鄂爾多斯盆地大牛地氣田三維儲(chǔ)層精細(xì)描述

摘 要

摘要：下二疊統(tǒng)下石盒子組是大牛地氣田低孔、低滲透巖性氣藏的主要產(chǎn)氣層之一，分析其儲(chǔ)層的非均質(zhì)性，精細(xì)描述儲(chǔ)層的各種屬性特征，是氣田進(jìn)一步開發(fā)的關(guān)鍵。為此，綜合利用地質(zhì)、地
摘要：下二疊統(tǒng)下石盒子組是大牛地氣田低孔、低滲透巖性氣藏的主要產(chǎn)氣層之一，分析其儲(chǔ)層的非均質(zhì)性，精細(xì)描述儲(chǔ)層的各種屬性特征，是氣田進(jìn)一步開發(fā)的關(guān)鍵。為此，綜合利用地質(zhì)、地震、測(cè)井等各種資料，應(yīng)用三維隨機(jī)建模技術(shù)，根據(jù)兩步法建模理論和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，采用地震、沉積模式控制等多信息融合約束的建模方法，建立了研究區(qū)儲(chǔ)層的沉積微相模型，精細(xì)描述了下石盒子組辮狀河沉積特征，剖析了各沉積微相砂體的展布形態(tài)與疊置關(guān)系；依據(jù)相控建模方法，分析各微相下的屬性分布特征，統(tǒng)計(jì)屬性分布變密度函數(shù)，以已經(jīng)建成的沉積微相模型為基礎(chǔ)，完成各屬性的隨機(jī)模型，分級(jí)、分層次詳細(xì)地描述儲(chǔ)層的非均質(zhì)性，并指出心灘沉積的粗砂巖、砂礫巖等為相對(duì)高孔、高滲帶，是主要的產(chǎn)氣砂體。
關(guān)鍵詞：鄂爾多斯盆地；大牛地氣田；早二疊世；儲(chǔ)集層；網(wǎng)狀河；沉積相；三維模型；屬性
    大牛地氣田下二疊統(tǒng)下石盒子組儲(chǔ)層為沖積平原辮狀河成因的粗粒巖屑石英砂巖沉積，孔隙度主要分布在4%～10%，滲透率主要分布在0.1×10-3～1.2×10-3μm2，屬于低孔、低滲巖性氣藏[1～2]。
1 構(gòu)造精細(xì)描述
    大牛地氣田下石盒子組為多期河道疊加沉積而成，垂向上具有明顯的旋回性，可以劃分為3個(gè)大段、7個(gè)小層。同時(shí)考慮到該區(qū)沉積比較均一，厚度變化不大，二者相結(jié)合，完成該區(qū)精細(xì)的小層劃分。
    由于研究區(qū)井?dāng)?shù)少、井距大，單獨(dú)依靠井點(diǎn)數(shù)據(jù)不能很好地反映井間構(gòu)造的變化。因此在完成構(gòu)造模型的過(guò)程中，在以井上的地質(zhì)分層為依據(jù)的同時(shí)，以地震解釋的構(gòu)造面做井間趨勢(shì)約束，應(yīng)用克里金插值方法來(lái)完成。這樣就同時(shí)從井點(diǎn)和井間兩個(gè)方面保證了構(gòu)造模型的精確性。總體來(lái)說(shuō)，大牛地氣田下石盒子組地層構(gòu)造比較簡(jiǎn)單。研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造平緩、斷裂不發(fā)育，局部有微幅度起伏，各期構(gòu)造發(fā)育具有較強(qiáng)的繼承性。
2 沉積微相三維研究
2.1 區(qū)域沉積特征
    研究層段為辮狀河沉積，沉積微相主要是辮狀河心灘砂體，邊灘不發(fā)育。多期高遷移性的單砂體疊置，形成巨厚的復(fù)合砂體，橫向連續(xù)性較好。單砂體間有泥巖隔夾層發(fā)育[3]。
    根據(jù)露頭觀察和鉆井資料統(tǒng)計(jì)分析，多期河道疊加砂體寬5～20km、厚9～40m，單層河道砂體寬0.25～1km、厚5～8m。
2.2 單井沉積微相分析
    在巖心描述的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域沉積特征，應(yīng)用測(cè)井相分析技術(shù)進(jìn)行單井沉積微相劃分，歸納沉積微相電性特征，建立測(cè)井相模型。本區(qū)主要的沉積微相是辮狀河的心灘沉積，其測(cè)井相形態(tài)主要為(齒化)箱形和鐘形。
    箱形反映沉積過(guò)程中物源豐富，水動(dòng)力較強(qiáng)。箱形呈齒化，說(shuō)明巖性組合上通常由多個(gè)旋回組成，砂體中夾層較多，反映了水動(dòng)力強(qiáng)但不穩(wěn)定。此種曲線形態(tài)是本區(qū)辮狀河心灘微相的典型代表(圖1)。鐘形是水流能量逐漸減弱或物源供應(yīng)越來(lái)越少的表現(xiàn)。其特點(diǎn)是底部突變、頂部漸變，為向上變細(xì)的韻律，反映河道側(cè)向遷移的正粒序結(jié)構(gòu)，典型的代表為辮狀河心灘上部沉積。
根據(jù)歸納的巖-電關(guān)系，完成研究區(qū)所有井目的層段的沉積微相劃分，為后續(xù)全區(qū)三維沉積微相分析奠定基礎(chǔ)。
 
