储层地质模型在XP1井中的应用

张小奇，双立娜，高俊龙，张东海，李 春

（延长油田股份有限公司吴起采油厂，陕西延安 717600）

储层地质模型在XP1井中的应用

张小奇，双立娜，高俊龙，张东海，李 春

（延长油田股份有限公司吴起采油厂，陕西延安 717600）

应用地质建模技术，根据建模的对象、地质条件和沉积特征等相关的已知信息选择适用的随机模拟技术，建立水平井目的层三维地质模型设计。文中通过分析储层有利区的位置，部署水平井井位；经过地应力及水力压裂裂缝方向研究，确定水平段的方位；根据储层状况并结合压裂缝与产能的关系，论证出水平段的长度；投产初期增产效果明显。

地质模型；水平段；井位；方位；长度

吴起油田X油区，地处鄂尔多斯盆地陕北斜坡，属于典型的低渗-特低渗油藏，主力层位为长6油层，产量下降快，采收率较低。因此，探索通过水平井开采以提高采收率。经过试油试采资料及基础地质研究可知，长6油组中含油层又多集中在长61及长62砂组内，长63油层较少，其中尤以长62为主力产层。按沉积小旋回及夹层分布状况又将长622分为两个砂体：即长622-1砂体和长622-2砂体，长622-1砂体较薄，长622-2砂体较厚，有效厚度为10～14 m。因此，通过三维地质建模技术建立长622-1砂体和长622-2砂体模型，优选其中一个模型进行水平井水平段井眼轨道设计。

1 地质模型的建立

1.1 建模参数

由于研究区至目前完钻井井数较少，另外，由于储层沉积的河流相特征，储层与参数的空间分布受沉积相分布控制显著[1]。因此，本文重点采用典型储层对比的方法来优选建模方法，加强与基础地质认识的对比，本次建模的区域为研究区5-36井组、5-145井组及5井组，面积约为6 km2，共有井数20口。

本次建模模型平面网格步长为20×20 m（Nx=112，Ny=136），根据确定水平井穿越的长622小层，纵向上建立长622-1和长622-2两个小层模型，细分为17个模拟小层，纵向网格步长为0.5～1.5 m，模型总网格数为25.9万个。

1.2 构造模型的建立

构造模型反映储层的空间格架，如图1和图2所示，本区区域构造平缓，地层比较稳定，在单斜背景上由于差异压实作用形成轴向近东西向的局部鼻状构造和微小背斜。

图1 长622-1顶面构造图

图2 长622-2顶面构造图

1.3 孔、渗、饱模型

1.3.1 孔隙度模型 在求取变差函数过程中相互要考虑沉积特征，河道方向及河道宽度特征[2-4]。在求取变差函数的前提下，利用砂体模型约束下的序贯高斯模拟对孔隙度做了4个实现，通过模型优选，确定一个理想的孔隙度模型（见图3）。

图3 （b）长622-2孔隙度模型

1.3.2 渗透率模型 在进行了渗透率数据分析及变差函数求取之后，利用孔隙度作为协调分布参数，从而使孔、渗具有一定相关特征。建立渗透率模型（见图4）。

1.3.3 含油饱和度模型 本次研究所建油水分布模型主要根据测井解释的含油饱和度结果。总体来说，该油藏主要受低渗透岩性影响，束缚水饱和度偏高，含油饱和度偏低。运用序贯高斯模拟，对油水分布状态做了四个模拟实现。对四个实现，分别进行了剖面显示，根据模型优选的原则对四个实现进行了筛选。

根据模型优选的原则，通过单井抽样检验，最后确定一个实现作为最理想模型（见图5）。

2 水平段设计

2.1 水平段在油藏中的位置

图4 （a）长622-1渗透率模型

图4 （b）长622-2渗透率模型

图5 （a）长622-1含油饱和度模型

图5 （b）长622-2饱和度模型

根据三维地质模型研究可以看出：从孔、渗、饱模型分析中，在5井组正西方主河道上，长622-1物性较好，但由于井数较少且井数控制范围较大，地质不确定性较大，且油层较薄，大约为3～5 m，部署水平井风险性较大；在5-36井组南部、5-145井组东部，长622-2孔、渗、饱物性均较好，且两井组的井数控制范围较小，可靠性较高，油层厚约5～10 m，是部署水平井井位的最佳有利区。

根据地下靶点决定地面原则，XP1井井位及水平段方位（方位设计具体见2.2节）见图6。沿水平井方向油藏物性剖面（见图7～图9）。可以看出沿水平段方向，孔、渗、饱反映均较好。

2.2 水平段方位设计

XP1井水平段方位设计为NW～SE向，其依据是：（1）本地区地应力以北东方向为主；（2）由研究区5口井的压裂裂缝监测结果可知，这5口井的压裂裂缝的方位均为北东50°左右，由此可以得知最大水平主应力方向也为北东50°左右，最小水平主应力的方向与该方向垂直。

