鄂尔多斯盆地合水油田油藏储层特征建模分析.pdf
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1、第3 7卷 第4期 V o l.3 7,N o.42 0 2 3年8月 M I N E R A L R E S OUR C E S AN D G E O L OG YA u g.,2 0 2 3D O I:1 0.1 9 8 5 6/j.c n k i.i s s n.1 0 0 1-5 6 6 3.2 0 2 3.0 4.0 2 6鄂尔多斯盆地合水油田油藏储层特征建模分析刘 金1,陈代鑫1,覃得强1,刘克胜1,王 宇1,王 冲2(1.中国石油长庆油田分公司第十二采油厂,陕西 西安 7 1 0 0 1 8;2.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院,陕西 西安 7 1 0 0 1 8)摘 要:针
2、对鄂尔多斯盆地合水油田区域油气资源开发的需求,建模分析鄂尔多斯盆地合水油田油藏储层特征,为油气资源勘探提供科学依据。以鄂尔多斯盆地合水油田庄2 1 1井区为例,通过测井数据确定油藏储层孔隙度与渗透率参数,建立三维地质模型,通过变差函数,获取油藏储层物性参数的空间分布特征。研究结果表明:该方法可有效建立庄2 1 1井区的三维地质模型;该井区的储层具备复合韵律特征,利于形成油藏;该井区储层渗透率具备非均匀质特征;渗透率为1.4 m D左右时,油藏开发效果最佳,即储层有效厚度的渗透率下限是1.4 m D,储层有效厚度的孔隙度下限为9%;当渗透率为1.1、1.2 m D时,油藏最终采收率最高的水平段为
3、1 0 0 0 m,渗透率为1.3、1.4、1.5 mD时,油藏最终采收率最高的水平段为8 0 0 m,为后期油气资源开采提供科学依据。关键词:鄂尔多斯盆地;合水油田;油藏储层特征;测井数据;变差函数;三维地质模型中图分类号:T E 1 2 2.2 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 1-5 6 6 3(2 0 2 3)0 4-0 8 9 0-0 70 引言鄂尔多斯盆地合水油田地层横向分布较稳定,1 9 9 5年完成钻固1井,经压裂试油获得1 1.0 8 t/d的工业油流。1 9 9 62 0 0 9年不断勘探,完成钻井钻遇油气层,并 获 得 了 较 好 的 工 业 油 流1。2 0 1 0
4、、2 0 1 1年,分别采用4 8 0 m1 3 0 m、3 4 0 m1 4 0 m菱形反九点井网,进行了超前注水开发试验。2 0 1 2年,在庄2 1 1井区块实施水平井试验,当年采用七点井网、超前注水方式实施4口,水平段长度5 0 06 0 0 m,受腰部注水井影响,水平井出现见水情况。2 0 1 3年,改用哑铃型七点井网和纺锤型五点井网,通过开发过程中动态表现2,七点井网仍然出现腰部见水情况。2 0 1 4年后全部采用五点井网开发。自投入开发以来,主要表现为压力保持水平低。通过对投产满2年的4 3口井作时间拉齐曲线,生产满2 8个月的井投产半年递减1 2.5%,一年递减达1 8.2%,
5、两年递减达3 8.6%。2 0 1 42 0 1 5年投产井仍处于快速递减期;高含水井治理难度大,含水上升井增多3,五点井网多向见水、七点井网腰部见水、长期高含水井治理难度大;庄2 1 1井区目前含水大于6 0%井1 0口,占9.7%;来水方向不明确,目前主要治理手段为注水平面调整,隔采、卡堵水效果不明显。多方向裂缝型见水、单向水驱不均问题严重,部分水淹井对应注水井相继停注观察,方向性判断不明,含水居高不下4。为了解决上述生产中暴露出的问题,实现庄2 1 1井区的稳产,需要建模分析油藏储层特征,根据特征分析结果制定工业油流获取方案。黎盼等5通过核磁共振技术定量分析不同成岩相类型储层特征,分析结
