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随钻地质建模一体化综合研究及应用

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地质 建模 一体化 综合 研究 应用
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第31卷增刊1 2009年6月 石 油 钻 采 工 艺 01 009 文章编号:1000—7393(2009)021—04 随钻地质建模一体化综合研究及应用 张岚赵春明霍春亮苏进昌 吕坐彬 (中海石油(限公司天津分公司勘探开发研究院,天津300452) 摘要:针对渤海湾新近系明化镇组下段河流相储层的地质特点,在开发方案钻井实施过程中,应用精细地质建模一体化 技术,充分利用新钻开发井资料,结合地球物理资料,应用地质统计学和随机模拟方法,开展对储层井震关系、沉积模式、沉积 微相、砂体连通状况的综合研究,及时准确地调整和完善地质模型,建立储层地质预测模型,从而为随钻阶段井位优化、射孔 方案优化提供了可靠的静态模型。通过开发井实钻表明,随钻地质建模为油田开发方案的制定和射孔方案优化提供了科学 的地质依据。 关键词:随钻地质建模;一体化;开发方案优化 中图分类号:献标识码:A of U V 00452,on of in in ay,of of in to be a be of 几年来,随着储层评价技术的不断提高,渤海 湾浅层河流相油田新增探明石油储量逐年增多,投 入开发的油气田也越来越多,但由于此类型油田地 质特征相对复杂,储层横向变化较大,油水关系复 杂,油藏类型多样化,给油田的高效开发带来了很大 的风险和难度。为了实现油田开发效益的最大化, 通过不断摸索总结出一套与开发目标相匹配的新技 术,并在此基础上通过各种技术的综合运用与集成, 形成了一系列随钻井位优化与井位跟踪调整技术体 系。在地质建模方面,主要表现为随钻地质建模一 体化技术,即在油田随钻过程中,利用新钻井资料, 并结合地球物理资料,开展对储层井震关系、沉积模 式、沉积类型、砂体连通性的认识和研究,在此基础 上及时准确地调整和完善地质模型,建立储层地质 预测模型,从而为随钻油田井网优化、射孔方案优化 提供可靠的油藏数值模拟静态模型。 1油田概况 油田位于渤海湾南部海域,构造为发育于黄 作者简介:张岚,2005年毕业于中国地质大学(北京),现主要从事储层地质建模研究.7话:022—25804372,E—22 石油钻采_7009年6月(第31卷)增刊1 河口凹陷中央构造脊上的一个复杂断块,整体构造 形态为夹持在两条边界断层间的一个复杂断块,断 层发育。油田的主力含油层段为新近系明化镇组, 明化镇组中上部主要发育浅水三角洲沉积,下部主 要发育曲流河沉积,受岩性和断层双重因素控制,油 气藏类型主要为构造一岩性油气藏。 2地质综合研究 对油田开发初期井点数据较少,河道砂体难 对比和难追踪的问题,开展随钻阶段地质综合研究 至关重要。充分利用井和地震资料,通过井点地层 划分及精细井震关系调整,逐步建立较精细的地层 框架。根据地震反演沿层切片信息,观察横向上地 震属性的分布规律,确定等时的地层框架,进而在沉 积单元和井资料约束下对砂体进行追踪和描述。通 过对沉积单元横向地震属性特征分析和井点沉积微 相的解释,得到储层横向、纵向沉积规律,在一体化 综合研究的基础上l】],建立储层地质模型(见图1)。 图1 随钻地质建模一体化流程 of .1时深标定 井震时深标定过程中,首先从单井时深关系 调整人手,充分利用校正后的声波测井、选择合适的子波制作合成地震记录,从而为井数据 (深度域)和地震数据(时间域)之间搭建一座桥梁, 通过井震结合,多井标定,调整时深关系,建立较准 确的速度模型,为时间域地层框架向深度域地层框 架转换提供可靠依据。研究表明,该油田浅层明化 镇组地震波阻抗与储层砂体的相关性较好,可以通 过井点地质的细分层及精细井震关系调整,逐步建 立较精细的等时地层框架。 2.2二次构造解释 田开发方案)阶段,只解释了于 河道垂向叠置和侧向迁移频繁,导致构造解释有“穿 时”现象。