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1、火山岩气藏三维地质建模实践与认识,大庆油田勘探开发研究院 2011年9月,前 言,徐深气田火山岩气藏埋藏深，物性差，属中低孔、低渗或特低渗透气藏，储集空间以原生为主、次生为辅。 有利储层的发育受构造、岩相（岩性）、古地貌等多重因素控制，储层空间非均质性强。 从开发动态上看，采用单一的直井开发，产量较低，稳产能力差，难以形成较大的生产规模，一般需压裂方可获得工业气流，压裂规模控制不当易与底部水层沟通，导致气井过早产地层水，难以有效控制底水锥进，影响气田的整体开发效果。 实践证明：水平井是徐深气田火山岩气藏经济有效的开发技术， 火山岩气藏三维地质建模技术为水平井设计和随钻实时地质导向提供了可靠的依
2、据。,汇 报 提 纲,一、徐深气田火山岩储层特征 二、火山岩气藏三维地质建模实践 三、结 论,一、徐深气田火山岩储层特征,1、徐深气田火山岩气藏埋藏深，气层普遍发育在靠近火山岩顶面的上部位置,火山岩气藏获工业气流井的气层普遍发育在靠近火山岩顶面的上部位置，火山岩中、下部发育气层且获工业气流的井极其罕见。 火山岩气藏顶部埋藏深度范围为28323892.4m 火山岩气藏单井产能与其所处构造位置存在一定的关系，即构造位置相对较高，试气产能相对较高。,徐深X区块火山岩气藏顶面构造图与气井产能叠合图,徐深X区块营一段主力产层不同类型储层垂向发育概率统计结果,2、徐深气田已探明的火山岩气藏底部普遍发育水层
3、，根据徐深气田全直径岩心分析成果:气层孔隙度介于2.7%14.3%之间，平均孔隙度为7.4%；水平渗透率介于0.014.3210-3m2之间，平均渗透率为0.3610-3m2，气藏属于具有底水的低或特低渗透气藏。,二、火山岩气藏储层特征,徐深气田火山岩全直径岩心分析孔隙度、渗透率分布直方图,徐深X区块气藏剖面图,徐深Y区块气藏剖面图,3、徐深气田火山岩气藏开发实践和野外地质考察已经证明：火山岩储层非均质性极强，储层物性不仅与火山作用有关，而且与后生构造运动和风化淋滤作用关系密切，具有典型三元结构特征，即岩石基质、高孔渗体和裂缝发育带，裂缝和高孔渗体的分布与气井产能关系密切。,高储渗体发育规模受
4、火山岩体规模和古地理环境控制，火山岩体规模越大，高储渗体储层发育规模也相对较大，古地形越高，高储渗体储层越发育。 裂缝平面上呈带状分布，有效储集空间极低，但渗透性极强，是沟通岩石基质与高孔渗体的桥梁，同时也是天然气运移和富集的通道。,徐深X区块营一段火山岩断裂系统分布与气井产能叠合图,徐深X区块高储渗体厚度分布与气井产能叠合图,火山岩气藏储层“三元结构”概念模型,二、火山岩气藏储层特征,二、火山岩气藏储层特征研究,4、裂缝主要发育方向基本与区域断层分布一致，地震解释火山锥处裂缝发育密度相对较大。,徐深Y区块火山岩顶面断裂分布与裂缝发育带叠合图,徐深Y区块火山锥与裂缝发育密度叠合图,徐深Y区块火
5、山岩顶面裂缝发育密度图,徐深Y区块火山岩顶面断裂分布与裂缝发育方向带叠合图,二、火山岩气藏三维地质建模实践,1、构造模型：构造模型是地质建模过程中最基础也是至关重要的环节，高精度的构造模型是水平井成功入靶的重要条件之一。,地质分层、地震数据,火山模式,叠加速度谱,合成声波记录,3D VSP,构造解释成果,三维空变速度场,构造模型,定源、定体、定旋回,采用 “定源定体定旋回” 火山岩成因层次分析描述方法，获得准确的火山岩顶底及内部旋回界面的构造解释成果，在利用 “VSP+叠加速度谱+合成地震记录” 联合构建的三维空变速度场进行时深转化，建立构造模型。,构造模型建立流程图,深大断裂分布 + 属性切
