精细油藏描述研究中的几个问题探讨

陈欢庆，石成方，曹　晨

(1.中国石油 勘探开发研究院，北京　100083； 2.中国石油 勘探与生产分公司 油藏管理处，北京　100007)



精细油藏描述研究中的几个问题探讨

陈欢庆1，石成方1，曹晨2

(1.中国石油 勘探开发研究院，北京100083； 2.中国石油 勘探与生产分公司 油藏管理处，北京100007)

从精细油藏描述研究现状入手，对比分析了目前国内外精细油藏描述研究的优势和不足。总体上国内精细油藏描述研究与国外相比还有较大差距。目前精细油藏描述研究中还存在断裂体系刻画多解性、单砂体预测精度低、剩余油分布有效研究方法技术不成熟、储层在开发过程中变化规律研究薄弱等问题。结合自身研究实践，针对上述问题，提出了加强各种基础地质实验、重视储层地质成因分析、新技术方法的应用、综合性研究降低地质多解性、用动态的思维开展精细油藏描述研究和加强精细油藏描述研究信息化平台建设等技术对策。

精细油藏描述；断裂体系；储层构型表征；储层地质成因分析

油藏描述是20世纪30年代萌芽，70年代发展起来的用于油气田勘探和开发的一项新技术。它是指一个油(气)藏发现后，对其开发地质特征所进行的全面综合描述，其目的是为合理开发这一油(气)藏、制定开发战略和技术措施提供必要的和可靠的地质依据[1]。这项技术自“七五”引进我国以来，发展迅速，受到油气勘探开发研究者的极大重视[2-6]。精细油藏描述是认识储层、有效开发油气藏的有效途径和必由之路。

1　精细油藏描述研究现状及存在问题

精细油藏描述研究经历了几十年的发展，目前已经基本形成了比较完整的研究体系和研究流程。研究内容主要包括地层的精细划分与对比(一般到小层级别)、断裂体系和微构造研究、沉积微相研究、储层综合评价、地质建模研究、数值模拟研究等。目前，精细油藏描述研究已经受到大家的充分重视。中国石油规定，油田或者油气藏要投入开发，必须进行油藏描述。对于开发中后期的老油田而言，精细油藏描述研究更是油气藏有效开发的重要基础和依据。从研究内容而言，目前精细油藏描述研究的两大关注点分别是构造的精细解释和储层的准确预测。从研究目的来看，精细油藏描述研究的关键问题还是剩余油的分布规律刻画。笔者通过文献调研并结合自身科研实践[6-24]，对比了国内外精细油藏描述的优势和不足(表 1)。虽然国内精细油藏描述研究在系统性方面具有很明显的优势，但在研究深度上还需要向国外专家多学习。通过文献查阅[24-53]，结合自身科研实践，笔者认为，目前国内外的精细油藏描述研究工作差异较大。国外的精细油藏描述研究工作目前已经由通过野外露头和各种室内实验方法转向运用四维地震方法、神经网络方法以及基于地质模型数值模拟等新技术和方法手段开展精细油藏描述研究工作，在某一个特定研究方向或者领域开展深入研究。国内的精细油藏描述研究主要集中在运用高分辨率层序地层学方法进行单层精细划分与对比[25]、通过完整的精细油藏描述研究流程进行剩余油分布的精细刻画以及对储层构型的深入剖析[26-27]，基于此对单砂体的分布规律和隔夹层的发育特点进行详细研究。虽然经过数十年的发展，国内外精细油藏描述研究均取得了长足进步，但是目前还存在诸多问题。例如断裂体系的刻画多解性问题还比较突出，单砂体的预测精度还与油田生产需求相差甚远，剩余油分布研究还没有形成一套行之有效的方法技术，储层在开发过程中的变化规律研究还未引起足够重视等。上述这些问题还有待众多研究者在以后的工作中不断探索和攻关。

表1　国内外精细油藏描述研究状况对比

2　精细油藏描述研究对策

针对上述精细油藏描述研究中存在的问题，认为可以通过加强各种基础实验研究，深入储层地质成因分析，推广新技术方法的应用，进行综合性研究以降低地质多解性，用动态思维开展精细油藏描述研究，加强精细油藏描述研究信息化平台建设等途径来解决。

