油藏建模及数值模拟技术在西部某油田开发调整中的应用

李 鹏,王亚楠,曹丽丽,刘冬民,郑建雄

（东方地球物理公司研究院地质研究中心，河北涿州072750）

油藏建模及数值模拟技术在西部某油田开发调整中的应用

李 鹏*,王亚楠,曹丽丽,刘冬民,郑建雄

（东方地球物理公司研究院地质研究中心，河北涿州072750）

中国西部某油田在开发过程中遇到了预测油层钻遇率不高、油水分布预测与实钻结果差距较大、井网加密井的部署和实施难以实现等一系列问题，针对上述情况，在地震综合解释和储层预测的基础上，结合油田开发动态资料，开展了油藏地质建模和油藏数值模拟研究。油藏模拟系统分析揭示出QL油田具有一定的开发调整及二次开发潜力；通过动态预测结果表明，采用井网加密将有效提高油藏的采出程度和采收率。模拟结果对油田生产动态预测及开发调整措施的制定具有重要的参考意义，推动了地震资料在油田开发过程中应用的深度和广度。

地震资料；地质建模；油藏数值模拟；地震属性分析；剩余油分布预测

QL油田是中国西部吐哈盆地最大的油田，也是地质特征最为复杂、油田开发问题较为突出的油田之一。主要表现为预测油层钻遇率不高；油水分布预测与实钻结果差距较大；水驱状况较差，单向水驱比例较大，井间矛盾突出；增储潜力较大，但突破方向不明确。这些开发难题的存在使得井网加密井的部署和实施难以实现，降低了油藏动用程度和采收率标定的可靠性。本文以地震资料解释及反演成果为基础，对影响地质模型所需建立的构造模型、储层模型的精度做技术分析，以钻井和测井资料对其进行约束，建立准确的地质模型；通过对油藏数值模拟做系统分析，使动态历史拟合及剩余油分布的研究成果更加可靠，有利于正确制定调整井的部署和实施。

1 概况

QL油田属于吐哈盆地台北凹陷鄯善弧形构造带西段中部，是一个被断层复杂化的东西走向的长轴背斜构造，两翼不对称，北缓南陡，闭合高度700～850m，构造面积53km2。构造断层十分发育，按照断层的特点可划分成2组：一组是走向与构造走向基本平行的逆断层，另一组是与构造走向基本垂直的正断层或平移断层。两组断层将油藏切割成大小不同的若干个断块。

QL油田主要含油层系属于中生代侏罗系中统陆相沼泽环境沉积的煤系地层（J2s组和J2x组），岩性以中细—中粗砂岩、含砾不等粒砂岩、砾状砂岩和粉细砂岩为主，粒级分散、分选差，磨圆度以次棱角状为主，结构成熟度低。属扇三角洲—辫状河沉积体系，纵向上油层分布均匀，平面上各油层单砂体主要呈条带状分布，平均单井钻遇砂岩厚度65.3m，有效厚度42.3m。平面上，油藏构造西部的陵3、陵4区块油层埋藏浅，物性最好，构造东部的陵2中、东区轴部次之，而陵2西区及油藏边部，物性最差。

2 油藏地质建模及数值模拟技术

油藏地质建模方法：油藏地质模型是油气藏的类型、几何形态、规模、油藏内部结构、储层参数及流体分布的高度概括[1]。油藏地质建模要综合反映构造模型、储层模型、流体模型3个方面。

（1）构造建模。构造模型反映储层的空间格架。其目的是精细刻画断点、断层和地层这3大构造要素的空间组合和配置关系,建立起一个符合地下实际虚拟的三维构造模型,为下一步的储层建模搭建准确的地层构造格架。构造模型由断层模型和层面模型组成。断层模型主要表现为单个断裂面形态刻画和多个断层空间配置的拟合关系；层面模型反映的是地层界面的三维分布，叠合的层面模型即为地层格架模型。建模的基础资料主要为坐标数据、地层分层数据及其断裂数据。一般通过插值法或随机模拟方法，生成各个等时层的顶、底层面模型并进行空间叠合，结合断层模型建立储层空间格架模型，以此表征构造的非均质特性。

（2）沉积微相建模。在建立构造模型后，通过储集层参数和非均质分布参数计算，特别是人机结合解释划分储层边界、夹层及其有效厚度，统计单井在纵向上各个岩相带及储层的概率分布，用于估计各类岩相带及储层所占体积，并以井点的密度及其在区域内单井岩相及储层所占比例，来反映不同类别岩相及储层在空间出现的可能性，建立储层内部不同沉积微相类型的三维沉积相空间分布模型。沉积微相模型实际上是储层结构模型，它能够定量表述储集体的大小、几何形态及其三维空间分布。储层物性变化与沉积微相类型相关性很高，准确而合理的沉积相模型是精确建立储层参数(孔隙度、渗透率、饱和度)模型的必要前提。

