一体化建模技术在涠洲A油田中的应用

王丽君， 严　恒， 方小宇， 张　毅， 何丽娟

(中海石油(中国)有限公司湛江分公司，广东湛江524057)



一体化建模技术在涠洲A油田中的应用

王丽君， 严恒， 方小宇， 张毅， 何丽娟

(中海石油(中国)有限公司湛江分公司，广东湛江524057)

摘要：涠洲A油田目前处于开发中期，储层非均质性强、对含水规律和剩余油分布规律不清楚是该油田生产过程中最突出的问题，这严重影响了后续开发方案的设计。为了更精确地描述储层分布及其物性在三维空间的展布特征，应用地震-测井-地质和开发生产资料，在综合地质研究的基础上进行一体化地质建模，分步建立了构造模型、沉积微相模型和微相控制下的储层物性参数模型，通过数值模拟历史拟合验证了该模型的准确性，在此基础上进行生产指标的预测，弄清了剩余油的分布特征，据此提出了下一步开发方案。涠洲A油田的成功应用表明，地震-测井-地质综合一体化建模技术可以为开发方案的制定、油田调整挖潜决策提供科学的地质模型。

关键词：综合地质研究；地质模式；储层地质知识库；一体化建模；剩余油分布特征；涠洲A油田；广西北海

0引言

涠洲A油田位于南海北部湾海域，涠西南凹陷1号断裂南部，构造上位于一花状构造“花瓣”上，从北到南被2条NWW-SEE向断层分割成2块，圈闭类型为断层遮挡而形成的构造+岩性圈闭(图1)。涠洲A油田主要含油层系为流一段中层序(地震反射界面对应于T81—T82)，自上而下划分为L1Ⅰ、L1Ⅱ上、L1Ⅱ下、L1Ⅲ、L1Ⅳ上、L1Ⅳ下油组,其中L1Ⅳ上油组分为A、B、C3个砂体。储层物性中等，非均质性较强；天然能量较弱，为弱边水驱岩性断块油藏(董贵能，2008；李茂等，2013；张辉等，2013)。

涠洲A油田于2009年投产，目前全油田日产油约1 200m3。经过多年的开发，流一段开发逐渐出现了一些问题：(1) 储层非均质性较强，产能规律不清楚;(2) 含水规律不清楚;(3) 剩余油分布规律不清楚，这些问题严重影响了该油田后续开发方案的制定。分析认为该油田处于开发中期，挖潜潜力巨大，有必要对开发层系进行综合地质研究，重建储层地质模型，弄清剩余油的分布情况，为油藏开发中后期调整挖潜提供可靠的地质依据。

1地震-测井-地质综合一体化建模流程

针对工区流一段油藏地质特征，确立了地质、地震和测井综合一体化建模思路：首先井-震结合，搭建流一段储层层序地层格架，然后进行层序格架约束下的精细沉积相研究；在此基础上进行层序约束高分辨率储层反演，综合所有资料建立工区储层地质定量地质知识库；最后优选随机建模方法，开展沉积微相模拟和相控物性模拟，建立精细储层地质模型，从而为井网优化、调整挖潜方案的制定提供可靠的地质依据(霍春亮等，2007；于兴河等，2008；徐安娜等，2009)。

图1　L1Ⅱ上油组构造图Fig.1　Structure map of the upper oil group of L1Ⅱ in the study area

1.1综合地质研究

涠洲A油田流一段分上层序(T80—T81)、中层序(T81—T82)和下层序(T82—T83)。涠洲A油田主要含油储层分布在流一段中层序(T81—T82)，因此，依据Cross的高分辨率层序地层学原理对纵向上的基准面旋回进行划分，在流一段中层序识别了1个长期旋回、4个中期旋回和8个短期旋回，研究的主要层段为流一段中层序的短期旋回小层砂体，对应的储层油组分层分别为L1Ⅰ、L1Ⅱ上、L1Ⅱ下、L1Ⅲ、L1Ⅳ上、L1Ⅳ下(图2)。根据基准面旋回界面的识别和旋回划分方案，结合该区流一段地层在地震剖面上的反射特征，建立流一段中层序地层对比格架。

从研究区的地质特征出发，在层序对比格架的控制下，综合运用岩芯、地震、测井和古生物资料，基本掌握了该区流一段中层序各个油组的沉积相分布特征，井震结合建立了该区储层定量地质知识库。涠洲A油田北部与1号断裂带毗邻，流一段中层序沉积时期1号断裂活动较强，对北部沉积具有控制作用。区域沉积背景分析结合研究区流一段重矿分析结果认为，该区流一段中层序物源来自西北方向。流一段中层序发育扇三角洲前缘沉积顺物源方向沿盆地短轴方向展布，位于1号断层的下降盘，分布范围较小。其扇三角洲前缘平面上主要发育的沉积微相为辫状水道、辫流坝、河口坝、水道间和浅湖泥沉积，由于该三角洲离物源近，供给充足，导致整体表现为砂包泥的特征，其中泥岩多为隔夹层，主要为每次小规模的湖侵或水道间的成因。

