(gòu)界面分布特征，分為4種類型:

Ⅰ類夾層:屬純泥巖段，位于二類砂巖之間；

Ⅱ類夾層:二類砂巖段上，位于一類砂巖之間； 一類砂巖段上，位于有效厚度之間；

Ⅲ類夾層:有效厚度內(nèi)，位于有效厚度夾層處；

Ⅳ類夾層:有效厚度內(nèi)，位于滲透率分級(jí)處；

在模擬過程中，將結(jié)構(gòu)單元間的四級(jí)結(jié)構(gòu)界面做為層，結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的夾層作為一種微相進(jìn)行模擬處理。

⑵各種數(shù)據(jù)的提取處理

針對(duì)RMS三維地質(zhì)建模軟件數(shù)據(jù)格式要求，充分利用已有的靜態(tài)數(shù)據(jù)資源，并結(jié)合儲(chǔ)層地質(zhì)最新研究成果，對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行整合處理，形成三維地質(zhì)建模數(shù)據(jù)前處理的信息平臺(tái)。

2、厚油層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)展布特征模擬

厚油層建筑結(jié)構(gòu)展布特征模擬包括結(jié)構(gòu)單元砂體微相、結(jié)構(gòu)單元間四級(jí)結(jié)構(gòu)界面及結(jié)構(gòu)單元內(nèi)各類夾層的空間展布特征的模擬。

⑴模擬方法的篩選

針對(duì)RMS軟件提供的多種隨機(jī)建模的方法逐一的進(jìn)行分析，適合于密井網(wǎng)條件下的河流相儲(chǔ)層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)模擬的方法有兩種:序貫指示模擬和基于目標(biāo)的示性點(diǎn)過程。

序貫指示模擬可用于模擬復(fù)雜各向異性的地質(zhì)現(xiàn)象，不能較合理地展現(xiàn)結(jié)構(gòu)單元中砂體及隔夾層的空間分布?；谀繕?biāo)的示性點(diǎn)過程（RMScomposite）從描述儲(chǔ)層的幾何形態(tài)和分布規(guī)律著手，充分應(yīng)用各類地質(zhì)認(rèn)識(shí)，能較好的模擬砂體及隔夾層的空間分布。因此，采用示性點(diǎn)過程的隨機(jī)模擬方法。

⑵創(chuàng)建地質(zhì)趨勢(shì)

利用沉積相帶圖和隔層分布圖的數(shù)字化結(jié)果，由點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成趨勢(shì)面，在趨勢(shì)面的基礎(chǔ)上生成趨勢(shì)體數(shù)據(jù)，利用趨勢(shì)體提取各種微相的趨勢(shì)體數(shù)據(jù)，用來約束相建模。

⑶基于目標(biāo)的示性點(diǎn)過程模擬時(shí)參數(shù)篩選

①背景相的確定

從基于目標(biāo)的示性點(diǎn)過程的理論來看，模擬過程是將物體“投放”于三維空間，亦即將目標(biāo)體投放于背景相中。因此，這種方法適合于具有背景相的目標(biāo)模擬。

對(duì)于辮狀河沉積砂體，河道發(fā)育規(guī)模比較大、泥巖尖滅區(qū)和表外儲(chǔ)層鉆遇率比較低，利用四級(jí)結(jié)構(gòu)界面的一類界面（泥巖）和河道相分別作為背景相來進(jìn)行模擬對(duì)比分析。結(jié)果表明:以四級(jí)結(jié)構(gòu)界面的一類界面（泥巖）模擬的效果比較符合地質(zhì)認(rèn)識(shí)，所以也采用以四級(jí)結(jié)構(gòu)界面的一類界面（泥巖）作為背景相進(jìn)行模擬。

②描述砂體空間體積百分比

描述砂體空間體積百分比的方法是:首先利用井資料和RMS自動(dòng)統(tǒng)計(jì)工具，得到井點(diǎn)各類儲(chǔ)層的體積百分比，以此為基礎(chǔ)確定每類砂體空間體積百分比。此參數(shù)具有控制砂體空間分布特征的作用。

③各類微相幾何形態(tài)的確定

結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的砂體、夾層和結(jié)構(gòu)單元間結(jié)構(gòu)界面的幾何形態(tài)是根據(jù)以下三個(gè)方面:

儲(chǔ)層的沉積特征的地質(zhì)認(rèn)識(shí)；精細(xì)解剖成果（沉積相帶圖和隔層分布圖）；不同類型儲(chǔ)層的變差函數(shù)分析。多方面結(jié)合，反復(fù)實(shí)驗(yàn)，綜合確定。砂體的形狀統(tǒng)一定為橢圓形。

④描述砂體的沉降密度規(guī)律

砂體沉降密度規(guī)律的描述有兩種方式:一種是用常數(shù)表示相對(duì)沉降密度，另一種是用趨勢(shì)表示。在研究區(qū)塊中，各類砂體和結(jié)構(gòu)界面均采用趨勢(shì)表示。

基于目標(biāo)的示性點(diǎn)過程RMScomposite儲(chǔ)層模擬，首先將井點(diǎn)數(shù)據(jù)作為“硬條件”，地質(zhì)趨勢(shì)在模擬中只是取到約束建模的作用，稱其為“軟條件”。通過確定上述的模擬參數(shù)，利用創(chuàng)建的地質(zhì)趨勢(shì)，進(jìn)行砂體、結(jié)構(gòu)界面、夾層的模擬。

四、結(jié)論

1、在全面掌握區(qū)塊沉積特征并進(jìn)行精細(xì)解剖儲(chǔ)層的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)厚油層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)的精細(xì)建模。

2、創(chuàng)新了不同結(jié)構(gòu)屬性建模方法和利用基于目標(biāo)示性點(diǎn)過程的模擬方法，進(jìn)行砂體、結(jié)構(gòu)界面及夾層的空間表征技術(shù)。

3、厚油層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)建模，可以將結(jié)構(gòu)單元間的四級(jí)結(jié)構(gòu)界面做為層，結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的夾層做為一種微相進(jìn)行模擬處理。

4、利用RMS軟件的示性點(diǎn)過程方法實(shí)現(xiàn)對(duì)厚油層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)的模擬技術(shù)，充分揭示結(jié)構(gòu)單元砂體、結(jié)構(gòu)界面的空間展布特征，結(jié)合油田動(dòng)態(tài)生產(chǎn)實(shí)際，可為油田措施調(diào)整提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。

[1] 于興河.辮狀河儲(chǔ)層地質(zhì)模式及層次界面分析[M] .北京:石油工業(yè)出版社.2004年.

[2] 呂曉光.油氣儲(chǔ)層表征技術(shù)[M] .北京:石油工業(yè)出版社.2005年.

[3] 劉冬之，喬彥君，馬剛.劃分砂體內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)的建模方法[J] .大慶石油地質(zhì)與開發(fā).2003,2(1):1～3 .

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.09.009

宋爭(zhēng)（1983-），男，湖北孝感人，2007年長江大學(xué)石油工程學(xué)院畢業(yè)，現(xiàn)為長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)碩士研究生，主要從事油藏描述和石油地質(zhì)方面工作。