碳酸盐岩缝洞系统地质建模技术探讨

刘海迎，刘玉伟，宗凯强，姜萌蕾

碳酸盐岩缝洞系统地质建模技术探讨

刘海迎1，2，刘玉伟3，宗凯强2，姜萌蕾4

（1. 西安石油大学，陕西 西安 710065； 2. 延长油田股份有限公司吴起采油厂，陕西 延安 717600;3. 中国石油集团西部钻探工程有限公司试油公司，新疆 克拉玛依 834000；4. 西北大学地质系，陕西 西安 710069）

近年来缝洞型碳酸盐岩油气田的开发越来越深入，打开了油气田开发的新局面。而碳酸盐岩具有非均质性极强，空间展布结构复杂的特点，较为准确的实现对储层空间刻画和预测，对识别储层、认识储层，为开发指导都具有较为重要的作用。因此针对缝洞系统的地质建模展开技术分析，以实现以缝洞型系统为架构的碳酸盐岩地质建模。

碳酸盐岩； 地质建模； 孔隙度模型； 缝洞系统

鉴于研究区典型的缝洞型碳酸盐岩储层特征，根据实际测井种类和数据质量，选择能够有效分析的测井曲线，包括自然伽马测井、两种电阻率侧井（深侧向和浅侧向）、声波和密度，具有上述测井数据的井。利用伽马测井、声波时差和深侧向电阻率测井数据用于单井的测井电相划分[1]。利用贝叶斯概率模型进行聚类分析，并对单井测井电相进行有效划分，即可得到4种测井电相。再分析不同电相的岩石学特征，根据电相及对应的各类电相岩石学特征，区分不同储层物性特征。最后再利用FMI测井资料和钻井资料对照分析，对所划分的每类电相进行地质解译和储层划分[2]。

根据测井电相交会分析成果与FMI测井数据对所得到的4类电相进行划分，测井电相与储层不同溶蚀孔洞和裂缝发育程度相互对应，可得到不同的储层类型的划分。同时储层内致密岩层的存在，起到了良好的隔挡作用，有效的对储层隔挡后，储层将分为多个垂向独立压力系统。

1 缝洞系统连通体模型

研究区为奥陶系缝洞型碳酸盐岩，储层溶蚀孔洞较为发育，储层平面上连续性差，非均质性强，空间上储层展布形态复杂。因此考虑到此特点，采用二步的随机建模方法，即首先建立储层类型的地质模型，然后在储层类型模型的约束下建立储层的孔隙度模型。在建立储层类型模型时，要对每口实钻井计算储层类型的垂直比例曲线（VPC），通过该曲线反映储层类型的垂向上变化情况。在横向上储层的变化情况，则需要构建能够反映储层类型空间分布的三维概率模型。为了良好构建三维储层类型空间分布的概率模型，可以利用地震反演得到的地震波阻抗属性模型，并依据储层类型的概率体模拟空间的约束，最终得到三维概率模型[3]。

2 缝洞体孔隙度模型

2.1 建模思路

参数碳酸盐岩缝洞油藏储集空间以构造变形产生的构造裂缝与岩溶作用形成的孔、洞、缝为主，裂缝既是主要的储集空间，也是主要的连通通道。储渗空间形态多样、大小悬殊、分布不均，三维空间上储层变化大，井上数据不能很好反映井间地质情况，难以用常规的砂岩油藏研究思路和方法来认识缝洞型油藏，因此，不能仅仅利用井上数据来建立油藏的地质模型，必须结合能够反映三维储层地质变化的数据体（如波阻抗）来联合建模。本次利用随机建模方法和相控建模思路来建立目标区油藏三维地质模型。波阻抗对缝洞型储层反映敏感，因此，选用波阻抗作为孔隙度约束条件。建模总体思路为：在对研究区油藏地质充分认识及构造建模基础上，以相关地震属性为依据划分出储层相和非储层相，再以波阻抗及井上孔隙度分布为约束进行相控建模，建立孔隙度模型[5]。

