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1、20030217收到 20030402改回以地震反演资料为基础的相控储层建模方法 在BZ251油田的应用崇仁杰 刘 静(中海石油研究中心开发设计院 北京 101149)摘 要 与陆上油田相比,海上油田钻井资料相对较少,但三维地震资料品质相对较好,而地震 反演数据体可以反映储层砂体的岩相分布与物性分布。因此,在BZ251油田的开发方案研究中, 尝试了一种以地震反演资料为基础的相控储层建模方法。结果表明,成功应用这种储层建模方法,不仅可以避免常规建模方法中经常存在的物性分布与岩相分布不匹配的 “两层皮” 现象,获得与地 质认识相一致的结论,而且可以大大提高油藏数值模拟的精度与效率,为油田开发方案设
2、计提供科 学依据。关键词:地震反演资料 相控储层建模 油田开发 BZ251油田1 方法及流程常规的相控储层建模方法是利用基于目标的模拟算法或者指示模拟算法,根据同类沉积相的统计参数,通过计算机程序模拟出沉积相的分布,然后在相模型的控制下,通过序贯高斯模拟得到孔隙度、 渗透率模型。 这种储层建模方法的缺点之一是相模拟的过程与物性模拟的过程不相关,只是在泥岩网格上没有属性值,而 物性好坏与砂体的部位没有关系,俗称 “两层皮”;缺点之二就是过于理想化,当工区范围足够大时,河道的每 一个弯曲都是一样的。实际上,由于地质、 古地貌条件的复杂性,河道的每一个弯曲不可能是一样的,常常 是经过复杂的地质历史演
3、化而形成的多期河道叠加的结果。 尽管目前有些软件针对前者作了一些改进,做到图1 以地震反演资料为基础的相控储层地质建模流程了砂体中心部位物性好,而边部物性差,但仍 然是过于理想化。 与陆上油田相比,BZ251油田钻井资料 相对较少,但三维地震资料品质相对较好,而 地震反演数据体可以反映砂体岩相分布与物性分布。因此,我们在该油田的开发方案研 究中尝试了一种以地震反演资料为基础的相 控储层建模方法1,利用地震波阻抗数据体 来确定岩相分布和孔隙度分布。其具体流程 是:首先利用井和地震反演的数据体来确定岩相的分布;然后在岩相模型和构造模型的 控制下,依据地震反演数据和测井数据,对砂 岩相的物性进行预测
4、,得到储层的三维地质 模型;最后通过网格粗化为油藏数值模拟研 究提供可靠的静态模型(图1)。2003年 中国海上油气(地质) CHINA OFFSHORE OIL AND GAS (GEOLOGY)第17卷 第5期2 在BZ251油田的应用211 油田概况 BZ251油田位于渤海海域,油田地质条件较为复杂,具有油藏埋藏深度浅、 油水关系复 杂、 油稠、 储层为河流相等特征。该油田的主要目的层是明下段 、 油组,其中 油组下部和 油组上部砂体厚度大且连续性好,单层厚度220m不等,为高孔高渗储层(孔隙度变化范围为20 %40 % ,渗透率主要 变化范围为30010- 3600010- 3m2)。
5、本次应用中所使用的数据包括地震反演波阻抗数据体,油层顶面构造解释数据,11口井测井解释成果 曲线(包括有效孔隙度、 渗透率、 含水饱和度等)及VSP时深曲线,以及每口井的地层对比数据等。212 储层模型的建立21211 地震反演数据的准备 将地震反演数据作为建立岩相模型和物性模型的相关属性(第二变量、 软 数据) ,用于指示砂体的空间分布,反映储层物性的空间变化。在这个过程中,地震反演数据的时深转换及标 定是至关重要的。 首先根据钻井波阻抗和孔隙度的关系(图2) ,将波阻抗体转换为孔隙度体;然后以井的VSP时深曲线 为基础,通过逐井时深关系微调,使反演的孔隙度体在井点上与测井解释的孔隙度具有良
6、好的匹配关系,同时使深度域的孔隙度体与主要的构造层面(包括解释的和内插的层面)也具有好的匹配关系(图3) ;最后将 孔隙度体沿层拉平得到可用于协克里金计算的软数据网格,并将该数据体用于变异函数的计算,以指示岩相 和储层物性的空间分布。图2 BZ251油田某井波阻抗与孔隙度交汇图图3 进行时深关系微调前(上)、 后(下)的孔隙度剖面对比21212 变异函数计算及模型拟合 通过变异函数计算及模型拟合,可以得到砂体的统计长度、 宽度、 厚度以及物源的大致方向。在地质建模过程中,这些统计参数可以控制砂体的空间展布,因为不同沉积类型的砂 体具有不同的宽厚比。BZ251油田地震反演数据体和据11口井的测井
7、数据计算的变异函数以及变异函数模型的拟合结果表803 中 国 海 上 油 气(地 质) 2003年明,该油田明下段砂岩的平均厚度为10m左右,平均长度1500m左右,平均宽度1000m左右,砂岩宽厚比为150左右,总体水流方向为NESW向。我们选用这些参数用于协克里金计算。21213 建立岩相模型 根据地质统计学理论2 ,3,地质变量可分为离散型地质变量和连续型地质变量两 大类。离散型地质变量主要用于描述具有离散性质的地质特征,如沉积相、 岩石类型、 夹层等。连续型地质 变量主要用于描述地质变量的空间连续变化特征,如厚度、 深度、 孔隙度、 渗透率、 饱和度等。本次应用中的岩相属于离散型地质变
