吳兆徽　吳進(jìn)喜　劉西雷　韓卓　徐守余

摘 要 稠油油藏和極淺層油砂既是我國東部非常規(guī)資源目前的主攻方向，又是西部新區(qū)的主要油藏類型，但稠油油藏在巖心特征、沉積環(huán)境、油水關(guān)系、開發(fā)方式等各方面都有其特殊性和復(fù)雜性，是未來油田開發(fā)的難點。為此，近年研發(fā)了一系列新技術(shù)，用以滿足地質(zhì)和開發(fā)的需要。其中隔夾層三維空間展布研究技術(shù)的核心在于對隔夾層的高精度地質(zhì)建模；稠油油藏水平井相關(guān)技術(shù)的關(guān)鍵，在于對水平井段孔隙度的偏移校正；自動定量判別沉積相技術(shù)，其關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于生成加權(quán)函數(shù)綜合獲取特征值，特征值對應(yīng)各自的沉積微相。目前仍在攻關(guān)的技術(shù)包括了稠油水淹規(guī)律評價、新區(qū)難預(yù)測儲層攻關(guān)、稠油油藏模型數(shù)據(jù)庫建設(shè)等等，其中數(shù)據(jù)庫是首次對稠油區(qū)塊模型數(shù)據(jù)的分類和匯總。稠油油藏地質(zhì)研究的這一系列新技術(shù)與新的地質(zhì)發(fā)現(xiàn)相互促進(jìn)，不斷發(fā)展，對解決新遇到的各類地質(zhì)問題，深入認(rèn)識我國東西部新區(qū)塊，為準(zhǔn)確布井和提質(zhì)增效都起到了積極作用。

關(guān)鍵詞 水平井 沉積微相 定量判別 模型數(shù)據(jù)庫 綜合評價

中圖分類號：TE242.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0概況

在近幾年油價低迷的形勢下，與低成本非常規(guī)資源相關(guān)的開發(fā)地質(zhì)技術(shù)得到了重點發(fā)展，形成了不少與稠油和近地表油砂資源相關(guān)的新技術(shù)。該類新技術(shù)可分為已完善的技術(shù)和正在研發(fā)的技術(shù)兩部分，具體包括隔層精細(xì)描述與預(yù)測技術(shù)、沉積微相定量判別劃分技術(shù)、屬性分析預(yù)測砂體技術(shù)、水平井地質(zhì)設(shè)計技術(shù)、稠油油藏高精度地質(zhì)建模技術(shù)等。此外，還有一些研究相對薄弱，需要進(jìn)一步攻關(guān)的技術(shù)，比如開發(fā)過程中儲層參數(shù)變化精細(xì)刻畫技術(shù)、稠油油藏動態(tài)模型庫的建設(shè)等方面。

總體來看，國內(nèi)基礎(chǔ)學(xué)科的技術(shù)水平，與國外存在明顯差距，但在某些方面則存在一定優(yōu)勢。從沉積學(xué)來看，國內(nèi)外研究水平基本相當(dāng)，國內(nèi)對陸相沉積學(xué)研究更有特色；從層序地層學(xué)學(xué)科來看，國外海相層序地層學(xué)理論體系和生產(chǎn)應(yīng)用均取得較高水平，國內(nèi)陸相高分辨率層序地層學(xué)正在深入研究之中；從儲層描述學(xué)科來看，國外最早提出河流儲層構(gòu)型單元，實際劃分基于開發(fā)層系，國內(nèi)儲層細(xì)分到韻律段，進(jìn)行了儲層構(gòu)型研究更深入；從開發(fā)地震來看，國外對薄層研判較少，國內(nèi)則形成了獨立的專利技術(shù)，對小于五米薄層已能預(yù)測。從隨機(jī)算法上看，國外建立了較成熟算法體系并形成了商業(yè)軟件，國內(nèi)以應(yīng)用為主。

1稠油油藏水平井地質(zhì)設(shè)計技術(shù)

經(jīng)過多年的探索實踐，稠油水平井應(yīng)用領(lǐng)域全面拓展，每年設(shè)計的稠油水平井?dāng)?shù)量占到了油田總水平井的一半以上。目前稠油水平井應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，從流體性質(zhì)上看，適用于普通稠油、特稠油、超稠油；巖性上，主要用于中細(xì)砂巖和砂礫巖；物性上，用于高滲儲層和中低滲儲層；油層厚度上，應(yīng)用于中厚油層和薄油層。