6、果表明,各成岩相类型储层物性较优,其渗透率和流体参数存在较高的关联性,孔喉半径与分选系数等均直接影响储层特征,其中分选系数对储层特征影响最大。白耀文等6通过高压泵实验与分形原理,分析分形维数对储层渗透率的影响,分析结果:分形维数和渗透率间呈反比,紧密砂岩内部微孔分布混乱,不具备较优的孔隙连通性,毛细管迂曲度大,说明紧密收稿日期:2 0 2 2-0 8-2 6;修回日期:2 0 2 2-0 9-2 3基金项目:国家油气科技重大专项项目“1 3课题下属课题4:超低渗透油藏改善开发效果关键技术”课题(编号:2 0 1 7 Z X 0 5 0 1 3-0 0 4)资助。第一作者:刘金(1 9 8 4)
7、,男,工程师,主要从事油气田开发工作。E-m a i l:l i u j i n 1_c q p e t r o c h i n a.c o m.c n通信作者:陈代鑫(1 9 8 7),男,硕士,工程师,主要从事油气田开发工作。E-m a i l:5 7 4 5 3 7 4 7 0 q q.c o m引文格式:刘金,陈代鑫,覃得强,等.鄂尔多斯盆地合水油田油藏储层特征建模分析J.矿产与地质,2 0 2 3,3 7(4):8 9 0-8 9 6.砂岩内流体渗透程度差。但这两种方法均未建模分析油藏储层特征,无法满足油气资源勘探不同阶段的需求,为此建模分析鄂尔多斯盆地合水油田油藏储层特征,为油气资
8、源勘探提供科学依据。1 研究区概况鄂尔多斯盆地是我国第二大沉积盆地,总面积3 71 04 k m2。其轮廓呈矩形,位于东经1 0 6 2 0 1 1 0 3 0,北纬3 5 0 0 4 0 4 0 之间。其构造单元可以划分为渭北隆起和陕北斜坡等6 个区域构造单元,盆地边缘断裂褶皱发育,内部构造简单,地层平缓7,该盆地合水油田中庄2 1 1井区地理位置见图1。庄2 1 1井位于该盆地伊陕斜坡西南部,勘探范围西邻庄1 5 5井,东抵徐5 7-5 3井,南至庄3 1井,北到徐2 0 7-1 3井。井区面积约3 8.5 k m2。井区周围地形繁琐,地表高低差距大,地面海拔1 1 6 51 4 1 2
9、m,属典型黄土塬区,交通便利。图1 庄2 1 1井区沉积相图F i g.1 S e d i m e n t a r y f a c e m a p o f Z h u a n g 2 1 1 w e l l a r e a1.1 油藏储层特征的三维地质建模三维储层地质建模对油田地质研究提出了更高的要求,与常规地质研究相比,实现了研究过程与成果的数字化,地质建模的一切研究工作在可视化仿真模拟过程中进行分析,真正达到了点、面、体的三者认识统一8-9,对于油藏认识,更接近于地下地质实体,其地质模型成果是油田开发生产和研究工作的基础,也是油藏模拟和油藏工程评价的重要地质依据,油藏储层特征的三维地质建模
10、流程见图2。建模工作程序主要包括了以下四个步骤:第一步建立断层模型,理顺研究区域内断层之间的相互关系;第二步建立地层模型框架,包括建立各小层框架,将每口井每个地质单元对比连接起来,以小层作为层序边界控制地层框架1 0;第三步建立井模型,即建立每口井地质特征参数,选取孔隙度、渗透率等各种参数,将单井数据加载到地层模型中;第四步建立储层属性模型,优选算法,建立符合油藏开发实际的孔隙度与渗透率参数模型。根据研究区的特点,采用第二至第四步骤建立本区地质模型。其中,数据分析步骤就是求取各个参数的空间实验变差函数,描述储层物性参数空间分布特征。变差函数是随着空间距离的增加,两点变量的相关性逐渐变小1 1,
