馬志欣 吳 正 張 吉 白玉奇 李浮萍 付 斌 白 慧

1.低滲透油氣田勘探開發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室 2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司勘探開發(fā)研究院 3.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司

0 引言

合理井網(wǎng)是致密油氣資源經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)[1-3]。井網(wǎng)過密，會(huì)導(dǎo)致砂體被多口井覆蓋，推高開發(fā)成本[4]。反之，井網(wǎng)過于稀疏，會(huì)造成部分單砂體井網(wǎng)無法控制，降低儲(chǔ)量動(dòng)用程度。蘇里格氣田主力產(chǎn)層石盒子組8下亞段（以下簡(jiǎn)稱盒8下亞段）儲(chǔ)層致密，砂體及有效砂體規(guī)模小[5-7]。開發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)表明蘇里格氣田單井產(chǎn)量低，遞減快，穩(wěn)產(chǎn)能力差[8-11]。因此，通過儲(chǔ)層構(gòu)型表征確定不同級(jí)別砂體規(guī)模，進(jìn)而論證合理開發(fā)井網(wǎng)實(shí)現(xiàn)井位優(yōu)化部署對(duì)氣田經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)及提高采收率具有十分重要的意義。

前人針對(duì)蘇里格氣田盒8下亞段儲(chǔ)層構(gòu)型開展過大量的研究[12-16]，取得了豐富的研究成果。但研究過程多局限于采用常規(guī)的地質(zhì)解剖方法。而作為一種驗(yàn)證井間砂體連通關(guān)系最直接的手段，干擾試井資料應(yīng)用較少，且僅僅是籠統(tǒng)地利用概率性統(tǒng)計(jì)來確定井網(wǎng)密度[1-2]，并未具體分析激動(dòng)井與觀察井之間存在的砂體連通關(guān)系，因此表征結(jié)果可靠程度有待商榷。筆者在儲(chǔ)層構(gòu)型分析基礎(chǔ)上，充分利用干擾試井資料，挖掘有效信息，動(dòng)靜態(tài)信息相結(jié)合，通過砂體連通性分析，定量論證不同級(jí)別砂體規(guī)模，并以此指導(dǎo)建立三維地質(zhì)模型，以期推動(dòng)基于高精度地質(zhì)模型的井位優(yōu)化部署及水平井軌道設(shè)計(jì)，更好地實(shí)現(xiàn)井位動(dòng)態(tài)跟蹤和隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向。

1 研究區(qū)概況

蘇里格氣田位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡北部，上古生界自下而上發(fā)育了石炭系本溪組，二疊系太原組、山西組、石盒子組以及石千峰組，地層厚度約700 m。石盒子組自上而下分為盒1—盒8共8個(gè)段。盒8段沉積時(shí)期，鄂爾多斯盆地表現(xiàn)出內(nèi)陸盆地特征，構(gòu)造相對(duì)平緩，水體主要分布在盆地南部，盆地北緣陰山古陸構(gòu)造抬升，分析化驗(yàn)資料表明盒8段儲(chǔ)層碎屑組分與北部母巖區(qū)具有較高關(guān)聯(lián)性。同時(shí)自北向南“不穩(wěn)定重礦物含量逐漸降低，穩(wěn)定重礦物含量逐漸升高”的基本特征表明蘇里格氣田盒8段主要來源于陰山古陸[17-18]。同時(shí)盆地東北部保德橋頭剖面等野外露頭砂巖層理類型及流水波痕所反映出來的古流向指向S—SW，進(jìn)一步佐證了盆地中部物源主要為北部及東北部的陰山古陸[17-18]。整體上看，古水流方向主要由北東向向南西方向[3,5]。

盒8段進(jìn)一步劃分為盒8上、盒8下兩個(gè)亞段。盒8下亞段是氣田的主力產(chǎn)氣層段，厚度60～80 m，為砂質(zhì)辮狀河沉積，巖性以中—細(xì)砂巖為主，夾砂質(zhì)泥巖及粉砂巖[3,5]。由于構(gòu)造相對(duì)平緩，北部物源供給充足，河道頻繁擺動(dòng)，砂體大面積展布[3,5-6,9]，向上河道多期疊置，按照旋回自上而下進(jìn)一步劃分為盒8下1-1、盒 8下1-2、盒 8下1-3、盒 8下2-1、盒 8下2-2、盒8下2-3共 6 個(gè)單層[16,19]。

