蘇里格氣田儲(chǔ)層三維地質(zhì)建模技術(shù)研究_田冷資料

1、第15卷第6期天然氣地球科學(xué)Vol.15No.6天然氣地質(zhì)學(xué)蘇里格氣田儲(chǔ)層三維地質(zhì)建模技術(shù)研究田冷1,何順利1,顧岱鴻2(1.石油大學(xué)(北京)石油天然氣工程學(xué)院,北京102249;2.北京眾博達(dá)石油科技有限公司,北京102200)摘要:研究了如何對(duì)蘇里格氣田全區(qū)進(jìn)行確定性建模和對(duì)蘇6井區(qū)進(jìn)行隨機(jī)建模。針對(duì)蘇里格氣田儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)這一主要特點(diǎn),以全區(qū)確定性建模和區(qū)塊隨機(jī)建模相結(jié)合的方法,對(duì)其地質(zhì)研究和氣藏描述成果進(jìn)行了定量化轉(zhuǎn)變,形成了包括構(gòu)造模型、物性模型和流體分布模型的蘇里格氣田全區(qū)整體地質(zhì)模型和蘇6井區(qū)的隨機(jī)模型;以此模型為基礎(chǔ),提供井位優(yōu)選的參考依據(jù)和提供氣藏?cái)?shù)值模擬的網(wǎng)格參數(shù)場(chǎng)。儲(chǔ)層地

2、質(zhì)建模方法成功地運(yùn)用于蘇里格氣田氣藏描述后儲(chǔ)層性質(zhì)及潛在能力提供了可靠依據(jù)。關(guān)鍵詞:蘇里格氣田;三維模型;確定性建模;中圖分類(lèi)號(hào):TE121.1+521926(2004)06205932040前言?xún)煞N,后者是對(duì)未知區(qū)應(yīng)用隨機(jī)模擬方法,給出多種可能的、等概率的預(yù)測(cè)結(jié)果。蘇里格氣田建模工作面臨的現(xiàn)狀是:面積大,約20000km2;二維地震測(cè)網(wǎng)稀,測(cè)網(wǎng)一般為2km×2km,且分布不均勻;井距大,最小井距大于2km,分布不均勻,多集中在先導(dǎo)性開(kāi)發(fā)試驗(yàn)區(qū)蘇6井區(qū)和蘇10井區(qū)附近。針對(duì)這樣的情況,并考慮到若在蘇里格氣田全區(qū)內(nèi)進(jìn)行隨機(jī)模擬,不確定性因素太多,得出的結(jié)論指導(dǎo)意義不大,而且計(jì)算的工作量

3、大,微機(jī)或工作站運(yùn)行困難,修正模型困難,因此本研究對(duì)蘇里格氣田全區(qū)進(jìn)行應(yīng)用確定性建模和對(duì)蘇6井區(qū)進(jìn)行隨機(jī)建模,即全區(qū)確定性建模和區(qū)塊隨機(jī)建模相結(jié)合。在建模之前,需要準(zhǔn)備的資料包括:井筒資料;地震資料;地震、地質(zhì)研究成果。平面上,根據(jù)地震測(cè)網(wǎng)分布的情況,選擇的蘇里格氣田建模區(qū)域?yàn)橐欢噙呅螀^(qū)域,大地坐標(biāo)范圍為419000435000(南北)和1923000019310000(東西)?？v向上,建模的海拔深度約為-1658-2370m。蘇里格氣田建模使用角點(diǎn)網(wǎng)格坐標(biāo),全區(qū)網(wǎng)格劃分為:平面網(wǎng)格用等步長(zhǎng),均為500m,垂向網(wǎng)格步長(zhǎng)為5m,即網(wǎng)格單元大小為500m×500m×5m(X&#

