江艷平，蘆鳳明，李濤，廉景，韓煦

（1.中國(guó)石油大港油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，天津300280；2.中國(guó)石油東方物探研究院大港分院，天津300280；3.中國(guó)石油大港油田公司第五采油廠，天津300280）

復(fù)雜斷塊油藏具有斷層多、斷塊小、儲(chǔ)層相變快、含油層系多、油水界面不統(tǒng)一、剩余油分布復(fù)雜等特點(diǎn)。隨著油藏精細(xì)描述的逐步深入，對(duì)復(fù)雜斷塊油藏目標(biāo)體的刻畫(huà)日益細(xì)致，地質(zhì)建模精度也逐步提高。但是，復(fù)雜斷塊油藏錯(cuò)綜復(fù)雜的地質(zhì)特點(diǎn)嚴(yán)重制約著精細(xì)三維地質(zhì)模型的準(zhǔn)確建立，如何將地質(zhì)概念模型轉(zhuǎn)化為隨機(jī)模型是建模技術(shù)的關(guān)鍵。

1 研究區(qū)概況

棗園油田棗北構(gòu)造位于孔西斷裂帶北側(cè)，孔西斷層的下降盤(pán)，是受孔西斷層與風(fēng)化店斷層控制的被斷層復(fù)雜化的背斜。目的層棗Ⅱ油組共發(fā)育斷層28 條，斷層交錯(cuò)復(fù)雜（見(jiàn)圖1），縱向共劃分了7 個(gè)小層15 個(gè)單砂層，砂層?。ê穸?.3～7.0 m），各小斷塊各單砂層均具有獨(dú)立的油水系統(tǒng)，陸相河流沖積扇沉積儲(chǔ)層橫向變化大，為典型的復(fù)雜斷塊油藏。

圖1 工區(qū)構(gòu)造示意

2 建模難點(diǎn)及對(duì)策

2.1 構(gòu)造建模

1）斷層多、組合關(guān)系復(fù)雜，斷塊小、切割破碎，斷層建模難度大。

研究區(qū)3.2 km2的面積區(qū)域內(nèi)被28 條斷層切割成32 個(gè)小斷塊，最小斷塊為0.12 km2。斷層組合類(lèi)型多，且較多井點(diǎn)位于斷層附近，建模對(duì)斷層的空間位置準(zhǔn)確性要求極高?；谘芯繀^(qū)斷層的復(fù)雜程度，僅僅依靠井點(diǎn)及地震解釋數(shù)據(jù)構(gòu)建斷層三維模型是不夠的，必須充分利用所掌握的構(gòu)造數(shù)據(jù)進(jìn)行多條件協(xié)同約束，確保斷層模型的準(zhǔn)確性。利用地震解釋斷層數(shù)據(jù)及井點(diǎn)斷點(diǎn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確定位斷層的空間位置，根據(jù)地震解釋構(gòu)造圖確定斷層的走向、傾向、傾角、水平斷距和垂向斷距，以及組合斷層的接觸關(guān)系。

由于該區(qū)斷層間特殊的接觸關(guān)系，如Y 型斷層、X型斷層，在構(gòu)造模擬中需要通過(guò)反復(fù)的質(zhì)量控制與調(diào)整，確保斷層模型準(zhǔn)確合理；并且依據(jù)三維地震數(shù)據(jù)及解釋斷層線，在RMS 軟件中立體顯示、協(xié)同檢查模擬斷層與其在地震剖面上響應(yīng)位置的吻合情況，從而進(jìn)一步對(duì)斷層模型進(jìn)行檢查修正，提高模型的精確程度。

在層面模擬中，單純以井點(diǎn)分層數(shù)據(jù)進(jìn)行井間插值，難免出現(xiàn)井間單砂層斷失與地質(zhì)認(rèn)識(shí)不相符的情況。由于研究區(qū)單砂層斷失狀況嚴(yán)重，因此在層面格架建模中，需要解決的主要問(wèn)題是如何準(zhǔn)確描述單砂層斷失的空間位置及控制井間模擬。