為定量刻畫砂體規(guī)模，優(yōu)化井位部署，提高氣藏采收率，2012年在蘇里格氣田中區(qū)開辟了SSF密井網(wǎng)試驗(yàn)區(qū)。經(jīng)過2個(gè)輪次的加密，2016年試驗(yàn)區(qū)基本成型。試驗(yàn)區(qū)面積62 km2，完鉆井68口，平均井排距350～600 m，是蘇里格氣田目前井網(wǎng)密度最大的井區(qū)。同時(shí)，為進(jìn)一步確定砂體規(guī)模及井間砂體連通關(guān)系，陸續(xù)開展干擾試井試驗(yàn)、投產(chǎn)前地層靜壓測(cè)試（以下簡(jiǎn)稱地層靜壓）等動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作，積累了豐富的動(dòng)靜態(tài)資料。

2 干擾試井資料分析

在開展干擾試井前，共開展了地層靜壓測(cè)試21井次。測(cè)試結(jié)果表現(xiàn)出2個(gè)明顯特征：①與原始地層壓力（30.6 MPa）相比，加密井地層靜壓顯著降低。21口井地層靜壓平均為22.6 MPa，16口井小于24 MPa，說明該區(qū)儲(chǔ)層井間連通性很普遍，加密井均受到相鄰早期投產(chǎn)井泄壓影響；②各井地層靜壓下降幅度存在明顯差異。SSF-7井地層靜壓為29.4 MPa，與原始地層壓力相比下降幅度僅3.8%。而SSF-17井，降幅達(dá)50%。表明井間雖然普遍連通，但連通程度具有較強(qiáng)的不均衡性。其原因在于，辮狀河自身沉積機(jī)制造成整個(gè)盒8下亞段儲(chǔ)層砂體規(guī)模大、沉積物粒度粗，但受其內(nèi)部沉積構(gòu)型特征（如落淤層、灘道相間的沉積格局[14]）以及后期壓實(shí)作用、成巖作用的影響，儲(chǔ)層表現(xiàn)出“普遍連通、局部通而不暢乃至連而不通”的“泛連通體”特征[20-21]。

值得注意的是，因?yàn)樘烊粴饩哂休^強(qiáng)的可壓縮性，同時(shí)，儲(chǔ)層致密，壓降信號(hào)在地下儲(chǔ)層中傳播速度十分緩慢，壓力響應(yīng)通常需要長(zhǎng)時(shí)間才可以觀察得到。SSF密井網(wǎng)區(qū)早期井大部分是2007年投產(chǎn)，至加密井開展投產(chǎn)前地層靜壓測(cè)試之時(shí)，這批井已經(jīng)生產(chǎn)了7～8年時(shí)間；且投產(chǎn)前地層靜壓測(cè)試結(jié)果反映的是多口鄰井采氣的綜合效應(yīng)，儲(chǔ)層內(nèi)部壓力傳播方向無法準(zhǔn)確判斷。因此，必須要結(jié)合沉積地質(zhì)、射孔情況開展進(jìn)一步分析。

蘇里格氣田SSF密井網(wǎng)區(qū)干擾試井試驗(yàn)分2個(gè)輪次開展：第1輪2013年5—9月，第2輪2017年7月—2018年12月，累計(jì)開展井距（指東西向）干擾試驗(yàn)8口井，排距（指南北向）干擾試驗(yàn)13組，共21口井（圖1），選擇SSF-H井等4口井作為激動(dòng)井，研究觀察井的干擾響應(yīng)。

圖1 SSF密井網(wǎng)區(qū)干擾試井圖

3 基于動(dòng)靜態(tài)信息融合的儲(chǔ)層表征

3.1 基本思路及原則

本次研究的基本思路是：首先，利用射孔資料，結(jié)合干擾試井響應(yīng)特征，進(jìn)行干擾響應(yīng)信息挖掘；其次，以測(cè)井資料為基礎(chǔ)，開展儲(chǔ)層構(gòu)型單元識(shí)別；最后，在辮狀河沉積模式指導(dǎo)下，以干擾響應(yīng)為約束，對(duì)構(gòu)型單元進(jìn)行空間組合，定量表征砂體規(guī)模。