综上所述，根据研究区5口井压裂裂缝监测成果资料显示：该区最大水平主应力方位大致为NE50°左右，预使水平段压裂后裂缝方向与最大主应力方向形成约90°夹角，则设计XP1井水平段方位为N142°，有望获得较为理想的产能。

2.3 水平段长度设计

从理想情况看，水平段越长，其产能提高效果越好，但生产实践表明：水平井产能与水平段长度并非简单的线性正比关系。随着长度增加，产层压力消耗增加，产能增长率越来越低；加之井眼稳定性变差，钻井费用增大，因此水平段长度应根据油田地质情况而定[5-8] 。

XP1井水平段长度设计为600 m，其理由如下：

为了获得理想产能，必须进行多缝压裂，裂缝数目与产能关系的数值模拟计算表明：在相同条件下，5条缝时产量较高（见图10）。

根据本井设计中的有关参数进行产能计算表明：水平井的产能随着水平段长度的增加而增大，但从储层砂体分布状况看，水平段长度大于700 m后储层物性变差，夹层增多，钻井难度增大，根据Joshi理论公式计算：水平段取600 m时,XP1井产量为22 m3/d。

图6 XP1井井位及水平段方位图

图7 水平段孔隙度剖面图

图8 水平段渗透率剖面图

图9 水平段含油饱和度剖面图

图10 水平井产量与裂缝数目关系曲线图

3 录井显示情况

通过岩屑录井和气测录井资料与邻井旗5-45、5-145井进行了对比，XP1井含油级别为油斑，含油岩屑占岩屑含量10%～15%，荧光显示为亮黄，点滴试验为10～11级，气测全烃显示15.381%（基值1.632%）；邻井5-45、5-145含油级别为油迹，含油岩屑占岩屑含量小于10%，荧光显示为黄到暗黄，点滴试验为7～9级，气测全烃显示小于10%。

录井解释结果看出油气显示良好，物性比邻井高一级别。验证本次地质模型较为可靠，选井位、选层位、选方位较为合适。

4 压后产量效果对比

对XP1井水平段进行了射孔、机械封隔分段压裂、抽汲排液等工作，施工达到了设计要求，取全取准各项地质资料；试采21 d，累计产油量482.87 t，5月份平均日产油量22.99 t，是5-36井组投产第一个月平均日产油的4.65～30.65倍，超出了预期的效果。

5 结论

（1）根据建模的对象、地质条件和沉特征等相关的已知信息选择适用模拟方法。本文选用适用储层特征的随机模拟方法，建立可信度较高地质模型。

（2）以地质模型为主要依据，进行水平段在油层中选井位、选方位、选长度的设计。

（3）地质模型的效果分析：从录井解释结果看出油气显示良好，物性比邻井高一级别。验证本次地质模型较为可靠，选井位、选层位、选方位较为合适。

（4）建议在低渗、超低渗油藏进一步探索应用地质建模技术，进行水平井水平段设计，降低钻井风险。

[1] 吴胜和.储层地质建模的现状与展望[J] .海相油气地质，2007，41（3）:55-59.

[2] 裘怿楠.储层地质模型[J] .石油学报，2002，10（2）:21-24.

[3] 朱广社.三维地质建模及数值模拟技术在油藏开发中的应用[J] .地质与资源，2005，17（3）:7-10.

[4] 胡向阳，等.储层建模方法研究进展[J] .石油大学学报（自然科学版），2001，8（2）：13-15.

[5] 杨勇，等.水平井开发低渗透砂岩油藏[J] .油气地质与采收率，2002，9（2）:24-25.

[6] 胡文瑞.水平井油藏工程设计[M] .北京:石油工业出版社，2008.

[7] Scott:Painter.Numberical method for conditional simulation of levy random fields [J] .Mathematical Geology，1995，30（2）:163-179.

[8] Albertf，Modot.V:Stochastic models of reservoir heterogeneities:Impact on connectivity and average permeabilities[J] .SPE 24893，1992.13（24）:355-370.

The applacation of reservoir geological model in XP1 horizontal well

ZHANG Xiaoqi，SHUANG Lina，GAO Junlong，ZHANG Donghai，LI Chun
（Wuqi Oil Production Plant of Yanchang Oilfield Co.，Ltd.，Yan'an Shanxi 717600，China）

In this paper,the reservoir geological model of purpose layer of horizontal well is established with the geological modeling according to the known information such as the modeling object,the geological conditions and the sedimentary characteristics after applying the random simulation techniques.The well position is deployed after analyzing the position of favorable area of reservoir;the orientation of horizontal section is ascertained after studying the direction of stress and hydraulic fractures;the length of the horizontal section is demonstrated according to the reservoir conditions combining the relationship of hydraulic fractures and capacity;it can be seen that the increase effect is significant.

reservoir geological model；horizontal section；well location；orientation；length

TE319

A

1673-5285（2012）03-0070-05

2012－01-01

张小奇，男（1983-），硕士研究生，2010年毕业于西安石油大学油气井工程专业，现在延长油田吴起采油厂从事地质和钻井研究工作。