CN110838175B - 注气开发油藏的地质模型建立方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了注气开发油藏的地质模型建立方法，收集油藏基础数据，建立基础数据库；对目的层段上下断层数据赋予深度值，进行断层模型建立；生成三维骨架网格；利用地质分层数据，建立层面模型；从储层精细划分数据中提取每个小层单元的进一步细分，确定出各韵律段，形成井点精细描述储层数据，得到地层划分最小单元地层格架模型；再定义两个韵律段层面间的岩性值，得到储层格架模型；在储层格架模型的基础上建立沉积相模型、再建立相控储层参数模型。本发明用以解决现有技术中地质模型的局限导致注气开采油藏的开发优化调整较为滞后的问题，实现为注气开发油藏提供专门的地质模型建立方法，有利于开发前期做好整体方案规划的目的。

Description

注气开发油藏的地质模型建立方法

技术领域

本发明涉及油气开发领域，具体涉及注气开发油藏的地质模型建立方法。

背景技术

建立可靠的油藏数值模型是油藏数值模拟的基础，基础可靠，历史拟合程度高、速度快，从而缩短研究周期，提高工作效率。油藏数值模型的建立包括两部分：地质模型、动态模型。

在注气项目中，由于注入介质具有不同的物理特性，其驱油机理也有所不同。对于具有断层的区块断裂系统而言，在注气开采过程中受断层及韵律段(或单砂体)分布的影响较大，注气井的分布与注气设计需要充分考虑这些因素的影响。然而现有技术中的地质模型较为常规，没有考虑到注气开发的油藏的这些需求，只能够在开采过程中根据新井的地层验证及生产井出油情况不断对注气方案进行优化调整，滞后现象较为严重。

发明内容

本发明的目的在于提供注气开发油藏的地质模型建立方法，以解决现有技术中地质模型的局限导致注气开采油藏的开发优化调整较为滞后的问题，实现为注气开发油藏提供专门的地质模型建立方法，有利于开发前期做好整体方案规划的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

注气开发油藏的地质模型建立方法，包括：

S1、收集油藏已有的基础数据，建立基础数据库；

S2、利用地震解释层面数据对目的层段上下断层数据赋予深度值，进行断层模型建立；

S3、生成三维骨架网格，用断层和边界将骨架网格分隔成断块，定义出空间结构；

S4、利用地质分层数据，在建好的三维骨架网格中建立层面模型；

S5、从储层精细划分数据中提取每个小层单元的进一步细分，确定出各韵律段，以韵律段的顶底深度来描述井点储层，形成井点精细描述储层数据，将井点精细描述储层数据导入层面模型中，得到地层划分最小单元地层格架模型；再定义两个韵律段层面间的岩性值，得到储层格架模型；

S6、在储层格架模型的基础上建立沉积相模型；

S7、在沉积相模型的基础上建立相控储层参数模型。

针对现有技术中地质模型的常规建立方式没有考虑到注气开发油藏中断层及韵律段分布的重要影响，只能够在开采过程中根据新井的地层验证及生产井出油情况不断对注气方案进行优化调整，导致滞后现象较为严重的问题，本发明提出注气开发油藏的地质模型建立方法。本方法首先收集油藏已有的基础数据，建立基础数据库；之后利用地震解释层面数据，对目的层段上下断层数据赋予深度值，进行断层模型建立；断层建立出来后，以断层模型为基准生成三维骨架网络，再在其上进行分隔，定义出空间结构；之后建立层面模型，充分对每个小层单元进行进一步细分，充分考虑每一个韵律段的地质存在，得到最终的储层格架模型；最后在此基础之上，建立沉积相模型、建立相控储层参数模型，即可完成整个地质建模过程。本申请整个模型的建立，是在充分考虑断层与韵律段分布的基础上进行的，对于注气开发油藏而言，所建立的模型充分展示了断层和各韵律段的空间展布情况，有利于在开发前期就做好注气方式、注气井分布、注采比等方案规划，从而在一定程度上规避现有技术中地质模型的局限导致注气开采油藏的开发优化调整较为滞后的问题。

进一步的，所述基础数据库包括单井数据、单井分层数据、测井数据、测井二次数字处理数据、构造数据、试油数据、试采数据、物性分析数据。

优选的，单井数据包括井位坐标、补心海拔、井斜数据等，这些单井数据资料可以确定井的位置。

优选的，单井分层数据包括单井层组和小层划分的测量深度、断点深度，这是建立储层框架结构模型的基础数据。

优选的，测井数据和测井二次数字处理数据包括常规测井原始数据及孔隙度、渗透率等属性参数，以及油、水、气测井解释成果数据表，这些资料是建立储层地质模型的基本原始数据。

