薄互層低滲透油藏動(dòng)態(tài)建模技術(shù)研究

夏洪強(qiáng)

摘要：地質(zhì)建模是利用有限的數(shù)據(jù)，結(jié)合工程師的判斷，選取合理的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，對三維地質(zhì)體實(shí)現(xiàn)定量表征。地質(zhì)模型的準(zhǔn)確性取決于地質(zhì)認(rèn)識的程度，而地質(zhì)體由于埋在地下不能直接可見，較短時(shí)間很難實(shí)現(xiàn)對地質(zhì)體的全部認(rèn)識。因此，地質(zhì)認(rèn)識是一個(gè)長期漫長的過程，隨著油田開發(fā)的不斷進(jìn)行，地質(zhì)體的認(rèn)識逐步加深。筆者按照地質(zhì)模型建立的特點(diǎn)和應(yīng)用特征，將地質(zhì)建模分為資料分析、地質(zhì)建模、模型檢查、模型驗(yàn)證、模型跟蹤等五個(gè)階段，建模是個(gè)動(dòng)態(tài)耦合的過程，本文以某油田CL塊為例，詳細(xì)闡述動(dòng)態(tài)建模在薄互層低滲透油藏中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：薄互層；非均質(zhì)；動(dòng)態(tài)建模；數(shù)值模擬

薄互層低滲透油藏縱向上層多、層薄，儲層非均質(zhì)嚴(yán)重，建立客觀的地質(zhì)模型難度大。本文以某油田CL塊為例，針對開發(fā)中后期資料豐富及地質(zhì)特征，提出了動(dòng)態(tài)建模技術(shù)的思路，將建模分為數(shù)據(jù)分析、地質(zhì)建模、模型檢查、模型驗(yàn)證及模型跟蹤等五個(gè)階段，通過對地質(zhì)體的反復(fù)認(rèn)識，不斷修正模型，減少儲層的不確定性，提高模型的精度和質(zhì)量。實(shí)際應(yīng)用表明，該技術(shù)能夠有效的支持薄互層低滲透油藏的地質(zhì)建模，能夠?yàn)樵擃愑筒氐纳疃韧跐撎峁┘夹g(shù)支撐。

1.薄互層低滲透油藏地質(zhì)建模

某油田CL塊是在大型鼻狀構(gòu)造背景上被南北兩條邊界斷層所夾持的地壘，主力含油層系為沙四上，為濱淺湖亞相的灘壩砂沉積。沙四上縱向上分為5個(gè)砂層組、21個(gè)小層，單層厚度一般為1-3米。經(jīng)過四十多年的注水開發(fā)，剩余油分布極其復(fù)雜，本次研究選取的主力油層沙四上作為研究對象，在精細(xì)油藏描述的基礎(chǔ)上，建立薄互層低滲透油藏的精細(xì)地質(zhì)模型，為下步調(diào)整方案設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。

1.1資料分析階段

為了準(zhǔn)確地描述儲層，增加剩余油預(yù)測的精度，多學(xué)科油藏研究已經(jīng)成為油田開發(fā)中重要的技術(shù)手段?，F(xiàn)代的油藏描述將油藏地質(zhì)、地球物理、生產(chǎn)測井、試井、油藏模擬、經(jīng)濟(jì)評價(jià)和方案設(shè)計(jì)等多學(xué)科、多專業(yè)有機(jī)地結(jié)合起來，通過地質(zhì)建模和油藏?cái)?shù)值模擬，實(shí)現(xiàn)油藏的數(shù)字化、可視化。地質(zhì)模型的準(zhǔn)確程度取決于地球物理、生產(chǎn)測試等手段所獲得資料的可靠性。

1.2地質(zhì)建模階段

1.2.1儲層格架建模

薄互層低滲透油藏縱向上層多、層薄，常規(guī)的建模方法易造成穿層的現(xiàn)象。為了準(zhǔn)確表征該類油藏層間的關(guān)系，使構(gòu)造具有較強(qiáng)的繼承性、層間保持合理的協(xié)調(diào)關(guān)系，本次利用層次建模的思路建立構(gòu)造模型。層次性是地質(zhì)現(xiàn)象的固有特性，是自然界中的普遍規(guī)律。因此，有必要對不同規(guī)模、性質(zhì)、形態(tài)及方向的地質(zhì)體開展油藏描述，分層次建立儲層模型，更好地反映儲層的變化規(guī)律。在地層格架建模中，按照由粗到細(xì)、由大到小的沉積序列，依次建立段、油組、小層、砂層的構(gòu)造模型，組成合理的地層格架。首先利用地質(zhì)分層數(shù)據(jù)和地震解釋數(shù)據(jù)建立層沙四上的構(gòu)造模型，其次在沙四段內(nèi)部建立五個(gè)油組的格架模型，然后在油組內(nèi)部建立小層模型，最后，在小層內(nèi)部建立砂層模型。該模型既保證了地質(zhì)構(gòu)造的完整性，又較好地體現(xiàn)了薄互層砂體的空間展布特征。

