油藏内部阻渗屏障等效表征方法探讨—以渤海A 油田新近系为例

2022-07-23肖大坤

石油化工应用 2022年6期

肖大坤

（1.海洋石油高效开发国家重点实验室，北京 100028；2.中海油研究总院有限责任公司，北京 100028）

海上油田井点稀疏，开发单元尺度较大[1-3]，地震资料在油藏精细表征中起到关键作用。然而，对于油藏内部发育的大量小尺度阻渗屏障体，由于其低于地震资料分辨率，成果预测精度有限且存在不确定性，给精细表征带来困难。

以渤海新近系浅水三角洲相储层为例，其内部发育多种构成潜在阻渗屏障的地质体，如分流间湾、废弃分流河道等，井点钻遇厚度多小于5 m，横向展布在500 m 范围内。然而，海上三维地震资料在新近系（埋深约1 500 m）的分辨率10～15 m，难以准确辨识这些阻渗屏障地质体，并且油田开发中后期常用的地质建模网格参数多为25 m 左右，采用更小的网格体系将直接影响数值模拟的效率及收敛性，这些都是精细表征面临的挑战。针对类似的问题，开展等效建模是主要的应对方法。

1 储层内部阻渗屏障等效表征设想

前人在等效地质建模方法方面已开展了很多探索性研究，但是在等效标准的设置并不统一，因此表征方法也存在较大的差异[4-10]。笔者认为，对于油田开发后期阶段来说，“等效模型”意味着在预测开发指标、剩余油分布方面具有同等效果的地质模型。基于这样的设想，探索等效表征的方法，应遵循如下基本的技术步骤：首先，通过构建精细的、尽可能体现全部阻渗屏障地质要素的原型机理模型；然后，优选合适的等效建模方法及参数，构建相对粗化的地质模型；最后，以数值模拟为主要的实验手段，对粗、细两个模型同时开展数值模拟，如果其在预测开发指标及剩余油分布方面具有同等效果，则说明粗模型具有等效的效果，而在这个过程中尝试并采用的方法手段即为等效表征方法。

结合海上油田的油藏表征需求，等效表征需要解决两个关键问题：（1）如何利用确定的模型属性近似反映模糊的地质概念；（2）如何以相对大尺度的网格等效表征小尺度地质信息。例如，浅水三角洲分流沙坝单元，一般横向延展距离百米左右，沙坝之间多以废弃河道沉积作为渗流屏障，而末期废弃分流河道的宽度最大仅为十余米，导致沙坝彼此之间的连通程度多为“连而不通”或“通而不畅”的特点。相比之下，油田开发中后期地质建模的横向网格多为25～50 m，二者难以做到匹配吻合。

这两方面的问题均涉及到表征精度与粗化程度之间的平衡：（1）油藏数值模拟效率与地质建模网格尺度关系密切，当油田进入开发中后期时，精细建模后常常需要开展模型粗化而丧失部分储层的非均质性信息，所以，利用大网格不可能详尽地表征小尺度地质信息；（2）用近似的具体手段表征相对模糊的地质特征，受资料基础详实程度影响，由于基础地质研究不够精细，只能构建概念模式而无法量化。那么，如何利用简单、便捷的网格系统等效地表征出小尺度且不够具体的概念模式，是本文阐述的重点。

2 阻渗屏障单因素等效方法机理研究

以浅水三角洲分流沙坝构型单元为例，开展等效机理研究，通过将分流沙坝构型样式简化为“底平顶凸”模式，不同沙坝之间的连通程度与阻渗屏障的样式密切相关，具体表现在阻渗屏障的宽度及倾角参数。

2.1 阻渗屏障宽度的等效方法研究

参考现代沉积原型参数，设计单个分流沙坝规模为宽度250 m、厚度5 m、侧翼倾角4°，如果分流沙坝侧翼倾角保持不变，屏障宽度与屏障样式具有反相关关系（见图1），屏障宽度越小，沙坝彼此叠置程度越高，连通程度越好，反之越差。

