苏里格气田储层三维地质建模技术研究_田冷资料

1、第15卷第6期天然气地球科学Vol.15No.6天然气地质学苏里格气田储层三维地质建模技术研究田冷1,何顺利1,顾岱鸿2(1.石油大学(北京)石油天然气工程学院,北京102249;2.北京众博达石油科技有限公司,北京102200)摘要:研究了如何对苏里格气田全区进行确定性建模和对苏6井区进行随机建模。针对苏里格气田储层非均质性强这一主要特点,以全区确定性建模和区块随机建模相结合的方法,对其地质研究和气藏描述成果进行了定量化转变,形成了包括构造模型、物性模型和流体分布模型的苏里格气田全区整体地质模型和苏6井区的随机模型;以此模型为基础,提供井位优选的参考依据和提供气藏数值模拟的网格参数场。储层地

2、质建模方法成功地运用于苏里格气田气藏描述后储层性质及潜在能力提供了可靠依据。关键词:苏里格气田;三维模型;确定性建模;中图分类号:TE121.1+521926(2004)06205932040前言两种,后者是对未知区应用随机模拟方法,给出多种可能的、等概率的预测结果。苏里格气田建模工作面临的现状是:面积大,约20000km2;二维地震测网稀,测网一般为2km×2km,且分布不均匀;井距大,最小井距大于2km,分布不均匀,多集中在先导性开发试验区苏6井区和苏10井区附近。针对这样的情况,并考虑到若在苏里格气田全区内进行随机模拟,不确定性因素太多,得出的结论指导意义不大,而且计算的工作量

3、大,微机或工作站运行困难,修正模型困难,因此本研究对苏里格气田全区进行应用确定性建模和对苏6井区进行随机建模,即全区确定性建模和区块随机建模相结合。在建模之前,需要准备的资料包括:井筒资料;地震资料;地震、地质研究成果。平面上,根据地震测网分布的情况,选择的苏里格气田建模区域为一多边形区域,大地坐标范围为419000435000(南北)和1923000019310000(东西)。纵向上,建模的海拔深度约为-1658-2370m。苏里格气田建模使用角点网格坐标,全区网格划分为:平面网格用等步长,均为500m,垂向网格步长为5m,即网格单元大小为500m×500m×5m(X&#

4、215;Y×Z),网格数161×326×28,即约1469608个。2苏里格气田全区三维确定性建模2.1构造地层格架模型1苏里格气田地质资料及建模范围鄂尔多斯盆地苏里格气田目的层(盒8、山1)主要形成于山西期-石盒子期的内陆冲积平原上,沉积体系为河流沉积体系,形成了以岩屑砂岩、石英砂岩为主,夹有泥岩、煤层和泥质砂岩的陆源河流相碎屑岩沉积。将地层模型与层面构造模型相结合,建立了苏里格气田的构造-地层格架模型(图1)。使用的数据为地震解释提供的盒8顶、山1顶和山2顶3层地震反射层追踪解释线文件和网格文件,以实钻井点分层数据为控制点,进行三维网格化,建立三维构造地层格架

5、模型。在此基础上,建立各小层的地层格架模型。三维构造地层格架模型揭示:苏里格气田收稿日期:2004206215;修回日期:20042102091作者简介:田冷(19772),男,汉族,黑龙江哈尔滨人,在读博士,现从事石油地质研究1© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 其分布接近正态分布,模拟后再进行反变换。图2为苏6井区盒81下孔隙度分布特征,若考虑3%以下未显示的孔隙度,可以看出,该井区孔隙度的分布接近于正态分布。(2)变差函数分析1。鉴于研究区面积大

6、,井点少,分小层、分微相求取变差函数的样点少,变差函数的求取会有很大误差,因此在实际建模过程中,应用地质概念模式,并结合水平井(苏平1、苏平2)和露头资料来估计变差函数的各项参数,即根据河道延伸方位、延伸长度、河道宽度和沉积厚度来确定变程主方向、主次变程和垂向变程等参数。图2苏6井区盒81下孔隙分布(3)概率统计分析。以图表形式分小层、分微相图1苏里格气田地层格架模型统计每个小层内每种微相:孔隙度、渗透率及饱和度的概率分布;物性参数间的相关性;小层砂地比、砂体厚度的变化范围、平均值和标准偏差等,用于约束相及属性模拟。其中,孔隙度与含气饱和度具良好的相关性,可以孔隙度模型为第二属性约束含气饱和度

7、模型的模拟。2.3.2单井属性粗化构造形态为一东北东高、西-南西低的低缓单斜,在缓坡背景上存在多排低幅度的东西向或北东向鼻隆构造和高点,鼻隆构造圈闭面积变化较大,平均约16km2;地层发育齐全,但横向上厚度存在一定变化,主要受沉积时的古构造(如太原组顶面古隆起)控制。2.2沉积相模型利用软件数字化后的小层微相平面分布数据,对建立的网格附值,用不同的数值代表不同的微相,从而建立起完全忠实于地质研究成果的沉积相模型。所建立的沉积相模型表明:山1-盒8下,河道由西向东摆动;盒8下-盒8上,河道由东向西摆动,同时能量逐渐减弱;盒8下砂体连片性好。2.3物性(孔、渗、饱)模型2.3.1数据统计分析(1)