4、215;Y×Z),網(wǎng)格數(shù)161×326×28,即約1469608個(gè)。2蘇里格氣田全區(qū)三維確定性建模2.1構(gòu)造地層格架模型1蘇里格氣田地質(zhì)資料及建模范圍鄂爾多斯盆地蘇里格氣田目的層(盒8、山1)主要形成于山西期-石盒子期的內(nèi)陸沖積平原上,沉積體系為河流沉積體系,形成了以巖屑砂巖、石英砂巖為主,夾有泥巖、煤層和泥質(zhì)砂巖的陸源河流相碎屑巖沉積。將地層模型與層面構(gòu)造模型相結(jié)合,建立了蘇里格氣田的構(gòu)造-地層格架模型(圖1)。使用的數(shù)據(jù)為地震解釋提供的盒8頂、山1頂和山2頂3層地震反射層追蹤解釋線(xiàn)文件和網(wǎng)格文件,以實(shí)鉆井點(diǎn)分層數(shù)據(jù)為控制點(diǎn),進(jìn)行三維網(wǎng)格化,建立三維構(gòu)造地層格架

5、模型。在此基礎(chǔ)上,建立各小層的地層格架模型。三維構(gòu)造地層格架模型揭示:蘇里格氣田收稿日期:2004206215;修回日期:20042102091作者簡(jiǎn)介:田冷(19772),男,漢族,黑龍江哈爾濱人,在讀博士,現(xiàn)從事石油地質(zhì)研究1© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 其分布接近正態(tài)分布,模擬后再進(jìn)行反變換。圖2為蘇6井區(qū)盒81下孔隙度分布特征,若考慮3%以下未顯示的孔隙度,可以看出,該井區(qū)孔隙度的分布接近于正態(tài)分布。(2)變差函數(shù)分析1。鑒于研究區(qū)面積大

6、,井點(diǎn)少,分小層、分微相求取變差函數(shù)的樣點(diǎn)少,變差函數(shù)的求取會(huì)有很大誤差,因此在實(shí)際建模過(guò)程中,應(yīng)用地質(zhì)概念模式,并結(jié)合水平井(蘇平1、蘇平2)和露頭資料來(lái)估計(jì)變差函數(shù)的各項(xiàng)參數(shù),即根據(jù)河道延伸方位、延伸長(zhǎng)度、河道寬度和沉積厚度來(lái)確定變程主方向、主次變程和垂向變程等參數(shù)。圖2蘇6井區(qū)盒81下孔隙分布(3)概率統(tǒng)計(jì)分析。以圖表形式分小層、分微相圖1蘇里格氣田地層格架模型統(tǒng)計(jì)每個(gè)小層內(nèi)每種微相:孔隙度、滲透率及飽和度的概率分布;物性參數(shù)間的相關(guān)性;小層砂地比、砂體厚度的變化范圍、平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差等,用于約束相及屬性模擬。其中,孔隙度與含氣飽和度具良好的相關(guān)性,可以孔隙度模型為第二屬性約束含氣飽和度

7、模型的模擬。2.3.2單井屬性粗化構(gòu)造形態(tài)為一東北東高、西-南西低的低緩單斜,在緩坡背景上存在多排低幅度的東西向或北東向鼻隆構(gòu)造和高點(diǎn),鼻隆構(gòu)造圈閉面積變化較大,平均約16km2;地層發(fā)育齊全,但橫向上厚度存在一定變化,主要受沉積時(shí)的古構(gòu)造(如太原組頂面古隆起)控制。2.2沉積相模型利用軟件數(shù)字化后的小層微相平面分布數(shù)據(jù),對(duì)建立的網(wǎng)格附值,用不同的數(shù)值代表不同的微相,從而建立起完全忠實(shí)于地質(zhì)研究成果的沉積相模型。所建立的沉積相模型表明:山1-盒8下,河道由西向東擺動(dòng);盒8下-盒8上,河道由東向西擺動(dòng),同時(shí)能量逐漸減弱;盒8下砂體連片性好。2.3物性(孔、滲、飽)模型2.3.1數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析(1)