在分析過程中，充分結(jié)合區(qū)域地質(zhì)特征及前人的相關(guān)研究成果，遵循以下基本原則：①心灘砂體平面呈紡錘形[3,7-10,22]，長(zhǎng)軸方向與河道方向（主要古水流方向）基本一致，近南北向展布。②平面上辮狀河“灘道相間、寬灘窄道”的沉積格局[14,16]，辮流水道可以分為3種充填—砂質(zhì)充填、泥質(zhì)充填、半砂質(zhì)充填[23]。砂質(zhì)充填、半砂質(zhì)充填可以溝通相鄰的兩個(gè)心灘砂體，泥質(zhì)充填則起到阻隔作用。③井間不存在干擾響應(yīng)，若激動(dòng)井與觀察井有同層射孔，則認(rèn)為在該層位激動(dòng)井與觀察井未鉆遇同一單砂體。④井距（指東西向）范圍內(nèi)存在干擾響應(yīng)，并不一定意味著激動(dòng)井與觀察井鉆遇同一心灘砂體，有可能是兩井間存在砂質(zhì)充填辮流水道[23]，造成兩井連通。⑤排距（指南北向）范圍內(nèi)存在干擾響應(yīng)，則激動(dòng)井與觀察井相鄰兩口井鉆遇同一心灘砂體概率較大。

3.2 干擾響應(yīng)信息挖掘

試驗(yàn)井組中，不論是激動(dòng)井，還是觀察井，普遍存在多層射孔的情況，因此干擾響應(yīng)是激動(dòng)井與觀測(cè)井之間多層系“泛連通”砂體對(duì)壓力波動(dòng)信號(hào)的綜合反映，干擾響應(yīng)與地層連通不具有明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這給利用干擾響應(yīng)判斷砂體連通情況帶來較大的困難。因此，在運(yùn)用干擾試井資料前，應(yīng)結(jié)合地層劃分、古流向、射孔，對(duì)干擾響應(yīng)進(jìn)行逐一分析，挖掘有效信息，將干擾響應(yīng)信號(hào)落實(shí)到具體的層位上，為砂體連通性判斷奠定基礎(chǔ)。

蘇里格氣田氣井多數(shù)存在有效砂體多層發(fā)育的情況，因此多層射孔及合采是非常普遍的。當(dāng)相鄰的兩口井存在多層射孔的情況下，應(yīng)當(dāng)綜合井距、隔夾層分布、射孔層位距離等因素綜合進(jìn)行考慮，一般存在以下情況：①激動(dòng)井與觀察井僅存在同層射孔情況的，若見干擾響應(yīng)，優(yōu)先判斷存在同層連通；若未見干擾響應(yīng)，則認(rèn)為激動(dòng)井與觀察井鉆遇不同的心灘砂體，且心灘之間存在泥質(zhì)充填的辮流水道，同層不連通。②激動(dòng)井與觀察井僅存在鄰層射孔（是指兩口井的射孔層位是相鄰層位）情況的，若存在干擾響應(yīng)，優(yōu)先判斷存在鄰層連通。若未見干擾響應(yīng)，同時(shí)河道下切明顯、砂體疊置程度高的，則認(rèn)為較低層位與干擾井組中的另一口同一層位之間存在泥質(zhì)辮流水道，阻礙了砂體連通。③激動(dòng)井與觀察井同時(shí)存在同層射孔及鄰層射孔情況的，優(yōu)先考慮同層連通性。④激動(dòng)井與觀察井存在多個(gè)同層射孔的，首先根據(jù)壓降傳播速率的大小判斷是單一層連通，還是多層連通；其次，結(jié)合沉積模式，判斷射孔層位是否屬于同一個(gè)單砂體，若屬于同一個(gè)單砂體則認(rèn)為該層連通。

定義壓降傳播速率如下：

式中p1表示激動(dòng)井開井時(shí)觀察井井底壓力，MPa；p2表示試驗(yàn)結(jié)束開井時(shí)觀察井井底壓力，MPa；L表示激動(dòng)井與觀察井之間的距離，m；t表示試驗(yàn)的時(shí)間，d。

按照上述標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)4個(gè)干擾井組進(jìn)行了分析判斷（表1）。根據(jù)干擾響應(yīng)信號(hào)的不同以及井組間射孔層位，可以將井間連通關(guān)系分為以下幾種類型：①同層連通型；②同層不連通型；③鄰層連通型；④鄰層不連通型；⑤多層連通型。