2.2 网格设计

建模过程中需要对网格进行合理的设计，建立的三维模型网块尺寸越小，模型的精度也就越高。在实际建模过程中，网格设计的大小受到计算机硬件和建立模型的精度要求限制和制约。一方面为了与计算机硬件相适应，同时也需要提高计算机建模的运行效率，网格数量大小应尽可能少，并控制在一定的范围；而另一方面，为了保证建立的地质模型精度要求，网格数量大小又不能过少。因此，需要考虑实际情况，根据研究区的实际地质情况及井网密度关系，设计出合理的网格。经过综合考虑，研究区建模平面网格设计为50×50 m，纵向网格设计一个为1 ms。

2.3 构造模型

构造建模指的是对研究区块的层面和断层进行三维模拟，建立起三维模型的过程，构造模型的质量决定着整个模型的质量，是整个模型的格架和基础，主要采用以下三种模型思路。

（1）断层模型。用地震解释的断层线生成断层柱子，并对相截或相交的断层进行连接处理，最终得到了工区的断层模型。

（2）层面模型。地震解释层位为趋势约束，利用井上分层数据建立层面模型。

（3）属性模型。井点准确认识的基础上对储层发育的有利区实现相控，利用地震数据体覆盖范围广的特性，初步将相类定义为储集相和非储集相，进而实现后续的储集相和地震数据（波阻抗）对孔渗模型的双重约束，最后得到三维储集相分布模型。

孔隙度模型的建立需要用到多学科数据库，首先应完成构造模型、储集相分布模型的建立，然后用它们来约束，在此基础上再根据地震约束储层地质建模方法来实现。

3 结束语

通过对比单井测井孔隙度与孔隙度属性模型的分布范围，可知在模拟前和模拟后孔隙度在小范围有波动，但形态基本保持良好，应用结果表明，该方法能够在三维模型中较好地模拟测井孔隙度频率分布的特征。

［1］耿玉海，李江海，贺电.塔里木盆地塔北隆起西部圈闭类型分布及空间组合规律[J].北京大学学报（自然科学版），2008，44(2):193-200.

［2］张朝军，王长就，罗秀羽，等.塔里木盆地英买力凸起南部寒武系褶皱的地质属性及其油气成藏条件分析[J].地学前缘，2008，15(5):349-356.

［3］张朝军，贾承造，李本亮，等.塔北隆起中西部地区岩溶与油气聚集[J].石油勘探与开发，2010，37(3):263-269.

［4］崔军文，唐哲民.塔里木盆地构造格架和构造应力场分析[J].岩石学报，2011，27(1):231-242.

［5］安海亭，李海银，王建中，等.塔北地区构造和演化特征及其对油气成藏的控制[J].大地构造与成矿学，2009，33(1):142-147.

Discussion on Geological Modeling Technology of Carbonate Fracture Cave System

1,2,3,2,4

（1. Xi’an Shiyou University, Shaanxi Xi’an 710065, China；2. Yanchang Oil Field Co.,Ltd. Wuqi Oil Production Plant, Shaanxi Yan’an 717600, China；3. Formation Testing Company, Western Drilling Engineering Co., Ltd., CNPC, Xinjiang Karamay 834000, China；4. Department of Geology, Northwestern University, Shaanxi Xi’an 710069，China）

In recent years, the development of fractured vuggy carbonate oil and gas fields has been more and more thorough, which opens up a new situation of oil and gas field development. The carbonate rocks have strong heterogeneity and complicated spatial distribution. Accurate characterization and prediction of reservoir spacehas an important role in identifying the reservoir. In this paper, technical analysis of geological modeling of the fracture cavity system was carried out in order to realize the geological modeling of the carbonate rock.

carbonate rock; geological modeling; porosity model; fracture cave system

2017-05-09

刘海迎（1984-），女，硕士研究生，陕西延安人，研究方向：从事油气田开发工作。

TE 19

A

1004-0935（2017）07-0671-02