番禺油田油藏一體化研究應(yīng)用

陶彬

摘 要：文章通過(guò)研究番禺油田巖石物理模型和彈性模量的正演關(guān)系，找出測(cè)井聲波與地震彈性響應(yīng)代表的物理意義，正確解釋儲(chǔ)層頂面構(gòu)造，并通過(guò)地質(zhì)分析、沉積研究及巖石物理分析成果來(lái)進(jìn)行地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演，建立儲(chǔ)層油藏模型，以動(dòng)態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)為校驗(yàn)篩選模型，得到最理想的油藏模型。這一綜合過(guò)程充分融合了測(cè)井、地震、地質(zhì)、油藏等多學(xué)科知識(shí)，實(shí)現(xiàn)了油藏研究的一體化，從而含油圈閉更加落實(shí)，儲(chǔ)層非均質(zhì)性和剩余油預(yù)測(cè)更加準(zhǔn)確。

關(guān)鍵詞：番禺油田；一體化研究；地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演；理想油藏模型

Abstract： In the Panyu oilfield， the relationship of the petrophysical property and the elastic modulus was analyzed to search the physical significance of acoustic logging and seismic elastic response. Then the reservoir top structural map was interpreted accurately. Meanwhile， the geological statistic inversion was achieved by considering the research results from geology， sedimentation ad petrophysics， to construct the reservoir model. Finally， the ideal reservoir model was confirmed through the verification and filter based on the dynamic production data. The integrated reservoir study was realized through this systematic process involving the multi-discipline knowledge from logging， seismic， geology， reservoir etc. Then， the oil-bearing trap will be confirmed more certainly. The estimation of reservoir heterogeneity and remaining oil will be more accurate.

KeywordS： Panyu oilfield； Integrated study； geological statistic inversion； ideal reservoir model

1 概況

番禺油田位于南海珠江口盆地。油層主要分布在韓江組下段、珠江組和珠海組上段，為三角洲前緣沉積，高孔高滲的砂巖儲(chǔ)層。油品性質(zhì)由下往上依次為輕質(zhì)、中質(zhì)和重質(zhì)。含油層段有砂巖、泥巖和鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖三種巖性。地震分辨率λ/4為15.5米，砂層厚度一般為11-22米，地震資料基本上能夠識(shí)別這些砂層。

常規(guī)的研究流程是用地震資料解釋搭建構(gòu)造格架，井約束進(jìn)行地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)建模，進(jìn)而得到地質(zhì)模型。而常規(guī)模型存在的問(wèn)題是：油藏模型中計(jì)算含水始終高于實(shí)際含水，模型中的剩余油已經(jīng)基本接近殘余油飽和度，但實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)依然較好；在靜態(tài)地質(zhì)模型中如何描述儲(chǔ)層及物性的非均質(zhì)性變化，從而得到合理的儲(chǔ)量，及準(zhǔn)確評(píng)估剩余油分布。通過(guò)分析原有模型，發(fā)現(xiàn)主要問(wèn)題是在建模過(guò)程中測(cè)井、地震、地質(zhì)、油藏都相對(duì)獨(dú)立，于是各個(gè)學(xué)科揭示的規(guī)律即使存在矛盾也未能解決。由于海上井位的分布不均一，已鉆井無(wú)法有效代表區(qū)域構(gòu)造及儲(chǔ)層的分布，因此三維地震資料的應(yīng)用，多學(xué)科集成和交叉的分析，對(duì)建模至關(guān)重要。

