复杂礁滩气藏三维地质建模技术研究

复杂礁滩气藏三维地质建模技术研究

四川盆地龙潭地区油气储存区有压力系统，储层非均质，气水关系复杂。在开发工作中，我们必须深入了解气藏的储量分布及其动态效况。针对龙岗地区礁滩气藏地质建模的技术“瓶颈”,采用地震、地质、测井等多学科综合研究,开展储层精细刻画、气藏多压力系统的精细描述,形成了礁滩气藏地质建模技术,初步解决了该类复杂气藏的地质建模问题。1叠统麻黄地区通常三维地质建模技术是针对单个气藏或少数相邻气藏的应用,而在龙岗试采区400km2范围内,现已发现在下三叠统飞仙关组存在5个压力系统,而上二叠统长兴组有10个压力系统。该区储层非均质性强,储层发育程度除了受沉积相控制,更大程度受成岩作用中的白云化程度和溶蚀作用强弱控制;气水关系变复杂,存在边水、底水及局限封存水等多种地层水赋存模式,无论是鲕滩气藏还是生物礁气藏,均没有统一的气水界面。在这种条件下,需要采取有效技术才能整体刻画大范围内礁滩体的空间展布和气水分布特征。针对复杂碳酸盐岩礁、滩气藏,其建模技术在国内外基本都处于探索阶段,无成熟的技术经验可提供借鉴。2建模概念和技术对策2.1层序地层格架和储渗体地层单元为了刻画龙岗试采区飞仙关组鲕滩、长兴组生物礁储层在纵、横向的变化,采用层序地层学将长兴组划分为3个成礁旋回,飞仙关组从下至上划分为5个三级层序。地层层序格架以时间及地层沉积为界限,对于后期埋藏成岩作用对储层的改造考虑较少。然而,后期的白云石化是控制气藏特征的主要因素,以地层格架为原则的划分方法可能将同一流体单元分隔,不符合气藏实际情况。同样,在龙岗地区局部范围内,气水分异相对较彻底,利用层序地层划分原则建立的地质模型,可能错误地改变局部气水分布模式。因此建模过程中必须充分考虑礁滩储渗体的穿时性,为此提出以“控制储渗体”为原则确定地层建模单元,将龙岗礁滩气藏沉积及后期成岩综合作用的储渗体与非储渗体地层单元划分开。此次地层单元划分突破等时层序地层界面,奠定了精细刻画储渗体的地质基础。2.2地震相建模的建立三维相建模的目的是获取储层内部不同相(岩相、沉积相)类型的三维分布,为流动单元建模及储层参数建模奠定基础。相建模是在构造模型的基础上,在沉积模式的指导下,用井资料(地震相剖面或参数)进行井间三维预测(模拟或插值),从而建立相的三维分布[12,13,14,15,16,17,18,19]。为了提高建模精度,笔者遵循了确定性建模与随机建模相结合、基于像元的储层建模原则。2.3优质储层的形成机制龙岗礁滩储层经历了漫长的成岩演化才形成现今的储渗体,成岩作用一方面可破坏沉积或早期成岩组构,使早期形成的孔隙遭到破坏或阻止新孔隙的产生,对形成储层起破坏性作用;另一方面形成新的成岩组并产生新的孔隙,对形成的储层起建设性作用。龙岗礁滩气藏优质储层的形成主要是白云化作用。根据储层发育程度与岩性的密切关系(图1),建立了储层岩性模型,提出按照“白云岩相控建模”的原则来刻画储渗体的空间展布,用于表征储层的非均质性。2.4礁滩气藏分区建模由于龙岗地区礁滩气藏具有多压力系统、气水关系复杂、分布面积大及气藏类型多样等特征,为了精细刻画单个压力系统,兼顾掌握总体特征,笔者采用了先整体建模,由此初步了解礁滩发育区,将龙岗试采区礁滩气藏分为6个大的区带,然后再局部精细化分区建模的分步建模方法。2.5储层参数的随机分布确定性建模试图从具有确定性的控制点(如井点)出发,推测出井点之间确定的、唯一的储层参数,其缺点是忽略了参数的随机因素,只是以简单的平均值作用出现。而参数在空间的随机分布更符合气藏的基本特征,随机性建模具有较强的实用性。结合龙岗礁滩气藏的实际,采用以随机建模为主、确定性建模为辅的技术方法。3龙川地质模型3.1储层单元划分根据龙岗试采区面积及实际井距,所建模型平面网格间距为50m×50m,平面网格1300×273个,垂向上划分为5个段,将2个主要储层段划分为20个小层,非储层单元划分为8个小层,垂向上共划分为28个小层,单层厚度平均为2m。在地震解释层面数据基础上,结合单井分层结果模拟层面s7和长兴组底界,完成层面模拟。3.2沉积微相及沉积相的建立采用分级建模的思想、确定性建模和随机建模相结合的方法,沉积相模拟以确定性建模为主,在沉积相模型的基础上采用随机建模建立沉积微相模型。由于研究工区内钻井分布不均,主要分布在台地边缘相带中,因此,首先根据前期地质研究的成果,采用确定性建模,建立工区内各层段的沉积相;其次,根据各沉积相的微相类型,采用基于像元的截断高斯随机建模方式,对主要沉积相的微相进行了模拟,如图2所示。3.3岩性概率统计碳酸盐岩礁滩类气藏,虽然沉积相控制礁滩体的分布,从而控制了储层分布大的格局,但成岩作用中的白云化作用才是真正控制储层发育的关键因素。对主要储层段一定孔隙度范围的岩性概率统计表明(表1),无论是飞仙关组还是长兴组,储层发育的好坏程度与岩石类型有明显的关系,白云化程度越高,孔隙越发育。通过精细刻画白云岩在空间的展布,可按白云石含量将储集岩划分成白云岩、灰质白云岩、云质石灰岩、石灰岩等4种类型,以测井资料及地震资料预测的岩性及物性分布为硬数据,在建立的沉积微相模型的相控基础上,采用统计的各种岩性概率为软数据,利用截断高斯模拟算法建立了龙岗礁滩气藏岩性模型,如图3所示。3.4在其他井中的应用在岩性建模的基础上,采用算法稳定且常用的序贯高斯模拟方法进行参数建模。在该方法中,模拟方程是从一个像元到另一个像元序贯进行的,而且用于计算某像元条件概率分布函数的条件数据除原始数据外,还考虑已模拟的所有数据。虽然参与模拟的各井的岩石物理参数的分布并不全是高斯分布,但经过正态变换(对孔隙度参数进行对数变换)后,它们近似高斯分布。采用上述方法模拟得到孔隙度和含水饱和度模型(图4),渗透率以孔隙度为第二变量控制得到。3.5储层连通模式通过建立的含气饱和度模型可以看出,从台地边缘的龙岗001-1井至台内的龙岗001-10井具有渗透率变差、含气饱和度减低的趋势。但储层并无截断,应该存在连通关系(图5)。后经测压资料证实,两者确实为相互连通的同一压力系统,但储层物性差,横向变化大。同时龙岗001-11井的储层空间展布以及与周围井的连通关系预测也被后期的生产所验证。因此,所建立的龙岗试采区礁滩气藏地质模型具有可信度,可以用于指导气藏的储量评价及后续开发。4储层发育程度的控