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少井条件下储层相控建模研究

作者:未知

  摘  要:针对丽水凹陷南三维井区地质条件复杂,储层非均质性严重,钻井稀缺且分布不均等特点,常规的方法往往难以建立反映油藏实际地质情况的模型。本研究充分利用地震资料和有限的井资料,合理添加虚拟井点,进行无井区域的定量化表征,多条件约束建立储层的地质模型,提高了少井或无井地区储层预测模型的精度。建模实例表明,研究区整体呈现东高西低的地形特点,东次凹主要发育三角洲沉积体系,砂体分布较为连续,物性较好。通过单井相和地震相分析,结合砂体分布规律的研究,合理刻画了丽水凹陷南三维区的构造特征和储层发育情况。
  关键词:丽水凹陷;储层地质建模;少井无井地区;多条件约束相控建模
  中图分类号:TE122.1 文献标志码:A           文章编号:2095-2945(2019)11-0053-03
  Abstract: In view of the complex geological conditions, strong reservoir heterogeneity, scarcity and uneven distribution of wells in the South 3D area of Lishui Sag. It is difficult to establish a model reflecting the actual geological conditions of the reservoir by conventional methods. This study makes full use of seismic data and well data to reasonably add virtual well points for quantitative characterization of particular regions. The multi-level constraint method is used to establish the geological model of the reservoir, whichs improve the accuracy of the reservoir prediction model in areas with few wells. It was indicated that the study area shows the topographic feature of high to low from the east to west. The eastern region mainly develops the delta sedimentary system, where the sand body distribution is relatively continuous and the physical properties are better. By working with the single well facies, seismic facies, and the sand body distribution, the structural characteristics and reservoir development in the South 3D area of Lishui Sag are described.
  Keywords: Lishui Sag; reservoir modeling; zones with few wells; multi-condition phase control modeling
  隨着计算机技术的提高,储层地质建模技术在近年来得到了迅速的发展,储层研究向着定量化、精细化方向延伸,研究内容由定性描述转向了定量表征[1-5]。建模技术发展到现在,很多学者在降低地质建模过程中的不确定性、提高模型准确度以及改进三维地质建模方法等方面开展了大量研究。一般密井网条件下,地质资料较为丰富,所建立的模型往往比较可靠,然而,实际上很多油田处于开发的初期,存在钻井少的问题,井距可以达到500m以上,这种情况下,常规建模方法往往难以建立反映实际地下情况的模型。董越等[6]提出了多概率函数最优融合建模的方法,在垂向、平面、三维三个尺度建立概率函数,提高模型网格的限制条件。张宇焜等[7]通过建立可靠的地质知识库,多级约束建立储层相模型。高云峰等[8]利用敏感地震数据作为沉积微相的约束条件,结合井点资料进行方差分析,降低地质模型的不确定性。针对稀井网条件下井资料匮乏、构造复杂及储层非均质性严重的油气田,如何利用仅有的资料建立高精度反映实际情况的地质模型,成为了储层建模研究的重点和难点。因此,本文以东海陆架盆地丽水凹陷为例,综合应用多尺度的信息,以“井震结合,依震丰源,模式预测”的研究思路,采取分条件多级约束相控建模的方法,体现地震数据和测井资料在相控建模中的约束作用,提高地质模型的准确性。
  1 区域地质概况
  丽水凹陷位于东海陆架盆地台北坳陷的西南部,是在中生代残留盆地基底上发育形成的新生代断陷盆地,该凹陷呈北东-南西向展布,凹陷内部以灵峰潜山为界,分割为东、西两个次凹[9-11]。丽水凹陷目前处于油田勘探开发的初期阶段,整体开发程度较低,钻井资料缺乏[12-13]。南三维地区位于丽水凹陷的中部,是丽水凹陷油气藏勘探开发的重(图1),总面积约730km2。研究区内共有5口钻井,井网密度小,井控能力低,难以满足精细地质建模的要求。