优选的，所述构造数据包括构造图、地层厚度图、砂体厚度图、砂地比等值图、油层厚度图、沉积相分布图以及孔隙度、渗透率平面分布图等。

进一步的，步骤S3中，每个断块都有一个给定的网格单元的数目，根据需要改变这个数目以局部加密或抽稀网格。对本领域技术人员而言，本方案中的“根据需要”，是指根据油藏工程提出的需求及考虑模型本身的网格节点数，来确定网格步长。

进一步的，步骤S3中以断层作为边界的一部分，以断层方向或物源方向作为网格方向。

进一步的，步骤S5中韵律段的确定过程中，结合各韵律段油田现场分层标准及油藏数模工程师的要求，将相近韵律段进行合并。具体合并规则以油田现场分层标准及油藏数模工程师的要求为准，合并目的是为了减少计算量，消除无工程意义的计算过程。

进一步的，步骤S5中，对于砂体尖灭井，其顶底面深度相同。

进一步的，步骤S5中，每个小层单元的韵律段细分方法为：

S501、采用相邻小层顶底深度相减的方法，得到井点“层厚度”点；

S502、采用插值方法把这些生成的井点“层厚度”点作成“厚度面”；

S503、以每个小层的分层界限作为相应层的标准面，用“厚度面”逐层向下或向上叠加，得到相应小层各细分韵律段储层的顶底面。

进一步的，步骤S6中，在储层预测、沉积微相数据的基础上，以井点、井层相划分结果作为资料点、平面相的分布模式作为趋势控制，采用确定性建模方法建立沉积相模型。

进一步的，所述相控储层参数模型包括孔隙度模型、渗透率模型、净毛比模型、含水饱和度模型。

进一步的，所述孔隙度模型、渗透率模型、净毛比模型的建立方法为：采用体积加权平均方法进行对应曲线粗化，把曲线中每米若干个点的储层参数值粗化到模型井点所在的网格上，采用确定性建模方法建立对应的孔隙度模型、渗透率模型、净毛比模型；

所述含水饱和度模型的建立方法为：依据储量计算过程中含油面积选取依据，通过含油范围及测井解释饱和度，分区分层建立各储量级别的含水饱和度模型。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明注气开发油藏的地质模型建立方法，在充分考虑断层与韵律段分布的基础上进行，对于注气开发油藏而言，所建立的模型充分展示了断层和各韵律段的空间展布情况，有利于在开发前期就做好注气方式、注气井分布、注采比等方案规划，从而在一定程度上规避现有技术中地质模型的局限导致注气开采油藏的开发优化调整较为滞后的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明具体实施例中该区断层的已知数据显示；

图2为本发明具体实施例中的断层模型；

图3为本发明具体实施例中的三维骨架模型网格；

图4为本发明具体实施例中井点储层精细描述示意图；

图5为本发明具体实施例中井点描述韵律段储层示意图；

图6为本发明具体实施例中最小单元地层格架模型；

图7为本发明具体实施例中油田储层格架模型；

图8为本发明具体实施例中A3小层沉积相模型；

图9为本发明具体实施例中A3小层孔隙度模型；

图10为本发明具体实施例中A3小层含水饱和度模型。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

本实施例以某区块某油田为例，该油田主力产层层整体属于低幅构造，地层倾角0.4～1.7°，复杂化为多个次级构造，构造内无裂缝发育，油藏整体埋深在1200-1250m左右，储层以石英砂岩为主，并含有一定的粘度杂质，储层物性较好，属于中高孔、中高渗油藏，同时从储层厚度来看，属于典型的薄层油藏，主力层平均厚度1.6-3.4m，且横向展布较为稳定，连通性较好。该油田地面原油密度0.806～0.817mg/L，原油API为41～44°，原油粘度为2.5mPa.s，为轻质稀油。地层水水型为CaCl₂，平均总矿化度27281mg/L。饱和压力231～324psi，地饱压差1463～1589psi(10.09～10.96MPa)，体积系数1.02～1.07。从油田流体性质来看，原油密度、API度以及原油粘度均满足烃类气驱的条件。

本实施例构造特征：该油田受局部断裂的影响，整体背斜在不同部位表现出不同的特征，主要包括以下五个局部次级构造：断背斜圈闭次级构造、N次级构造、断背斜圈闭次级构造、断背斜圈闭NW次级构造、背斜圈闭次级构造。

本实施例地层层序：该油田自下而上主要发育古生代前寒武系基底、古生代、中生代侏罗系、白垩系、新生代第三系、第四系等地层。主要产层是白垩纪森诺曼-阿尔必期沉积的砂岩。

