三维地质建模技术在歧南凹陷K 50区块的应用

徐伟杨艳黄健全

1.西南石油大学石油工程学院 成都 610500

2.大港油田勘探开发研究院 天津 300280

3.西南石油大学教授 成都 610500

一、工区概况

K50区块位于河北省黄骅市王徐庄、扣村、羊三木之间，处于歧南凹陷（黄骅坳陷中最大的生油凹陷—歧口凹陷的南部）的西斜坡带上，油气来源十分充足。研究目的层为Es3，油气藏分布受构造和岩性双重作用控制，储层主要是以滨浅湖相水下扇沉积为主[1]，物性属于中孔中渗。

从地层上看，目的层Es3沉积了一套以碎屑岩为主加少量碳酸盐岩的湖成岩体，由凹陷区向孔店—羊三木凸起区超覆减薄尖灭，物源方向为东北方。岩性为深灰色泥岩与灰褐色含砾不等粒砂岩、浅灰色细砂岩、泥质砂岩互层，具有三套正旋回沉积特征，因此按沉积旋回划分为三套砂组。

二、地质建模

1.建模流程

本次建模的流程是首先根据钻井资料、测井资料、地质资料以及生产动态资料，建立地层对比剖面，核实分层数据，进行测井资料的二次解释以确定划分岩相的标准，再建立平面和垂向网格系统，确定网格节点，据此建立构造模型，根据井资料计算变差函数并进行拟合，建立起岩相模型，最后应用克里金方法、变差函数及序贯高斯的方法预测井间储层参数，建立储层的各种属性模型[2]。

2.构造建模

构造模型由断层模型和层面模型组成，断层模型采用现有地震解释的断层数据进行修改校正后得到，图2为K50区块三维构造模型，图中显示在工区内发育有K50井南断层，走向近东西，它对K50井区的构造和油气聚集具有控制作用。此外还发育有K50井北断层，走向近东西，发育时间相对较短，对本区的构造及油气聚集也起到了一定的控制作用。

为真实反映各小层及其整个储层在平面上和纵向上的变化，对小层构造模型内部进行网格单元的细划分，平面网格步长为32米×32米，网格数达到2万。纵向Es31沙组按8米一个网格进行划分，共划分4个网格，这样的网格划分方案既保证了计算精度，又充分考虑了计算机的承受能力[3]。由该构造模型可以看出Es3地层向西变薄，向东逐渐加厚。

图2 K50区块三维构造模型

3.岩相建模

岩相模型的建立是以目的层位各种岩性的含量作为总体控制，之后通过调节变程、基台值等参数拟合某一方向上的变差图得到拟合曲线，最后应用序贯指示方法建立起来的[4]。

图3为K50区块三维岩相模型（图中灰色为泥岩、黄色为砂岩、绿色为砾岩），垂向上，K50区块Es3上部砂岩较发育，连续性好，在西部出现砂岩尖灭现象，其间掺杂有部分泥岩和砾岩；平面上，该区块Es31整体呈平面展布，该层砂岩整体厚度较大，尤其在K47与K50井之间呈现高值；虽然Es31地层厚度向西逐渐变薄，但砂岩的百分含量却普遍较高。向北方向由于砂岩厚度变薄，而使该处砂岩百分含量呈现局部低值。

该区块沉积环境为水下扇沉积，特点为储层非均质性强，从扇根、扇中到扇缘，砾岩含量逐渐减少，砂岩含量在扇中呈现高值，泥岩含量逐渐增多，这种特点和图中岩相模型的成果十分接近，说明建立的岩相模型效果显著，所建模型也为进一步的储层分布研究和属性建模提供了可靠的基础。

图3 K50区块三维岩相模型

4.属性建模

属性建模包括孔隙度、渗透率和含油饱和度建模，属于连续型变量建模。本次属性建模是在岩相模型和测井解释共同控制下建立起来的，因此储层参数分布与沉积岩性分布有较好的相关性[5]。

图4为K50区块Es31孔隙度模型，该区块油藏油层孔隙度平均为17%左右，渗透率平均为85毫达西左右。孔渗发育的高值区在K50井和K48X1井之间，局部渗透率可达1000毫达西以上；图5为K50区块Es31含油饱和度模型，含油饱和度也主要在K50井以及K48X1井之间的条带上出现高值，大致在40%-70%之间，在K51井和K47井附近含油饱和度较低。K50区块储层物性为中孔中渗，由于受到沉积作用影响，孔渗等参数在空间上变化大，而含油饱和度的空间差异性则受到沉积作用、构造作用和油气差异聚集的共同影响。

