基于地震反演资料的相控建模方法研究

陈杰，程绪彬，王维斌

（中石油川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院，四川 成都610051）

潘跃勇

（中石油西部钻探测井公司塔里木分公司，新疆 库尔勒841001）

郑淑芬，于晏，黄锋

（中石油川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院，四川 成都610051）

伊朗南帕斯气田是世界上最大的凝析气田，位于中东波斯湾海域，SP11区块位于该气田北顷没端的东南翼，工区面积约98.1km2。南帕斯气田主要目的层为Khuff组地层，包括三叠系Kangan组下部的K1、K2段和二叠系上部Dalan组上部的K3、K4段。储层岩性主要为含鲕粒、生物碎屑、岩屑、砾屑等粗结构云岩、云质灰岩和灰岩。储集空间主要为溶蚀作用形成的次生溶孔及小型溶洞，主要有鲕粒、生屑等颗粒的铸模孔、粒间和粒内溶孔、白云石的晶间溶孔，次为晶间孔，也有少量原生的粒间孔、粒内孔；裂缝极不发育，仅见少量高角度张开缝。储层类型为孔隙型。由于南帕斯气田SP11区块内钻井数量少且单井控制程度低，如何充分利用现有资料建立准确的3D地质模型，是制定合理开发方案的基础，也是井位优选和井眼轨迹设计的关键。为此，笔者对基于地震反演资料的相控建模方法在南帕斯气田SP11区块的应用问题进行了探讨。

1 地震约束下的储层相控建模方法概述

地震约束下的储层相控建模方法是以地质统计学等常规建模方法为基础，以地震资料（包括构造解释和反演数据）为约束，在相模型控制下建立储层地质模型的技术和方法的总称，其主要内容如下：首先在地震资料解释成果基础上，以单井数据为校正，建立工区的精细构造模型，再结合地震相划分、平面属性提取，建立工区的相模型，进而在相模型的基础上，以单井测井解释为基础，用地震储层反演成果为约束，选用合适的地质统计学方法，最终建立工区的三维地质模型［1－3］。开展地震约束储层地质建模，可以增加模型的井间确定性信息，降低因数学方法插值和模拟带来的井间不确定性，提高模型忠实于地下实际情况的程度，主要表现在以下几点：①采用地震解释的断层和构造层面有利于建立准确的构造模型，精确构造模型能够准确确定插值和模拟的边界，是建立储层属性模型的基础；②地震数据作为第二变量或趋势约束条件参与建模计算，能够约束井间插值、外推和模拟；③增加随机建模中的确定性因素，减少模型的不确定性，使得随机建模具有确定性的趋向。

2 构造建模

构造模型是建立储层3D地质模型的基础，由断层模型和构造层面模型组成。具体建模过程如下［4］：①首先利用地震解释的层面构造数据，在单井分层数据的约束下建立工区层面模型；②根据地震解释断层数据，在构造数据约束下建立断层模型；③在相应构造格架下进行地质小层层面插值；④开展空间网格剖分，最终建立储层构造模型。

针对南帕斯气田SP11区块共解释了5套地层层位数据，即K1～K4顶和K4底部，工区内无断层发育。以地震解释的5套层位数据为基础，采用建模工区范围内的4口单井的分层数据进行校正，选取“Convergen Interpolation”方法建立了工区的基本构造框架模型（见图1）。

图1 南帕斯气田SP11区块构造框架模型图

由于地震资料的纵向分辨率较差，为了满足开发方案设计、井位优选、井眼轨迹优化设计等需要，必须建立精细构造模型。从SP11工区地震解释的构造数据来看，5套构造层面特征相似，上下没有发生明显变化，地层厚度变化不大；同时单井小层划分对比一致性较好（根据层序、储层、岩性等资料，将K1划分为3个小层，K2划分为2个小层，K3划分为5个小层，K4划分为6个小层，共16个小层）。因此，在地震解释的大的构造层面数据控制下，以单井小层细分层数据为约束，进行小层层面插值，纵向上储层段0.5m／网格，非储层段1m／网格，共2472万个网格，最终建立了储层精细构造模型（见图2）。

