火山岩油藏水平井地质导向初始模型建立

常天全， 肖 阳， 刘 凯， 陈历昶， 贾俊飞, 柴 芸

(1中国石油新疆油田公司勘探开发研究院 2成都理工大学能源学院 3成都理工阳光能源科技有限公司 4中石油青海油田采油三厂)

0 引言

金龙2井区油藏位于准噶尔盆地中拐凸起东斜坡带，包含二叠系佳木河组、上乌尔禾组。其中佳木河组油藏储层主要是火山岩。该油藏单井产量高，为该区主力油藏[1]。对于火山岩油藏而言，岩相分布及裂缝发育决定着储层发育状况，前期研究已初步明确有利岩相分布和裂缝发育趋势，但并未进行精细刻画与表征，导致整体水平井投产效果较好，但部分水平井投产效果一般，后期考虑继续实施水平井开发。

基于录井、地震、测井等资料的地质导向钻井技术[2-4]开发中已得到应用，能够有效提高砂岩、页岩[5-6]等水平井钻井的储层钻遇率[7]。相比这两类储层，火山岩储层断层、裂缝分布复杂，需要落实有利储层纵横向分布规律，提高地层分辨率，为开发目标优选和水平井轨迹优化提供依据。

1 研究区三维地质精细建模

本次建模采用多学科综合一体化原则，以科学的地质理论及三维地质建模理论为依据[8]，充分利用地震、钻井、测井、试井及分析化验等资料，在区域石油地质特征、沉积环境、储层连通性等研究基础上，建立研究区佳木禾组火山岩油藏高精度的三维地质模型，包括地层结构模型、岩相模型、相控岩石物理属性模型。

1.1 基础地质模型

1.1.1 断层模型

以钻井资料为主，地震资料为辅，结合动态分析及监测资料，重新落实构造，进而组建构造框架，建立金龙2井区佳木禾组油藏精细地质模型。在组建断层框架时，依据已有的地震成果和构造图数字化数据，对断层进行组合，最后建立出本区的三维断层模型(图1)。

1.1.2 地层结构模型

建模中的关键点是准确定义断点位置和确定断层的属性(即正逆断层、层内断层或生长断层)。金龙2井区佳木禾组构造研究表明，目的层段内断层均为逆断层，并且继承性较好。建立了佳木禾组高精度的地层结构模型(图2)。

图1 金龙2井区佳木禾组断层模型

图2 佳木禾组三维地层结构模型

1.1.3 小层结构模型

小层模型是岩相模型的基础。通过建立速度场将地震资料解释时间域层位转化为深度域层位，采用地层厚度，在顶底构造形态的约束下，考虑分层数据的前提下校正各小层的顶底构造面，从而建立精准的小层结构模型。

本次火山岩储层三维建模主要以第三期为目标，地层厚度在22～299.8 m，平均146.9 m，为了真实地反映出小层内部储层在平面上和纵向上的变化，小层纵向网格细分的厚度标准为2.0 m剖分方式为等比例剖分。

储层构造和断层模拟仅仅是地下构造形态的再现，而储层实体的表现反映在对储层层段及其中属性分布的描述上，因此需要进行储层属性的模拟。

1.2 岩相建模

1.2.1 单井岩相模型的建立

为了使测井解释成果和砂泥岩相研究结果与模型建立关系，单井相的划分是一座桥梁，本次研究在砂体相研究的基础上结合测井曲线，采用Petrel中基于神经网络算法的聚类分析模块，协同全区所有46口井的岩相二次解释结果，对研究区目的层段油藏内的井进行了单井岩相的划分。

1.2.2 岩相模型的建立

将P1j火山岩相划分为火山角砾岩、安山岩、流纹岩、英安岩、玄武岩和凝灰岩六类，采用条件控制下的随机模拟方法，选择序贯指示模拟的具体算法，通过拟合变差函数，进行等概率随机模拟，共进行了五次等概率实现，然后岩相进行累计求出概率分布模型，实现优选。

1.3 相控属性建模

由于地下储层物性分布的非均质性与各向异性，用常规的由少数观测点进行插值的确定性建模，不能够反映物性的空间变化。在储层岩相模拟的基础上进行相控物性模拟才能相对真实反映储层物性的非均质性。采用基于同位协同克里金的相控条件下的序贯高斯(SGS)模拟算法，建立了孔隙度、渗透率、饱和度模型(图3～图5)。

图3 佳木禾组油藏孔隙度模型

图4 佳木禾组油藏渗透率模型

2 井眼轨迹优化应用

2.1 三维地质模型修正

利用已完钻的水平井的钻录井资料对三维地质模型进行对比检验，经过微调，使得水平井J201、J202、J207三口井实钻轨迹与模型吻合(以图6J201井为例)，最终模型精度达到要求，因此可以利用建立的三维地质模型对后续实施的水平井轨迹进行优化调整。

图5 佳木禾组油藏饱和度模型

2.2 水平井地质导向验证

建立精细地质模型后，对5口水平井进行井眼轨迹优化，实时跟踪水平井钻探，有效降低了钻探风险，提高油层钻遇率。表1为结合三维地质模型优化后的水平井产量与邻井产量对比表。

表1 优化后的水平井产量与邻井产量对比表

图6 J201水平井轨迹剖面图

3 结论

1)火山岩油藏地质特征复杂，存在大量的断层、裂缝分布，需要结合测井与地球物理资料与实钻资料进行反复对比与验证，从而实现对于储层的精细刻画与描述。

2)应用经过验证的三维地质建模成果，指导火山岩油藏水平井钻探实施及调整，可有效降低钻探风险，提高油层钻遇率，从而提高油井产量。