2.1加强各种基础实验研究

各种实验数据是精细油藏描述研究最重要的资料基础，一般多来自于岩心分析测试，可以为研究者提供最直接的地质和开发信息。目前由于实验手段、技术水平、经费条件以及研究者重视程度等因素的影响，实验研究在精细油藏描述研究中的作用还没有充分发挥出来。由于精细油藏描述的主要对象是老油田，开发历史都比较长。面对的主要问题是刻画剩余油发育规律，受地质条件复杂和研究水平的制约，往往存在一些难以解决的瓶颈问题，这些问题可能通过一些关键的实验研究就可以得到解决。例如对于砂砾岩储层和低渗透砂岩储层，孔隙结构发育特征复杂，但是如果加强恒速压汞资料的采集和分析，相信对于孔喉结构的认识会有突破性的进展。对于一些成本昂贵的分析和实验，不一定要求数量太多，3～5个样点即可，这样既认识到了规律，也节约了经费，可以在这方面做一些有益的尝试。当然，这里并非强调的一定要追求各种高精尖的技术，由于老油田的开发历史较长，一般都积累了比较丰富的岩心和分析测试资料，对于这些基础资料一定不能忽视，这些资料对于认识储层的沉积成因和物性发育特征等都具有十分重要的作用，能为精细油藏描述研究提供坚实的资料基础。笔者在进行松辽盆地某区营城组一段火山岩储层孔隙结构研究时便使用CT扫描技术，获得了对储层孔隙结构最直观的认识(图1)[28]。

图1　松辽盆地某地区营城组一段不同岩石类型孔隙发育CT扫描特征[28]

2.2储层地质成因分析

野外露头资料和现代沉积资料在国外储层地质成因分析中一直发挥着十分重要的作用，而国内在这方面研究相对较少。我国在鄂尔多斯盆地、新疆、松辽和四川等多个沉积盆地都具有十分丰富的野外露头和现代沉积条件，这些都为相关盆地油田精细油藏描述研究提供了得天独厚的资料基础，应该引起研究者的充分重视。对于上述野外露头和现代沉积的仔细观察和深入分析，有助于对曲流河、辫状河、冲积扇、辫状河三角州等不同沉积储层沉积模式的正确认识和理解，对于精细油藏描述研究和油气藏的有效开发都具有十分重要的意义。在进行准噶尔盆地西北缘某区冲积扇砾岩储层构型研究时充分参考了相邻区域现代沉积资料和野外露头资料(图2)。由于我国目前进行精细油藏描述研究的对象多为老油田，因此钻井资料丰富，井距较小，可以利用密井网资料认识储层发育规律。同时，密闭取心井也逐渐引起各油田的重视，通过在重点试验区块钻密闭取心井，对于认识剩余油分布规律以及储层在开发过程中的变化规律等问题均具有重要帮助。目前，由于水平井钻井发展迅速，其在精细油藏描述研究中的作用也日益凸显。例如通过水平井资料认识曲流河点坝侧积体的发育特征等均取得了很好的效果。

图2　准噶尔盆地西北缘构型研究现代沉积和野外露头资料基础

2.3新技术方法的应用

精细油藏描述研究水平的提高离不开相关学科的发展和进步。例如利用地震沉积学方法进行沉积砂体的预测，开展裂缝地层学在低渗透油田开发中的应用研究，利用数字岩心技术进行孔隙网络模型的构建，利用多点地质统计学进行地质模型的建立等。各种新的学科技术丰富了储层研究的方法手段，提高了研究的水平和精度。受技术水平和观念等因素的影响，地震在精细油藏描述研究中的作用还远未发挥出来。以储层构型表征技术为例。作为储层表征和隔夹层研究的重要手段之一，储层构型表征技术一直受到研究者的重视，近年来得到了很大的发展。目前研究较多的是4级构型和5级构型。笔者在进行准噶尔盆地西北缘某区冲积扇沉积储层构型研究时便以此标准，进行储层构型的分类(表2，图3)[26-27]，取得了很好的效果。再以四维地震技术为例，目前在英国北海油田等应用，取得了较好的效果。在国内主要是在辽河油田，也进行了初步试验，在油藏流体监测和剩余油刻画等方面具有广阔的发展前景。新方法和新技术在工作中的不断应用，促进了精细油藏描述研究工作的快速进步，研究周期缩短，成果更快应用到生产实践当中，及时解决了生产中存在的诸多问题。