首先，根據(jù)井點(diǎn)分層數(shù)據(jù)及地震解釋層面數(shù)據(jù)，建立棗Ⅱ油組頂?shù)酌婺Ｐ停?］；再由頂面構(gòu)造趨勢(shì)，結(jié)合單井分層數(shù)據(jù)，應(yīng)用各單砂層厚度進(jìn)行約束，向下依次建立鄰近單砂層的頂面模型，對(duì)于鄰近棗Ⅱ油組底面的單砂層，則以底面構(gòu)造為趨勢(shì)約束。在厚度控制下，由于構(gòu)造趨勢(shì)的相互影響，在厚度為0 的位置難免還會(huì)出現(xiàn)厚度不為0 的情況。因此，通過(guò)地層接觸關(guān)系分析，結(jié)合人為質(zhì)量控制完成層面模擬，可以確保所建層面模型符合地質(zhì)認(rèn)識(shí)。

通過(guò)以上方案，在準(zhǔn)確建立斷層模型和層面模型的基礎(chǔ)上，建立該復(fù)雜斷塊的構(gòu)造模型?？衫萌S地震數(shù)據(jù)體對(duì)模型進(jìn)行檢查校正，確保斷層間及斷層與地層間位置關(guān)系合理，符合地質(zhì)認(rèn)識(shí)。

2.2 微相建模

目的層沉積砂體是一套物源方向來(lái)自北東向的沖積扇辮狀河沉積砂體，單砂層薄且砂體難以追蹤，儲(chǔ)層類(lèi)型多且橫縱向變化大，不同類(lèi)型儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)模、分布規(guī)律差別較大?；谘芯繀^(qū)各微相砂體分布的復(fù)雜性，筆者采用如下對(duì)策構(gòu)建微相模型：

1）提高砂體預(yù)測(cè)精度，建立高精度巖相模型。

通過(guò)對(duì)各單砂層砂體發(fā)育規(guī)模的分析，確定不同層位單砂層變差函數(shù)的各向變程值［2］。對(duì)離散變量即巖相變量變差函數(shù)的參數(shù)設(shè)置，可以認(rèn)為是對(duì)砂體規(guī)模大小的一個(gè)度量。由此，通過(guò)各層變差函數(shù)的設(shè)置，合理表征了各單砂層內(nèi)砂體發(fā)育規(guī)模的非均質(zhì)性差異。平面上協(xié)同各單砂層砂體厚度平面分布圖約束［3］，利用砂體邊界及內(nèi)部厚度數(shù)值的趨勢(shì)變化線控制各層砂體平面及垂向的分布趨勢(shì)，并根據(jù)油水關(guān)系合理調(diào)整砂體間的接觸關(guān)系，協(xié)同控制建立高精度巖相模型。

2）利用巖相模型協(xié)同約束微相模擬，建立高精度微相模型。

微相是在巖相基礎(chǔ)上對(duì)砂體類(lèi)型的細(xì)化，因此采用高精度巖相模型約束微相模擬，使微相模型更為合理［4］。首先通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，建立各層各微相垂向概率分布參數(shù)，如圖2所示，x 軸為相概率，y 軸為劃分的15 個(gè)單砂層中每個(gè)網(wǎng)格層的平均厚度。概率參數(shù)表征了研究區(qū)各網(wǎng)格層內(nèi)、各微相所占的概率［5］，在模擬過(guò)程中起到了各層、各微相分布厚度數(shù)值即量化控制的作用。再通過(guò)各單砂層、各微相砂體變差函數(shù)的設(shè)置、平面微相分布邊界的協(xié)同約束，進(jìn)行各層、各微相空間展布即區(qū)域位置化的控制作用，以此聯(lián)合表征各微相砂體在巖相內(nèi)部的各向非均質(zhì)性變化，從而使微相模型最大程度地接近地質(zhì)實(shí)際。

奎克化學(xué)公司是向各行各業(yè)提供加工用化學(xué)品、化學(xué)專(zhuān)用品、相關(guān)服務(wù)和技術(shù)專(zhuān)業(yè)人士的全球領(lǐng)先供應(yīng)商，這些行業(yè)包括鋼鐵、汽車(chē)、采礦、航空、管道、涂料和建筑材料等。其產(chǎn)品、技術(shù)解決方案和化學(xué)品管理服務(wù)可改善客戶(hù)的工藝流程，提高其產(chǎn)品的質(zhì)量，并降低產(chǎn)品成本。