在随钻地质建模中,为了提高构造模型的 正确性和精细性,建立较精细的地层框架,在新钻开 发井分层和砂体界面追踪时,进行了油组层面的调 整和关键界面的二次构造解释,调整了局部油组层 面的“穿时”现象,并补充解释了4个构造层位的顶 面(见图2,图中黑色为原解释层位,其他为补充解 释层位)。结合井间对比和地震反演特征来调整对 比层位,建立精细的等时地层对比框架。 溅线号 I 1 m 1 厘 翟l 1 l 图2二次构造解释层位 of .3砂体描述和追踪 of ,储层横向变化较大,砂体分布规律的准确描述必 须借助品质良好的地震资料。本区储层预测使用定 量描述的办法,利用多井资料和地震密度反演相结 合对主力油组进行砂体追踪(图3),较准确地反映 出目标砂体分布范围和厚度变化。 图3利用波阻抗反演资料追踪砂体的范围 of on I .4沉积微相描述 积微相是影响储集层非均质性的主要因素之 张 岚等:随钻地质建模一体化综合研究及应用 23 一,并在一定程度上控制着储集层属性参数场的展 布方向和分布规律。因此,正确认识沉积微相是储 层研究的关键。单井沉积微相首先从测井曲线特征 研究人手,根据曲线形态将浅水三角洲_2 划分泛滥 平原、分流河道、决口扇和天然堤4种微相。测井曲 线上泛滥平原表现为齿化平直状夹指状(图4a),而 分流河道则表现为钟形和箱形(图4b、4c),决口扇 多为漏斗形(图4d),天然堤为指状齿形(4e)。单井 沉积微相的准确解释为沉积相模拟提供了储层预测 的基础。 2.5河道的统计特征参数 of 田开发初期井网密度较小,仅仅依靠井点资 料不能准确反映河道砂体平面展布特征的情况下, 可将井和地震信息结合起来分析河道微相特征。河 道形态的定量参数是沉积微相模拟所需要的重要输 (a)泛滥平原(b)分流河道(c)分流河道 (d)决口扇 (e)天然堤 图4研究区单井测井相(伽马曲线和电阻率曲线) GR of in 参数,其数值在很大程度上决定着沉积微相模拟 实现是否符合客观地质实际,因此正确的定量参数 是随机模拟成败的关键。不同沉积单元河道微相特 征各不相同,因此描述河道微相的各种参数(河道宽 度、厚度、弯曲度、方向等)也不同(表1),这说明不 同沉积单元河道的发育程度、规模和特征有所区别。 表1 研究区明下段河道微相参数统计表 of in in 道宽度 河道厚度 河道流线 振幅 单元 及偏差 及偏差 方向 及偏差 /m /m /(。) /m t / _ 一一一一 1—●■■■■_ r 、~ f—■■■■■■■_ 二 —~~ ■—l—■t 3地质模型的建立 of 层框架是储层三维建模的基础,由断层模型 和层面模型组成。在此基础上,应用地质统计学理 论和随机模拟方法建立砂岩相模型,然后在砂岩相 控制下建立储层参数模型。 3.1砂岩相模型 于地震资料只能分辩出砂岩和泥岩,无法分 辩出分流河道、决口扇和天然堤微相,在沉积微相模 拟过程中,模拟出的沉积微相和实际地质模式不符 合。鉴于地震资料和模拟算法的局限性,在沉积相 实际模拟过程中,将分流河道、决口扇和天然堤合并 、成砂岩相,模拟出单砂体的骨架模型。 对于砂岩相的随机模拟,主要是通过示性点模 拟方法 ]。在模拟过程中综合多井资料、河道流线 方向和砂泥岩概率函数多个条件约束下建立砂岩相 模型。砂泥岩概率函数可用来定量描述三维空间砂 岩发生的平均概率的空间三维数据体,虽然岩性(或 切 县 沿 抗 阻 波 布 分 线 流 遭 河 比 涔 24 石油钻采工艺 2009年6月(第31卷)增刊1 岩相、沉积相)与波阻抗之间没有严格的确定性关 系,但是可以通过分析二者之间概率关系立砂 泥岩概率函数(图5)。该函数可以用来描述三维空 间网格内某一波阻抗值对应某一指定岩性(或岩相、 沉积相)的概率,将这一函数关系用于随机模拟中, 可以得到岩相分布的多个概率实现。 图5砂岩相概率体 of .2储层参数模型 层建模的最终成果是储层的岩石物性模型即 孔、渗、饱等参数模型。在该随钻油田中,由于前期 钻井较少,利用地震波阻抗反演资料_6 ],在砂岩相 模型的控制下利用井点数据和地震波阻抗反演资料 协同约束建立储层物性参数模型(图6)。在现有资 料的前提下利用地震反演资料约束建立储层参数模 型较好地反映了地下油藏物性的空问展布规律。 图6储层参数模型 过实钻开发井的检验,证明了在开发随钻阶 段利用地震波阻抗反演资料约束建立储层物性参数 模型的适用性和可行性,一定程度上降低了井间插 值的随机性和不确定性。 