張 嵐，張建民，王 寧，郭 誠，劉英憲

(中海油(中國)有限公司天津分公司，天津 塘沽 300452)

SZ油田開發(fā)中后期相控儲層精細(xì)表征研究

張 嵐，張建民，王 寧，郭 誠，劉英憲

(中海油(中國)有限公司天津分公司，天津 塘沽 300452)

SZ油田已進(jìn)入開發(fā)中后期的高含水階段，為進(jìn)一步描述儲層分布規(guī)律，以高分辨率層序地層學(xué)理論為基礎(chǔ)，采用巖心、測井、地震資料和生產(chǎn)動態(tài)資料等方法，對SZ油田東營組下段的層序地層及基準(zhǔn)面旋回界面、洪泛面的成因類型進(jìn)行綜合研究，建立了中短期旋回層序地層框架。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行短期層序為單元的等時地層對比，同時劃分單井沉積微相并描述小層單元內(nèi)沉積微相特征。應(yīng)用層序地層學(xué)和相控儲層建模技術(shù)，建立能精細(xì)表征儲層非均質(zhì)特征的地質(zhì)預(yù)測模型，并利用油藏數(shù)值模擬對油田壓力、含水率進(jìn)行歷史擬合，擬合結(jié)果與油田實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)吻合較好，表明利用層序地層學(xué)及相控地質(zhì)建模技術(shù)可為油田中后期綜合調(diào)整及挖潛提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。

開發(fā)中后期;高分辨率層序地層學(xué);等時地層格架;儲層建模;SZ油田

引言

SZ油田位于渤海遼東灣海域遼西低凸起中段，構(gòu)造形態(tài)為北東走向的半背斜。該油田主力含油層段為古近系東營組下段，埋深為1 300～1 600 m，儲層為湖相三角洲沉積。流體分布受構(gòu)造、巖性雙重因素控制，為在縱橫向上存在多個油氣水系統(tǒng)的構(gòu)造層狀油氣藏。油田分Ⅰ期和Ⅱ期開發(fā)，Ⅰ期從1993年至1997年陸續(xù)投產(chǎn)，Ⅱ期于2000年至2001年投產(chǎn)，采用反九點法注采井網(wǎng)，日產(chǎn)油為9 300 m3/d，綜合含水為68%，采油速度為1.1%，采出程度為13.3%。目前面臨的主要問題是層間矛盾突出，注水突進(jìn)明顯，含水上升加快，各油層的動用狀況差異明顯，產(chǎn)量遞減較快。為了解決這一突出問題，進(jìn)一步描述儲層縱、橫向分布特征，完善對沉積體系及沉積微相精細(xì)研究，加強在高分辨率層序地層學(xué)理論指導(dǎo)下儲層精細(xì)表征研究，為油田中后期綜合調(diào)整、完善注采井網(wǎng)及剩余油挖潛提供地質(zhì)依據(jù)。

1 層序地層劃分與對比

層序地層劃分主要通過基準(zhǔn)面旋回變化來確定，首先根據(jù)區(qū)域不整合面和大型底沖刷面的發(fā)育特點，結(jié)合鉆井、測井資料和地震資料剖面上的響應(yīng)特征及其旋回疊加樣式，劃分出長期旋回和中期旋回，短期旋回的劃分要依據(jù)巖心、鉆井和測井剖面中的地層幾何形態(tài)與接觸關(guān)系，并結(jié)合巖石粒度、厚度、構(gòu)造等和巖相序列等資料，層序地層劃分是建立等時地層框架的前提和基礎(chǔ)，決定了等時地層單元及小層砂體對比的精度。

在進(jìn)入油田中后期開發(fā)階段，短期旋回層序是油藏開發(fā)調(diào)整的最小單元，因此，層序地層劃分的首要任務(wù)是準(zhǔn)確有效地識別短期旋回。首先識別出構(gòu)造不整合面、大型侵蝕沖刷面和最大洪泛面等具有特殊成因意義的界面，在此基礎(chǔ)上，利用鉆井巖性標(biāo)志或典型巖－電模式等手段識別和劃分短期旋回層序界面，以此完成層序地層的劃分。依據(jù)上述思路和方法，識別出東下段多個短期旋回層序界面，為等時地層劃分和對比打下基礎(chǔ)。

2 層序地層格架的建立

等時地層對比是油田高效合理開發(fā)的基礎(chǔ)，同時也是油氣藏中后期開發(fā)的難點［1－2］。本次層序地層學(xué)研究主要是為油田中后期開發(fā)階段建立更高精度的等時地層格架。依據(jù)高分辨率層序?qū)W與

