薄互层低渗透油藏动态建模技术研究

夏洪强

摘要：地质建模是利用有限的数据，结合工程师的判断，选取合理的地质统计学方法，对三维地质体实现定量表征。地质模型的准确性取决于地质认识的程度，而地质体由于埋在地下不能直接可见，较短时间很难实现对地质体的全部认识。因此，地质认识是一个长期漫长的过程，随着油田开发的不断进行，地质体的认识逐步加深。笔者按照地质模型建立的特点和应用特征，将地质建模分为资料分析、地质建模、模型检查、模型验证、模型跟踪等五个阶段，建模是个动态耦合的过程，本文以某油田CL块为例，详细阐述动态建模在薄互层低渗透油藏中的应用。

关键词：薄互层；非均质；动态建模；数值模拟

薄互层低渗透油藏纵向上层多、层薄，储层非均质严重，建立客观的地质模型难度大。本文以某油田CL块为例，针对开发中后期资料丰富及地质特征，提出了动态建模技术的思路，将建模分为数据分析、地质建模、模型检查、模型验证及模型跟踪等五个阶段，通过对地质体的反复认识，不断修正模型，减少储层的不确定性，提高模型的精度和质量。实际应用表明，该技术能够有效的支持薄互层低渗透油藏的地质建模，能够为该类油藏的深度挖潜提供技术支撑。

1.薄互层低渗透油藏地质建模

某油田CL块是在大型鼻状构造背景上被南北两条边界断层所夹持的地垒，主力含油层系为沙四上，为滨浅湖亚相的滩坝砂沉积。沙四上纵向上分为5个砂层组、21个小层，单层厚度一般为1-3米。经过四十多年的注水开发，剩余油分布极其复杂，本次研究选取的主力油层沙四上作为研究对象，在精细油藏描述的基础上，建立薄互层低渗透油藏的精细地质模型，为下步调整方案设计提供基础。

1.1资料分析阶段

为了准确地描述储层，增加剩余油预测的精度，多学科油藏研究已经成为油田开发中重要的技术手段。现代的油藏描述将油藏地质、地球物理、生产测井、试井、油藏模拟、经济评价和方案设计等多学科、多专业有机地结合起来，通过地质建模和油藏数值模拟，实现油藏的数字化、可视化。地质模型的准确程度取决于地球物理、生产测试等手段所获得资料的可靠性。

1.2地质建模阶段

1.2.1储层格架建模

薄互层低渗透油藏纵向上层多、层薄，常规的建模方法易造成穿层的现象。为了准确表征该类油藏层间的关系，使构造具有较强的继承性、层间保持合理的协调关系，本次利用层次建模的思路建立构造模型。层次性是地质现象的固有特性，是自然界中的普遍规律。因此，有必要对不同规模、性质、形态及方向的地质体开展油藏描述，分层次建立储层模型，更好地反映储层的变化规律。在地层格架建模中，按照由粗到细、由大到小的沉积序列，依次建立段、油组、小层、砂层的构造模型，组成合理的地层格架。首先利用地质分层数据和地震解释数据建立层沙四上的构造模型，其次在沙四段内部建立五个油组的格架模型，然后在油组内部建立小层模型，最后，在小层内部建立砂层模型。该模型既保证了地质构造的完整性，又较好地体现了薄互层砂体的空间展布特征。

1.2.2属性建模

随机模拟在表征不确定性和非均质方向具有不可替代的优势，在资料信息相对较少的开发早期阶段，具有较强的实用意义。但在资料丰富、成果较多、储层认识相对清楚的油田开发中后期，利用随机模拟开展属性建模，一方面由于信息量大易造成数据的冗余，另一方面随机建模中不确定性的累加效应，都会导致最终的储层地质模型和实际地质情况出现较大偏差。

1.3模型检查阶段

利用已有地质认识对模型进行验证是建模过程中至关重要的一步。对地质模型的验证与修正是个比较复杂的过程，修正质量与地质建模人员的水平、经验以及对工区的认识等许多因素有关。所建立的地质模型应该与静态认识基本一致，若存在较大差别，应该对建模的各个环节进行逐步检查。

1.4模型验证阶段

CL块层间物性差异大、开发历史长、生产井措施频繁，历史拟合的难度较大。为了提高模型的精度，分层系建立储层的流体模型；为了提高历史拟合的速度，采取“粗细相结合”的思路开展拟合，“粗”是指利用速度快、精度低的流线模拟对全区的指标进行拟合，初步认识剩余油分布规律，“细”是指利用精度高的黑油模拟对单井指标进行拟合，全面认识剩余油的分布。CL块断层复杂、非均质严重，历史拟合过程中需要对地质模型进行反复修改，提高模拟的精度。油井C6-34井与水井C6-18间存在一条断层，从地震剖面上及后期钻遇的井中都能够得到证实，断距约25米。

1.5模型跟踪阶段

地质模型对未知区域起到预测的作用，所钻新井对模型给予验证。根据该块的地质特征，结合剩余油分布规律，在该块部署零星井4口，其中油井1口，水井3口。油井投产后，该井日液15.2t，日油4.1t，含水73%，与模型预测结果基本一致。但油藏边部的1口水井，模型预测油层厚度6.6米，而实钻只有3.5米，由于储层物性差，该井达不到配注要求。因此，在模型跟踪时，对该井区的油层厚度进行修改，并对井区的孔隙度、渗透率等物性参数重新建模，重新跟踪模拟水井的注入情况。

2.应用效果

通过资料分析阶段对数据的筛选与分析、地质建模阶段选取合理的方法与理念、模型检查阶段的精心分析、模型验证阶段反复修正及后期的长期跟踪，建立了某油田CL块的三维地质模型。截至到目前，通过对三维地质模型的反复修正，工区模拟计算的综合含水率、油藏日平均产油量、油藏累计产油量等多项指标与实际油藏开采曲线吻合程度比较高，单井拟合率达到82%，说明建立的地质模型较好地反映了储层内部的结构特征，可用于剩余油预测，可作为开发调整的指导依據。

3.结论与认识

储层的不确定因素很多、很复杂，建立的地质模型并不是确定的、唯一的，其不能解决油田开发过程中遇到的所有问题。建立精确的地质模型是个长期的过程，随着地质工程师对储层认识程度的增加而加深。针对薄互层低渗透油藏的地质特征，本文提出了利用动态建模的思路建立储层地质模型，指出建立高精度的地质模型是个动态的过程。该技术围绕建立客观精确的地质模型，在资料分析阶段，通过对地质体的认识，筛选地质和生产数据；在建模阶段，综合运用地质、地震、岩心分析、测井、测试及生产动态等资料，利用层次建模技术建立储层的格架模型，利用相控建模技术建立属性模型；在模型检查阶段，从多个角度、多个方面，检查模型的合理性；在模型验证阶段，利用数值模拟技术，根据生产井的拟合情况，评价模型的可靠性；在模型跟踪阶段，根据新井地质资料、生产情况对模型进一步修正。动态建模技术是多学科交叉的方法，反复对模型进行论证与修正；并随着开发的不断深入，地质模型的精度更高、可靠性更强。

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