6、片：定 源-火山通道 剖面地震响应 + 属性切片：定 体-火山岩体 体内地震响应 + 单井分层：定旋回-期次界面,12,6,火山岩沉积是地球内部岩浆突破上覆岩层喷出地表形成的，因此具有穿时性，若采用常规的连续地震同相轴追踪解释方法可能会对构造预测精度产生不利影响。 采用 “定源定体定旋回” 层次分析描述方法，符合火山成因机制，实现了火山岩体及其内部结构的精细刻画。,三、火山岩气藏三维地质建模实践,火山机构,过徐深Y井地震剖面,相干属性切片,构造模型,速度模型,通过 “VSP+叠加速度谱+合成地震记录” 联合构建三维空变速度场，提高构造预测精度。实现了地震构造解释、裂缝预测、储层预测和含气性检测
7、与地质建模一体化，避免了因各环节速度场不统一而造成的一系列问题。,叠加速度谱,合成地震记录,3D VSP与三维地震嵌入式标定,三、火山岩气藏三维地质建模实践,地震构造解释流程,速度校正,2、古地貌模型：古地貌恢复是建立火山机构成因模式、精细构造解释和三维地质建模重要的参考依据。,三、火山岩气藏三维地质建模实践,通过构造形变恢复、压实恢复和剥蚀量恢复，建立了徐深气田古地貌三维可视化模型，证实平面上火山岩体的分布沿控陷断裂呈串珠状，而且常伴生有多个次火山口。 古地貌模型中火山口环形山带及其附近的位置容易遭受剥蚀、风化淋滤等后生改造作用而形成有利储层，而火山口内往往有沉火山碎屑岩沉积且不容易遭受后生
8、改造作用，物性较差。,气井产能与古地貌叠合图,徐深X区块营一段沉积后古地貌模型,徐深Y区块营一段沉积后古地貌模型,3、储层物性模型：根据徐深气田火山岩储层三元结构，分别建立岩石基质、高孔渗体和裂缝物性模型。,岩石基质模型：选取与测井曲线相关性高的地震属性、AVO反演体、叠后波阻抗体等建立神经网络模型，并以此为约束建立岩石基质储层模型（密度、电阻率、孔隙度和渗透率等），从预测的徐深Y区块营一段主力产层有效厚度平面图上看，利用该方法预测的储层发育特征与区块内5口井试气产能特点十分吻合 。,徐深Y区块营一段主力产层（第三火山喷发旋回上段）有效厚度平面图,徐深Y区块火山岩体控储层预测模型（左密度；中电
9、阻率）,高储渗体模型：利用徐深气田完钻水平井、密井网及试井解释资料，从中提取高储渗体空间发育的几何参数，然后采用基于目标的示性点过程随机模拟算法，建立多个等概率的高孔渗体随机预测模型，通过不确定性分析，建立高储渗体空间发育概率模型，从中抽取高储渗体发育概率大于 85的三维地质模型网格，建立高储渗体空间分布预测模型。 结果表明：徐深气田火山岩气藏储层中高储渗体平面上呈条带状分布，空间上高孔渗体被岩石基质所阻隔。,徐深气田X区块高储渗体预测模型,徐深X区块高储渗体分布预测模型,裂缝模型：通过地震相干体和蚂蚁追踪体、倾角检测体和叠前预测裂缝密度体等资料与单井成像裂缝解释成果进行相关分析，然后采用神经
10、网络算法建立确定性裂缝发育密度模型，在裂缝发育密度模型约束下，采用目前国际上流行的DFN算法，建立了三维离散裂缝网络模型 通过裂缝面积和开度计算和属性参数离散化，建立裂缝孔隙度和渗透率模型,裂缝发育 密度模型,神经网络 算法,DFN算法,三维离散 裂缝网络模型,裂缝 孔隙度和渗透率模型,裂缝参数计算 和离散化,裂缝模型流程图,裂缝孔隙度和渗透率模型,三维离散裂缝网络模型,裂缝发育密度模型,裂缝发育密度模型：采用叠后相干分析、倾角检测、蚂蚁追踪、裂缝指数反演和叠前AVA、FVA等方法综合预测裂缝发育带，并与单井裂缝发育密度进行相关分析，然后采用神经网络算法建立裂缝密度模型，实现了多种类型、不同品