2.4综合性研究降低地质多解性

储层地质研究最大的特点和难点之一就是成果的多解性，要解决这一难题，最有效的方法便是集中地质、测井、地震和生产动态等多种资料，开展综合研究，各种研究方法和技术之间优势互补，相互印证，降低地质多解性。这里以一组注采井之间见效差的实例来说明这个问题。假设A井和B井分别为注水井和采油井，井距300 m。在A井注水，B井见效差。那么在目的层就有几种可能的情况，一种是井间砂体不连通，受隔夹层封隔，注采井组见效差；另一种是不同河道砂体侧向切叠，砂体叠置在一起，但砂体间存在构形界面，连通性差；还有一种是注水井和采油井之间存在封闭性断层遮挡，导致注采井组之间见效差。那么到底是哪一种情况，就需要综合分析。例如进行断裂系统的解释，确定注采井之间是否存在断层遮挡。还可以进行沉积微相和储层构型分析，研究注采井之间是否存在沉积微相的变化，是否存在储层构型发育界面。精细油藏描述是一项系统工程，只有综合了地质、地球物理和生产动态等多种信息，进行综合分析，才能最终确定问题的症结所在。

表2　准噶尔盆地西北缘六区克下组冲积扇砾岩储层构型单元分类特征[26-27]

2.5用动态思维开展精细油藏描述研究

油藏开发是一个动态过程，因此精细油藏描述也是一个动态过程。随着开发工作的不断进展，各种地质静态和生产动态资料不断增加，研究者对储层发育特征的认识程度也不断更新和深入。静态数据方面包括地震数据由二维变成三维，分辨率不断提高。井数据中岩心数据、测井数据和分析测试数据不断增加。动态数据中主要包括各种生产动态数据，例如压力、试油试采、吸水剖面、产液剖面等。国外，特别是在英国的北海油田，利用四维地震等技术对储层流体和剩余油进行监测，已经取得了较好的效果[54]。国内个别油田也进行了这方面的尝试，效果较差。但总体而言，利用四维地震等进行流体和剩余油监测必将成为精细油藏描述研究的一个十分重要的发展方向。随着新钻井的增加，研究者对之前井间砂体的分布和断裂的分布规律有了更进一步的认识，井间砂体连通性预测的准确与否，断裂的规模和存在与否都得到了验证，研究者的认识更加接近地下地质实际。随着开发工作的进一步开展，这种动态的认识过程还将更加深入，直至油气田开发晚期废弃。笔者曾对辽河盆地西部凹陷某试验区于楼油层在蒸汽吞吐和蒸汽驱热采过程中的变化进行了分析(图4)。研究结果表明，对比蒸汽驱前后样品扫描电镜图片，压实作用均较弱，样品松散。同时溶蚀作用均很强烈，反映在蒸汽驱或蒸汽吞吐过程中储层受热，溶蚀作用加剧。蒸汽驱之前和之后，黏土矿物含量大幅增加，特别是高岭石黏土矿物的含量增加最为明显。对比蒸汽驱之后与蒸汽驱之前储层，前者主要为一种较稳定的黏土矿物，而蒸汽驱之前多以伊蒙混层等不稳定的黏土矿物为主。蒸汽驱前后，由于黏土矿物等的含量大幅度增加，导致其堵塞孔隙和喉道，储层孔隙度和渗透率降低，对比发现，蒸汽驱之后孔隙度和渗透率的减小更甚。对储层在开发过程中变化规律的认识，有助于及时调整开发技术政策，提高对剩余油分布规律的认识程度，进而提高石油采收率。