表1 基于干擾試井儲(chǔ)層連通綜合分類表

3.3 基于干擾試井的儲(chǔ)層構(gòu)型表征及砂體規(guī)模分析

3.3.1 構(gòu)型單元及測(cè)井識(shí)別

儲(chǔ)層構(gòu)型指不同級(jí)次儲(chǔ)層構(gòu)成單元的形態(tài)、規(guī)模、方向及其疊置關(guān)系[12,14]。復(fù)合砂體級(jí)次構(gòu)型（6級(jí)構(gòu)型）解剖相當(dāng)于常規(guī)的小層沉積相研究，屬于沉積相復(fù)合體，其成因是由于異旋回控制，垂向上具有多個(gè)旋回或者期次[24]，其邊界是多個(gè)沉積相的包絡(luò)線，不具有物理界面；而更加精細(xì)的單一河道構(gòu)型（5級(jí)構(gòu)型）、單砂體構(gòu)型（4級(jí)構(gòu)型）則是更為精細(xì)的沉積相研究，其成因是由于自旋回控制，垂向上只有1個(gè)旋回或者1個(gè)期次，各個(gè)沉積相具有明確的物理界面，研究的方法和目標(biāo)更注重定量化分析[24]（圖2）。

圖2 儲(chǔ)層構(gòu)型單元測(cè)井特征圖

儲(chǔ)層參照馬志欣等[14,24-26]的構(gòu)型分級(jí)方案，并結(jié)合蘇里格氣田地質(zhì)特征及生產(chǎn)需求，將辮狀河分為辮狀河道、河道間2種構(gòu)型單元，辮狀河道亞相分為心灘、辮流水道2種構(gòu)型單元（4級(jí)構(gòu)型單元）。

3.3.1.1 心灘

心灘是辮狀河沉積的主要單元[14,16]，是多次洪水事件中砂體垂向疊加形成的。巖性以粗—中砂巖為主。平面呈紡錘狀，剖面呈底平頂凸?fàn)睢永硪圆蹱罱诲e(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理為主。GR測(cè)井曲線呈高幅度箱形、齒化箱形、漏斗形等特征。

3.3.1.2 辮流水道

辮流水道是辮狀河中常年流水的通道，巖性以細(xì)—粉砂、泥巖為主，小型槽狀交錯(cuò)層理、平行層理發(fā)育。平面形態(tài)呈交織窄條帶狀，環(huán)繞在心灘周圍，橫剖面呈底凸頂平狀。GR曲線呈中高幅度指形、鐘形、齒化鐘形，正韻律特征明顯。辮流水道充填通常分為2類：砂質(zhì)充填、泥質(zhì)充填[27]。

3.3.2 構(gòu)型單元空間組合模式及判識(shí)方法

模式擬合是儲(chǔ)層構(gòu)型表征中重要的方法論，構(gòu)型單元的空間組合模式直接影響了儲(chǔ)層構(gòu)型表征結(jié)果。因此構(gòu)建與研究區(qū)沉積特征類似的沉積模式是儲(chǔ)層構(gòu)型表征的首要任務(wù)?；谔K里格盒8段沉積特征，結(jié)合沉積露頭、現(xiàn)代沉積、巖心及前人的相關(guān)研究成果等資料，建立了相應(yīng)的構(gòu)型模式（圖3），作為構(gòu)型表征的理論指導(dǎo)模式。

圖3-a為5級(jí)構(gòu)型單元空間組合模式，分為4種類型，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為河道—河道模式，Ⅳ為河道—河道間—河道模式[28]。圖3-b為5級(jí)構(gòu)型單元空間組合模式，其主要特征為心灘分布在河道內(nèi)部，心灘與心灘之間被水道所分割，呈現(xiàn)“灘道相間、寬灘窄道”的基本特征[29]。