图1 不同宽度的分流沙坝内部阻渗屏障剖面模式

针对宽度变化对屏障连通程度的影响，尝试采用“半连通”等效模型予以等效表征（见图2）。这样设置网格主要考虑，当利用地震预测的界线属性无法准确判断屏障宽度参数的时候，采用直立网格进行宽度等效表征，只需通过井震对比及模式判断，明确屏障处的叠置程度（接触型、侧叠型、叠置型），叠置程度较低的样式连通网格数量可相应降低，叠置程度高的样式连通网格需对应提高。

图2 砂体侧叠型阻渗屏障及其等效建模剖面

2.2 阻渗屏障倾角的等效方法研究

设计单个分流沙坝规模为宽度250 m、厚度5 m、侧翼倾角2°～4°、分流沙坝叠置区屏障宽度保持125 m，屏障倾角与屏障样式具有反相关关系（见图3），屏障倾角越小，沙坝彼此叠置程度越高，连通程度越好，反之越差。

图3 不同倾角的分流沙坝内部阻渗屏障剖面模式

尽管屏障倾角与宽度的变化是由于分流沙坝沉积成因差异导致，但是其影响屏障连通程度的原理是基本一致的，因此也可采用“半连通”等效模型予以等效表征，并且对既有屏障宽度、也有屏障倾角变化的复合情况，上述等效模型同样适用。

针对“半连通”网格表征侧叠型屏障样式的效果，以无水采油期、采收率、剩余油分布规律相近作为等效标准，设计了原型模型、等效模型及数值模拟等效实验方案（见表1、表2）。

表1 原型模型及等效模型建模参数

表2 数值模拟实验方案参数

基于分流沙坝原型模型的数值模拟结果显示，25年采油期内，累产达到7.9×104m3，采收率62%，无水采油期约1.5 年（见图4）。

图4 分流沙坝型内部阻渗屏障原型模型生产曲线

基于分流沙坝等效模型的数值模拟结果显示，25年采油期内，累产达到8.2×104m3，采收率64%，无水采油期约1.5 年（见图5），符合累产及无水期等效标准。

图5 分流沙坝型内部阻渗屏障原型模型、等效模型生产曲线对比

在剩余油分布方面，原型模型显示，由于屏障遮挡，导致剩余油富集于屏障附近，等效模型数值模拟结果也表现出相似的分布特征（见图6）。

图6 分流沙坝型内部阻渗屏障原型模型、等效模型剩余油分布对比

3 阻渗屏障单因素等效表征实例

以渤海A 油田典型单元为例，初步探讨了浅水三角洲砂体内储层内部阻渗屏障的等效表征流程与具体的技术方法。

3.1 储层内部阻渗屏障的拾取

通过对该单元砂体开展内部阻渗屏障地震属性敏感性分析，优选局部结构熵属性（LSE）作为屏障检测的地震属性。目标砂体内部阻渗屏障在LSE 地震属性上的响应特征相比于均质的砂体，阻渗屏障具有相对高的LSE 属性响应值以及蛇曲状、条带状、枝杈状的几何分布形态。

基于Petrel 属性建模模块，将LSE 属性通过Assign Value 的方式建入模型网格中，所建立的LSE属性模型作为屏障表征的中间模型，将用于屏障下一步的分类分级厘定。

3.2 阻渗屏障分类厘定与表征

LSE 属性对复合砂体内不同规模的阻渗屏障响应强度存在差异。位于目标复合砂体边部、叠置程度低、岩性以泥质、泥质粉砂质为主、空间规模较大的接触型或侧叠型屏障在LSE 属性上具有最强的响应值。位于复合砂体内部、叠置程度高、以粉砂质、细砂质岩性为主、规模小且呈现断续状的强侧叠型或叠置型屏障在LSE 属性上的响应值相对较弱。因此，通过对LSE 属性在其值域范围内设置不同的筛选阀，便可将不同类型的阻渗屏障分别厘定出来并予以定量表征。

通过井震结合赋予屏障相应的地质含义，针对规模较大的孤立型或接触型屏障设置拾取阀阈值为0.2～0.85，筛选结果（见图7），通过连通体计算，将筛选后的屏障进行非连通体运算，从而获得该类屏障在模型中的分类表征结果。采用同样的做法，对侧叠型屏障或叠置型屏障设置阀阈值为0.055～0.2，筛选建立对应的屏障模型（见图8）。