11、当达到一定的距离,两者就没有相关性。1.2 参数准备与选择研究区的合水油田油藏储层特征建模分析的前提为测井资料,在垂直方向中,测井解释的分辨率是储层特征三维地质空间中展布特征的关键1 2,利用198 第3 7卷 第4期 刘金等:鄂尔多斯盆地合水油田油藏储层特征建模分析图2 油藏储层特征的三维地质建模流程F i g.2 3 D g e o l o g i c a l m o d e l i n g p r o c e s s o fr e s e r v o i r c h a r a c t e r i s t i c s其描绘储层特征。为此,对该研究区的油藏储层特征展开三维地质建模前,需解释
12、该区域测井资料,解释参数包含孔隙度与渗透率等1 3。储层参数由测井数据决定。通过构造合理的参数解释模型,获取岩心分析数据和测井数据间的关系,依据岩心分析数据标定测井数据。通过声波时差求解储层的孔隙度,利用孔隙度解释渗透率。1.3 储层特征三维地质建模的区域化变量与变差函数区域变化量指可通过空间分布呈现自然现象的变量。研究区内油藏储层地质内,大部分变量均可当作区域变化量1 4。该变化量可代表地质变量的结构性和随机性,在油藏储层地质空间内确定一点x后,随机 变量是W x ,属于油藏储层物性值,具备随机性;点x与x+h位置的物性值是W x 、W x+h ,W x 与W x+h 存在一定的自相关性,代
13、表研究区油藏储层沉积时的连续性与关联性,呈现了油藏储层的结构性。根据地质学角度可知,该变化量代表地质变量特征,分别 是 空 间 局 限 性、连 续 性、各 类 型 的 各 向 异性1 5,利用变差函数可较好地分析该变化量。令研究区的区域变化量是W x ,W x 在x和x+h处增量方差之半为变差函数p h ,公式如下:p h =EW x -W x+h 2rh 2(1)其中,方差是E;变异函数是rh 。按照研究区域内目标点求解的变差函数为实验变差函数p*h ,公式如下:p*h =N h i=1W xi -W xi+h 2rh 2N h (2)其中,研究区域内观测点编号是i;i的坐标是xi;xi与x
14、i+h位置的观测值是W xi 、W xi+h ;xi与xi+h间的滞后距是h;距离是h的数据对数量是N h 。将h与p*h 当成横纵坐标,构建变差函数图,p h 随h改变的研究区域大小、研究空间各向异性程度、变量空间不间断性特征,代表W x 的不同空间变异性,利用变差函数图描绘成变程a、块金C、基台S、拱高L,变差函数图见图3。图3 变差函数图F i g.3 V a r i a t i o n f u n c t i o n d i a g r a ma代表W x 在空间中存在相关性的区间,在a中,油藏储层特征数据存在相关性,通过各种函数形式进行描绘,超出a后,油藏储层特征数据不存在相关性,此
15、时观测 值 对 油 藏 储 层 特 征 分 析 结果无影响。代 表p h 在 原 点 位 置 的 不 连 续 性,指W x 的连续性较差,即W x 的差距较大;一般情况下,在油藏储层内无C。S指油藏储层空间中的总变异性,在h a298矿 产 与 地 质2 0 2 3年 情况下,p h 停止单调递增,稳定在最大值左右,该种情况是跃迁情况。没有C的情况下,S与L相同。空穴效应为p h 呈现的波形特征,具备油藏储层空间的各向异性,用于描绘油藏储层空间变异性的伪周期。各向异性为在油藏储层空间内a的变化特征,预测某个模拟层的平面变化函数情况下,a在各个方向中出现的改变为不一致的。通常各向异性的分布特征近
16、似椭圆形,油藏储层特征数据改变的延伸方向是长轴,展宽方向是短轴。研究油藏储层厚度情特征况下,物源方向是长轴。剖面分析油藏储层特征情况下,长短轴比例是 a/2,和剖面中油藏储层的宽厚比相同。利用W x 塑造对应的油藏储层特征理论变差函数模型,用于描绘W x 的关键结构特征,完成W x 的结构分析。建模分析研究区域油藏储层特征时,W x 的结构分析至关重要,结构分为融合地质知识与W x 后,计算p h 的过程,具体步骤如下:步骤1:准备研究区域油藏储层特征数据;步骤2:求解p*h ;步骤3:最优拟合理论变差函数模型;步骤4:最优性检验变差函数参数;步骤5:输出结构分析结果,即研究区域油藏储层特征分