圖3 不同級(jí)次構(gòu)型單元空間組合模式圖

馬志欣等[14,16]提出了一套以“測(cè)井響應(yīng)特征、落淤層發(fā)育位置以及垂向微相疊置模式”為標(biāo)志的心灘砂體空間定位方法，能夠有效提高辮狀河儲(chǔ)層構(gòu)型表征精度，其主要原理如下：①測(cè)井響應(yīng)特征法：心灘砂體的形成受垂向加積、順流前積共同作用，故心灘迎水面與背水面沉積物粒度具有明顯差異。迎水面粒度較粗，垂向變化小，自然伽馬曲線（以下簡(jiǎn)稱GR曲線）以箱型為主，而背水面則較細(xì)且有向上變粗的趨勢(shì)，曲線形態(tài)以漏斗形為主（圖4）。②落淤層發(fā)育位置法：受水動(dòng)力條件影響，落淤層常常發(fā)育在心灘尾部。因此落淤層可以作為一種直接證據(jù)，確定心灘空間位置（圖4）。③微相疊置特征法：心灘不同部位具有不同的微相疊置特征。心灘主體部位泛濫平原疊置在心灘上部，心灘邊部辮流水道疊置在心灘上部。

圖4 測(cè)井解釋及落淤層判斷砂體空間位置原理圖

本次研究利用上述方法，結(jié)合干擾響應(yīng)特征，進(jìn)行儲(chǔ)層構(gòu)型表征及砂體規(guī)模分析。

3.3.3 儲(chǔ)層構(gòu)型表征及砂體規(guī)模分析

3.3.3.1 心灘構(gòu)型及規(guī)模分析

如圖5-a所示，在盒8下2-2單層，SSF-17井GR曲線呈箱型，單層內(nèi)僅可見心灘微相，落淤層不發(fā)育，表明該井位于心灘迎水面部位。而SSF-P井發(fā)育2個(gè)落淤層，垂向上辮流水道疊置在心灘上，表明該井位于心灘背水面。同時(shí)以SSF-P為激動(dòng)井、以SSF-17為觀察井的干擾井組中，SSF-17井底壓力由15.24 MPa 降至 14.52 MPa，表明兩井連通。

綜合分析認(rèn)為SSF-P、SSF-17井鉆遇同一個(gè)心灘，心灘長(zhǎng)度大于543 m。

SSF-5井GR曲線呈箱型，說明鉆遇心灘砂體迎水面。以SSF-P為激動(dòng)井、以SSF-5井為觀察井的干擾井組中，SSF-5井井底壓力呈上升趨勢(shì)，表明SSF-P、SSF-5兩井不連通，故此推斷兩井中間存在泥質(zhì)充填的辮流水道，阻斷了兩井連通。

SSF-H井GR曲線呈箱型，發(fā)育2個(gè)落淤層，亦可判斷該井鉆遇心灘砂體背流面部位，由此推斷SSF-H、SSF-17井鉆遇心灘不屬于同一個(gè)心灘，兩井中間存在辮流水道；以SSF-H井為激動(dòng)井、以SSF-17井為觀察井的干擾井組中，SSF-17井底壓力上升，意味著在盒8下2-2單層，兩井不連通，故推斷兩井中間的辮流水道為泥質(zhì)充填，阻斷了兩井連通。

綜上所述，SSF-P、SSF-17井鉆遇同一個(gè)心灘，心灘長(zhǎng)度大于543 m，該心灘平均厚度5.1 m，則長(zhǎng)厚比大于106∶1。

3.3.3.2 河道構(gòu)型及規(guī)模分析

如圖5-b所 示， 在 盒8下2-1單層，SSF-12與SSF-13井GR曲線均為箱型曲線，SSF-H井中部發(fā)育明顯的落淤層，GR曲線回返明顯，故判斷SSF-12與SSF-13井均鉆遇心灘砂體前部（迎流面），SSF-H井鉆遇心灘尾部（背流面）。因古水流方向?yàn)榻媳毕?，與3口井剖面近乎垂直，所以3口井鉆遇心灘應(yīng)分屬于3個(gè)不同的心灘砂體。同時(shí)觀察井SSF-12、SSF-13井井底壓力出現(xiàn)明顯的下降，說明三者在盒8下

圖5 基于干擾響應(yīng)的構(gòu)型單元空間組合圖

2-1單層互相連通。因此可以推測(cè)SSF-12井與SSF-H井、SSF-13井與SSF-H井之間分別存在一個(gè)砂質(zhì)充填的辮流水道，溝通了3個(gè)心灘砂體。自西向東呈現(xiàn)出了：心灘（SSF-12）—砂質(zhì)水道—心灘（SSF-H）—砂質(zhì)水道—心灘（SSF-13）這種“灘道相間”沉積格局，且這3口井砂體厚度及砂體頂部高程沒有明顯差異，由此可以推斷出，SSF-12、SSF-H、SSF-13井屬于同一條辮狀河河道。故河道寬度大于SSF-12、SSF-13井之間的距離，即河道寬度大于943 m。SSF-12、SSF-H、SSF-13井平均砂體厚度為6.5 m，則河道寬厚比大于145∶1。