以主力油组L1Ⅱ下为例来说明该区流一段中层序沉积相平面分布特征。

L1Ⅱ下油组对应于SSC6短期旋回(基准面下降)，沉积时水体相对较浅，砂体规模大，主要分布于A9p、A9、A3、A2和A1井一带，以及A15、A4和3井一带；A12、A12Sa和W4井区的砂岩累积厚度较大，集中在15～28m，外围井砂岩厚度在10m左右，井区砂体变化不大，但范围广，说明该期扇体主体位于西部，东部也发育，向湖盆方向砂厚呈放射状减薄(图3)。

1.2层序约束高分辨率储层反演

涠洲A油田流一段泥岩含量高，砂泥岩互层多，导致波阻抗属性不能很好地区分砂泥岩，通过对波阻抗与伽马的交汇图分析，认为伽马比波阻抗更能区分砂泥岩，而且该油田伽马属性与储层砂体的相关性好。因此，在常规波阻抗反演的基础上，采用STRATA软件的神经网络概率反演技术，寻找已有钻井储层属性(如伽马曲线、孔隙度曲线)与井旁波阻抗曲线、地震道曲线和地震属性曲线的最佳拟合关系，然后将此拟合关系应用到整个地震数据体，得到伽马反演体与孔隙度反演体，用于后续岩性建模和物性建模的空间约束(图4)(黄平等，2003)。

1.3储层地质知识库

研究区流一段主要发育扇三角洲前缘辫状水道、辫流坝、河口坝、席状砂等沉积体，不同沉积单元

图2　流一段中层序基准面旋回划分方案Fig.2　Division scheme of base-level cycle in the middle sequence ofthe first member of the Liushagang Formation

图3　流一段中层序主力油组L1Ⅱ下沉积相平面图Fig.3　Sedimentary facies of L1Ⅱ lower oil group in the middle sequenceof the first member of the Liushagang Formation

图4　流一段中层序储层地球物理特征图Fig.4　Geophysical characteristics of reservoir in the middle sequence of the first member of the Liushagang Formation

的发育程度、规模和特征有所区别。将井震信息结合起来分析这些沉积单元的特征，由井点信息和地震反演数据体沿层切片可以得到描述沉积单元的各种参数(微相砂体宽度、厚度、宽厚比等)(表1)。

由于该区流一段中层序伽马反演体与储层砂体的相关性好，所以通过统计井点的沉积相与伽马反演体数据的关系,可以得到相概率函数，将其应用到三维伽马反演数据体,从而得到能够反映模拟单元内指定沉积微相发生的平均概率的空间三维数据体。通过相概率函数来实现地震资料对随机模拟的定量约束，保证各网格点的沉积相模拟遵从已知概率分布(图5)。

涠洲A油田流一段中层序为扇三角洲前缘沉积，主要砂体类型为辫状水道、辫流坝、河口坝和席状砂砂体。通过综合地质研究，总结各类砂体的叠置关系模式，从而反映砂体的空间展布特征，其中辫状水道与辫流坝、辫流坝与辫流坝、辫状水道与辫状水道是该区主要的砂体叠置类型(图6)。

表1　流一段中层序不同微相砂体形态参数

图5　流一段中层序伽马反演体相概率函数分析图Fig.5　Probability function of facies of GR Inversion data in the middle sequence of the first member of the Liushagang Formation

图6　流一段中层序主要砂体叠置关系图Fig.6　Superimposition relationship of sandbodies in the middle sequence of the first member of the Liushagang Formation

2一体化定量地质模型的建立

针对涠洲A油田流一段中层序储层的地质油藏特征,综合利用地质、地震、测井和开发等多方面的信息,加强储层随机建模中的地质约束,加大地震资料对储层建模的控制作用，使建立的模型更加符合地质实际。

2.1构造模型

构造模型的建立：首先导入地震追踪的各层位的断层多边形数据，进行一定的组合，对于无构造解释和断层多边形数据的层位进行顺延处理，再通过剖面详细分析，验证断层面形态合理性，在此基础上建立断层模型；然后利用地震追踪的层位作为平面约束，并通过井上的分层数据进行硬约束，结合断层模型建立最终构造模型(图7)。

图7　流一段中层序构造模型Fig.7　Structural model of the middle sequence in the first member of the Liushagang Formation

2.2沉积微相模型

图8　流一段中层序沉积微相模型Fig.8　Sedimentary microfacies model of the middle sequence in the first member of theLiushagang Formation