3 沉積微相三維建模
3.1 地震數(shù)據(jù)優(yōu)選
    由于研究工區(qū)開發(fā)程度低，井間沉積微相預(yù)測(cè)隨機(jī)性強(qiáng)，為了使隨機(jī)模擬的結(jié)果更趨近于地質(zhì)真實(shí)情況，在以單井沉積微相分析為基礎(chǔ)的同時(shí)，還要充分利用地震資料，發(fā)揮其橫向分辨率高的優(yōu)勢(shì)。
    為保證震控的精確性，首先進(jìn)行各種地震數(shù)據(jù)體與測(cè)井沉積微相相關(guān)性分析，優(yōu)選能夠較好區(qū)分沉積微相的地震數(shù)據(jù)體。通過(guò)井-震數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：地震伽馬反演數(shù)據(jù)體與沉積微相具有很好的相關(guān)性[4](圖2)，該數(shù)據(jù)體可用來(lái)做井間震控約束。
 
3.2 沉積微相建模
    根據(jù)單井沉積微相數(shù)據(jù)，結(jié)合該區(qū)的沉積特征認(rèn)識(shí)，進(jìn)行變差函數(shù)分析，統(tǒng)計(jì)各沉積微相的長(zhǎng)、寬及厚度等變程特征參數(shù)。通過(guò)研究分析，確定目的層段河道砂體的寬為2500m、順直段連續(xù)長(zhǎng)度平均6000m、連續(xù)砂厚約8m；心灘上部的中-細(xì)砂的連續(xù)長(zhǎng)度約600m、寬約200m、連續(xù)砂厚約4m[5]。
    以單井沉積微相分析結(jié)果為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，井間以優(yōu)選的地震反演數(shù)據(jù)體為約束，同時(shí)以變差函數(shù)分析和沉積微相統(tǒng)計(jì)結(jié)果為控制，采用序貫指示建模方法，模擬研究層段的三維沉積微相模型(圖3)。模型中黃色表示心灘，綠色表示心灘上部的中-細(xì)砂相，藍(lán)色為泛濫平原相。
 