2 技術(shù)方法

工區(qū)包括40平方公里三維地震資料，33口開(kāi)發(fā)井，其中9口井有縱波，1口井有橫波。為了達(dá)到研究目標(biāo)，建立了一套可迭代的一體化研究流程。首先分析研究工區(qū)的巖石物理規(guī)律，找出測(cè)井聲波與地震彈性響應(yīng)代表的物理意義，正確解釋儲(chǔ)層頂面構(gòu)造，并通過(guò)地質(zhì)分析、沉積研究及巖石物理分析成果來(lái)進(jìn)行地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演，建立儲(chǔ)層油藏模型，以動(dòng)態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)為校驗(yàn)篩選模型，得到最理想的油藏模型（圖1）。當(dāng)油藏動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驗(yàn)證模型尚不完善的時(shí)候，流程中的相關(guān)步驟需重新迭代，如構(gòu)造解釋及地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演。

2.1 石油地質(zhì)特征研究

番禺油田主要儲(chǔ)集層為漸新世-中中新世沉積的珠江組碎屑巖。本次研究的目標(biāo)就是這套海侵體系域三角洲前緣亞相地層。在構(gòu)造主體，自然伽瑪測(cè)井曲線呈現(xiàn)為漏斗形與近箱形的復(fù)合韻律，為水下分流河道微相；向東測(cè)井曲線為多個(gè)漏斗形與鐘形的疊加組合，逐漸過(guò)渡到河口壩微相。從沉積特征來(lái)看，在油田主體20平方公里內(nèi)儲(chǔ)層分布相對(duì)穩(wěn)定，自西向東鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖明顯增加，儲(chǔ)層孔隙度、滲透率物性逐漸變差。

2.2 巖石物理特征

巖石物理分析的目的是：（1）為測(cè)井評(píng)價(jià)和地震綜合研究提供

單井質(zhì)量可靠、多井趨勢(shì)合理的測(cè)井曲線。（2）建立測(cè)井響應(yīng)、地震彈性響應(yīng)與巖性、物性和流體之間的物理聯(lián)系，為多學(xué)科相結(jié)合的儲(chǔ)層研究建立合理的技術(shù)流程。

本次研究建立了具有地質(zhì)含義的單井曲線質(zhì)量評(píng)價(jià)和多井標(biāo)準(zhǔn)化處理技術(shù)體系，并得到多井評(píng)價(jià)后趨勢(shì)合理的測(cè)井曲線。同時(shí)，基于“測(cè)井特征相關(guān)分析”技術(shù)和“微分等效介質(zhì)”理論，建立了研究區(qū)的測(cè)井彈性正演模型，明確儲(chǔ)層物性、流體與縱波時(shí)差、Vp/Vs等巖石彈性的關(guān)系，建立孔隙度、飽和度與彈性響應(yīng)關(guān)系模板，為地震儲(chǔ)層模型的定量解釋奠定基礎(chǔ)。在模板中，砂巖表現(xiàn)為孔隙度增加，縱波阻抗減小，Vp/Vs相對(duì)較低；泥巖具有高阻抗、高Vp/Vs的特征；當(dāng)鈣質(zhì)膠結(jié)含量增加后縱波阻抗也隨之增加，縱橫波速度比也隨之增高。

2.3 正演模型分析反射系數(shù)

地震數(shù)據(jù)表明東部砂巖頂界面消失，這一現(xiàn)象是由于砂體尖滅還是其他原因引起，構(gòu)造解釋方案以波谷為準(zhǔn)還是以波峰或其他為標(biāo)準(zhǔn)，存在不確定性，這將直接導(dǎo)致圈閉面積及儲(chǔ)量的變化；同時(shí)，圈閉面積及儲(chǔ)量的變化必然直接影響油藏?cái)?shù)值模擬的結(jié)果。因此，需要在充分理解本區(qū)的巖石物理響應(yīng)特征后，以真測(cè)井曲線為基礎(chǔ)，建立正演初始阻抗模型，分析地震揭示的反射系數(shù)特征。