利用上述方法對(duì)4個(gè)井組逐一進(jìn)行分析，識(shí)別出4個(gè)心灘砂體（井組號(hào)：1、6、10、17）（表2），由于這4個(gè)井組與古水流方向近平行，故每個(gè)井組間的激動(dòng)井與觀察井之間的井距可以視為心灘長(zhǎng)度，平均視心灘長(zhǎng)度650.3 m。由于心灘砂體不可能在井外馬上尖滅，故該值可作為心灘砂體長(zhǎng)度的下限值。識(shí)別出3個(gè)河道（井組號(hào)：2～3、8～9、11～12），這3個(gè)井組與古水流方向近垂直，故每個(gè)井組間的激動(dòng)井與觀察井之間的井距可以視為河道寬度，平均視河道寬度1 010.0 m，該值可以作為河道寬度的下限值。

3.4 砂體連通模式

結(jié)合構(gòu)型分析結(jié)果與干擾試井定量分析結(jié)果，建立了4種不同砂體的連通模式：a.單砂體內(nèi)部連通；b.井間砂質(zhì)辮流水道連通；c.河道下切連通；d.不同層河道下切+砂質(zhì)水道造成連通。

3.4.1 單砂體內(nèi)部連通

這種連通方式是表現(xiàn)為兩口井鉆遇同一個(gè)心灘砂體（圖6-a），干擾壓降信號(hào)在井間速率最快，這種連通模式多出現(xiàn)在近平行古水流方向（表2）。如在以SSF-H為激動(dòng)井的5口干擾井中（1～5號(hào)），1號(hào)為近平行古水流方向的單砂體內(nèi)部連通模式，干擾壓降信號(hào)自激動(dòng)井SSF-H向觀察井SSF-16的傳遞速率最快，為0.003 6 MPa/(km·d)，而其他類型的連通模式（2～5號(hào)）傳遞速率則相對(duì)較低。以同一口井為激動(dòng)井的干擾井組中普遍存在類似現(xiàn)象。

表2 干擾試井響應(yīng)定量分析及砂體規(guī)模表

3.4.2 井間砂質(zhì)辮流水道連通

這種連通方式表現(xiàn)為兩口井鉆遇兩個(gè)心灘砂體（圖6-c），但由于心灘砂體之間存在砂質(zhì)充填的辮流水道，導(dǎo)致兩個(gè)砂體存在一定程度的連通性，這種連通模式多出現(xiàn)在近垂直古水流方向（表2）。如在以SSF-P為激動(dòng)井的7口干擾井中（10～16號(hào)），SSF-2、SSF-6井（11、12號(hào)）為井間砂質(zhì)辮流水道連通模式，在SSF-2、SSF-6井可以觀測(cè)到來自激動(dòng)井SSF-P井的干擾壓降信號(hào)，但傳播速率相對(duì)單砂體內(nèi)部連通模式較低。井間砂質(zhì)辮流水道連通模式下干擾壓降傳遞速率反映了井間砂質(zhì)充填的程度，SSF-2井傳播速率比SSF-6井要高，故推斷SSF-P與SSF-6井間的辮流水道砂質(zhì)含量要高于SSF-P與SSF-2井間的砂質(zhì)含量。

圖6 砂體連通模式圖

3.4.3 河道下切連通

這種連通方式表現(xiàn)為后一期沉積河道對(duì)前一期河道形成下切，造成垂向上兩個(gè)相鄰的層相互連通。河道下切連通又分兩種情況：一種是兩口井分別在兩期河道鉆遇兩個(gè)心灘，兩個(gè)心灘直接下切連通（圖6-b）；另一種是，在同1口井兩期河道鉆遇兩個(gè)心灘，前一期河道的心灘與另外1口井之間通過井間砂質(zhì)辮流水道連通（圖6-d）。這類連通模式的壓降傳遞速率比前兩種相對(duì)要小（表2）。