考虑到在综合地质研究中所划分的沉积相类型较多，直接模拟会导致模拟的沉积相较分散，为了更好地突出沉积微相间的接触关系，在进行沉积微相模拟前先将沉积微相进行合并，将辫状水道设为水道砂(微相代码为1)，辫流坝、河口坝与席状砂合并成坝砂(微相代码为2)，水道间与湖相泥合并成泥岩(微相代码为0)。在此基础上，利用井点解释沉积微相，结合地质知识库里各种微相形态的定量参数设置变差函数，由于伽马反演体与沉积微相间具有很好的相关性，加入了伽马反演体与沉积微相的概率函数进行约束，通过序贯指示随机模算法，建立多个沉积微相模型，再根据地质认识进行模型优选，得到最终的沉积微相模型(图8)。通过盲井检验，证明所建立的沉积微相模型完全符合该区地质认识。

2.3储层物性参数模型

储层物性参数建模采用相控条件下的序贯高斯(SGS)模拟算法，应用数据分析得到的参数统计特征及变差函数，结合地震反演得到的孔隙度反演体进行约束，建立孔隙度模型(图9a)。在此基础上，通过岩芯分析覆压孔渗关系建立渗透率模型(图9b)。含油饱和度模型的建立采用序贯高斯协模拟算法，由孔隙度模型与油柱高度模型进行约束得到(图9c)。

2.4储层三维地质模型历史拟合检验

为了对地质模型进行检验和修正，利用研究区已有的生产动态数据进行历史拟合。由于该油田在开发初期进行了注水，所以拟合的重点是含水及产油剖面，通过修改传导率控制水驱方向达到拟合历史生产数据，结果表明全油田历史拟合效果较好(图10)。

在历史拟合的基础上进行生产指标预测，通过分析，认为剩余油主要分布在井控不到的油藏边部(图11)。根据目前剩余油的分布特征，下一步的开发重点在于完善井网部署，通过在井间部署加密井的方式来挖潜剩余油，提高油田采收率。

3结论

(1) 一体化建模将地震、测井、地质和开发资料充分结合起来，利用地震资料的横向连续性、测井资料的垂向精确性、地质认识的空间整体性和开发资料的动态连续性，科学建立储层定量地质知识库，合理选择模拟算法，建立储层地质模型，从而为开发方案的制定、油田调整挖潜决策提供科学的理论依据。

图9　流一段中层序储层物性参数模型Fig.9　Reservoir physical parameter models of themiddle sequence in the first memberof the Liushagang Formation(a) porosity model； (b) permeability model; (c) oil saturation model

图10　流一中全油田历史拟合曲线图Fig.10　Historical fitting curves of the middle sequence of the first member of the Liushagang Formation

图11　流一段中层序L1Ⅳ上油组B砂体剩余油含油饱和度平面分布图Fig.11　Distribution of residual oil saturation ofsandbody B in L1Ⅳ upper oil group inthe middle sequence of the first memberof the Liushagang Formation

(2) 以地质模型为基础，对研究区流一段的开发指标进行了数值模拟历史拟合，数值模拟结果表明，应用一体化建模技术所建立的地质模型能够较真实地反映储层地质特征。

(3) 在数值模拟历史拟合的基础上，对研究区流一段的生产指标进行预测，基本弄清了剩余油的分布特征，由此提出了下一步开发建议。

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Application of the integrated modeling technology in the Oilfield Weizhou A

WANG Lijun， YAN Heng， FANG Xiaoyu， ZHANG Yi， HE Lijuan

(ZhanjiangBranchofCNOOCLtd.,Zhanjiang524057,Guangdong,China)

Abstract：The Oilfield Weizhou A is currently in a mid-development stage, and has encountered problems of strong heterogeneity of reservoirs, unclear understanding of water saturation and residual oil distribution during the oil production, which have seriously affected the design of subsequent development scheme. In order to accurately describe the distribution of reservoirs and their physical properties in three-dimensional space, an integrated geological modeling was created based on comprehensive geological study and integrated application of seismic-well logging-geological data and development production data. Structural model, sedimentary microfacies model and reservoir property parameter model controlled by microfacies were then established. The accuracy of the models was verified through history matching of numerical simulation. Based on this, production targets were predicted, the distribution characteristics of residual oil were ascertained, and the next development plan was proposed. The successful application of this technology in the Oilfield Weizhou A indicates that the integrated modeling technology using comprehensive seismic-logging-geological data can provide scientific geological model for the establishment of development plan and adjustment and tapping of oilfields.

Keywords：comprehensive geological study; geological model; geological knowledge base of reservoir; integrated geological modeling; distribution characteristics of residual oil; Oilfield Weizhou A; Beihai in Guangxi

doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2016.02.281

收稿日期：2015-05-26；修回日期：2015-08-31；编辑：蒋艳

基金项目：中海油“十二五”重大专项基金项目(2002I3000454)

作者简介：王丽君(1985—)，女，工程师，硕士，地球探测与信息技术专业，主要从事地震解释与储层预测工作，E-mail： wanglijun157359@163.com

中图分类号：P628； P618.130.2+1

文献标识码：A

文章编号：1674-3636(2016)02-0281-07