8、量。 确定BZ251油田储层的空间分布,是以地震反演资料为基础的相控储层建模方法应用的主要目的。该 油田的主要目的层岩相可划分为砂岩相和泥岩相。岩石物理研究认为,当地层的孔隙度大于25 % ,且泥质 含量小于25 %时为砂岩,否则为泥岩。根据这一结论,将孔隙度曲线和泥质含量曲线进行离散化处理,形成 一条表示岩相的曲线,其中数值1表示砂岩,数值0表示泥岩。尽管地震数据可以基本反映该地区的岩性分布,但是由于测井与地震分辨率的差异,地震数据仍然不能 反映厚度小于5m的砂岩,因此要将已做了时深转换的地震反演数据体简单地转换为一个岩性模型是行不 通的。在这里,我们采用同位指示协克里金的方法来建立岩相分布
9、模型(图4) ,其中地震数据作为软数据,图4 BZ251油田南区68井区三维岩相模型用于指示砂岩的空间分布;单井岩相的划分数 据作为硬数据,在井点周围利用测井数据反映 低于地震分辨率的薄砂体以及地震所分辨出的 厚砂体内部的小夹层。 21214 建立储层物性模型 储层物性模型 通常是指储层的孔隙度、 渗透率、 饱和度模型, 储层三维地质建模的目的就是要获得储层物性 的三维空间展布。在本次应用中,上述3个储 层物性模型的建立是在构造模型、 岩相模型的 控制下,在地震反演数据的约束下,充分发挥测 井数据具有较高垂向分辨率而能够反映薄层, 以及地震数据可以反映储层横向延伸情况的优 势,选用地质统计学中
10、同位协克里金算法完成 的。同位协克里金算法只是在岩相为砂岩的网 格上插值,而在岩相为泥岩的网格上有效孔隙 度自动赋值为0。3 应用效果图57为BZ251油田明下段 、 油组 储层孔隙度分布模型。可以看出,BZ251油田明下段 油组中、 上部砂体在平面上呈带状分布(主要分布在 11井区和13井区) ,而 油组下部砂体叠合连片,在油田范围内都有分布,且厚度大,但不排除局部地区砂 体缺失的可能性(图5、6) ; 油组主要的含油砂体发育在油组的中、 上部,砂体厚度大,在油田范围内分布 广,但在13井附近有一个向南西方向延伸的缺失带(图5、7)。所有这些结论都与目前的地质认识相一致。 另外,依据储层地质
11、模型计算的BZ251油田明下段 、 油组的储量与容积法所计算的储量的误差小 于5 % ,并且依据模型计算的储量略小,这也进一步证明,依据容积法所计算的储量是可靠的。4 结论( 1)尽管储层地质模型在以地震反演资料为基础的相控储层建模过程中是分两次运算得到的,但由于903第17卷 第5期 崇仁杰等:以地震反演资料为基础的相控储层建模方法在BZ251油田的应用图5 BZ251油田某孔隙度模型剖面图图6 BZ251油田三维孔隙度模型( 油组上部某小层切片图)图7 BZ251油田三维孔隙度模型( 油组上部某小层切片图)013 中 国 海 上 油 气(地 质) 2003年岩相分布与储层物性变化有共同的数
12、据来源,因此岩相分布与物性分布有很好的一致性,即在砂体的中心部 位物性好,而向边部物性变差,这样就避免了物性与岩相分布不匹配的 “两层皮” 现象; (2)建立尽可能精细的地质模型,不仅可以提高油藏数值模拟的精度,而且大大提高了油藏数值模拟的工作效率。以往的数值模拟研究都是油藏工程人员将用于储量计算的各类图件数字化后形成数值模拟研究 的静态模型,尔后用于开发方案的优化。如果对于储层大面积分布的油田,这种做法是可行的,并且对开发方案的精度影响也不大;但对于河流相储层的油田,应用这种方法所得到的开发方案会存在很大的风险。 (3)在应用以地震反演资料为基础的相控储层建模方法进行储层地质建模时,波阻抗与
13、储层物性之间必须要有一定的相关性,只要地震资料对大部分储层有反映,就可以应用这种方法,因为目前的地震资料分 辨率不可能与测井分辨率相比。 本项工作得到中海石油研究中心孙立春、 赵立昌、 沈章洪、 吕丁友等同志的大力协作,在此深表感谢。参考文献1 吴胜和等.储层建模.北京:石油工业出版社,19992 王家华,张团峰.油气储层随机建模.北京:石油工业出版社,20003 王任铎等.线性地质统计学.北京:地质出版社,1988(编辑:崔护社)APPLICATION OF A FACIESCONTROLLED RESERVOIRMODELING METHOD BASED ON SEISMIC INVERSION DATA INBZ251 OILFIELDChong Renjie Liu Jing( Development facies-controlled reservoir modeling; oilfield development ; BZ251 oil2field113第17卷 第5期 崇仁杰等:以地震反演资料为基础的相控储层建模方法在BZ251油田的应用
