相控储层地质建模研究

胡望水,张宇焜,牛世忠,秦 刚

(1.长江大学,湖北 荆州 434023;2.中海油研究总院,北京 100027; 3.油气资源与勘探技术教育部重点实验室 长江大学,湖北 荆州 434023)

相控储层地质建模研究

胡望水1,张宇焜2,牛世忠1,秦 刚3

(1.长江大学,湖北 荆州 434023;2.中海油研究总院,北京 100027; 3.油气资源与勘探技术教育部重点实验室 长江大学,湖北 荆州 434023)

在储层构造、沉积微相、测井解释等研究基础上,以松辽盆地大安油田 H90井区高台子油层为研究对象,应用 Petrel储层建模软件,建立研究区的构造模型和沉积微相模型,并采用随机模拟的方法,以沉积微相为约束条件,对砂岩油气储层进行井间参数预测,进而得到研究区的油气储层属性模型。对比相控与非相控模型可以得出,相控建模技术实现储集层属性分布和沉积微相的对应性,使模拟结果更符合地下实际情况,证实了相控建模的合理性和先进性,为油藏的后续开发提供了有力依据。

沉积相控模拟;储层建模;随机模拟;大安油田 H90井区;高台子油层

1 相控建模的原理与方法

相控建模首先在构造模型的基础上建立沉积微相模型,然后以沉积微相模型为控制条件进行储层物性的模拟,从而得到相控属性模型。在沉积相和物性参数的两步建模中,多采用确定性 -确定性(DD)、随机性 -随机性 (SS)或确定性 -随机性(DS)的建模技术[1-9]。沉积微相控制的物性参数模拟一般采用序贯高斯模拟 (Sequential Gaussian Simulation)的方法得到相控条件下的储集层物性参数的三维空间分布模型。该模拟方法基于序贯模拟思想,先将研究区离散化为网格系统,然后序贯地处理每个网格结点,由于每个网格结点处随机变量是服从条件化的正态分布,因此网格结点值由均值和方差 2个参数确定,通过求解克里金方程组可得出该网格节点处的均值和方差,从而确定该结点处变量的正态分布,并采用相应的抽样方法得到该网格结点处一个样本[10]。性油藏。油层中部埋深 1 800 m,油层平均有效厚度为 2.3 m。

2.1 构造模型的建立

构造模型主要包括圈闭类型、几何形态、断层分布、断层与储集层的空间配置关系等[7]。H90井区高台子油层断层不发育,研究区构造平缓,为一个东西两翼隆起的向斜。模型网格均采用正交网格系统,平面上网格步长采用 30 m,共划分 240× 183个网格;纵向上步长不到 1 m,共划分 13个单层,每个单层间存在一个稳定的泥岩隔层,网格总节点数达到 7 027 200个。

2.2 沉积微相模型的建立

通过岩心观察,结合录井资料及测井资料的综合分析研究,H90井区高台子油层沉积物源来自盆地西部方向,以三角洲前缘沉积为主,目的油层发生 2次湖进湖退,总体上可分为 2个沉积旋回,自下而上表现为:水体下降,沉积一套砂体,以前缘席状砂沉积为主;之后水体上升,发育一套前三角洲、浅湖泥岩沉积;之后水体又下降,沉积一套砂体,以水下分流河道、前缘席状砂和河口坝沉积为主。根据沉积相研究划分的微相平面展布图,采用确定性

2 实例分析

H90井区高台子油层位于松辽盆地南部中央坳陷区大安—红岗阶地北部,为断层岩性油藏,在砂岩不发育区,形成砂岩尖灭油藏或砂岩透镜体岩建模方法,对 H90井区的 7个模拟单元分别建立了水下分流河道、河口坝、远砂坝、前缘席状砂和前三角洲泥的微相模型。

2.3 相控属性模型的建立

相控属性建模首先需要统计不同微相内物性参数的分布特征,并进行正态分布转换和消除异常值处理,从而满足随机模拟的要求;其次分析和选择变差函数的类型,确定主变程、次变程和垂向变程(表 1);最后对不同沉积微相中的物性参数采用序贯高斯模拟的方法进行物性参数的模拟,并根据沉积微相模拟的结果,按照不同沉积微相类型分别将物性参数模拟的结果进行合并,从而得到相控物性参数分布模型[11]。