4应用效果 油田随钻地质建模过程中,及时迅速地加载 新井资料,不断修正地质认识,不断完善地质模式, 实时准确更新随钻模型,平均每3口井更新一次地 质模型,地质模型更新为2~3 d,大大缩短了建模周 期,为下批井位优化调整和油藏方案优化赢得了时 间。这些扎实的基础工作为油田高效钻井和后期合 理开发奠定了基础。 利用随钻地质建模,通过机理预测研究与实际 模型研究相结合,制定最优油藏开发方案和射孔方 案(图7),对风险和潜力进行指标量化,指导井位优 化调整,为油田高效开发奠定了基础。实钻结果表 明,随钻过程中建立的地质模型较及时、准确地反映 了油田开发钻井过程中一体化精细建模的可行性和 必要性。 料 钿 m、 0 5000 0000 25000 30000 单井累积产油量/t 图7 纯油区生产井距离内含油边界不同距离 开发指标对比曲线 I of to on 结论 1)海上油田钻井较少,地震数据的充分应用显 得至关重要。在储层属性参数模拟中,把钻井资料 作为硬数据,地震波阻抗反演资料作为软数据协同 约束建立参数模型,大大减少了随机模拟的不确定 性。 (2)海上油田采用一次性井网,多采用批钻批完 的作业方式,钻井周期短,难以做到快捷及时的调 整。利用随钻地质建模一体化技术,开展建模前的 地质综合研究,大大缩短了建模周期,为随后井位优 化调整和油藏方案优化赢得了时间,也提高了随钻 的质量和效率。 参考文献: [1] 霍春亮,古莉,赵春明,等.基于地震、测井和地质综合 一体化的储层精细建模[J].石油学报,2007,28(6):66 —71. (下转第62页) 62 石油钻采工艺 2009年6月(第31卷)增刊1 7 1 0 4.32 6 4 图7 7等井枣Ⅱ一Ⅲ油组的∑成像图 ao [1I at 结论 1)各种因素对计数率影响的理论研究为现场 测试井的具体条件选择和井的实际解释提供了理论 依据。 (2)层孔隙度,给出了不同因素条件下孔隙度的确定 公式,拓宽了(3)为老油田开发后期的剩余油挖潜提供了一种新的监 测手段。在判断水淹层,寻找潜力层和未动用层,有 效识别气层,识别低阻油层,定量计算地层含油饱和 度、中子孔隙度,定性识别岩性等方面发挥着重要的 作用。 (4)从理论上研究了单因素对热中子计数率的 具体影响,而实际测井过程中,几种影响因素的影响 是同时存在的,且测量的计数率是几种影响因素的 综合结果,如何将这几方面有机结合起来,对测取的 计数率或综合俘获截面进行单因素影响校正,使其 更加真实地反映地层中的流体信息,需要进一步研 究。 参考文献: [1] 张锋,徐建平,胡玲妹,等.拟结果研究[J].地球物理学报,2007,50(6):1924- 1930. U U et ].007,50(6):1924—1930. (修改稿收到日期2009—03—25) [编辑景 暖] [2] [3] [4] (上接第24页) U et n— on ].2007,28(6):66姚光庆,马正,赵彦超,等.浅水三角洲分流河道砂体 储层特征[J].石油学报,1995,16(1):24—30. A et of of ].995,16(1):24李少华,张昌民,林克湘,等.储层建模中几种原型模 型的建立[J].沉积与特提斯地质,2004,24(3):102— 1ha.et of in ].004,24(3):102—107. 胡向阳,熊绮华,吴胜和,等.标点过程随机模拟方法 在沉积微相研究中的应用[J].石油大学学报:自然科 学版,2002,26(2):19U et of [6] [7] to ].002,26(2):19—25. 崇仁杰,刘静.以地震反演资料为基础的相控储层建 模方法在油田的应用[J].中国海上油气(地 质),2003,17(5):307—311. of a on ].il 003,17(5):307—311. 刘文岭.地震约束储层地质建模技术[J].石油学报, 2008,29(1):644. by ].008,29(1):64—68,74. 吕晓光,张学文,刘合年,等.综合运用地震反演及测 井资料建立单砂体骨架模型[J].石油学报,2007,28 (6):82—86. et of by J].007,28(6):82—86. (修改稿收到日期2009—03一[编辑朱伟]
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