2.4 地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演

地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演構(gòu)建一個(gè)概率密度函數(shù)（PDF）來(lái)表征在已知地質(zhì)、地震、測(cè)井等信息的條件下儲(chǔ)層的概率，并利用貝葉斯推論將上述各種信息源的概率密度函數(shù)綜合起來(lái)求解，獲得表示儲(chǔ)層巖性與屬性的后驗(yàn)概率密度函數(shù)，然后利用馬爾科夫鏈-蒙特卡洛算法對(duì)后驗(yàn)概率密度函數(shù)抽樣，從而獲得所需的各種屬性體。此方法即體現(xiàn)了地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的連續(xù)性又考慮了巖性沉積的間斷性與多樣性，尤其是能夠把從子波得到的合成記錄與地震數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。在番禺油田內(nèi)，統(tǒng)計(jì)學(xué)反演輸出的模型表明無(wú)井控制區(qū)域含鈣增多，這與地質(zhì)、測(cè)井及正演研究的假設(shè)一致。

2.5 油藏模型和剩余油分布研究

常規(guī)模型篩選帶來(lái)的修改工作量很大，研究過(guò)程不易于重復(fù)，無(wú)法在建模過(guò)程中進(jìn)行迭代，模型很難更新。本文采用一體化研究流程進(jìn)行模型的篩選和動(dòng)態(tài)校驗(yàn)，其關(guān)鍵在于流程的可迭代性。通過(guò)對(duì)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演得到的每一組實(shí)現(xiàn)在精細(xì)網(wǎng)格上進(jìn)行歷史擬合，對(duì)多個(gè)油藏模型進(jìn)行多輪次歷史擬合，每次迭代都進(jìn)行擬合誤差分析。如果所有擬合結(jié)果與實(shí)際開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)均不吻合，就返回構(gòu)造研究或地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演，優(yōu)化反演參數(shù)，進(jìn)行新一輪反演，之后重新進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬篩選模型，直至歷史擬合結(jié)果與實(shí)際產(chǎn)油趨勢(shì)吻合較好，此時(shí)的模型即是最優(yōu)的油藏模型。

經(jīng)過(guò)幾輪次的迭代，若不考慮東部鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖和構(gòu)造形態(tài)的影響，含水率的歷史擬合較好，但是井底流壓的變化明顯與實(shí)際生產(chǎn)情況不吻合；若考慮東部鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖對(duì)儲(chǔ)層的影響，井底流壓相對(duì)上一種情況變化穩(wěn)定些，但與生產(chǎn)歷史的匹配度仍不夠高；在地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演過(guò)程中，同時(shí)考慮東部鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖和構(gòu)造解釋方案的調(diào)整，油藏模型的歷史擬合程度非常高，液量和井底流壓與實(shí)際生產(chǎn)情況吻合很好。通過(guò)動(dòng)態(tài)篩選出的最優(yōu)模型，代表了巖石物理、地質(zhì)、構(gòu)造、地震及油藏動(dòng)態(tài)信息等多學(xué)科相結(jié)合的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演結(jié)果，可以精細(xì)描述最符合地下實(shí)際情況的原狀地層模型。應(yīng)用這個(gè)地質(zhì)模型進(jìn)行數(shù)值模擬，得到流線模型，表現(xiàn)流體流動(dòng)特征、注采關(guān)系及水驅(qū)前緣，并落實(shí)剩余油分布。流線模型中壓力變化為十幾巴，壓力足夠穩(wěn)定，與生產(chǎn)實(shí)際情況相符；油藏原始含油飽和度0.66，剩余油飽和度均值為0.52，東南方向及構(gòu)造鞍部的剩余油未被生產(chǎn)井波及，為下步布井的甜點(diǎn)區(qū)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文提供了一套行之有效地應(yīng)用測(cè)井、地震資料、地質(zhì)信息、油藏動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)以及地震反演技術(shù)獲取精細(xì)地質(zhì)模型的方法。一體化研究流程可以更有效地集成多學(xué)科信息，最終更準(zhǔn)確的落實(shí)含油圈閉構(gòu)造、油水界面和儲(chǔ)層展布、及更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)儲(chǔ)量和剩余油等。