地质建模技术在大涝坝凝析气藏描述中的应用

李晓静 陈菁萍 黄超

(中国石化西北油田分公司，乌鲁木齐 830011)

地质建模技术是一种重要的地质分析技术，以现代计算机技术为基础，在三维环境中综合运用空间信息管理、地质解释、空间分析和预测、地学统计、实体内容分析以及图形可视化等工具进行分析［8］。储层地质建模技术是油田开发生产和研究工作的基础，是油藏描述的最终成果，是油藏模拟和油藏工程计算及工作的主要地质依据，为油藏评价和各开发阶段制定各种方案服务，是近年来国内外研究的一个热点。油气藏描述的目标是储层三维定量地质模型，也正是油气藏模拟的基础。建立精确的三维地质模型，对油气藏评价和描述及开发方案的制定具有重要的指导意义。

1 大涝坝凝析气田概况

大涝坝凝析气田区位于新疆塔里木盆地北部，天山山脉中段南缘，库车坳陷阳霞凹陷南缘的大涝坝构造带，为大涝坝构造带东部的大涝坝1、2号局部构造。

大涝坝1、2号构造位于库车坳陷与沙雅隆起雅克拉断凸的交界处，受亚南断裂控制［1－3］。为断背斜，走向呈北东东方向，延伸长度约80 km，具有上正下逆的特点。在气田区亚南断裂由呈雁行排列的F1、F2、F3、F4、F5、F6 等断裂组成，断面南倾，延伸长度为2.5～4.8 km，垂直断距为5～310 m。

2 地层和沉积相特征

大涝坝构造下第三系苏维依组主要发育辫状河三角洲和湖泊相沉积。根据研究区13口井钻遇地层的岩性、粒度、沉积结构、沉积构造、沉积序列、古生物、测井曲线等指相标志的综合分析，并结合邻区资料，将苏维依组由下往上划分为苏一段、苏二段、苏三段。一、三段为砂岩(下气层、上气层)，二段为泥岩(隔层)。上气层发育浅湖亚相的近岸砂坝、远岸砂坝和浅湖泥三种微相。下气层发育辫状河三角洲前缘亚相的水下分支河道、河口砂坝、分流间湾等沉积微相。在平面上，苏维依组沉积相呈“东西展布，南北分带”的特点，相带自北向南为辫状河三角洲平原亚相、辫状河前缘亚相、滨浅湖。

3 储层描述

苏维依组储集层岩石类型主要是长石石英砂岩、岩屑石英砂岩和石英砂岩。砂岩体具较高的成分成熟度和结构成熟度。储集空间主要为孔隙，孔隙类型为原生粒间孔隙、扩大粒间溶孔，其次为粒内溶孔，贴粒缝，溶缝。

3.1 储层物性特征

苏维依组压汞数据表明，砂岩储层的毛管压力曲线排驱压力较低，其排驱压力为0.3035 MPa，中值压力Pc50约为1 MPa，都较低。曲线歪度略粗，曲线平缓部分长，几乎平行于横坐标，说明孔喉集中，分选性较好。

大涝坝地区DLK3、DLK5、S45井于苏维依组取芯。3口取芯井中总共取样195个，其中S45井样品174个，DLK3井样品13个，DLK5井8个。孔隙度范围为3.42% ～24.6%，平均孔隙度为14.87%，主要分布范围为16% ～20%;渗透率范围为0.05×10－3μm2～ 246 ×10－3μm2，平均渗透率为 34.1 ×10－3μm2，主要分布在1 ×10－3μm2～10 ×10－3μm2。综合分析孔渗性，苏维依组储层物性属中等。

3.2 储层砂体、隔层展布

苏维依组砂体在横向上连续稳定分布，厚度变化不大。纵向上，砂体连通性好，由下气层段的水下分支河道砂体向上过渡为河口砂坝和浅湖砂坝砂体。

根据隔层类型划分标准［3］，大涝坝地区苏维依组隔层主要为I型隔层(泥岩隔层)，形成环境主要为浅湖及分流间湾，垂向沉积组合为浅湖砂坝及水下分支河道，岩性主要为含膏质泥岩或含膏质粉砂质泥岩。在上气层和下气层之间发育一套厚度较大、区域上分布稳定的隔层，在下气层中亦发育两套厚度较小、连续性相对较差的隔层，分别为隔层1和隔层2。其中隔层1分布稳定，各井均有钻遇，由西向东，厚度逐渐减小。隔层2在全区分布不稳定，仅在区块的东部(DLK4井以东)分布，厚度变化不大。