圖2 單井微相垂向概率分布

2.3 屬性建模

屬性模擬通常采用隨機(jī)模擬，通過(guò)多個(gè)實(shí)現(xiàn)的擬合，增加合理結(jié)果的可選性，提高模型的準(zhǔn)確性。而如何將地質(zhì)認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)化為隨機(jī)模擬的約束條件，是相控隨機(jī)建模技術(shù)的關(guān)鍵所在。在復(fù)雜斷塊屬性隨機(jī)模擬中，針對(duì)復(fù)雜斷塊屬性分布難點(diǎn)，筆者采取了協(xié)同約束模擬對(duì)策。

1）高孔、中高滲儲(chǔ)層，不同類(lèi)型儲(chǔ)層物性差異較大，孔滲模擬難以控制。

根據(jù)各類(lèi)儲(chǔ)層間及儲(chǔ)層內(nèi)部的非均質(zhì)差異進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，剔除各微相異?？诐B數(shù)值，通過(guò)正態(tài)分布變換確定各單砂層、各微相孔滲數(shù)值的分布區(qū)間［6］；通過(guò)變差函數(shù)分析確定各單砂層、各微相孔滲數(shù)值在空間的分布影響范圍。由此，通過(guò)數(shù)據(jù)分析加入了地質(zhì)認(rèn)識(shí)的條件約束，合理表征了儲(chǔ)層各微相內(nèi)部屬性參數(shù)的非均質(zhì)性變化，實(shí)現(xiàn)符合地質(zhì)規(guī)律的三維空間數(shù)值分布擬合［7］。在建立高精度孔隙度模型基礎(chǔ)上進(jìn)行滲透率模擬，考慮到高孔、中高滲儲(chǔ)層中良好的孔滲相關(guān)性，在同于孔隙度模擬方法的基礎(chǔ)上，采用孔隙度模型協(xié)同約束滲透率模擬，以表征孔滲變化的地質(zhì)規(guī)律，從而提高滲透率模型的合理性與準(zhǔn)確性。

2）各斷塊、各單砂層油水界面不統(tǒng)一，油水分布關(guān)系復(fù)雜，含水飽和度模型建立難。

統(tǒng)計(jì)各斷塊、各單砂層油水界面深度以及各油藏內(nèi)部油柱的高度，由于各油藏含水飽和度隨油柱高度的變化趨勢(shì)不同，因此分別建立各油藏內(nèi)部含水飽和度變化函數(shù)，以約束含水飽和度模擬（見(jiàn)圖3）。該函數(shù)表征了油藏內(nèi)部含水飽和度隨距油水界面距離的變化規(guī)律。在含水飽和度變化函數(shù)建立過(guò)程中，綜合地質(zhì)研究確定有效厚度含水飽和度下限值為35%，考慮到油水界面處油水關(guān)系存在一定的變化空間，因此在油水界面處采用含水飽和度為40%。應(yīng)用該變化函數(shù)建立含水飽和度的三維變化趨勢(shì)體（見(jiàn)圖4）。由于在油藏內(nèi)部含水飽和度的分布還受巖性控制，所以采用相控及變差函數(shù)的控制，協(xié)同含水飽和度變化趨勢(shì)體約束含水飽和度模擬，聯(lián)合表征了油藏內(nèi)含水飽和度的變化規(guī)律，大大提高了含水飽和度模型的精度。

圖3 棗40 斷塊5-2 單砂層含水飽和度變化

圖4 棗40 斷塊5-2 單砂層含水飽和度變化趨勢(shì)體

3 模型驗(yàn)證及優(yōu)化

3.1 構(gòu)造模型

構(gòu)造建模中已采用地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行構(gòu)造協(xié)查校正，此外還可通過(guò)以下方法檢驗(yàn)構(gòu)造模型：切任意過(guò)井剖面，與地震解釋剖面、油藏剖面圖、地層對(duì)比圖進(jìn)行對(duì)比分析驗(yàn)證［8］；模型提取構(gòu)造圖與地質(zhì)研究微構(gòu)造圖對(duì)比分析驗(yàn)證；模型提取地層厚度圖分析驗(yàn)證等。由于目前的建模軟件及其建模流程算法，均是在構(gòu)造網(wǎng)格確定的基礎(chǔ)上進(jìn)行的相及屬性建模，構(gòu)造的改動(dòng)必將引起網(wǎng)格的重新劃分及變動(dòng)，由此造成相及屬性模擬的重復(fù)。所以，在構(gòu)造建模過(guò)程中，建模與驗(yàn)證須同時(shí)進(jìn)行，并及時(shí)調(diào)整、修正，力求確保模型合理可靠，避免后續(xù)工作的重復(fù)。