從表2可以看出，在干擾的井組中，砂體連通以單砂體內(nèi)部連通、井間砂質(zhì)辮流水道連通兩種模式為主，約占總數(shù)的83.3%，河道下切連通模式所占比例很小。

3.5 水平井實(shí)例驗(yàn)證

2015年在SSF密井網(wǎng)區(qū)北部順古流向方向部署2口水平井，目的層均為盒8下2-1單層。綜合測(cè)井、錄井等資料，在SSF-B-H1水平段識(shí)別出2個(gè)心灘（圖7），巖性以灰白色中—粗砂巖為主，GR值介于25～60 API，全烴平均值9.2%。心灘1號(hào)長(zhǎng)度約870 m，心灘2號(hào)長(zhǎng)度約176 m。兩個(gè)心灘中間存在1個(gè)長(zhǎng)度約63 m的辮流水道，巖性以砂質(zhì)泥巖為主，GR值介于60～150 API，全烴平均值0.4%。在SSF-C-H1水平段識(shí)別出1個(gè)心灘，心灘長(zhǎng)度約787 m，其巖性、GR值、全烴值與SSF-B-H1鉆遇心灘相近。心灘之后存在1個(gè)砂質(zhì)辮流水道，巖性以細(xì)砂巖—砂質(zhì)泥巖為主，GR值介于50～130 API，全烴平均值3.3%。利用水平井解剖所得到的心灘規(guī)模以及心灘與辮流水道分布特征與構(gòu)型表征結(jié)果具有較好的一致性。

圖7 水平井構(gòu)型單元規(guī)模圖

4 三維地質(zhì)建模應(yīng)用

4.1 建模方法及流程

河流沉積背景下的致密砂巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性極強(qiáng)，不僅體現(xiàn)在巖相的變化上，而且在沉積相序關(guān)系及微幅構(gòu)造方面都比較突出，大大增加了三維地質(zhì)建模的難度。經(jīng)過多種建模方法的對(duì)比，前人探索形成了“確定+隨機(jī)”的分級(jí)建模思路，并在此指導(dǎo)下，利用儲(chǔ)層構(gòu)型表征成果，采用“基于目標(biāo)+多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)”的方法建立了儲(chǔ)層構(gòu)型模型，為四級(jí)構(gòu)型單元定量表征提供了便捷實(shí)現(xiàn)的途徑。但實(shí)際應(yīng)用過程中，受直定向井資料局限以及基于目標(biāo)方法中要素分布按比例嵌套的隨機(jī)性影響，構(gòu)造和構(gòu)型模型的精度無法滿足井位優(yōu)化部署的需求。因此重新梳理了建模思路和方法，對(duì)影響模型精度的因素和過程進(jìn)行精簡(jiǎn)優(yōu)化，沿用前人的研究思路，仍采用“確定+隨機(jī)”的分級(jí)建模思路（圖8）：首先利用儲(chǔ)層構(gòu)型表征成果，確定性對(duì)五級(jí)構(gòu)型單元進(jìn)行刻畫。在河道相模型約束下，利用直井、水平井資料，輔以4級(jí)構(gòu)型單元表征規(guī)模參數(shù)（表3）為依據(jù)調(diào)整變差函數(shù)，采用序貫指示模擬的隨機(jī)方法建立巖相模型。需要指出的是，為消除水平井資料統(tǒng)計(jì)時(shí)砂巖概率偏高的誤區(qū)，變差函數(shù)調(diào)試過程中，砂巖概率與垂向變程通過直井資料獲取，主次方向變程通過直井與水平井資料共同獲取，最終建立的巖相模型精度得到明顯提高，對(duì)以水平井規(guī)模開發(fā)為主且井網(wǎng)復(fù)雜的工區(qū)建模具有重要意義。

圖8 基于構(gòu)型表征結(jié)果的三維地質(zhì)建模流程圖

表3 基于構(gòu)型表征的砂體規(guī)模參數(shù)表

4.2 模型驗(yàn)證

利用工區(qū)新完鉆的3口直定向井對(duì)模型精度驗(yàn)證分析。將新井置于模型，實(shí)鉆厚度與預(yù)測(cè)厚度基本吻合，主要誤差體現(xiàn)在小層構(gòu)造面的整體抬升或下降，層面誤差范圍0～4 m，平均誤差1.8 m。為消除構(gòu)造因素對(duì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的影響，利用3口新井分層數(shù)據(jù)對(duì)模型更新，然后采用單元網(wǎng)格匹配的方法（n=397）將測(cè)井解釋與巖相模型預(yù)測(cè)的砂體進(jìn)行對(duì)比。3口井符合率分別為達(dá)91.3%、76.8%、78.6%，平均符合率82.3%，表明該模型精度較高。