沉積動力學(xué)原理，以轉(zhuǎn)換面為優(yōu)選等時地層對比位置進(jìn)行東營組下段聯(lián)井剖面地層劃分和對比，建立高精度的等時地層格架，并在等時地層格架內(nèi)完成小層砂體或單砂體為單元的對比，大大提高了儲層對比的精度和準(zhǔn)確度。

2.1 層序地層精細(xì)對比

該方法進(jìn)行小層砂體等時追蹤對比的操作流程是:①將鉆井資料與地震資料相結(jié)合，制作合成地震記錄，建立地質(zhì)分層與地震反射界面的關(guān)系，將測井層序劃分的中長期旋回標(biāo)定在地震剖面上，在井震約束下進(jìn)行層序劃分和識別，建立中長期旋回的等時地層格架;②利用測井資料垂向分辨率高的特點，依據(jù)層序地層劃分原理對油組進(jìn)行短期旋回的小層砂體細(xì)分，確定各小層砂體的旋回結(jié)構(gòu)類型、沉積序列，同時引入生產(chǎn)動態(tài)資料分析砂體的連通性，調(diào)整小層砂體分層;③在中期等時地層格架中，根據(jù)中期旋回或者其上下較強的同相軸作為控制，利用鉆井資料進(jìn)行短期旋回的劃分，確定各相鄰?fù)趯有虻南嘧兲卣骱蛯Ρ汝P(guān)系，以二分時間單元分界線作為多旋回對比的等時標(biāo)志，對單砂體進(jìn)行等時地層對比(圖1)。

圖1 高分辨率層序地層格架下的小層砂體等時對比

2.2 相序組合

相序組合關(guān)系與基準(zhǔn)面和沉積環(huán)境彼此間成因聯(lián)系極為密切，由相似巖性、巖相地層疊加組成的韻律性湖進(jìn)—湖退沉積序列，是分析水動力和地層疊加樣式過程的基礎(chǔ)。隨著基準(zhǔn)面的變化，沉積環(huán)境中的相序［3－4］、相組合和相類型也有顯著區(qū)別?；鶞?zhǔn)面變化過程中不同沉積微相形態(tài)及類型能夠指示基準(zhǔn)面的不同位置，應(yīng)用沉積相來研究基準(zhǔn)面旋回的變化。研究區(qū)最常見的短期旋回相序組合關(guān)系有:短期基準(zhǔn)面上升過程反映了水體變深發(fā)生退積的湖進(jìn)過程，相序組合關(guān)系表現(xiàn)為水下分流河道—前三角洲泥或分流間灣微相的疊加;基準(zhǔn)面下降和水體變淺反映了發(fā)生進(jìn)積的湖退過程，表現(xiàn)為前三角洲泥或分流間灣—河口砂壩(遠(yuǎn)砂壩或席狀砂)的疊加過程(圖2)。

2.3 沉積體系演化

基準(zhǔn)面變化對沉積微相有較好的控制作用，反映了原始的沉積環(huán)境和沉積物的保存程度隨時間、空間的變化［5］。因此，在層序地層格架內(nèi)砂體對比的基礎(chǔ)上，對三角洲沉積體系及演化規(guī)律與基準(zhǔn)面變化進(jìn)行了分析研究(圖3)。該研究區(qū)三角洲前緣砂體的演化特征:基準(zhǔn)面上升期半旋回，垂向上表現(xiàn)為退積沉積序列，此時水下分流河道非常發(fā)育，伴隨著基準(zhǔn)面的上升，A/S比值逐漸增大，基準(zhǔn)面相對較高，由下向上短期基準(zhǔn)面旋回厚度減小，沉積物少，砂巖分布范圍減小，開始向陸遷移，主要發(fā)育以濱淺湖為主的沉積環(huán)境，此時河道規(guī)模逐漸縮小，直至消失，由三角洲前緣亞相向上逐漸進(jìn)入前三角洲湖相泥巖亞相，此時水體最深。基準(zhǔn)面下降期半旋回，垂向上總體表現(xiàn)為進(jìn)積沉積序列，伴隨著基準(zhǔn)面的下降，A/S比值減小，沉積物增加并向湖盆中心方向進(jìn)積，砂巖分布范圍和厚度增大，分流河道規(guī)模逐漸變大，延伸至湖盆中心，從而形成較大規(guī)模的進(jìn)積三角洲沉積體系。

