利用多级相控-多点统计法建立碳酸盐岩缝洞储层地质模型

刘 遥, 汪 彦, 张慧涛

(中国石化 西北石油局勘探开发研究院，乌鲁木齐 830011)

0 前言

常规建模是根据沉积相模型作为约束建立属性模型，沉积相模型是模型的关键技术[1-5]。塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏沉积相单一，储层发育以溶洞、孔洞、裂缝为主，受控于成岩后生作用，主要受构造、断裂、水系控制的岩溶作用[6-8]。T739条带的岩溶作用主要受断裂控制，因此，可以借鉴多级相控的思路，利用地质认识、单井分析结果、地震属性体综合确定储层有利发育体作为约束条件，再对井间进行差值[9-14]。目前储层井间不确定性差值可分为基于象元、基于目标两种方法，但这两类方法在具有复杂形态的储层建模中运用较困难。多点地质统计法应用“训练图像”代替变差函数,同时仍以象元为模拟单元,可以更好地实现目标几何形态的同时，采用单井数据、地震属性、地质模型作为约束数据体，进行井间差值，综合了基于象元和基于目标的算法优点，因此，本次建模采用多级相控与多点统计结合的方法对储层建模[15-19]。

1 建模思路介绍

采用多级相控的思路建立储层发育有利模型作为约束，再采用多点统计差值方法对井间进行差值，建立储层相模型，最后建立物性模型。其主要步骤分为四步：①对单井的岩溶储层段进行划分，储层段之间普遍发育致密段(储层不发育段)，油气主要富集在表层两套储层，因此只针对表层两套储层地质建模，并建立构造模型；②利用多地震属性融合结果结合单井、区域地质认识，确定储层发育的区域，建立储层发育岩溶发育区域模型，作为多级相控的约束条件；③在有利储层发育区域内，采用多点统计法进行井间差值，建立储层I、II类储层相模拟；④以储层相模型作为约束，建立孔隙度模型，根据缝洞型油藏的孔渗关系，建立渗透率模型。

2 建立地质模型

2.1 纵向上的岩溶带划分

地下水的运动是岩溶发育的重要条件之一，从地表向地下深处，地下水的运动逐渐减缓,导致岩溶发育强度也逐渐减弱，岩溶发育强度在垂向上具有一定规律性，表现为带状分布特征。岩溶垂向分带是以岩溶水动力条件为基础，根据岩溶发育强度的分带标准，将同一类水动力条件下岩溶发育强度相近,且在空间上互相连接的部分划分为同一个岩溶发育带，将不同水动力条件下岩溶发育强度差异较大的部分划分为另一个不同的岩溶发育带(储层段)；以岩溶发育相对较弱的层位划分储层欠发育段(致密层)。

在明确了单井的致密层纵向划分之后，利用单井测井解释结果在地震剖面当中标定，追踪致密层。其中inline963层位解释剖面如图2所示。通过加密，最终建立致密层位，结合储层顶、底构造与断裂，建立构造模型。

图1 纵向岩溶带划分单井剖面Fig.1 The well section of vertical karst zoning

图2 inline 963层位追踪剖面Fig.2 Horizon section of inline 963

2.2 岩溶发育区域模型的建立

裂缝、溶洞和孔洞是塔河油田缝洞型油藏的主要储层类型，溶洞是油气储集的良好空间，裂缝是主要的渗滤通道。本次建模将储层模拟对象主要分为：①I类储层(溶孔-溶洞);②II类储层(裂缝)[20]。T739条带储层整体发育，储集整体沿断裂呈条带展布特征，在局部井段中深部储集体发育。

目前无法利用单一属性判断储层发育有利区域，通常可以利用多属性融合的方法，判断储层发育有利区域。综合分析，本次建模筛选了4种属性体综合分析研究，①到断裂垂直距离数据体;②能量体;③蚂蚁追踪数据体;④相干体(图3)。其中距离主干断裂核部越近，溶蚀作用越强，储层也越发育.因此，计算每个点到断裂的垂直距离(图3(a)),均方根振幅能量越强，储层发育的该类越高(图3(b))；相干、蚂蚁体也同样反应了断裂与破碎区域范围，同时也反应了储层的发育有利范围(图3(c)、3(d))。

图3 地震属性体Fig.3 The seismic attribute body(a)到断裂垂直距离数据体;(b)均方根振幅能量体;(c)蚂蚁体;(d)相干体

图4 储层发育概率模型Fig.4 Probability model of reservoir development

对四种属性模型融合处理，再去除异常高值与低值，最后归一化到“0”到“1”的范围，作为储层发育“0”到100%的概率，建立储层发育概率模型(图4)。对比实钻情况，储层发育概率模型与之前的地质认识吻合程度较高。综合分析认为，如果该模型内高于50%的区域，是储层发育的有利区域，赋值“1”，低于50%的区域，储层发育几率相对较低，赋值“0”，最终得到了储层发育岩溶发育区域模型(图5)，认为储层主要在该模型有利区域内发育，区域外储层不发育。