4.3 井位部署與水平井設(shè)計(jì)

利用三維地質(zhì)模型對(duì)儲(chǔ)層及各屬性參數(shù)的開展空間預(yù)測(cè)，優(yōu)化井位部署。首先利用建立的NTG（有效厚度）模型，分單層輸出厚度平面圖，然后將單層疊加求和，形成主力層位的有效厚度平面圖?；谟行Ш穸绕矫娣植技熬W(wǎng)控制程度優(yōu)選甜點(diǎn)區(qū)進(jìn)行井位部署，同時(shí)考慮縱向厚度，優(yōu)化井型。如圖9所示，在盒8下有效厚度平面分布圖中，所在區(qū)域疊加厚度約15 m，在現(xiàn)有井網(wǎng)條件下，南側(cè)具有部署直定向井和水平井的空間，隨后將模型過井切片，厚度較為集中，適合水平井開發(fā)，優(yōu)化部署2口水平井；同時(shí)利用模型，對(duì)水平井軌道進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化[30]。沿水平段方向進(jìn)行切片，同時(shí)參考多個(gè)屬性剖面，在砂巖概率剖面上沿高概率（大于70%）、在含氣飽和度剖面上沿高值（大于60%）進(jìn)行靶點(diǎn)設(shè)計(jì)優(yōu)化，充分考慮儲(chǔ)層的空間疊置關(guān)系，確保實(shí)鉆效果。

圖9 甜點(diǎn)區(qū)水平井部署圖

4.4 井位動(dòng)態(tài)跟蹤與隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向

在模型中，將部署直井完鉆剖面與模型預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，若預(yù)測(cè)精度較高，可直接利用模型進(jìn)行隨鉆指導(dǎo)，降低井位實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)；在水平井隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向過程中，實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)，依據(jù)鄰井及局部巖性變化標(biāo)志，預(yù)測(cè)目的層位置，指導(dǎo)精準(zhǔn)入靶。入靶后對(duì)構(gòu)造模型進(jìn)行修正，根據(jù)模型預(yù)判實(shí)鉆過程中儲(chǔ)層變化、泥巖夾層、含氣飽和度低值區(qū)等情況，及時(shí)調(diào)整軌跡，有效保障水平井實(shí)施效果[31-32]。同時(shí)通過模型預(yù)測(cè)的水平段穿越有效厚度位置，為優(yōu)化射孔提供地質(zhì)依據(jù)。

5 結(jié)論

1）干擾試井與測(cè)井、錄井資料相結(jié)合，開展儲(chǔ)層構(gòu)型解剖，能夠更加精確的確定不同級(jí)別砂體規(guī)模及連通關(guān)系。

2）蘇里格氣田SFF密井網(wǎng)區(qū)視河道寬度下限約1 010.0 m，視心灘砂體長(zhǎng)度下限約 650.3 m。

3）辮流水道分為泥質(zhì)充填、砂質(zhì)充填2類，充填類型對(duì)相鄰心灘砂體連通性起到直接作用。泥質(zhì)充填對(duì)相鄰心灘砂體間流體滲流起到阻隔作用，砂體充填能夠溝通相鄰心灘砂體。

4）依據(jù)表征結(jié)果，建立了4種井間砂體連通模式。其中單砂體內(nèi)部連通、井間砂質(zhì)辮流水道連通2種模式為主要連通模式。在激動(dòng)井為同一口井的干擾井組中，單砂體內(nèi)部連通模式壓降傳播速度最快，連通性最好，井間砂質(zhì)辮流水道連通次之，河道下切連通相對(duì)少見。

5）基于儲(chǔ)層構(gòu)型表征結(jié)果，為三維地質(zhì)建模提供有效地質(zhì)約束，顯著提高模型精度。利用地質(zhì)模型開展井位優(yōu)化部署及水平井軌道設(shè)計(jì)，并進(jìn)行井位動(dòng)態(tài)跟蹤和隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向，實(shí)際應(yīng)用效果較好。