2.6加强精细油藏描述研究信息化平台建设

精细油藏描述研究是一项系统工程，包含的信息量巨大，需要各个部门之间相互协作，协同攻关。只有加强精细油藏描述研究的计算机水平，将这些海量的数据都存储在统一格式的数据库中，才能将研究者从整理数据的基础劳动中解放出来，有更多的时间思考。以目前在油田探索建设和初见成效的“数字油田(油藏)”为例，通过计算机技术的发展应用，油田不同研究单位的各种数据集成在一个平台上，实现基础数据、研究成果和应用软件等的共享，大大减小了工作量，提高了工作效率。同时不同领域的专家和研究者可以实现实时沟通，使得研究过程中出现的问题能够快速得到处理和解决。

图3　准噶尔盆地西北缘某区克下组J3井岩性与构型关系[26-27]

图4　辽河盆地某区于楼油层稠油热采储层热采过程中变化规律扫描电镜特征

a.G41井，沙河街组三段莲花油层，蒸汽驱后，砂岩，样品松散，826.49 m；b. J2井，沙河街组一段于楼油层，蒸汽驱前(蒸汽吞吐)，砂岩，样品松散，945.3.49 m；c. G41井，沙河街组三段莲花油层，蒸汽驱后，砂岩，高岭石等黏土矿物，807.07 m；d.J2井，沙河街组一段于楼油层，蒸汽驱前(蒸汽吞吐)，砂岩，粒表伊蒙混层黏土，807.07 m

Fig.4SEM photos of reservoir change rules in heavy oil thermal recovery of Yulou Formation, Liaohe Basin

3　结论

(1)精细油藏描述研究经历了几十年的发展，目前已经基本形成了比较完整的研究体系和研究流程。目前精细油藏描述研究的两大关注焦点分别是构造的精细解释和储层的准确预测。从研究目的来看，精细油藏描述研究的关键问题还是剩余油的分布规律刻画。

(2)目前国内外的精细油藏描述研究工作差异较大。国外已经由通过野外露头和各种室内实验方法转向运用四维地震方法、神经网络方法以及基于地质模型数值模拟等新技术和方法手段开展精细油藏描述研究工作，在某一个特定的研究方向或者领域开展深入研究。国内主要集中在运用高分辨率层序地层学方法进行单层精细划分与对比、通过完整的精细油藏描述研究流程进行剩余油分布的精细刻画以及对储层构型的深入剖析，基于此对单砂体的分布规律和隔夹层的发育特点进行详细研究。

(3)精细油藏描述研究是一项系统工程，需要大量资料基础，多学科协同攻关。虽然经历了几十年的研究历程，取得了一定的进步，但精细油藏描述研究中还存在着诸多未解的难题。针对目前研究中的关键问题，应该加强各种基础地质实验研究，重视储层地质成因分析，应用新技术方法，通过综合性研究降低地质多解性，用动态思维开展精细油藏描述研究和加强精细油藏描述研究信息化平台建设。

致谢：感谢项目完成过程中中国石油天然气股份有限公司勘探与生产分公司胡海燕、吴洪彪等专家提供的指导和帮助！

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(编辑黄娟)

Problems with the fine description of reservoirs

Chen Huanqing1, Shi Chengfang1, Cao Chen2

(1.ResearchInstituteofPetroleumExploration&Development,PetroChina,Beijing100083,China; 2.PetroChinaExplorationandDevelopmentCompany,Beijing100007,China)

The advantages and disadvantages of fine description of reservoirs in China and abroad were discussed and compared. Some problems in the fine description of reservoirs in China were pointed out, such as the multi-explanation of fracture systems, low accuracy of single sand body prediction, and poor prediction of residual oil distribution and reservoir development rules. Six countermeasures were proposed, including basic geologic experiments, reservoir geology origin analysis, new technique application, comprehensive analysis to reduce multi-explanation, reservoir fine description with dynamic thought, and information platform construction.

fine description of reservoir; fracture system; reservoir architecture characterization; reservoir geologic origin analysis

1001-6112(2016)05-0569-08doi：10.11781/sysydz201605569

2015-08-20；

2016-07-04。

陈欢庆(1979—)，男，高级工程师，主要从事精细油藏描述研究。E-mail:hqchen2009@163.com。

中国石油勘探与生产分公司“2015年股份公司精细油藏描述跟踪项目”(2015-40217-000012)资助。

TE122.3

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