图2 南帕斯气田SP11区块精细构造模型图

3 相建模

现代储层建模的一个重要策略是相控建模，这里的相不单指沉积相，也包括岩相、储集相等［5］。南帕斯气田SP11区块主要目的层是Khuff组地层，沉积环境发育稳定，均为碳酸盐岩台地相，因而单从沉积相来看，难以区分出优势相带。Khuff储层主要由灰岩、白云岩组成，夹有石膏及薄层泥岩，其中灰岩和白云岩都能发育成为储层，因而可以建立岩石相作为储层发育控的控制相。根据单井测井岩性解释的成果，划分出5种岩相，即白云岩相、灰岩相、灰质云岩相、云质灰岩相和石膏相。然后，将单井的岩相粗化到精细网格中，并调整每一个小层中的岩相比例，使之与取心分析、测井解释、地质认识相吻合。最后根据工区海相碳酸盐岩储层分布发育稳定的特点，利用截断高斯方法建立岩相模型（见图3）。

图3 南帕斯气田SP11区块岩相模型

4 储层参数建模

进行储层参数建模是三维地质建模最重要的部分，主要包括工区内储层的孔隙度、渗透率、饱和度等参数模型。建立储层参数模型时，需要将单井测井解释成果作为 “硬数据”，将地震反演成果数据作为 “软数据”，井、震结合，进行约束随机建模［1］。具体而言，根据岩相模型，利用序贯高斯模拟方法，以地震反演数据作为约束建立储层孔隙度模型（见图4（a））；以孔隙度模型为约束，建立储层渗透率模型（见图4（b））；综合孔隙度、渗透率模型及气藏J函数，建立储层含水饱和度模型（见图4（c））。

图4 南帕斯气田SP11区块储层参数模型

5 应用效果分析

建立的储层三维地质模型是否准确可靠，主要通过以下几个方面来检验：一是储量拟合，通过模型计算的储量与容积法计算的地质储量进行比较［3］；二是模型检查，通过各种方向的切片，检查模型是否与单井数据一致和地质认识相符合；三是数值模拟计算，将三维地质模型粗化给数模计算，检查历史拟合是否与实际生产一致。由于SP11区块还未投产，无法进行数模历史拟合，因此采用前2种方法进行检验。首先，根据相同的有效储层标准，通过三维地质模型计算的天然气储量为6331×108m3，容积法计算的天然气储量为6105×108m3，两者符合程度较高（仅相差3.6%）。再者，从过井模型（以孔隙度为例）剖面上看（见图5），其具有如下特点：三维地质模型完全忠实于单井数据，即与单井测井解释成果相符合（见表1）；纵向上，该模型显示K4段物性最好，K1、K2次之，K3较差，与现场岩心分析的结果一致；该模型显示K4段储层横向发育连续，K2段储层发育连续性稍差，这与地质认识的结论相同（地质研究表明，南帕斯气田K4段储层为浅海碳酸盐岩滩相沉积，储层分布较稳定；K2段为礁滩复合，储层分布不稳定）。上述分析表明建立的储层三维地质模型是准确可靠的。

图5 SP11区块过井孔隙度地质模型剖面图

表1 工区SP－5井测井解释孔隙度与地质模型孔隙度对比统计表

6 结语

采用地震约束下的相控建模方法，建立的储层地质模型同时受测井、地震2种数据的约束，这样既符合井数据的地质统计学特征，又能反映出地震数据对储层的宏观预测性，有效地降低了随机建模的不确定性，提高了储层地质建模的精度。将该方法应用到伊朗南帕斯气田SP11区块的地质建模中，取得了较好的效果，从而为该区块的勘探开发奠定了良好基础。

［1］刘文岭.地震约束储层地质建模技术 ［J］.石油学报，2008，29（1）：64－68.

［2］印兴耀，刘永社.储层建模中地质统计学整合地震数据的方法及研究进展 ［J］.石油地球物理勘探，2002，29（4）：423－430.

［3］余国义，王根久，穆龙新，等.利用三维地震数据减少地质统计模型的不确定性 ［J］.石油勘探与开发，2003，30（4）：56－57.

［4］姜岩，李纲，刘文岭.基于地震解释成果的地质建模技术及应用 ［J］.大庆石油地质与开发，2004，23（5）：115－117.

［5］周丽清，赵丽敏，赵国梁，等.高分辨率地震约束相建模 ［J］.石油勘探与开发，2002，29（3）：56－58.