8、數(shù)據(jù)變換。對(duì)輸入的屬性(孔隙度、滲透率和飽和度)數(shù)據(jù)進(jìn)行截?cái)嘧儞Q,去除異常值,分小層、分微相得到各屬性的正態(tài)分布,以進(jìn)行序貫高斯模擬。由于滲透率一般不呈正態(tài)分布,不能直接應(yīng)用序貫高斯模擬來(lái)進(jìn)行模擬,故需對(duì)其進(jìn)行對(duì)數(shù)變換,使根據(jù)上述獲得的單井隨深度連續(xù)變化的相、物性數(shù)據(jù),給劃分的井網(wǎng)格附值,使單井在目的層深度內(nèi)的每個(gè)網(wǎng)格都具有確定的相類(lèi)型、孔隙度、滲透率以及含氣飽和度。2.3.3孔隙度、滲透率和含氣飽和度模型通過(guò)數(shù)據(jù)分析模塊,在對(duì)相類(lèi)型、砂體厚度、孔隙度、滲透率和含氣飽和度等參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)變換的基礎(chǔ)上,求取各參數(shù)的變差函數(shù),利用序貫高斯模擬算法,在沉積微相約束下建立孔隙度、滲透率、含氣飽和度模

9、型,定量、直觀(guān)地的表達(dá)不同小層、不同微相儲(chǔ)層孔隙度、滲透率、含氣飽和度的空間變化,為儲(chǔ)層的非均質(zhì)性研究提供參數(shù)模型。圖3為建立的孔隙度模型。盒81下孔隙度模型是利用該小層內(nèi)沉積微相與© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 似的思路,最終建立的滲透率分布模型(盒81下)表明研究區(qū)大面積屬低滲-特低滲層,具相對(duì)較高滲透2率(>1×10-3m)的區(qū)塊分布局限,多呈透鏡狀或短條帶狀。建立的蘇里格氣田各小層孔隙度、滲透率和含氣飽和度模型表明:該氣田總

10、體以低孔隙度、低滲透率為主,相對(duì)較高孔隙度(>12%)和相對(duì)較高滲2透率(>1×10-3m)的區(qū)塊分布局限,多呈透鏡狀或條帶狀;物性分布受沉積微相控制明顯,心灘微相比河道填積微相物性明顯偏好;含氣飽和度分圖3蘇里格氣田盒81下孔隙度模型孔隙度的統(tǒng)計(jì)相關(guān)關(guān)系,在沉積微相控制下建立起來(lái)的,它確保了孔隙度的井間預(yù)測(cè)是在相內(nèi)進(jìn)行的,這更符合地質(zhì)實(shí)際。該模型顯示,孔隙度大于10%的儲(chǔ)層相對(duì)較發(fā)育,相對(duì)較高孔隙度儲(chǔ)層(>12%)分布局限,多呈透鏡狀。滲透率模型的建立采用了相層位盒81上盒82上盒81下盒82下盒83下山11山12山13合計(jì)類(lèi).137.32011658042900

11、044783布與孔隙度分布存在較好的正相關(guān)性。2.4儲(chǔ)量計(jì)算根據(jù)儲(chǔ)層類(lèi)型劃分標(biāo)準(zhǔn),輸入孔隙度、滲透率、飽和度截?cái)嘀?。2,3,分小層、分類(lèi)型此外,、底水,因此1。類(lèi)1.84736.945815.47.332.16.34.28.484.8883390146868495321033697017表18m3)435.4453127.178.351.119.231.203.1311.9145048361307126976759590119類(lèi)187.193.1032.942.734.425.632.418.4566.484825034433253693527320572854532669合計(jì)252.307

12、.308.567.555.561.899.650.103.767537954858534509088549799322448798111741.373蘇6井區(qū)隨機(jī)建模平面上,蘇6井區(qū)建模大地坐標(biāo)范圍為1927900019295000(東西向)和42616004287600(南北向),建模深度范圍為-177910-2141126m,網(wǎng)格單元為100m×100m×1m,網(wǎng)構(gòu)造-地層格架模型,輸入坐標(biāo)范圍直接截取獲得。此次沉積相模型的建立依據(jù)了兩類(lèi)數(shù)據(jù):單井相分析數(shù)據(jù)(包括隨深度變化的物性和相數(shù)據(jù));地震反演的自然伽瑪數(shù)據(jù)體。考慮到本區(qū)天然氣只儲(chǔ)集在河道砂體中,且河道的分布決定了