11、质资料的有机融合。,三、火山岩气藏三维地质建模实践,火山岩顶面沿层相干、倾角属性切片图,FVA预测裂缝发育密度结果平面图,AVA预测裂缝发育方向与裂缝发育密度结果平面叠合图,叠后,叠前,裂缝发育密度模型,双（多）孔介质物性模型：将岩石基质孔隙度、渗透率模型与裂缝孔隙度、渗透率模型合并，最终建立起双孔介质孔隙度、渗透率模型。,三、火山岩气藏三维地质建模实践,徐深Y区块双孔介质储层总的孔、渗参数预测模型,4、储层发育概率模型：由于实际地质对象的异常复杂性和数学算法的不完善性，三维地质模型中仍旧存在或多或少的不确定性，有必要对储层预测的不确定性进行客观的评价。,徐深Y区块营一段火山岩气藏储层多次随机
12、模拟结果,按照徐深气田火山岩气藏储层分类标准，利用多次随机模拟结果，通过计算三维地质模型网格节点的储层发育概率，建立了徐深Y区块火山岩气藏储层发育概率模型。 结合气、水关系研究，建立起有效储层发育概率模型，对储层预测不确定性进行了客观评价，为进一步井位优选和钻井轨迹优化设计夯实了基础。,徐深Y区块营一段火山岩气藏储层发育概率（左）和气水关系模型（右）,徐深21区块营一段火山岩气藏有效储层发育概率模型,徐深气田火山岩气藏完钻水平井实施效果统计表,2006年以来，相继在 6 个区块设计并实施了 8 口水平井，构造预测平均相对误差不超过0.3%，储层和裂缝发育带预测符合率在85%以上。,5、应用效果
13、,三、火山岩气藏三维地质建模实践,预测着陆点海拔相对误差 0.3%； 预测钻遇储层类型（以、类为主）与实际基本吻合； 预测储层钻遇率（60.1%）与实际（64.2%）基本吻合； 预测钻遇 2 条裂缝发育带，实钻对应井段气测显示明显； 采用裸眼分段压裂试气，目前只压开一层，初期效果 15.8104m3/d。,储层发育概率 裂缝发育密度 录井气测响应 预测钻遇储层 实际钻遇储层 密度中子交会 深浅电阻率 自然伽马,徐深21-平1井实钻与预测综合对比图,实例一：徐深21-平1井实施效果,三、火山岩气藏三维地质建模实践,5、应用效果,汇 报 提 纲,一、区块概况 二、火山岩气藏成藏机理研究 三、火山岩
14、气藏三维地质建模实践 四、结 论,1、徐深气田火山岩气藏储层具有三元结构特征。高储渗体发育规模受火山岩体规模控制，裂缝是沟通高储渗体和岩石基质的桥梁，也是天然气运移和富集的通道。裂缝和高储渗体从根本上决定了储层物性和气井产能。 2、“定源定体定旋回”火山岩成因层次分析描述方法，突出了火山岩成因机制，实现了火山岩体及其内部结构的精细刻画，在此基础上利用 “VSP+叠加速度+合成地震记录”联合构建空变速度场，提高了构造预测精度。 3、井震结合火山岩气藏双（多）孔介质储层三维地质建模技术，突出了火山岩气藏储层成因机制，准确刻画了火山岩气藏储层内部岩石基质、高储渗体和裂缝发育特征，在水平井轨迹设计和随
15、钻地质导向中取得了较好的应用效果。,四、结论,谢谢！ 敬请批评指正,调整前过井剖面,调整后过井剖面,实例二：汪深1-平1井调整效果,调整前设计轨迹预测全部钻遇喷溢相火山岩储层，实钻为泥岩。 调整后轨迹预测钻遇两期火山岩 750m ，实际钻遇两期火山岩储层 507m ，储层钻遇比例 67.6%，与预测基本吻合，着陆点预测绝对误差 5m。 采用裸眼分段压裂工艺，试气效果 27.2104m3/d，无阻流量 53 104m3/d，短期试采最高 35104m3/d，初期稳定产能 15104m3/d。,三、火山岩气藏三维地质建模实践,2、应用效果,FH1井调整前后方位与构造位置叠合图,三、火山岩气藏三维地质建模实践,火山岩气藏三维地质建模流程图,徐深气田火山岩气藏地质建模特点： 构造解释：依据火山成因模式，进行火山岩体及内部旋回精细刻画。 速度模型：通过 “VSP+叠加速度谱+合成地震记录” 联合构建三维空变速度场，提高构造预测精度。 多孔介质储层模型：根据徐深气田火山岩储层三元结构，分别建立岩石基质、高储渗体、裂缝孔渗模型，最终形成多孔介质模型。,