17、析结果。2 分析结果2.1 研究区域油藏储层特征模型建立以鄂尔多斯盆地合水油田中庄2 1 1井区为例,以钻井分层为基础,进行插值并反复调整,最终形成区域油藏储层特征模型(图4)。图4 区域油藏储层特征模型F i g.4 C h a r a c t e r i s t i c m o d e l o f r e g i o n a l r e s e r v o i r398 第3 7卷 第4期 刘金等:鄂尔多斯盆地合水油田油藏储层特征建模分析 本次采用1 0 m 1 0 m 1 m的网格建立庄2 1 1区的油藏储层特征的三维地质模型,总网格数为5.2 3亿个,建模面积是2 9 3.8 k m2
18、,平面网格步长是1 0 m1 0 m,纵向网格步长是1 m。模型建立的要求与钻井分层完全吻合,对于建立的模型,要通过反复切剖面,浏览模型的各个方向,检查并调整模型不合理的地方,使建立的模型更为合理。2.2 油藏储层的渗透率韵律特征建模分析渗透率韵律是油藏储层砂岩渗透率在竖直方向中体现的变化,这种变化具备规律性,按照分布形态,划分渗透率韵律,获取正、反及复合韵律。该研究区域的庄2 1 1井的油藏储层砂岩渗透率存在显著的韵律性,在庄2 1 1井内一个典型层位,并绘制其物性韵律剖面图(图5)。图5 庄2 1 1井长63层位的物性韵律剖面图F i g.5 P h y s i c a l p r o p
19、 e r t y r h y t h m p r o f i l e o f C h a n g 63 l a y e ri n Z h u a n g 2 1 1 w e l l由图5可知,该层位的油藏储层砂岩渗透率韵律剖面中,存在数个高值段与低值段,两种数值段呈交叉分布,具备一定规律性,属于复合韵律;渗透率的变化较为显著,高值段与低值段相差较大。研究分析结果表明:研究区域的油藏储层具备复合韵律特征,说明该区域的油层组处于沉积期,渗透率的数值变化较大,易于形成运移的优势通道,提升流体封存条件,有利于形成油藏。2.3 油藏储层渗透率非均匀质特征建模分析渗透率是反映储层非均质性比较敏感的一个重要
20、参数。所研究区域分析油藏储层渗透率非均匀质特征时,选用渗透 率的变异系 数Vk、突 进 系数Tk、级差Jk非均质参数,及渗透率K的平均值K、最大值Km a x、最小值Km i n等参数,针对油藏储层层内非均质性分布进行评价分析。Vk的计算公式如下:Vk=K=nj=1kj-K 2/nK=nj=1gjkjnj=1gj (3)其中,为渗透率标准偏差,K为储层内渗透率平均值。Jk的计算公式如下:Jk=Km a x/Km i n(4)Tk的计算公式如下:Tk=Km a x/K(5)对研究区域内各层位渗透率进行细致的地质统计,分别计算出庄2 1 1井区各层位的参数进而统计各小层的各项参数,统计结果见表1。
21、根据对油藏储层非均质性的计算结果,分类储层的非均质特征,分类标准表见表2。对比不同层位的突进系数发现,长63层中长613和长623小层突进系数比较大,突进系数反映了油藏储层渗透率的离散程度,其值与离散程度成正比;对比不同层位的级差系数发现,长63层中长623小层级差系数比较大,对比不同层位的变异系数发现,长63表1 庄2 1 1井区各层位渗透率非均匀质参数统计结果T a b l e 1 S t a t i s t i c a l r e s u l t o f h e t e r o g e n e o u s p e r m e a b i l i t y p a r a m e t e r
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