相控建模技术在吴起地区W45井区的应用

相控建模技术在吴起地区W45井区的应用

王宝萍1，耿懿2

(1.延长油田股份有限公司，陕西延安716000；2.西安石油大学地球科学与工程学院，陕西西安710065)

摘要：针对吴起W45井区，根据标志层进行长6小层的精细划分，通过精确描述储层物性及特征，综合运用测井、地质等研究成果，通过构造、岩性、古生物特征等相标志，综合认为长61油层亚组属于三角洲前缘亚相，并编制沉积相平面图以约束沉积相建模。利用分层数据建立研究区的构造模型，并基于序贯指示模拟技术(SIS)建立研究区储层沉积相模型。在沉积相模型基础上进行储层的相控属性建模。结果表明，在相控条件下建立的模型与实际较为一致，较好地解决了不同沉积环境下非均质性严重的储层参数模拟问题，为准确评价油田储量及中后期开发提供依据。

关键词：吴起地区；延长组；长61；相控地质建模

中图分类号：TE122

文献标识码：A

文章编号：1004-602X(2015)01-0081-04

收稿日期：2014-11-07

作者简介：王宝萍(1983—)，男，陕西三原人，陕西延长油田股份有限公司工程师。

W45井区是吴起地区的主力产油区。延长组长61油层亚组是研究区的主力产油层。长61砂体呈北东-南西向展布，储层平均有效厚度为5.2 m，含油面积大约为28.64 km2，平均孔隙度为15.1%，平均渗透率为0.70×10-3μm2，原油可采储量达214.23×104t，注水开采采收率为16.1%，含水率43.7%。目前开发效果变差，稳产难度大。

为了更加直观准确地展现地下储集层物性及非均质性特征，应当进行储层的精细油藏描述，而建立储集层地质模型则是油藏描述的核心[1，2]，其方法主要包括确定性建模方法及随机建模方法。储集层空间分布具有复杂性、随机性和变异性的特点[3]，而且地质变量具有一定的不确定性，因此，多用随机建模方法来做储层预测，但同时存在一定的局限性。

参考之前学者针对邻区的地质建模研究[4]，表明这一地区采用的非相控随机建模得到的模型对于储层的非均质性、储层砂体的展布并没有很好地表现，拟合程度不高，没有取得预期的效果。因此，为了油田后期开发及研究需要，在之前的地质研究基础上，本文针对长61开展基于序贯指示模拟(SIS)的沉积相建模以及基于序贯高斯模拟(SGS)的相控储层物性建模，为研究区油藏开发中后期提供可靠地质依据。

1地质背景

吴起地区W45井区位于我国鄂尔多斯盆地陕北斜坡的西部，整体上处于一个倾角小于1°的东高西低的单斜构造上[5，6]。研究区内构造比较简单，仅在局部发育由差异压实作用而形成的低幅度鼻状隆起。研究区面积约96 km2，区内探井、开发井共85口，本次研究针对区内83口井进行详细数据分析及测井解释。

1.1　地层及构造特征

长6油层组厚度一般在112.4～131.0 m，平均122.9 m。根据地层旋回可将长6油层组划分为四个油层亚组，其主力层为长61。长61由2～3个韵律旋回构成。SP曲线呈钟状、箱状以及指状负值，RT曲线呈齿状中值。沉积厚度27.8～42.7 m，平均为35.0 m。

研究区整体上处于一个西倾单斜上，断层等不发育，所以本区构造建模为生成区域层面构造，可直接利用分层数据插值进行构造建模[7，8]。

1.2　沉积微相的划分

根据区内W45井、W59井、W67井的单井相分析，结合以前的研究成果，认为W45井区长61油层亚组沉积相类型是三角洲前缘亚相沉积，可以进一步分为两种微相：分流间湾微相及水下分流河道微相[9，10]。

从沉积背景看，鄂尔多斯盆地从长10期开始发育，长9后快速下沉，长10期间形成的三角洲体系全至水下。到长8期，湖盆的规模和水深均已加大。长7期湖盆发展到全盛期。进入长6期，湖盆下降速度变缓，沉积作用大大加强，经过长4+5、长3到长2期，湖盆逐渐消亡。