圖1：水平井單井經(jīng)濟(jì)界限產(chǎn)油量

水平井井網(wǎng)地質(zhì)設(shè)計的要領(lǐng)有以下三點：（1）在平面上，布井要位于油層構(gòu)造高部位，距水區(qū)較遠(yuǎn)的位置，且保證合理井距；（2）垂向上，要井震結(jié)合確定的水平段，一般還要確保在油層中間偏下部位，以保證蒸汽向上擴(kuò)展的空間；（3）要結(jié)合當(dāng)前油價，根據(jù)經(jīng)濟(jì)開發(fā)技術(shù)界限確定深度合理的水平井井網(wǎng)。其中，井震結(jié)合確定垂向位置、對不同深度井的經(jīng)濟(jì)界限優(yōu)化是過去水平井設(shè)計未重點考慮的兩個因素（圖1）。由于目前設(shè)計的水平井經(jīng)濟(jì)效益好，開發(fā)見效快，反過來推動了稠油熱采水平井技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)一步誕生了很多水平井熱采的分支技術(shù)。如水平井整體開發(fā)技術(shù)、水平井與直井組合開發(fā)技術(shù)、重力泄油技術(shù)、灰?guī)r稠油油藏水平井開發(fā)技術(shù)、吞吐后期水平井挖潛技術(shù)、薄互層稠油水平井開發(fā)技術(shù)。目前，稠油油藏的工作重點正在向西部進(jìn)軍，重點攻關(guān)極淺層超稠油油藏，實現(xiàn)西部稠油新區(qū)的大規(guī)模高效開發(fā)。

2 巖石相與沉積相定量判別技術(shù)

目前雖然建模能滿足常規(guī)的地質(zhì)研究需要，在精細(xì)程度上存在欠缺，將來有望進(jìn)一步探索定量判別劃分技術(shù)，提高儲層參數(shù)預(yù)測精度。

2.1綜合特征值沉積微相定量判別技術(shù)

（1）參數(shù)選定：砂體厚度，孔滲及其變異系數(shù)和分選系數(shù)，粒度中值。

（2）各項參數(shù)得分值計算：最大值標(biāo)準(zhǔn)化法：Fi=Xi/Xmax且Fi=（Xmax-Xi）/Xmax

（3）各參數(shù)權(quán)衡系數(shù)確定：公式為：Qi=Vi/V總

其中：Qi—第i項參數(shù)權(quán)衡系數(shù)；Vi—第i項參數(shù)變異系數(shù)；V總—參數(shù)變異系數(shù)之和

公式中的變異系數(shù)V= /P， 為參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，P為不同相帶某參數(shù)平均值。

在某沉積微相研究實例中，各參數(shù)權(quán)衡系數(shù)如下：厚度0.378、滲透率0.286、分選0.029、滲透率變異系數(shù)0.148、孔隙度0.039。

（4）沉積微相特征值確定。針對不同相帶的物性參數(shù)分配不同的權(quán)衡系數(shù)，可以得出沉積微相特征值的計算公式：

T=Fh*0.378+Fk*0.286+Fkv*.148+Fvsh*0.089+Fmd*0.040+F *0.039+Ffx*0.029

其中：Fh—砂層厚度得分值；Fk—滲透率得分值；Fkv—滲透率變異系數(shù)得分值；Fvsh—泥質(zhì)含量得分值；Fmd—粒度中值得分值；F —孔隙度得分值；Ffx—分選系數(shù)得分值。

通過取心井計算得出館上段微相判別特征值，從而應(yīng)用沉積微相定量判別模式，根據(jù)測井解釋成果，計算出每個砂體的特征值，確定微相，然后應(yīng)用多次定性賦值技術(shù)，利用計算機(jī)自動編制沉積微相平面圖（圖2）。

2.2貝葉斯判別分析法沉積微相定量判別技術(shù)