由于不同的A/S值控制儲層砂體類型，故基準(zhǔn)面升降、A/S值大小的變化控制著三角洲前緣儲層砂體分布規(guī)律。根據(jù)研究區(qū)三角洲前緣砂體和旋回類型的分布演化特征，總結(jié)了三角洲前緣沉積體系演化規(guī)律(圖3)。因此運用基準(zhǔn)面旋回原理，對三角洲前緣儲層砂體進(jìn)行精細(xì)劃分和描述，大大提高了儲層預(yù)測的精度和準(zhǔn)確性。同時利用相控建模技術(shù)為井間儲層物性參數(shù)的預(yù)測提供約束條件，也為油田中后期剩余油分布研究打下基礎(chǔ)。

圖2 三角洲短期旋回組合及沉積相序劃分

圖3 SZ油田東營組0—3小層砂體發(fā)育及沉積相演化

2.4 沉積微相模擬

沉積微相是構(gòu)成儲層砂體的基本成因單元，將儲層按沉積微相進(jìn)行劃分，有利于定量描述主要滲流單元［6］。根據(jù)測井曲線在各沉積微相中的不同響應(yīng)特征，對各單井進(jìn)行沉積微相分析，同時考慮各微相之間的接觸關(guān)系和相序組合，在砂體厚度等值線圖和沉積相序的約束下繪制各個小層沉積微相平面展布圖，同時利用生產(chǎn)動態(tài)資料，對沉積相的平面展布、連通性等進(jìn)行定量分析。然后，對校正后的沉積微相平面圖件進(jìn)行數(shù)字化，利用單井沉積微相、數(shù)字化沉積微相圖和生產(chǎn)動態(tài)揭示的連通性進(jìn)行序貫高斯模擬，建立研究區(qū)沉積微相分布模型(圖4)。

圖4 SZ油田三維沉積微相模型

3 儲層精細(xì)定量表征研究

3.1 相控儲層參數(shù)模型

儲層物性參數(shù)建模采用沉積微相控制，并約束巖性物性參數(shù)的空間展布規(guī)律。相控建模方法要充分利用研究者對地質(zhì)模式和地質(zhì)知識的認(rèn)識，提高地質(zhì)因素和地質(zhì)趨勢對于屬性參數(shù)模型的控制約束作用。

首先對鉆井?dāng)?shù)據(jù)離散化處理，采用序貫指示模擬方法求取各沉積微相的變差函數(shù)，建立短期層序旋回下的沉積微相，根據(jù)相控建模原則，采用井震協(xié)同約束方法分別建立孔隙度、滲透率及含油飽和度參數(shù)模型［7－9］(圖5)。在此基礎(chǔ)上，通過開展油藏數(shù)值模擬研究，在高分辨率層序地層格架內(nèi)深入分析流體滲流規(guī)律和剩余油分布規(guī)律，為高含水油田中后期開發(fā)、制訂高效挖潛措施提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。

圖5 SZ油田三維孔隙度模型

3.2 模型的動態(tài)響應(yīng)

儲層地質(zhì)模型是油藏數(shù)值模擬研究的基礎(chǔ)，而數(shù)值模擬研究又可通過歷史擬合等手段來評價地質(zhì)模型的可靠性。通過生產(chǎn)動態(tài)和歷史擬合相結(jié)合，可靠的動態(tài)模擬與不確定性的靜態(tài)模型的吻合程度分析，使地質(zhì)模型更接近油藏實際地質(zhì)情況，更準(zhǔn)確地反映地下流體的分布規(guī)律。地質(zhì)儲量是油田開發(fā)的物質(zhì)基礎(chǔ)和前提，地質(zhì)儲量的準(zhǔn)確與否關(guān)系到油藏數(shù)值模擬過程中歷史擬合的成?。?0］。首先，按地質(zhì)小層進(jìn)行儲量分區(qū)，通過平衡卡和飽和度端點計算各小層的地質(zhì)儲量，儲量擬合結(jié)果與容積法計算儲量誤差在5%左右。歷史擬合的工作制度是以所有生產(chǎn)井定地面產(chǎn)油量來擬合油田、區(qū)塊和單井的地層壓力、含水、氣油比和流壓。根據(jù)油田的實際情況，首先，因為各平臺投產(chǎn)時間不同，進(jìn)行壓力的擬合。油田生產(chǎn)初期的單井測壓數(shù)據(jù)不能代表全油田地層壓力。因此，壓力的擬合主要進(jìn)行單井靜壓擬合，通過調(diào)整井點附近的滲透率進(jìn)行擬合(圖6)。其次，進(jìn)行含水率的擬合。油田和區(qū)塊的含水率擬合主要是通過調(diào)整油水相對滲透率曲線，而對含水率的準(zhǔn)確擬合則通過單井?dāng)M合實現(xiàn)。擬合單井含水率時，主要調(diào)整井點附近滲透率以及注采井間的連通率，通過對相滲曲線的調(diào)整，使計算含水和實際含水大體一致。通過擬合計算，模擬計算的含水率基本與油田實際含水率變化趨勢基本吻合(圖6)。歷史擬合結(jié)果表明，依據(jù)高分辨率層序地層學(xué)及相控模式約束所建立的儲層地質(zhì)模型較準(zhǔn)確地反映了地下儲層的非均質(zhì)性，從生產(chǎn)動態(tài)響應(yīng)資料也驗證了地質(zhì)模型的可靠性和適用性。