表 1 H90井区 G2a小层微相变差函数参数

由于各小层的沉积微相展布特征不同,对不同小层的各个微相分别进行数据分析,在此基础上以沉积微相为控制,模拟孔隙度、渗透率、泥质含量、砂体厚度这些储层物性(图 1),并以各小层油水边界为控制,模拟含油饱和度的平面分布情况 (图 2)。从图 1可以看出,在高台子油层 G2a小层中,不同的沉积微相控制着各物性参数分布情况。从图 1c中可以看出,前三角洲泥微相中的泥质含量明显高于前缘席状砂等微相;从图 1d可以看出,水下分流河道和河口坝的砂体厚度明显大于前缘席状砂微相内的砂体厚度,符合地下实际情况;图 2则反映了高台子油层 G2a小层油水边界内含油饱和度的平面分布特征,这些均显示出分相控制模拟的优势。

图 1 H90井区 G2a小层相控储层物性分布

2.4 模型检验

未经沉积相控制的储层物性模拟,在平面分布规律及变化趋势上有较强的随机性,在不同的区域储层属性的分布往往无明显的规律和变化趋势。平面上属性值相近,但属于不同沉积单元的储集层,在没有井点控制的情况下,可能被误划分为同一成因单元[4]。因此,相控建模技术可以实现储集层属性分布和沉积微相的对应性,使模拟结果更符合地下实际情况。

图 3为非相控所模拟的 G2a小层砂体厚度分布情况,将其与通过沉积相控制所模拟出的图 1d进行对比。可以发现,在非相控模拟的结果中砂体厚度高值区在研究区内杂乱分布,并且在泥岩相中,有井点控制的区域砂体厚度基本为 0,而在没有井点控制的区域,砂体厚度有较大值的出现,这明显不符合地下实际情况。而在通过相控模拟所得出的成果图中,研究区西部水下分流河道和河口坝微相内,砂体厚度明显大于前缘席状砂微相,并且方向性明显,泥岩相中砂体厚度基本为 0,直观地反映出物源来自研究区的西部。通过相控模型和非相控模型的对比,证实了相控建模的合理性和先进性。

图 3 H90井区 G2a小层非相控砂体厚度分布

3 结 论

(1)综合利用地震、测井资料分析、岩心、露头等资料得出,大安油田 H90井区高台子油层在纵向上划分为 13个单层,沉积物源来自盆地西部,以三角洲前缘沉积为主,发育有水下分流河道、河口坝、远砂坝、前缘席状砂和前三角洲泥微相。

(2)在小层划分与对比、沉积微相和储层非均质性的研究基础上应用随机模拟的方法,以构造模型为骨架,在沉积微相的约束下,建立储层的属性模型。通过沉积相约束建立的储层地质模型有更好的合理性,它可以较好地解决沉积微相变化快、非均质性严重的储集层物性参数的模拟问题。从而获得不同微相中的储层物性参数的分布特征,有利于对储层更进一步的精细描述,为油藏数值模拟研究打下基础。

[1]张一伟,刘洛夫,欧阳健,等 .油气藏多学科综合研究[M].北京:石油工业出版社,1995:20-35.

[2]周灿灿,王拥军,周凤鸣 .近源砂岩原生孔隙储集层岩石相控建模及其应用[J].石油勘探与开发,2006,33 (5):553-557.

[3]周贤文,汤达帧,张春书 .精细油藏数值模拟研究现状及发展趋势[J].特种油气藏,2008,15(4):1-6.

[4]左毅,芦凤明,刘天鹤 .相控建模技术在河流相复杂断块的应用[J].特种油气藏,2006,13(1):36-39.

[5]于兴河,陈建阳,张志杰,等 .油气储层相控随机建模技术的约束方法[J].地学前缘,2005,12(3):237-243.

[6]张淑娟,邵龙义,宋杰,等 .相控建模技术在阿南油田阿 11断块中的应用 [J].石油勘探与开发,2008,35 (3):355-361.

[7]尹艳树,等 .港东二区六区块曲流河储层三维地质建模[J].特种油气藏,2008,15(1):17-20.

[8]裘亦楠,陈子琦 .油藏描述[M].北京:石油工业出版社,1997:330-335.

[9]邓万友 .相控参数场随机建模方法及其应用 [J].大庆石油学院学报,2007,31(6):28-31.

[10]王家华,张团峰 .油气储层随机建模[M].北京:石油工业出版社,2001:57-58.

[11]石晓燕 .Petrel软件在精细地质建模中的应用[J].新疆石油地质,2007,28(6):773-774.

编辑 王 威 孟凡勤

TE319

A

1006-6535(2010)05-0037-03

20100416;改回日期:20100429

国家自然科学基金资助项目“沉积盆地微生物 -烃 -水 -岩石相互作用研究”(49773198)

胡望水 (1963-),男,教授,博士生导师,1987年毕业于江汉石油学院地质专业,现从事油气勘探与开发教学和科研工作。