W45井区长61水下分流河道比较发育(图1)，局部发育分流间湾沉积。区内发育有三条北东—南西向延伸的主河道，从南到北主河道依次为沿W79-W49-W88一线、沿W29-W121-W53一线、沿W51-QS21-146-QS21-107-QS21-28-QS21-73一线，主河道宽约1.1～4.1 km，砂地比在0.50以上，主河道中心砂地比局部在0.70以上，砂体厚度一般为20～30 m。主河道两侧为水下分流河道侧翼沉积，水下分流河道侧翼沉积受主河道控制，位于主河道的边部。局部发育分流间湾沉积，分布在W32～W111一线、QS21-12处、QS21-15处、QS21-243处等，砂地比小于0.3，砂体厚度小于15 m。

图1　W45井区长6 1沉积相平面图

分流间湾微相：主要由黑色、灰色泥岩夹薄层砂岩构成细粒沉积，位于三角洲前缘水下分流河道砂体之间，块状层理及小型层理构造常出现于砂岩中，滑塌和变形构造较为常见。

水下分流河道微相：主要由浅灰色、绿色的长石岩屑砂岩构成陆上分流河道的水下延伸，且见少量中～细粒长石砂岩，砂岩磨圆度及分选好，主要呈圆状或次圆状。槽状交错层理、板状交错层理及平行层理在砂岩中常见。

2相控建模的实现

在建模的过程中，有两点非常重要。其一，基础数据库的建立。要求数据准确、全面、科学。这一环节工作繁琐，但却至关重要。其二，建模过程中，发挥沉积相对模型的控制作用。从模型的筛选到算法的选择，到最后模型精度的检验，都不能离开沉积相的控制。因此采用以相控为基础的地质建模。为了更好地了解储层沉积相特征、构造特征以及物性特征，在平面研究的基础上对研究区开展三维地质建模研究。储层建模目的在于建立随机场{Z(x)}的概率分布模型。表现在三维空间中，就是建立与网格节点数目(NxNyNz)相同数目随机变量的联合概率模型。

此次建模由Schluberger的Petrel软件完成。模拟结果的精确程度主要取决于原始数据的丰富性及其准确性[9]，本次研究对研究区内83口井的原始地质资料进行了统计分析，包括坐标、分层、构造、砂体、测井数据及解释结论等，在基础地质研究的基础上，开展储层地质建模。平面网格步长设置为20×20 m，平面网格结点数为727×612=444924个。

2.1　构造建模

使用之前的分层结果制作Welltop分层文件导入Petrel中，再分别导入长61、长62的顶面构造等值线加以约束，最后通过微调分层来控制小层的空间展布，使得模型结果与实际情况相符(图2)。

图2　W45井区长6 1顶面构造模型

2.2　沉积相建模

序贯模拟是按随机的路径求出每个网格结点的条件累积分布函数及其对应的模拟值。联合分布函数FN受单因素N个单变量的条件累积分布函数唯一控制[10]。

利用高斯序贯模拟方法，应用球状模型，建立本区地质条件约束下的三维地质模型。研究区沉积相类型单一，砂体变化不大，岩石类型以中细砂岩为主。物源主要来自北北东方向。此次建模研究采用了平面沉积相约束，针对部分井进行单井相分析，逐井划分沉积微相，确定各沉积微相百分比。纵向上将长61油层亚组进一步细分为10个网格，并根据变差函数计算的地质统计学进行约束。

图3　W45井区NE-SW(顺物源)(上)及

由图3可知，顺物源方向上变差函数变程最大，说明顺物源方向岩相的连续性最好，这种变程结构完全符合前面的沉积特征，说明变差函数的模型是正确的。

2.3　物性建模

研究区储层孔隙度渗透率分布总的看有如下特点：1)孔隙度、渗透率高值区域的分布和砂岩主体区域的分布大部分一致；2)孔渗的高低值分布大部分吻合。

针对研究区超过30口井共计359块样品的岩心分析资料统计可以得出孔渗数据，孔隙度最大30.0%，最小0.64%，平均15.1%；渗透率最大值6.35 μm2，最小值0.008 μm2，平均值0.70 μm2。

