張衛(wèi)剛 郭龍飛 陳德照 吳勤博 付玉

(1. 中國石油長慶油田分公司第八采油廠， 西安 710018；2. 西南石油大學石油與天然氣工程學院， 成都 610500)

JY油田L區(qū)塊位于陜西省定邊縣境內(nèi)，伊陜斜坡中部。目前，L區(qū)塊主力開發(fā)油層為三疊系長4+5段，油層埋深為2 100～2 400 m，平均厚度為10 m，平均孔隙度為11.22%，平均滲透率為0.69×10-3μm2，原始地層壓力為16.06 MPa。L區(qū)塊油藏無邊底水，具有低壓、低滲、低飽和度的巖性特點，是典型的“三低”油藏[1]。油藏構造簡單，無斷層分布，但其縱向上油層分布較多，非均質較強且平面上不連續(xù)，隔夾層分布廣泛，對油藏注水開發(fā)影響較大[2-4]。由于孔滲性較差，油藏開發(fā)中逐漸出現(xiàn)一系列問題，導致采收率較低。如，儲層流體的流動阻力較大，油井產(chǎn)能較低；地層壓力較低，導致地層能量遞減較快，油井產(chǎn)能明顯下降；注水見效時間長，部分井水竄現(xiàn)象嚴重[5]。若要解決這些開發(fā)中的問題，還需充分了解研究區(qū)的地質情況。在此，針對L區(qū)塊進行精細三維地質建模，通過地質模型和數(shù)值模擬分析層間及平面上的非均質性對區(qū)域注水開發(fā)效果的影響，判斷水驅前緣位置，確定剩余油分布特征，從而優(yōu)化開發(fā)技術政策。

1 JY油田L區(qū)塊三維地質模型

三維地質模型，是指能夠定量表示地下地質特征和各種油藏參數(shù)三維空間分布的數(shù)據(jù)體，包括構造模型、沉積模型、儲層模型、流體模型等多種類型[6-7]。三維建模主要內(nèi)容包括井間參數(shù)的預測和插值，其方法可分為確定性建模和隨機建模兩大類[8-9]。儲層具有隨機性，其預測結果具有多解性，通常應用隨機建模方法對儲層進行模擬和預測[10]。

序貫模擬方法是目前應用最多的隨機建模方法[11]。在地質建模過程中，根據(jù)地質約束條件(如層序地層學原理、沉積模式、儲層構型模式等)來約束建模過程。結合地質資料，建立JY油田L區(qū)塊三維地質模型。首先，建立區(qū)域三維構造模型；其次，建立巖性模型；最后，建立孔隙度、滲透率、含油飽和度等屬性模型，從而形成較為完整的三維地質模型。

考慮到縱向小層劃分相對精細的特點，本次建模采用確定性建模與隨機建模相結合的方法，建立了JY油田L區(qū)塊精細三維地質模型。模型平面網(wǎng)格步長為10 m×10 m，縱向網(wǎng)格步長為0.2～1.0 m(平均0.5 m)，總節(jié)點數(shù)為2.5×108。

1.1 構造模型

根據(jù)井點數(shù)據(jù)和分層數(shù)據(jù)，首先建立地層格架模型與井模型。在地層格架模型上，按照地層劃分，將研究區(qū)分為2個小層：長4+522小層和長4+523小層。從圖1所示研究區(qū)三維構造模型可以看出，該區(qū)域整體構造呈現(xiàn)東高西低趨勢，構造面較平整，局部區(qū)塊有鼻狀小隆起。

1.2 巖性模型

根據(jù)地質研究成果，運用地質統(tǒng)計方法精細表征砂體平面、縱向數(shù)據(jù)的相關性。在砂地比和砂泥巖縱向分布趨勢的約束下，運用序貫指示模擬方法，建立研究區(qū)精細三維巖相模型。

運用序貫指示模擬算法建立巖相模型，建模過程中充分考慮了研究區(qū)的區(qū)域地質背景及儲層砂體的分布特征。將所建小層砂體分布模型與地質特征分析中的小層砂體展布特征相比較，可知儲層巖性的空間三維分布模型與各小層的地質特征基本吻合。此次所建巖性三維模型如圖2所示。

圖1 研究區(qū)三維構造模型

圖2 三維巖性模型

1.3 屬性模型

劃分研究區(qū)地質小層，基于測井資料對各小層的孔隙度、滲透率、含油飽和度等數(shù)據(jù)進行歸納，按照一定規(guī)則進行整理，然后加載到儲層格架模型中。在構造模型和巖性模型的基礎上，采用序貫高斯模擬估值法進行隨機建模，建立圖3所示滲透率、孔隙度、含油飽和度三維儲層屬性模型。

圖3 三維儲層屬性模型

2 數(shù)值模擬研究

2.1 模型粗化

建立三維地質模型后，可將其用于油藏數(shù)值模擬研究。在油藏數(shù)值模擬過程中，對計算機的性能和模型的大小及屬性值變化等要求較高。前面建立的精細地質模型網(wǎng)格數(shù)過大，計算時間過長，會影響數(shù)值模擬的效率。在確保數(shù)值模擬精度的情況下，對模型的網(wǎng)格進行粗化，可滿足數(shù)值模擬計算的要求。

粗化后，網(wǎng)格數(shù)由250×106個縮減為4.0×106個左右。模型粗化后效果對比如圖4所示。

對粗化前后的模型屬性參數(shù)進行對比。由圖5所示各屬性統(tǒng)計結果直方圖可以看出，網(wǎng)格粗化前后的屬性參數(shù)值基本一致，說明本次粗化結果較為精確。

2.2 數(shù)值模擬歷史擬合

擬合油藏生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，對模型進行校正。運用模型，分析油藏開發(fā)動態(tài)，判斷水驅前緣，確定剩余油分布。

本次歷史數(shù)據(jù)擬合中采用了定液量擬合的方法，在擬合過程中注重對模型屬性的合理調(diào)整，使模型更加完善。在參數(shù)調(diào)整過程中，根據(jù)測井解釋結果對孔隙度進行微調(diào)，調(diào)整幅度較小。不同油層的滲透率在平面上和縱向上的變化較大，因此在擬合的過程中，對滲透率在較大范圍內(nèi)作了調(diào)整。同時，在部分地區(qū)對靜毛比作了大范圍的調(diào)整，結合測井解釋結果，調(diào)整幅度為30%左右。此外，對壓縮系數(shù)，如油、氣、水的PVT屬性等作了小范圍微調(diào)。由于油藏非均質性較強，流體流動變化較大，因此對相滲曲線作了大幅調(diào)整。

圖4 模型粗化效果對比

圖5 模型粗化前后屬性統(tǒng)計結果直方圖

通過參數(shù)調(diào)整，對研究區(qū)歷史數(shù)據(jù)進行了擬合，擬合結果如圖6所示。擬合效果良好，可以滿足數(shù)值模擬的需求。根據(jù)擬合結果，確認所建立的三維地質模型較為精確，滿足地質分析和油藏開發(fā)的需求。

3 結 語

本次研究中，針對JY油田L區(qū)塊油藏建立了精細化三維地質模型。運用三維地質模型，可以更直觀地了解油藏地質概況，有助于解決開發(fā)過程中的動態(tài)問題。為了便于進行數(shù)值模擬計算，對地質模型進行了粗化調(diào)整。粗化后的模型與精細模型基本一致，可滿足數(shù)值模擬的需要。

圖6 研究區(qū)歷史擬合曲線