3.2 微相模型

微相模型主要采用以下方法進(jìn)行驗(yàn)證： 提取模型中各微相的概率曲線，與單井微相概率曲線進(jìn)行對(duì)比，檢查各微相比例值是否一致； 檢查單井微相模擬前后是否一致［9-19］；切任意過(guò)井剖面，與過(guò)相同幾口井的砂體剖面、油藏剖面圖進(jìn)行對(duì)比，檢查砂體發(fā)育規(guī)律是否一致；提取各小層優(yōu)勢(shì)微相平面圖，與地質(zhì)研究微相平面圖對(duì)比，檢查分布趨勢(shì)是否一致等。通過(guò)對(duì)比，如果以上各項(xiàng)數(shù)值吻合，分布規(guī)律及趨勢(shì)一致，表明模型與地質(zhì)認(rèn)識(shí)相符。

3.3 屬性模型

通過(guò)提取模型中的屬性數(shù)值，與單井粗化前后屬性數(shù)值進(jìn)行直方圖對(duì)比，檢查三者在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面的一致性；也可以通過(guò)切過(guò)井屬性剖面，與過(guò)相同井的油藏剖面圖進(jìn)行對(duì)比，檢查二者在物性及流體分布規(guī)律方面的一致性。如果一致性較好，表明模型精度較好。

此外，可用新鉆井資料與所建模型進(jìn)行比對(duì)核實(shí)，檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臏?zhǔn)確性。如果新井砂體分布位置、參數(shù)分布值與所建模型差別不大，則說(shuō)明模擬結(jié)果準(zhǔn)確；如果新井砂體分布位置與模型中不一致，儲(chǔ)層參數(shù)數(shù)值差別較大，則說(shuō)明模型效果不理想，需結(jié)合新井資料對(duì)模型進(jìn)行修正。

4 結(jié)論

1）針對(duì)研究區(qū)復(fù)雜斷塊錯(cuò)綜復(fù)雜的構(gòu)造特點(diǎn)，綜合利用井點(diǎn)分層、斷點(diǎn)數(shù)據(jù)及地震解釋成果等協(xié)同約束、建立構(gòu)造模型；結(jié)合三維地震數(shù)據(jù)體與解釋構(gòu)造同位立體顯示進(jìn)行協(xié)查校正，準(zhǔn)確定位斷層、層面的空間位置，以及斷層與斷層、斷層與地層、地層與地層間的接觸關(guān)系，從而確保了構(gòu)造模型精確、合理。

2）針對(duì)復(fù)雜斷塊砂體薄、追蹤識(shí)別難度大、儲(chǔ)層類(lèi)型多且變化大等特點(diǎn)，提出采用巖相模型協(xié)同沉積微相數(shù)據(jù)約束微相建模，在合理準(zhǔn)確的巖相模型基礎(chǔ)上進(jìn)行微相模擬劃分，提高了模型精度，確保模型與地質(zhì)認(rèn)識(shí)相符。

3）針對(duì)各屬性特點(diǎn)，需充分考慮不同屬性間的相關(guān)性，利用相關(guān)屬性協(xié)同約束屬性建模以提高模型精度。對(duì)于含水飽和度模擬，通過(guò)建立不同斷塊、不同層位含水飽和度變化函數(shù)，將油藏中含水飽和度的變化規(guī)律植入模擬過(guò)程，大大提高了含水飽和度模型的準(zhǔn)確性。

4）在建模過(guò)程中，需采用多種技術(shù)方法聯(lián)合對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)校正，并根據(jù)新井資料及時(shí)進(jìn)行修正，確保模型準(zhǔn)確可靠，為下一步開(kāi)發(fā)方案研究提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。

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