储层建模的核心就是储层物性模型，直接体现了储层特征及其非均质性分布和变化。储层物性模型的建立就是对储层参数进行定量研究，直观了解储层的物性参数分布情况，为下一步勘探开发提供更加准确的依据。沉积相建模完成后，根据统计参数和变差函数[11-15]，对储层物性进行沉积相约束下的建模。针对不同沉积相的储集层物性参数分布规律，分不同的沉积微相基于序贯高斯模拟技术建立物性模型。

序贯高斯模拟直接产生来自高斯场模型实现[14]。它是以序贯模拟为基础的。首先将研究区域离散化，之后序贯地处理每一个网格结点。

使用Petrel软件中的数据分析功能首先对孔隙度(Por)、渗透率(Perm)、泥质含量(Sh)及含水饱和度(Sw)四条测井曲线进行计算优选，去掉错误的测井值，再进行曲线值离散化，在各沉积微相基础上进行变差函数的调节，使用球形模型模拟，块金值为0，拱高为1。

2.4　模型检验

地质模型的建立是对地质工作人员地质构想的实现，但在模拟过程中不可避免地有不确定性，所以对模型的检验也是十分重要的。

在建模过程中，对于原始数据的忠诚是非常重要的。此次研究不仅考虑了区域地质背景及物源方向，也考虑了储层参数之间的相关性。建立的砂体分布模型、物性模型与区域基础地质研究较为一致。

此外，为验证相建模及砂体模型的准确性，对密井网区进行抽希检验。研究区西北部井网密度较高，故在该区抽希，设置相建模参数与之前一致。抽希后砂体分布与之前建立的模型拟合度较高，可以看出之前建立的全井模型是较为准确的。

图4　W45井区模型属性参数与原始曲线对比图

从图4中可以看出，垂直方向上网格属性的包络线与原始曲线基本吻合，说明模型垂直网格的精度较为可靠。

3结论

(1)针对吴起地区W45井区，可将长61划分为三角洲前缘沉积，可进一步分为两种微相：水下分流河道微相及分流间湾微相。

(2)应用序贯指示模拟技术建

参考文献：

[1]张一伟，熊琦华，王志章.陆相油藏描述[M].北京：石油工业出版社，1997：20-35.

[2]裘怿楠，陈子琪.油藏描述[M].北京：石油工业出版社，1996：330-335.

[3]于兴河，李剑峰.碎屑岩系储层地质建模及计算机模拟[M].北京：地质出版社，1996：1-75.

[4]张兵，郑荣才，张春生.鄂尔多斯盆地庆64井区延10油层的储层三维地质建模[J].成都理工大学学报(自然科学版)，2010，37(1)：30-35.

[5]刘犟，李凤杰，侯景涛，等.鄂尔多斯盆地吴起地区下侏罗统富县组沉积相特征[J].岩性油气藏，2012，24(3)：74-78.

[6]吴少波，赵惊蜇，李健.吴起油田长6油层组储层成岩作用及其对物性的影响[J].西安石油大学学报(自然科学版)，2006，21(4)：42-45.

[7]胡望水，张宇焜，牛世忠，等.相控储层地质建模研究[J].特种油气藏，2010，17(5)：37-39.

[8]高寿涛，杨宏伟，吕德灵，等.多资料约束的复杂断块油田精细构造地质建模[J].特种油气藏，2010，17(6)：29-31.

[9]武富礼，李文厚，李玉宏，等.鄂尔多斯盆地上三叠统延长组三角洲沉积及演化[J].古地理学报，2004，6(3)：307-315.

[10]张兵，郑荣才，张春生.鄂尔多斯盆地庆64井区延10油层的储层三维地质建模[J].成都理工大学学报(自然科学版)，2010，37(1)：30-35.

[11]胡先莉，薛东剑.序贯模拟方法在储层建模中的应用研究[J].成都理工大学学报(自然科学版)，2007，34(6)：609-613.

[12]郭凯，史静，杨勇.储集层随机建模中三维变差函数研究[J].新疆石油地质，2007，28(2)：179-181.

[13]周游，程时清，张敏.储层建模中变差函数参数的设置[J].西安石油大学学报(自然科学版)，2010，25(5)：25-27.

[14]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.

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

[责任编辑李晓霞]