图5 岩溶发育区域模型Fig.5 Karst development regional model

2.3 利用多点统计法建立储层模型

利用多级相控的建模思路，以岩溶发育区域模型作为相控模型，在该模型的约束之下，采用多点统计法，建立I、II类储层模型。

按照研究对象划分储层建模方法可以分为：①基于象元的方法；②基于目标的方法。这两类方法在特殊类型油藏储层建模中运用较困难。多点地质统计法重点分析多点之间的相关性，在相建模当中应用“训练图像”而非变差函数，应用多点的数据样板扫描训练图像并构建搜索树，从搜索树中求取条件概率分布函数，在属性建模过程中以象元为模拟单元，采用序贯算法能够再现目标的几何形态。因此，多点地质统计学方法克服了传统两点地质统计学难以表达复杂空间结构性的缺陷，为特殊类型储层的定量描述提供了更好的方法。

分析认为储层在常规地震剖面上往往表现为反射较强的“串珠”，均方根振幅属性能较好地反应“串珠”反射特征。采用不同的均方根门槛值作为I类、II类储层的训练图像。根据均方根与实钻井对比，I类均储层的均方根振幅截断值取值为3 200，II类储层的确定均方根振幅截断值取值为1 600。本次建模采用储层研究较为清楚、储层展布与受控因素近似的井区作为训练图像的来源，建立I类、II类储层的训练图像。

图6 训练图像Fig.6 Training image(a)I类储层训练图像；(b)II类储层训练图像

图7 储层模型Fig.7 Reservoir model

综合进行了数据分析后，利用较为多点统计法进行了井间差值，分别建立I类、II类储层模型，综合分析得到了如图7所示的I类、II类储层综合模型。纵向上，由上到下岩溶作用减弱，表层储层较深部发育。平面上储层沿断裂呈条带状发育，符合前期的区域地质认识。

2.4物性模型建立

孔、渗模型是由储层相模型作为约束条件，利用井点孔隙度参数作为已知点，分层位内插得到完整的孔隙度模型，再利用缝洞型油藏统计的孔渗关系，建立渗透率模型。因此，关键要素是要得到较为准确的单井孔隙度参数，但碳酸盐岩缝洞型油藏储层最好的井，基本都直接钻遇储层发生放空漏失导致无法测井，孔隙度参数很难确定，本次单井点孔隙度具体分两种类型取值：

1)无测井资料。塔河油田缝洞型油藏由于岩溶作用发育了大量的溶蚀缝洞，统计塔河油田750口井中有103口(近14%)井由于放空或漏失难以进行测井作业，没有采集到相应的测井资料，这种漏失或放空的井揭示了岩溶非常发育的储集体，是主要的油气储集空间，对储量具有突出的贡献。因此，对未测井的井分两种情况赋值：① 放空段的孔隙度直接赋值60%；②塔河油田13口漏失井段在投产后的生产测井过程当中实施了中子寿命测井，可以用于计算放空漏失段的孔隙度，计算得到13口井当中共计28段漏失井段的平均孔隙度为16.12%，因此，漏失段的孔隙度赋值15%。

2)有测井资料。该类情况具有完整的测井资料，可以采用常规方法解释出较为准确的孔隙度，以此作为单井孔隙度赋值。

在上述多点地质统计方法所建立的I、II储层分布模型控制下，采用序贯高斯方法，建立孔隙度模型，孔隙度模型大于10%的镂空模型分布模型见图8，储层主要集中在断裂附近，与储层模型吻合程度较高，很好地体现了相控的作用。

图8 孔隙度>10%镂空模型Fig.8 Permeability>10% hollow model

3 结论

1)多期次的岩溶作用导致储层在纵向上具有分段性，在单井上进行储层分段标定，井间利用地震资料进行层位追踪，进行分段储层模拟，提高了储层预测的可靠性。

2)利用多级相控的思路，通过多地震属性体融合结果结合单井与区域地质认识，建立岩溶发育区域模型，确定了储层的发育范围，仅在范围内储层发育，减小了井间差值的误差，提高了储层相模型的准确程度。

3)多点地质统计法应用“训练图像”代替变差函数,在更好地实现目标几何形态的同时，利用多数据体约束，综合了基于象元和基于目标的算法优点，更加适用于碳酸盐岩缝洞型油藏的储层相模拟。

4)缝洞型特殊油藏储层最发育段基本都发育放空、漏失而无法测井，单井孔隙度赋值困难，可以对不同的储层段采用经验赋值、测井计算两种方法分别赋值，孔隙度参数更加贴近实际油藏特征。