JY油田L区块三维地质模型研究

2019-05-24张卫刚郭龙飞陈德照吴勤博付玉

重庆科技学院学报（自然科学版） 2019年2期

张卫刚郭龙飞陈德照吴勤博付玉

(1. 中国石油长庆油田分公司第八采油厂，西安 710018；2. 西南石油大学石油与天然气工程学院，成都 610500)

JY油田L区块位于陕西省定边县境内，伊陕斜坡中部。目前，L区块主力开发油层为三叠系长4+5段，油层埋深为2 100～2 400 m，平均厚度为10 m，平均孔隙度为11.22%，平均渗透率为0.69×10-3μm2，原始地层压力为16.06 MPa。L区块油藏无边底水，具有低压、低渗、低饱和度的岩性特点，是典型的“三低”油藏[1]。油藏构造简单，无断层分布，但其纵向上油层分布较多，非均质较强且平面上不连续，隔夹层分布广泛，对油藏注水开发影响较大[2-4]。由于孔渗性较差，油藏开发中逐渐出现一系列问题，导致采收率较低。如，储层流体的流动阻力较大，油井产能较低；地层压力较低，导致地层能量递减较快，油井产能明显下降；注水见效时间长，部分井水窜现象严重[5]。若要解决这些开发中的问题，还需充分了解研究区的地质情况。在此，针对L区块进行精细三维地质建模，通过地质模型和数值模拟分析层间及平面上的非均质性对区域注水开发效果的影响，判断水驱前缘位置，确定剩余油分布特征，从而优化开发技术政策。

1 JY油田L区块三维地质模型

三维地质模型，是指能够定量表示地下地质特征和各种油藏参数三维空间分布的数据体，包括构造模型、沉积模型、储层模型、流体模型等多种类型[6-7]。三维建模主要内容包括井间参数的预测和插值，其方法可分为确定性建模和随机建模两大类[8-9]。储层具有随机性，其预测结果具有多解性，通常应用随机建模方法对储层进行模拟和预测[10]。

序贯模拟方法是目前应用最多的随机建模方法[11]。在地质建模过程中，根据地质约束条件(如层序地层学原理、沉积模式、储层构型模式等)来约束建模过程。结合地质资料，建立JY油田L区块三维地质模型。首先，建立区域三维构造模型；其次，建立岩性模型；最后，建立孔隙度、渗透率、含油饱和度等属性模型，从而形成较为完整的三维地质模型。

考虑到纵向小层划分相对精细的特点，本次建模采用确定性建模与随机建模相结合的方法，建立了JY油田L区块精细三维地质模型。模型平面网格步长为10 m×10 m，纵向网格步长为0.2～1.0 m(平均0.5 m)，总节点数为2.5×108。

1.1 构造模型

根据井点数据和分层数据，首先建立地层格架模型与井模型。在地层格架模型上，按照地层划分，将研究区分为2个小层：长4+522小层和长4+523小层。从图1所示研究区三维构造模型可以看出，该区域整体构造呈现东高西低趋势，构造面较平整，局部区块有鼻状小隆起。

1.2 岩性模型

根据地质研究成果，运用地质统计方法精细表征砂体平面、纵向数据的相关性。在砂地比和砂泥岩纵向分布趋势的约束下，运用序贯指示模拟方法，建立研究区精细三维岩相模型。

运用序贯指示模拟算法建立岩相模型，建模过程中充分考虑了研究区的区域地质背景及储层砂体的分布特征。将所建小层砂体分布模型与地质特征分析中的小层砂体展布特征相比较，可知储层岩性的空间三维分布模型与各小层的地质特征基本吻合。此次所建岩性三维模型如图2所示。

图1 研究区三维构造模型

图2 三维岩性模型

1.3 属性模型

划分研究区地质小层，基于测井资料对各小层的孔隙度、渗透率、含油饱和度等数据进行归纳，按照一定规则进行整理，然后加载到储层格架模型中。在构造模型和岩性模型的基础上，采用序贯高斯模拟估值法进行随机建模，建立图3所示渗透率、孔隙度、含油饱和度三维储层属性模型。

图3 三维储层属性模型

2 数值模拟研究

2.1 模型粗化

建立三维地质模型后，可将其用于油藏数值模拟研究。在油藏数值模拟过程中，对计算机的性能和模型的大小及属性值变化等要求较高。前面建立的精细地质模型网格数过大，计算时间过长，会影响数值模拟的效率。在确保数值模拟精度的情况下，对模型的网格进行粗化，可满足数值模拟计算的要求。

粗化后，网格数由250×106个缩减为4.0×106个左右。模型粗化后效果对比如图4所示。

对粗化前后的模型属性参数进行对比。由图5所示各属性统计结果直方图可以看出，网格粗化前后的属性参数值基本一致，说明本次粗化结果较为精确。

2.2 数值模拟历史拟合

拟合油藏生产历史数据，对模型进行校正。运用模型，分析油藏开发动态，判断水驱前缘，确定剩余油分布。

本次历史数据拟合中采用了定液量拟合的方法，在拟合过程中注重对模型属性的合理调整，使模型更加完善。在参数调整过程中，根据测井解释结果对孔隙度进行微调，调整幅度较小。不同油层的渗透率在平面上和纵向上的变化较大，因此在拟合的过程中，对渗透率在较大范围内作了调整。同时，在部分地区对静毛比作了大范围的调整，结合测井解释结果，调整幅度为30%左右。此外，对压缩系数，如油、气、水的PVT属性等作了小范围微调。由于油藏非均质性较强，流体流动变化较大，因此对相渗曲线作了大幅调整。