1.2.2屬性建模

隨機(jī)模擬在表征不確定性和非均質(zhì)方向具有不可替代的優(yōu)勢，在資料信息相對較少的開發(fā)早期階段，具有較強(qiáng)的實(shí)用意義。但在資料豐富、成果較多、儲層認(rèn)識相對清楚的油田開發(fā)中后期，利用隨機(jī)模擬開展屬性建模，一方面由于信息量大易造成數(shù)據(jù)的冗余，另一方面隨機(jī)建模中不確定性的累加效應(yīng)，都會導(dǎo)致最終的儲層地質(zhì)模型和實(shí)際地質(zhì)情況出現(xiàn)較大偏差。

1.3模型檢查階段

利用已有地質(zhì)認(rèn)識對模型進(jìn)行驗(yàn)證是建模過程中至關(guān)重要的一步。對地質(zhì)模型的驗(yàn)證與修正是個(gè)比較復(fù)雜的過程，修正質(zhì)量與地質(zhì)建模人員的水平、經(jīng)驗(yàn)以及對工區(qū)的認(rèn)識等許多因素有關(guān)。所建立的地質(zhì)模型應(yīng)該與靜態(tài)認(rèn)識基本一致，若存在較大差別，應(yīng)該對建模的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行逐步檢查。

1.4模型驗(yàn)證階段

CL塊層間物性差異大、開發(fā)歷史長、生產(chǎn)井措施頻繁，歷史擬合的難度較大。為了提高模型的精度，分層系建立儲層的流體模型；為了提高歷史擬合的速度，采取“粗細(xì)相結(jié)合”的思路開展擬合，“粗”是指利用速度快、精度低的流線模擬對全區(qū)的指標(biāo)進(jìn)行擬合，初步認(rèn)識剩余油分布規(guī)律，“細(xì)”是指利用精度高的黑油模擬對單井指標(biāo)進(jìn)行擬合，全面認(rèn)識剩余油的分布。CL塊斷層復(fù)雜、非均質(zhì)嚴(yán)重，歷史擬合過程中需要對地質(zhì)模型進(jìn)行反復(fù)修改，提高模擬的精度。油井C6-34井與水井C6-18間存在一條斷層，從地震剖面上及后期鉆遇的井中都能夠得到證實(shí)，斷距約25米。

1.5模型跟蹤階段

地質(zhì)模型對未知區(qū)域起到預(yù)測的作用，所鉆新井對模型給予驗(yàn)證。根據(jù)該塊的地質(zhì)特征，結(jié)合剩余油分布規(guī)律，在該塊部署零星井4口，其中油井1口，水井3口。油井投產(chǎn)后，該井日液15.2t，日油4.1t，含水73%，與模型預(yù)測結(jié)果基本一致。但油藏邊部的1口水井，模型預(yù)測油層厚度6.6米，而實(shí)鉆只有3.5米，由于儲層物性差，該井達(dá)不到配注要求。因此，在模型跟蹤時(shí)，對該井區(qū)的油層厚度進(jìn)行修改，并對井區(qū)的孔隙度、滲透率等物性參數(shù)重新建模，重新跟蹤模擬水井的注入情況。

2.應(yīng)用效果

通過資料分析階段對數(shù)據(jù)的篩選與分析、地質(zhì)建模階段選取合理的方法與理念、模型檢查階段的精心分析、模型驗(yàn)證階段反復(fù)修正及后期的長期跟蹤，建立了某油田CL塊的三維地質(zhì)模型。截至到目前，通過對三維地質(zhì)模型的反復(fù)修正，工區(qū)模擬計(jì)算的綜合含水率、油藏日平均產(chǎn)油量、油藏累計(jì)產(chǎn)油量等多項(xiàng)指標(biāo)與實(shí)際油藏開采曲線吻合程度比較高，單井?dāng)M合率達(dá)到82%，說明建立的地質(zhì)模型較好地反映了儲層內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特征，可用于剩余油預(yù)測，可作為開發(fā)調(diào)整的指導(dǎo)依據(jù)。

3.結(jié)論與認(rèn)識

儲層的不確定因素很多、很復(fù)雜，建立的地質(zhì)模型并不是確定的、唯一的，其不能解決油田開發(fā)過程中遇到的所有問題。建立精確的地質(zhì)模型是個(gè)長期的過程，隨著地質(zhì)工程師對儲層認(rèn)識程度的增加而加深。針對薄互層低滲透油藏的地質(zhì)特征，本文提出了利用動(dòng)態(tài)建模的思路建立儲層地質(zhì)模型，指出建立高精度的地質(zhì)模型是個(gè)動(dòng)態(tài)的過程。該技術(shù)圍繞建立客觀精確的地質(zhì)模型，在資料分析階段，通過對地質(zhì)體的認(rèn)識，篩選地質(zhì)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)；在建模階段，綜合運(yùn)用地質(zhì)、地震、巖心分析、測井、測試及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)等資料，利用層次建模技術(shù)建立儲層的格架模型，利用相控建模技術(shù)建立屬性模型；在模型檢查階段，從多個(gè)角度、多個(gè)方面，檢查模型的合理性；在模型驗(yàn)證階段，利用數(shù)值模擬技術(shù)，根據(jù)生產(chǎn)井的擬合情況，評價(jià)模型的可靠性；在模型跟蹤階段，根據(jù)新井地質(zhì)資料、生產(chǎn)情況對模型進(jìn)一步修正。動(dòng)態(tài)建模技術(shù)是多學(xué)科交叉的方法，反復(fù)對模型進(jìn)行論證與修正；并隨著開發(fā)的不斷深入，地質(zhì)模型的精度更高、可靠性更強(qiáng)。

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