本实施例小层划分：该油田位于某隆起，主产层组地层沉积时期处于滨海坏境，砂体沉积模式受海平面变化控制。基于对本区沉积特征的认识，研究海平面升降过程对沉积韵律变化的影响，按电测曲线变化特征将主产层组整体分为A、B、C三个三级旋回。总体上看，主产层组三级沉积旋回体现出三个时期内的海进过程，海平面不断升高，砂体展布横向变化趋于稳定。据现有井生产测试资料，该油田在A、B、C均发现油层。为满足生产的需要，将A砂组细分为A1、A2、A3三个小层，将B砂组细分为B1、B2、B3、B4四个小层，将C砂组细分为C1、C2、C3三个小层。从油田取心井出发，建立骨架对比剖面，完成整个油田及周边探井的小层精细划分与对比，整理并建立数据库，并完成了多条不同方向的油层对比图及油藏剖面图。

本实施例在对该区块该油田的上述地质综合研究基础之上，利用Petrel软件建立油田地质模型，具体过程如下：

1、数据准备：

建模的基础数据包括以下几项：

(1)单井数据：包括井位坐标、补心海拔、井斜数据等，这些资料可以确定井的位置。

(2)单井分层数据：包括单井层组和小层划分的测量深度、断点深度，这是建立储层框架结构模型的基础数据。

(3)测井数据及测井二次数字处理成果：包括常规测井原始数据及孔隙度、渗透率等属性参数，以及油、水、气测井解释成果数据表，这些资料是建立储层地质模型的最基本原始数据。

(4)其它资料：包括构造图、地层厚度图、砂体厚度图、砂地比等值图、油层厚度图、沉积相分布图以及孔隙度、渗透率平面分布图等。此外，工区的试油、试采数据、物性分析数据也是建立储层地质模型、进行储层评价的必要参数，在建模前建立了相应的数据库并加载到建模软件中。

2、断层模型：

本区块断裂系统相对简单，主要是西南部的边界断层，内部断层断距小且延伸断，断层模型建立相对简单。本实施例采用二维断层数据建立断层模型：如图1所示为该区断层的已知数据，利用地震解释层面数据对目的层段上下断层数据赋予深度(Z)值，复选同条断层上下两条后，再利用软件中的conert to Faults in fault model功能将其转换为断层模型，再对断层局部进行编辑，即完成如图2所示的断层模型建立。

3、骨架网格生成：

网格化的过程就是一个空间网格生成的过程。根据前面定义的断层模型生成一个骨架网格。断层模型会被转化成一些由骨架组成的断层表面。骨架网格被断层和边界分隔成了断块，每一个断块都有一个给定的网格单元的数目，可以改变这个数目以局部加密或抽稀网格。生成的骨架网格定义出了空间结构，地层层面会在以后被插入其中。创建出的骨架网格不代表任何表面，而是代表了骨架顶部、中部和底部的位置。

在这里要设置模型的工区边界，断层可作为边界的一部分，平面网格的大小(或网格步长)及其方向一般沿断层方向或某一方向与物源方向一致。本实施例根据油藏工程提出的需求及考虑模型本身的网格节点数，平面网格步长确定为50×50m。最后生成三维骨架模型，如图3。

4、层面模型：

通过软件层建模进程，添加任意个数的层面，利用地质分层数据，在上面建好的三维骨架网格中建立层面模型。本次层面建模中用A、B砂组划分的7个小层8个分层界限，建立了7个层面，如图4所示。

5、储层格架模型：

本实施例的储层精细划分研究中，对每个小层单元进行进一步细分，从而细分出17个韵律段，在储层格架模型建立时即以此为基础。通过结合各韵律段油田现场分层标准及油藏数模工程师的要求，将17个韵律段进行一定程度的合并。以韵律段的顶底深度来描述井点储层，对于砂体尖灭井，其顶底面深度相同，如图5为井点描述韵律段储层示意图。从而形成井点精细描述储层数据，以数据点的形式输入到建模软件。最终完成地层划分最小单元地层格架模型建立，划分砂岩域9个，泥岩域16个，如图6所示。

在具体的韵律段顶底面深度计算中，首先采用相邻层顶底深度相减的方法，得到井点“层厚度”，即储层厚度和隔夹层厚度，再把这些生成的井点厚度点作成“厚度面”，作厚度面时采用“Isochore Interpolation”插值方法(这种方法考虑厚度与延伸距离的关系，即厚度越大，储层尖灭位置相对尖灭井越近)。然后，以每个小层的分层界限作为相应层的标准面，用厚度面“逐层”向下或向上叠加，这样就得到了相应小层细分韵律段储层的顶底面。