图4 K50区块Es31三维孔隙度模型

图5 K50断块Es31三维含油饱和度模型

三、三维地质建模技术在K50区块的应用

1.储量计算与评价

本次储量计算首先以随机建模得到的砂岩厚度分布图为背景，指导有效厚度等值线的勾绘，也就是说依据有效厚度和砂岩厚度之间内在的联系，按照砂体展布趋势确定有效厚度的展布；然后以三维空间上的网格为储量计算的基本单元，利用每个网格赋有的相类型、孔隙度值、含油饱和度等参数采用容积法计算地质储量。因为在计算过程中充分考虑了储量参数的三维空间变化，所以用这种方法计算的地质储量与现有的地质认识相符合，且误差小于5%，这也说明该模型可靠性强，可以作为该区块滚动开发的地质基础。

为评价各油层储油性能，利用储层的有效厚度、孔隙度、含油饱和度三者的乘积代表油层储能，并定义为油层储能参数，该数值的大小，代表油层储量丰度，数值越高则储量大。以K50区块Es31为例，在K50井周围储量丰度值较高，是主要的产油区；其它区域（包括K51井在内）储量丰度值较低，近似于零值。K48-2井和K48X1井处储量丰度值偏低，而在K47井处储量丰度值很低。在K50区块的中部，储量丰度值较高。由于区块受到沉积和断层的影响，储层非均质性严重，油气差异性聚集明显，因此在储量丰度值高的区域布井是油井获得高产的重要条件。

2.油气有利聚集区域预测

根据完成的各种砂岩层、油层平面剖面和三维图件，结合实际动态生产情况，可以对下步油田开发有利井区进行预测。预测时所用的主要参数是油层砂岩厚度和油层含油饱和度，采用随机建模方法进行井间及其周围无井地方属性值的预测。对上述油层砂岩厚度和油层含油饱和度属性模拟结果进行随机过程不确定性分析，利用各种属性的平均值图进行预测分析。

通过综合分析，图6中红框中的区域为油气的最有利聚集区。原因之一是该处具有较高的含油饱和度；二是该处具有一定的砂岩厚度，并且通过不确定性分析得知该处的模型数据比较集中，也就是确定性程度高。

油气有利聚集区的预测不仅可以生动、直观的显示出油气最可能的富集区，为井位部署提供参考，也有助于加深对该区块乃至其他同类区块的地质认识水平。

图6 K50区块Es31有利目标区预测图

结论

1.建立了形象、直观的三维构造模型，对地层展布、层面构造形态、断层特点及其对油气的控制有了较明确的认识。

2.三维岩性模型有助于对工区岩性分布的认识。砂岩分布除K50区块的Es31连片厚层状分布外，其它各层岩性交替出现，横向连续性差，非均质性严重。对岩性模型的研究和对多种属性的平面剖面和三维表征，有助于对其沉积体系的再认识。

3.计算了K50区块的油气储量，并进行了储量评价，评价认为该区块虽然非均质性强，但在一些可控的区域内储层物性好、砂体厚度大、含油饱和度高，可以作为下一步开发的有利区块，最后对这些有利区块进行了预测，为该区块的滚动开发提供了地质基础和依据。

[1]毛宁波，范哲清，李玉海，等.歧南洼陷西斜坡滩坝砂隐蔽油气藏研究与评价[J].石油与天然气地质，2004，25（4）：455～461.

[2]张明功，任孟坤，郭勇军，等.储层建模在濮城油田油藏描述中的应用[J].断块油气田，2009,16（1）：48-50.

[3]赵坤山，孙卫霞，侯立君，等.油藏研究一体化软件平台在K49-K50地区的应用[J].内蒙古石油化工，2008,7:99-101.

[4]吴胜和.储层表征与建模[M].石油工业出版社，2010：399～404.

[5]张淑娟，黄杰，崔刚，等.地质建模技术在路70岩性油藏中的应用[J].石油天然气学报（江汉石油学院学报），2011，33（7）：50-53.