圖6 SZ油田A09井壓力擬合和全油田含水率歷史擬合曲線

4 結(jié) 論

(1)利用SZ油田豐富詳實的靜、動態(tài)資料，在高分辨率層序地層學(xué)思想指導(dǎo)下，采用井震結(jié)合一體化相控儲層精細(xì)表征技術(shù)，建立了三維儲層地質(zhì)模型。通過油藏數(shù)值模擬研究，證實了相控儲層地質(zhì)建模的精準(zhǔn)性和適用性，大大縮短了開發(fā)井歷史擬合的周期，為油田調(diào)整方案的編制贏得了時間。

(2)以小層沉積單元為儲層模擬對象，應(yīng)用相控儲層精細(xì)表征技術(shù)，建立高精度儲層屬性參數(shù)預(yù)測模型。新鉆調(diào)整井的實施證實，開發(fā)井均鉆遇較厚油層，加深了中后期油田地質(zhì)模式及剩余油認(rèn)識，完善了油田的注采井網(wǎng)，明顯改善了注采連通效果，為油田的中后期綜合調(diào)整及剩余油挖潛提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。

(3)SZ油田生產(chǎn)動態(tài)資料表明，依據(jù)油藏數(shù)值模擬進(jìn)行壓力及含水率等歷史擬合與實際生產(chǎn)吻合程度較高，表明在高分辨率層序地層學(xué)指導(dǎo)下建立的三維儲層精細(xì)模型能夠真實地反映地下儲層非均質(zhì)和儲層連通特征。

［1］王西文，等.相控－等時小層對比方法及應(yīng)用［J］.石油勘探與開發(fā)，2003，30(6):78－80.

［2］趙翰卿.高分辨率層序地層對比與我國的小層對比［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2005，24(1):5－12.

［3］郭建卿，林承焰，董春梅.博興油田灘壩相高分辨率層序地層對比及垂向砂體展布特征［J］.特種油氣藏，2011，18(3):20－23.

［4］李世臻，王紅亮.高分辨率層序地層學(xué)在海坨子地區(qū)隱蔽油藏勘探中的應(yīng)用［J］.特種油氣藏，2008，15 (6):20－23.

［5］莊麗.東營凹陷永安鎮(zhèn)三角洲層序地層與沉積體系［J］.石油實驗地質(zhì)，2006，28(6):544－548.

［6］張玉，王雅春，張輝.松遼盆地大情字地區(qū)青二段沉積微相與砂體特征［J］，特種油氣藏，2011，18(1):54－56.

［7］段天向，等.井組地質(zhì)建模中的幾點探討［J］.特種油氣藏2010，17(4):85－87.

［8］胡望水，張宇焜，等.相控儲層地質(zhì)建模研究［J］.特種油氣藏，2010，17(5):37－39.

［9］高壽濤，楊宏偉，呂德靈，等.多資料約束的復(fù)雜斷塊油田精細(xì)構(gòu)造地質(zhì)建模［J］.特種油氣藏，2010，17 (6):29－31.

［10］閆霞，張凱，姚軍，等.油藏自動歷史擬合方法研究現(xiàn)狀與展望［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2010，17(4):69－73.

編輯 林樹龍

TE33

A

1006－6535(2012)04－0056－05

10.3969/j.issn.1006－6535.2012.04.014

20111104;改回日期:20120306

國家重大專項“海上大井距多層合采稠油油藏剩余油分布驅(qū)油實驗研究”(2008ZX05024)

張嵐(1977－)，男，工程師，2005年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)(北京)油氣田開發(fā)專業(yè)，現(xiàn)主要從事儲層地質(zhì)建模研究工作。