    由沉積微相模型可知，研究層段河流沉積砂體呈南北向展布。在研究區(qū)主要發(fā)育兩條辮狀河道，物源分別來(lái)自北東向和北西向。向研究區(qū)中南部?jī)蓷l河流交匯，砂體發(fā)育廣而厚，連續(xù)砂厚20多米。主河道由多期河道砂體疊置而成，疊置方式以側(cè)積和垂向加積為主。
3.3 三維屬性描述
3.3.1不同沉積微相下的屬性分析
    沉積微相模型揭示儲(chǔ)層大范圍內(nèi)的非均質(zhì)性，對(duì)于不同的沉積微相，其物性差異是很大的。為了深入刻畫儲(chǔ)層的非均質(zhì)性，就要在沉積微相分析的基礎(chǔ)上，對(duì)不同沉積微相分別統(tǒng)計(jì)其物性特征，依此作為精細(xì)描述儲(chǔ)層非均質(zhì)性的基礎(chǔ)[6～7]。
以建立孔隙度模型為例，首先分層段分析各沉積微相內(nèi)孔隙度的分布頻率特征，統(tǒng)計(jì)孔隙度的分布范圍、均值等(表1)。
表1 主要沉積微相孔隙度統(tǒng)計(jì)表
沉積相類型
孔隙度(%)
范圍
平均值
心灘
心灘上部中細(xì)砂
3～12
＜7.5
7.8
3.0
泛濫平原
非儲(chǔ)層
3.3.2精細(xì)三維屬性建模
    以測(cè)井解釋的孔隙度數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以各微相的孔隙度統(tǒng)計(jì)函數(shù)作控制，應(yīng)用相控建模技術(shù)，采用序貫高斯模擬算法，建立研究?jī)?chǔ)層段的三維孔隙度模型(圖4)。
    分析認(rèn)為研究區(qū)滲透率與孔隙度具有很好的一致性。所以在建立滲透率模型中，采用與孔隙度建模同樣的方法，同時(shí)以所建的孔隙度做趨勢(shì)進(jìn)行約束。
    由儲(chǔ)層的三維模型看出，心灘沉積為相對(duì)高孔、高滲區(qū)，孔隙度、滲透率普遍大于5%和0.1×10-3μm2，孔隙度平均值達(dá)到7.8%，主要發(fā)育于研究區(qū)的中、南部。其中夾雜的中-細(xì)砂沉積，其孔隙度普遍小于4%、滲透率小于0.1×10-3μm2，處于氣田開采的技術(shù)下限，為非儲(chǔ)層。
3.3.3模型精度驗(yàn)證
    模型的精度通過(guò)實(shí)鉆井測(cè)量值與模型預(yù)測(cè)值的吻合程度來(lái)驗(yàn)證(表2)。該表統(tǒng)計(jì)了下石盒子組有測(cè)試、新鉆4口井的實(shí)鉆與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，并計(jì)算了模型在各點(diǎn)的預(yù)測(cè)誤差，模型預(yù)測(cè)誤差總體小于8%。因此模型的精度超過(guò)90%。
表2 模型精度誤差表    %
井名
層段
預(yù)測(cè)
實(shí)鉆
誤差
D66-11
盒三段
7.2
6.8
5.8
D66-16
盒三段
8.1
7.6
6.6
D66-18
盒三段
8.4
8.0
5.0
D66-15
盒三段
6.9
7.2
4.2
4 結(jié)論
    綜合利用地質(zhì)、地震和測(cè)井資料，建立精細(xì)的沉積微相模型，揭示了砂體的空間幾何展布形態(tài)。在相控基礎(chǔ)上進(jìn)行孔隙度、滲透率的研究，建立儲(chǔ)層屬性模型，則進(jìn)一步揭示了儲(chǔ)層非均質(zhì)性，指明了有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)，為進(jìn)一步的油氣田開發(fā)指明了方向。實(shí)踐證明，借助于沉積微相和屬性建模方法，使該區(qū)的新鉆井符合率有顯著提高。
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(本文作者：劉建黨1 譚學(xué)群1 陳舒薇1 張宇田2 1.中國(guó)石化石油勘探開發(fā)研究院；2.中國(guó)石油西南油氣田公司低效油氣事業(yè)部)