3.3 储层非均质性

大涝坝凝析气田苏维依组上气层、下气层纵向上为严重非均质，平面上从渗透率来看，变化较大，上气层非均质性较弱，渗透率变异系数为0.15，下气层中等，变异系数为0.33。

4 三维地质建模的实现

4.1 建模思路及工作流程

针对大涝坝下第三系气藏沉积地层厚度小、断层较复杂、井控程度低等特征，利用Petrel建模软件开展大涝坝下第三系气藏建模研究。建模的总体思路是确定性建模与随机建模相结合，在相控建模的基础上完成下第三系苏维依组储层的属性建模，从而精细描述储层参数在三维空间上的变化和分布特征。具体建模步骤:首先根据地震、钻井、测井等资料建立气藏的断层模型和构造模型;然后结合实钻井地层厚度资料建立地层骨架模型，在构造 —地层骨架模型基础上根据单井沉积相与平面沉积相的分布建立气藏沉积相模型;最后以沉积相进行控制，用孔隙度和渗透率的等值图约束，采用序贯高斯方法建立储层属性模型。

4.2 三维地质模型的应用

三维地质建模以测井解释参数为基础，以地震储层预测成果为约束条件，确定性建模和随机性建模相结合，最终为气藏提供构造、地层、沉积相及储层属性在三维空间的分布模型［7－10］。气藏基本数据的准备和输入是建立三维地质模型的基础和前提。建模输入的基本数据主要包括:(1)研究区内目的层的顶面构造数据;(2)断层解释数据;(3)单井井位坐标、井斜数据、地质分层、各层的沉积微相划分数据;(4)单井原始测井曲线数据及测井解释的孔、渗、饱数据;(5)2D或3D地震属性数据或其他可用于建模中起约束作用的数据等等。

4.2.1 构造模型

大涝坝下第三系气藏断层相对复杂，根据输入的断层解释数据体建立了断层模型(图1)，同时在断层模型的基础上结合苏维依组顶界构造数据及实钻井地质分层数据，采用50 m×50 m×1 m的网格精度建立气藏构造和地层骨架模型(图2)。

图1 大涝坝1、2号构造断层模型

建立的断层模型、构造模型及地层骨架模型表明，大涝坝下第三系苏维依组气藏整体受F1、F2、F3、F4、F5、F6等主要断层控制，构造内部断层复杂。该模型直观地显示出大涝坝1号构造为披覆背斜构造，2号构造为断背斜型构造，整个构造南北高点基本一致，地层发育完整。

4.2.2 沉积相模型

利用建立的构造 —地层骨架模型，在单井沉积相划分的基础上，采用确定性建模与随机性建模相结合的方法建立沉积相模型(图3)。从图中可以看出，大涝坝地区苏维依组上气层主要发育浅湖砂坝，发育在构造高部，呈椭圆形展布。苏维依组下气层发育辫状河三角洲前缘，主要发育水下分流河道、河口砂坝和远砂坝。

图2 大涝坝1、2号构造地层构造模型

图3 大涝坝凝析气田1、2号构造苏维依组下气层沉积相模型

沉积相的空间展布格局直观显示，有利储集相带在苏维依组的一段和三段发育，砂体横向分布连续，与实际地质认识一致，表明建立的沉积相模型较为可靠。

4.2.3 储层属性模型

采用相控约束建模技术结合测井解释成果，首先对不同沉积相的储层特征参数进行变差函数分析，得到各微相储层参数的分布规律，用孔隙度等值图约束，利用序贯高斯模拟方法结合克里金插值方法进行模拟建立储层属性模型［11－14］。在相控的基础上，建立了气藏的孔隙度模型(图4)。可见，孔隙度发育区主要分布在气藏主体高部位，但在气藏东南端同样存在部分储层发育区。

考虑到渗透率与孔隙度具有一定的相关性，建立渗透率模型时，在相控的基础上采用协克里金插值法，引入己建立的孔隙度模型数据，同时使用渗透率等值图约束来完成渗透率模型的建立(图5)。

5 结语

下第三系苏维依组储层主要在苏一段和苏三段发育，受沉积相控制作用的影响较明显。孔隙类型多样，储层物性总体表现出中孔、中渗的特征。通过三维地质建模技术的应用，采用确定性建模和随机性建模相结合的原则建立了气藏构造模型、沉积相模型，以及在相控下的孔、渗模型，可在构造精细落实、地层精细对比等基础地质研究方面发挥重要作用，直观地展示沉积微相、储层参数在三维空间的分布特征。应用三维地质建模技术所建立的模型，为气藏注气开发方案的调整及优化奠定了地质基础，形成了稀井网条件下储层精细建模特色技术。

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