13、河流類(lèi)型,因此主要研究的是河道的模擬,包括心灘和河道填積微相的模擬。隨機(jī)模擬過(guò)程中使用的有關(guān)參數(shù)如表2。心灘微相寬度()厚度()最小最大最小平均最大0.30.40.60.60.60.60.60.61.21.21.61.61.61.61.61.60.131.83.8112.81.816.710107.5699.661417181413201613格結(jié)點(diǎn)160×260×140(X×Y×Z),共5824000個(gè)。該區(qū)構(gòu)造地層格架模型采用全區(qū)建立起來(lái)的河道延伸擺動(dòng)幅度()最小平均最大0.20.20.20.20.20.20.20.20.40.40.40.40.40

14、.40.40.40.60.60.60.60.60.60.60.6表2蘇6井區(qū)沉積相模擬使用的河道特征參數(shù)小層盒81上盒82上盒81下盒82下盒83下山11山12山13)方向(°最小最大-45-45-45-45-4510101000000655555波長(zhǎng)()最小平均最大101010101010101015151515151515152020202020202020河道填積微相寬度()厚度()最小平均最大最小平均最大0.60.60.80.80.80.60.60.61.11.11.41.41.41.31.31.31.61.6222222211111125.689.87.65.476.27.

15、71417181413201621© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 圖4所顯示為模擬的盒81下小層河道最發(fā)育時(shí)期的河道填積和心灘微相分布,其余微相被略去未顯示,反映其河道最發(fā)育,分布面積大。此外,模擬的盒82下小層河道較發(fā)育時(shí)期的河道填積和心灘微相分布,其余微相被略去未顯示,反映其河道也較發(fā)育。沉積相模型的橫剖面結(jié)構(gòu)解剖指示,儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)在盒8段表現(xiàn)出拼合板狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),而山1段表現(xiàn)出拼合板狀向迷宮狀儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)過(guò)渡的特征。說(shuō)明蘇里格氣田砂層普遍較薄,較厚砂

16、體分布局限。4結(jié)論采取全區(qū)確定性建模和區(qū)塊隨機(jī)建模相結(jié)合的原則,利用地質(zhì)、地震數(shù)據(jù),建立了蘇里格氣田的構(gòu)造-地層模型、沉積相模型和物性模型,實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)層的三維立體化。全區(qū)確定性建模顯示:蘇里格氣田構(gòu)造形態(tài)為一東-北東高、西-南西低的低緩單斜,地層發(fā)育齊全,但橫向上厚度存在一定變化;山1-盒8下,河道由西向東擺動(dòng),盒8下-盒8上,河道由東向西擺動(dòng),同時(shí)能量逐漸減弱;物性分布受沉積微相控制明顯,心灘微相比河道填積微相物性明顯偏好。蘇6井區(qū)隨機(jī)模擬顯示:8段表1段表現(xiàn)出拼合板單砂體普遍較薄,81盒82下、下砂體連參考文獻(xiàn):1穆龍新,賈愛(ài)林,陳亮,等.儲(chǔ)層精細(xì)研究方法M.北京:石油圖4蘇681下隨機(jī)模擬

17、沉積微相模型工業(yè)出版社,2000.2吳勝和,熊琦華.油氣儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)M.北京:石油工業(yè)出版社,1998.27259.3DuttonSP,HamlinHS.GeologicControlsonReservoirPro2從統(tǒng)計(jì)的河道出現(xiàn)概率為80%和50%時(shí)各小層砂體厚度的分布情況中,發(fā)現(xiàn)河道出現(xiàn)概率為80%時(shí),大于5m砂體的分布概率相對(duì)較大的有126132%(山324124%(盒811)、下)和22122%(盒8上),pertiesofFrontierFormationLow2PermeabilityGasReservo2irs:MoxaArch,WyomingA.SPE21851C.1991,1

18、28.THEUSEOF3-DRESERVOIRGEOLOGICALMODELINGINSULIGEGASFIELD112TIANLeng,HEShun2li,GUDai2hong(1.UniversityofPetroleum,Beijing102249,China;2.PolyDoctorPetroleumTechnologyLimitedCompany,Beijing102200,China)Abstract:RandomsimulationmodelinganddeterminatesimulationmodelingwereusedinthepaperforSu6wellregionandthewholefield.InaccordancewiththemajorproblemmwiththestrongheterogeneityofLowerPaleozoiccarbonatereservoirinSuligegasfield,thegeologicalresearchandgasreservoirdescriptionresultsinSuligegasfieldwerequantitativelytransformedbytakingrando