  2 建模思路和方法
  2.1 建模思路
  储层内断层较为发育,非均质性严重。在研究区范围内,靠仅有的5口井的资料很难建立一个预测性准确的精细地质模型,但是该范围覆盖了较好的地震资料。针对研究区块目前存在的实际问题,提出综合利用地震解释、测井、地质等资料,将井点上的地震属性和测井数据建立最佳相关关系,构建虚拟井点定量表征无井区域的地质参数。在构造模型的基础上,建立研究区的沉积微相模型,进而采用多条件约束的方法,逐级建立储层的孔隙度和渗透率模型。   2.2 建模方法
  储层建模的关键在于通过钻井、测井、地震等资料的分析,解剖储层内部结构特征和变化规律[14-16]。在本研究中,综合应用多尺度的信息,提取地震关键信息控制建模过程,体现地震数据和测井资料在相控建模中的约束作用,应用已知信息来限定随机建模的过程,提高储层模型的预测精度,并确定了不同沉积时期储层的展布范围,有效提高地质模型的精度。
  (1)利用井间地震的精细构造解释和等时小层对比结果,提取构造分层和研究区内所有断层数据,建立研究区的构造模型,为储层沉积微相模型、相控属性模型的建立提供框架。(2)利用测井资料,结合单井相分析,划分沉积微相,确定微相类型在平面上的组合及表现形态,形成河道微相的简单形态的平面图,再采用序贯指示随机模拟方法建立各小层的微相分布模型,最终进行微相模型的合并。(3)利用地震储层预测资料结合钻井及地质综合研究,合理构建虚拟井,进行无井区域的定量化表征,以降低储层预测带来的不确定性,提高储层模型的精度。(4)针对测井解释结果得到的孔隙度和渗透率曲线进行数据粗化,采取多条件多级约束相控建模的方法,利用泥质含量和孔隙度的相关性,约束建立孔隙度模型,继而以孔隙度模型为协变量建立渗透率模型。在多条件逐级控制下,储层物性模型更加符合实际地质特征。
  3 复杂构造地质建模
  针对此类复杂构造油藏,综合利用测井、地震,地质资料,采用多条件约束的方法逐步降低模型的不确定性。
  3.1 多条件控制相控建模
  根据地震解释成果确立断层的空间分布和组合关系,结合小层对比划分所取得的地层底部深度数据作为主变量,通过VBM复杂构造建模方法建立构造模型。模型有效刻画了各层序界面的形态,并反映了地层厚度的变化特征,是建立相模型的基础。
  断层模型是构造建模中的关键步骤,它的准确性不仅影响构造模型本身的精确度[17-20]。研究区块内断层较为发育,非均质性严重,大小断层共发现28条,多处出现断层连接的现象。模型表明,较大的断层主要发育在研究区东南部,西部主要发育较小的不连续断层,这些断层大部分具有相同的走向,呈现北东-西南方向。次级断层与大断层相连接或独立存在,影响整个地区的构造发育。南三维区最大的断层(图2(a)①)发育在研究区中部延伸至东侧,该断层贯穿了T2、T3、T4、T5、T6五个层位,L2井穿过该断层。第二条较大的断层(图2(a)②),发育在研究区的西南部,该断层主要影响T3、T4、T5、T6的地层发育。两条断层之间没有明显的接触关系。
  研究區构造情况较为复杂,地形高低不平,起伏剧烈,整体呈现西高东低的地形分布规律(图2(b))。断层的发育和复杂的构造特征成为该区的典型特征。这些特征在一定程度上影响了研究区沉积体系的建立,进一步影响了油气的成藏特征。研究区中部灵峰凸起和东西两侧凹陷的特征同时也是对物源供给体系的响应,从而形成了复杂的沉积环境。
   在构造框架的控制下,以二维沉积微相平面图作为约束限制,采用序贯指示模拟方法建立沉积微相模型,保证模型微相的分布概率与原始数据统计概率一致[21-22]。结合沉积相研究和微相模型分析表明,研究区发育了一套扇三角洲沉积和浪控三角洲-沿岸沙坝沉积体系。西次凹主要物源区为灵峰凸起和闽浙隆起带,发育浪控三角洲-沿岸沙坝沉积,受波浪的作用影响较大,导致砂体分布较为零散。东次凹主要物源来自于凹陷东部,形成扇三角洲沉积,受波浪作用影响较小,砂体分布较为连续。图3为研究区小层沉积微相平面图。
  3.2 储层物性建模
  储层物性主要包括孔隙度和渗透率,这两个参数的空间分布规律决定岩石内部的属性,是储层评价中的重要参数[23-24]。本次储层物性模型的建立,是在沉积微相模型建立的基础上,应用顺序高斯模拟方法实现的。由于研究区内井点少,资料匮乏,因此在建立储集层孔隙度和渗透率三维模型时,根据孔隙度和泥质含量之间的相关性,在不同沉积微相的严格约束下,应用顺序高斯模拟方法进行孔隙度模型的建立,同时利用孔隙度和渗透率的相关性建立渗透率模型。采用这种多条件约束相控建模的方法,能够有效弥补少井条件下相控建模的不足,提高储层物性模型的准确性。通过模型可以看出孔隙度的展布与物源方向和砂体分布模式基本一致,具有较强的相关性,靠近物源的区域孔隙度相对较高且连续性较高。图4为研究区孔隙度模型。
  4 结论
  (1)复杂构造地质建模的关键在于断层的识别与分
  类。通过VBM复杂构造建模方法的应用,细化了地层格架,确定了不同沉积时期储层的发育特征,识别并建立了储层的复杂构造模型。基于上述认识建立了储层地质知识库,并取得了反映实际地质特征的建模参数。(2)利用地震数据解释出南三维地区断层产状和层位构造图,结合层序界面的划分成果,结果表现丽水凹陷南三维地区整体呈现西高东低的地形分布规律,东部出现了部分地层缺失的情况。(3)结合岩心分析、测井和地震方法,采用多条件分级约束的方法,建立储层的孔隙度和渗透率模型。该方法在储层地质建模的实践中,有利于发挥地质条件的限制作用,降低稀井网条件下地质模型的不确定性。
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