（3）储层参数模型。储层参数模型旨在表征油藏特征参数的空间变化规律，尽可能地识别对油藏性质有较大影响的地质特征。首先，对构造模型进行三维网格化，然后利用井数据、地震数据，按照一定的插值方法对每个三维网格进行赋值，建立储层属性的三维数据体。不同的储层参数从不同角度来反映储层的不同特征，如砂岩厚度体现了沉积砂体的展布规律；渗透层厚度反映了油藏中渗透层的分布特征，其对应的物性参数模型能很好地反映地层流体在油藏中的运动的地质条件，体现储层的三维宏观非均质性特征[2]。

3 应用效果分析

3.1 油藏地质模型建立

本次储层地质建模采用的是确定性建模方法，储层预测的方法为应用地震反演预测储层厚度，应用井间对比和插值方法预测井间储层储集性能参数来完成储层参数预测。流体分布模型的重点为油气水饱和度的分布和空间变化分析，此项研究主要应用本区钻井试油、测井综合解释和生产动态资料分析成果来完成，其方法主要是通过单井模型与地层模型结合，将单井模型中油气水饱和度变化特征赋值到储层三维网块，建立油藏地质模型[3]。

3.2 油藏数值模拟结果分析

油藏数值模拟是在单井、全区开发历史拟合的前提下，重现油田的开发历程，预测油田的未来开发趋势，综合其它方法搞清剩余油分布，找出剩余油的富集带，指导调整、加密井部署[4]。本次油藏数值模拟方法的工作步骤可分为：数据的采集分析、建立油藏模拟模型、动态历史拟合和预测情况报告。

3.2.1 历史拟合

历史拟合是用模拟计算的动态结果与实际动态生产数据进行比较，以验证模拟模型与实际油藏的吻合程度。历史拟合结果表明，单井拟合效果很好，单井日产油和累计产油与数值模拟计算结果符合程度很高，所有油井误差在2%以内（图1）。

图1 QL油田单井日产油历史拟合图

3.2.2 剩余油分布特征

油藏工程研究表明，QL油田三间房油藏边水能量很小，天然能量驱动主要为弹性驱和溶解气驱，枯竭式采收率低（小于17%）[5]，故采用注水保持压力的开发方式，因此，影响含油饱和度变化的主要因素是注入水量，而注入水的驱油效率和水驱波及效率控制着剩余油的分布特征。

3.2.3 动态预测

综合研究区三间房油藏剩余油分布特征，结合开发井网系统和油水井的注采关系，在油田内部优选了LX12-222和LX15-221两口加密井，二者均为采油井，模拟时间为2006年7月至2010年12月，在全部油层同时射开的情况下，对其生产情况进行了预测：LX12-222井最高产能20t/d，累计产油1.8×104t；LX15-221井最高产能为18t/d，累计产油2.0×104t。模拟计算的2006年2月与2010年2月剩余油饱和度对比表明，井网加密将有效提高油藏的采出程度和采收率。

4 结论及建议

(1)油藏地质建模及数值模拟研究的开展为QL油田油藏地质特征认识的深化、开发方案调整、二次开发方案的制定和实施提供了一项必要的基础资料。

(2)历史拟合分析表明数值模拟结果具有较高的可靠性，控制剩余油分布特征的的地质因素得到了进一步的明确，为油田生产动态预测及开发调整措施的制定提供了坚实的基础。

(3)QL油田具有一定的开发调整及二次开发潜力，动态预测结果表明，采用井网加密将有效提高油藏的采出程度和采收率。

(4)地震、地质、油藏和开发多学科综合研究，不仅可以提高地震资料综合解释的可靠性和实用性，同时拓展地震资料在油田开发领域的深入应用。

[1]宋子齐，伊军锋，庞振宇，王艳，李伟峰.三维储层地质建模与砂砾油层挖潜研究——以克拉玛依油田七中区、七东区克拉玛依组砾岩油藏为例[J].岩性油气藏，2007，19(4)：99-105.

[2]王建，黄毓瑜，金勇，张世刚.基于测井数据的三维地质模型构建与可视化[J].测井技术，2003，27(5)：410-412.

[3]杨耀忠，曲寿利，隋淑玲，刘志宏.地震约束建模技术在油藏模拟中的应用[J].石油地球物理勘探，2003，38(5)：535-539.

[4]Ahmed T.油藏工程手册[M].冉新权，何江川，译.北京：石油工业出版社，2002：179-200.

[5]姜汉桥，谷建伟，陈民锋，孙梦茹.时变油藏地质模型下剩余油分布的数值模拟研究[J].石油勘探与开发，2005，32(2)：91-93.

TE319

B

1004-5716(2015)10-0035-03

2014-10-22

2014-10-30

李鹏（1981-），男（汉族），河北容城人，工程师，现从事油气勘探及地质综合研究工作。