8、数据变换。对输入的属性(孔隙度、渗透率和饱和度)数据进行截断变换,去除异常值,分小层、分微相得到各属性的正态分布,以进行序贯高斯模拟。由于渗透率一般不呈正态分布,不能直接应用序贯高斯模拟来进行模拟,故需对其进行对数变换,使根据上述获得的单井随深度连续变化的相、物性数据,给划分的井网格附值,使单井在目的层深度内的每个网格都具有确定的相类型、孔隙度、渗透率以及含气饱和度。2.3.3孔隙度、渗透率和含气饱和度模型通过数据分析模块,在对相类型、砂体厚度、孔隙度、渗透率和含气饱和度等参数进行相应数据变换的基础上,求取各参数的变差函数,利用序贯高斯模拟算法,在沉积微相约束下建立孔隙度、渗透率、含气饱和度模

9、型,定量、直观地的表达不同小层、不同微相储层孔隙度、渗透率、含气饱和度的空间变化,为储层的非均质性研究提供参数模型。图3为建立的孔隙度模型。盒81下孔隙度模型是利用该小层内沉积微相与© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 似的思路,最终建立的渗透率分布模型(盒81下)表明研究区大面积属低渗-特低渗层,具相对较高渗透2率(>1×10-3m)的区块分布局限,多呈透镜状或短条带状。建立的苏里格气田各小层孔隙度、渗透率和含气饱和度模型表明:该气田总

10、体以低孔隙度、低渗透率为主,相对较高孔隙度(>12%)和相对较高渗2透率(>1×10-3m)的区块分布局限,多呈透镜状或条带状;物性分布受沉积微相控制明显,心滩微相比河道填积微相物性明显偏好;含气饱和度分图3苏里格气田盒81下孔隙度模型孔隙度的统计相关关系,在沉积微相控制下建立起来的,它确保了孔隙度的井间预测是在相内进行的,这更符合地质实际。该模型显示,孔隙度大于10%的储层相对较发育,相对较高孔隙度储层(>12%)分布局限,多呈透镜状。渗透率模型的建立采用了相层位盒81上盒82上盒81下盒82下盒83下山11山12山13合计类.137.32011658042900

11、044783布与孔隙度分布存在较好的正相关性。2.4储量计算根据储层类型划分标准,输入孔隙度、渗透率、饱和度截断值,。2,3,分小层、分类型此外,、底水,因此1。类1.84736.945815.47.332.16.34.28.484.8883390146868495321033697017表18m3)435.4453127.178.351.119.231.203.1311.9145048361307126976759590119类187.193.1032.942.734.425.632.418.4566.484825034433253693527320572854532669合计252.307

12、.308.567.555.561.899.650.103.767537954858534509088549799322448798111741.373苏6井区随机建模平面上,苏6井区建模大地坐标范围为1927900019295000(东西向)和42616004287600(南北向),建模深度范围为-177910-2141126m,网格单元为100m×100m×1m,网构造-地层格架模型,输入坐标范围直接截取获得。此次沉积相模型的建立依据了两类数据:单井相分析数据(包括随深度变化的物性和相数据);地震反演的自然伽玛数据体。考虑到本区天然气只储集在河道砂体中,且河道的分布决定了

13、河流类型,因此主要研究的是河道的模拟,包括心滩和河道填积微相的模拟。随机模拟过程中使用的有关参数如表2。心滩微相宽度()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格结点160×260×140(X×Y×Z),共5824000个。该区构造地层格架模型采用全区建立起来的河道延伸摆动幅度()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苏6井区沉积相模拟使用的河道特征参数小层盒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波长()最小平均最大101010101010101015151515151515152020202020202020河道填积微相宽度()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. 图4所显示为模拟的盒81下小层河道最发育时期的河道填积和心滩微相分布,其余微相被略去未显示,反映其河道最发育,分布面积大。此外,模拟的盒82下小层河道较发育时期的河道填积和心滩微相分布,其余微相被略去未显示,反映其河道也较发育。沉积相模型的横剖面结构解剖指示,储层结构在盒8段表现出拼合板状结构的特点,而山1段表现出拼合板状向迷宫状储层结构过渡的特征。说明苏里格气田砂层普遍较薄,较厚砂

16、体分布局限。4结论采取全区确定性建模和区块随机建模相结合的原则,利用地质、地震数据,建立了苏里格气田的构造-地层模型、沉积相模型和物性模型,实现了储层的三维立体化。全区确定性建模显示:苏里格气田构造形态为一东-北东高、西-南西低的低缓单斜,地层发育齐全,但横向上厚度存在一定变化;山1-盒8下,河道由西向东摆动,盒8下-盒8上,河道由东向西摆动,同时能量逐渐减弱;物性分布受沉积微相控制明显,心滩微相比河道填积微相物性明显偏好。苏6井区随机模拟显示:8段表1段表现出拼合板单砂体普遍较薄,81盒82下、下砂体连参考文献:1穆龙新,贾爱林,陈亮,等.储层精细研究方法M.北京:石油图4苏681下随机模拟

17、沉积微相模型工业出版社,2000.2吴胜和,熊琦华.油气储层地质学M.北京:石油工业出版社,1998.27259.3DuttonSP,HamlinHS.GeologicControlsonReservoirPro2从统计的河道出现概率为80%和50%时各小层砂体厚度的分布情况中,发现河道出现概率为80%时,大于5m砂体的分布概率相对较大的有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