最后用几何模型功能模块，通过定义两个层面间的岩性值(如泥岩为0，储层为3)，最终得到储层格架模型，如图7所示。

6、沉积相模型：

在储层预测、沉积微相等地质研究的基础上，以井点、井层相划分结果作为资料点、平面相的分布模式作为趋势控制，采用确定性建模方法建立沉积相模型。如图8为A3层的沉积相模型。

7、相控储层参数建模：

因为本实施例区块内井网较密，主要采用微相控制条件下的确定性建模方法，建立了孔隙度、渗透率及净毛比模型。首先用Scale up well logs模块进行井曲线的粗化，及把曲线中每米8个点的储层参数值粗化到模型井点所在的网格上，粗化方法一般采用体积加权平均的方式。

采用相控条件下的“Moving Average”移动平均的确定性建模方法，建立孔隙度模型如图9所示。采用相同的方法建立渗透率模型和净毛比模型。

由于岩性及构造共同影响全区油水界面，依据本实施例中含油面积选取依据，通过含油范围及测井解释饱和度，分区分层建立各储量级别的含水饱和度模型如图10所示，从而完成完整三维地质模型的建立。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.注气开发油藏的地质模型建立方法，其特征在于，包括：

S1、收集油藏已有的基础数据，建立基础数据库；

S2、利用地震解释层面数据对目的层段上下断层数据赋予深度值，进行断层模型建立；

S3、生成三维骨架网格，用断层和边界将骨架网格分隔成断块，定义出空间结构；

S4、利用地质分层数据，在建好的三维骨架网格中建立层面模型；

S5、从储层精细划分数据中提取每个小层单元的进一步细分，确定出各韵律段，以韵律段的顶底深度来描述井点储层，形成井点精细描述储层数据，将井点精细描述储层数据导入层面模型中，得到地层划分最小单元地层格架模型；再定义两个韵律段层面间的岩性值，得到储层格架模型；

S6、在储层格架模型的基础上建立沉积相模型；

S7、在沉积相模型的基础上建立相控储层参数模型。

2.根据权利要求1所述的注气开发油藏的地质模型建立方法，其特征在于，所述基础数据库包括单井数据、单井分层数据、测井数据、测井二次数字处理数据、构造数据、试油数据、试采数据、物性分析数据。

3.根据权利要求1所述的注气开发油藏的地质模型建立方法，其特征在于，步骤S3中，每个断块都有一个给定的网格单元的数目，根据需要改变这个数目以局部加密或抽稀网格。

4.根据权利要求1所述的注气开发油藏的地质模型建立方法，其特征在于，步骤S3中以断层作为边界的一部分，以断层方向或物源方向作为网格方向。

5.根据权利要求1所述的注气开发油藏的地质模型建立方法，其特征在于，步骤S5中韵律段的确定过程中，结合各韵律段油田现场分层标准及油藏数模工程师的要求，将相近韵律段进行合并。

6.根据权利要求1所述的注气开发油藏的地质模型建立方法，其特征在于，步骤S5中，对于砂体尖灭井，其顶底面深度相同。

7.根据权利要求1所述的注气开发油藏的地质模型建立方法，其特征在于，步骤S5中，每个小层单元的韵律段细分方法为：

S501、采用相邻小层顶底深度相减的方法，得到井点“层厚度”点；

S502、采用插值方法把这些生成的井点“层厚度”点作成“厚度面”；

S503、以每个小层的分层界限作为相应层的标准面，用“厚度面”逐层向下或向上叠加，得到相应小层各细分韵律段储层的顶底面。

8.根据权利要求1所述的注气开发油藏的地质模型建立方法，其特征在于，步骤S6中，在储层预测、沉积微相数据的基础上，以井点、井层相划分结果作为资料点、平面相的分布模式作为趋势控制，采用确定性建模方法建立沉积相模型。

9.根据权利要求1所述的注气开发油藏的地质模型建立方法，其特征在于，所述相控储层参数模型包括孔隙度模型、渗透率模型、净毛比模型、含水饱和度模型。

10.根据权利要求9所述的注气开发油藏的地质模型建立方法，其特征在于，所述孔隙度模型、渗透率模型、净毛比模型的建立方法为：采用体积加权平均方法进行对应曲线粗化，把曲线中每米若干个点的储层参数值粗化到模型井点所在的网格上，采用确定性建模方法建立对应的孔隙度模型、渗透率模型、净毛比模型；

所述含水饱和度模型的建立方法为：依据储量计算过程中含油面积选取依据，通过含油范围及测井解释饱和度，分区分层建立各储量级别的含水饱和度模型。

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