先建立沉積微相判別函數(shù)，根據(jù)取心井分析研究，建立各沉積微相與砂層厚度、孔滲、粒度中值、泥質(zhì)含量等參數(shù)之間的判別函數(shù)。對沉積微相運用判別函數(shù)，判定某數(shù)據(jù)樣品屬于第幾種微相。最后自動劃分非取心井沉積微相，根據(jù)所建立的判別函數(shù)，對非取心井進(jìn)行沉積微相定量判識，繪制主力沉積單元的沉積微相平面圖，從而為后期采用“相控”方法，建立儲層物性模型奠定基礎(chǔ)。

3 稠油油藏水平井地質(zhì)建模技術(shù)

水平井與直斜井的地質(zhì)建模的差異關(guān)鍵在于對原始數(shù)據(jù)的處理上。同一位置的水平段AC值會明顯偏大，造成孔隙度明顯過大。某井區(qū)直斜井孔隙度一般在31～42%，水平井孔隙度一般在39～47%。因此，水平井孔隙度偏移校正技術(shù)是利用水平井?dāng)?shù)據(jù)時，最關(guān)鍵的一項技術(shù)，水平井?dāng)?shù)據(jù)處理方式與直斜井不同，集中體現(xiàn)在AC值的差異上，水平井段的AC值如果不進(jìn)行校正，算得的水平井段的孔隙度，會遠(yuǎn)大于附近直斜井孔隙度（圖3），甚至?xí)^了球體點接觸排列所能達(dá)到的最大孔隙度。過去水平井屬性校正的方法通過AC峰值之差完成的校正。新方法起名為“孔隙度均值偏移校正法”，根據(jù)直斜井和水平井的孔隙度平均值之差進(jìn)行校正。新方法認(rèn)為，同一空間內(nèi)水平井、直斜井如果均勻分布，孔隙度均值應(yīng)基本相同。基于該前提，對水平井參數(shù)進(jìn)行偏移校正。

a.直斜井 b.水平井

圖3：直斜井和水平井 值偏移校正直方圖

傳統(tǒng)的用峰值校正孔隙度的方法，會由于峰值不明顯或存在多個尖峰，而造成尖峰對應(yīng)錯誤，因此發(fā)明了新的均質(zhì)偏移校正法，得到修正后的水平井水平段孔隙度回歸公式：

=0.5512*AC-33.66，R=0.9577

在對 值完成校正后，水平段滲透率、含油飽和度仍為 的函數(shù)。水平井段 值偏移校正完成后，代入K、So回歸公式，得到水平段滲透率：K=0.0577*e0.2743* ，水平段含油飽和度：So=100-100*100.54952*log（ /100）-0.63547* log（1000/Cond）+0.5116。因此，在孔隙度偏移校正的基礎(chǔ)上，完成了水平井區(qū)的孔滲飽等地質(zhì)模型。

4稠油油藏水驅(qū)剩余油評價技術(shù)

普通稠油水驅(qū)后，如何注蒸汽提高采收率，是實現(xiàn)普通稠油老區(qū)后續(xù)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，稠油水淹程度受粘度和外圍開發(fā)方式影響，靠注聚區(qū)的低粘度部位水驅(qū)動用好，剩余油飽和度較低；熱采區(qū)高粘度部位水驅(qū)動用差，油飽和度較高。

水驅(qū)流線水淹規(guī)律，從平面油飽和度場上看，水驅(qū)主流線比次主流線上水驅(qū)動用程度高。縱向上，層間水淹的動用程度重點與原油粘度有關(guān)，粘度小，水驅(qū)動用程度高，水淹較嚴(yán)重；原油粘度大，水淹程度較低。剩余油仍集中在主力時間單元。層內(nèi)水淹由于層內(nèi)正韻律油層以及重力分異作用，水沿油層下部驅(qū)動，底部水淹，驅(qū)油效率較高，上部剩余油更加富集。

5稠油油藏地質(zhì)研究攻關(guān)難點

目前稠油油藏開發(fā)地質(zhì)研究還存在不少問題，未來幾年主要包括兩方面需要重點攻關(guān)的技術(shù)難點：（1）稠油新區(qū)難預(yù)測儲層攻關(guān)技術(shù)；（2）油藏動態(tài)模型庫建設(shè)。

5.1稠油新區(qū)難預(yù)測儲層攻關(guān)技術(shù)

西部新區(qū)產(chǎn)能建設(shè)主陣地向薄層、薄互層、油水過渡帶延伸，向滾動勘探開發(fā)、整體水平井方向擴(kuò)展，薄層儲層預(yù)測、成藏規(guī)律研究油水關(guān)系、單成因砂體描述等技術(shù)成為制約油藏開發(fā)的關(guān)鍵。在新區(qū)產(chǎn)能建設(shè)研究時，常遇到井少，井間距大的情況，地震解釋、儲層反演技術(shù)攻關(guān)方面力度還不夠，整體技術(shù)尚需攻關(guān)完善。因此需要進(jìn)一步攻關(guān)的分支技術(shù)有：相干體分析、分頻處理解釋、屬性分析預(yù)測砂體、多參數(shù)儲層反演技術(shù)等。

5.2稠油油藏動態(tài)模型庫建設(shè)

以勝利油田稠油油藏主要分布于十多個采油廠，多達(dá)七十余個熱采開發(fā)單元，地質(zhì)研究具有長期性和連續(xù)性，將所有油田的地質(zhì)資料及不同時期的研究成果融合在一個平臺下，有望獲得最佳收益。

建設(shè)稠油油藏模型庫，需備全各類數(shù)據(jù)資料，如基礎(chǔ)井信息（坐標(biāo)、井斜、曲線），地震數(shù)據(jù)，對比成果信息，取心井分析成果，不同時期的地質(zhì)和開發(fā)動態(tài)資料，以及對地質(zhì)圖件庫的管理。但由于稠油區(qū)塊多，資料廣，地質(zhì)建模、數(shù)值建模軟件多樣不統(tǒng)一（Petrel、Direct、RMS、CMG等建模軟件），以及未來各類建模軟件和模型庫的銜接問題，使得目前還沒有形成一個統(tǒng)一的模型庫。

通過近幾年的建模技術(shù)交流和實踐，先后有孤島中二北、中二中、孤東9區(qū)、陳家莊南、陳25等多個河流相稠油區(qū)塊建模；單2塊、草104塊、草128、草109等多個稠油區(qū)塊進(jìn)行了扇三角洲和水下扇的地質(zhì)建模。通過三維建模技術(shù)，對非均質(zhì)評價、水淹規(guī)律和剩余油分布規(guī)律都能夠展開更深入的研究，為方案部署提供了堅實的地質(zhì)依據(jù)。

6 結(jié)論

（1）在隔夾層的三維空間展布研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)了一系列提高隔夾層建模精度的相關(guān)技術(shù)：發(fā)現(xiàn)了不同開發(fā)方式對地質(zhì)模型網(wǎng)格數(shù)的差異，根據(jù)開發(fā)方式是蒸汽吞吐還是蒸汽驅(qū)，確定地質(zhì)建模的相應(yīng)網(wǎng)格數(shù)；定義較多且合理的垂向網(wǎng)格；網(wǎng)格沿構(gòu)造面方向，而非水平方向網(wǎng)格；重點落實巖石相和沉積相展布規(guī)律，實現(xiàn)高精度建模。

（2）水平井孔隙度均質(zhì)偏移校正技術(shù)是新發(fā)現(xiàn)的一項關(guān)鍵技術(shù)，也是對傳統(tǒng)技術(shù)的升級改善。該技術(shù)認(rèn)為，同一區(qū)域、同一層位，均勻分布的水平井、直斜井的孔隙度均值應(yīng)基本相同?；谠摾碚?，對水平井孔隙度進(jìn)行偏移校正。這同時也是對過去“AC峰值偏移校正技術(shù)”理論和應(yīng)用上提升。

（3）隨著大范圍全區(qū)精細(xì)建模技術(shù)的應(yīng)用和推廣，老區(qū)和新區(qū)模型的不斷補(bǔ)充，未來可能會實現(xiàn)勝利油田全區(qū)稠油油藏的“模型化”，為油藏跟蹤研究奠定堅實地質(zhì)基礎(chǔ)，實現(xiàn)稠油油藏地質(zhì)模型、開發(fā)數(shù)值模型的全區(qū)的統(tǒng)一管理，實現(xiàn)油區(qū)整體優(yōu)化部署，以期在全球低油價的形勢中，為油田煥發(fā)第二、第三次生命做出重要貢獻(xiàn)。

基金項目：中石化科研先導(dǎo)“極淺層超稠油SAGD開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究”（編號：YKY1203）。

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