柴达木盆地M区砂岩气藏储层地质建模分析

韦子钰， 李军亮， 贾生龙， 刘金滚

(1.长江大学石油工程学院，武汉 430000；2.中国石油青海油田分公司采气二厂，敦煌 736202； 3.中国石油青海油田分公司勘探开发研究院，敦煌 736202)

三维地质建模是国外20世纪80年代中后期开始发展起来的储层表征新领域[1-3]，是综合利用地质、地震、测井资料和各种解释结果及概念模型，结合地质统计学算法，生成三维定量随机模型的一项技术[4]。近年来，这一领域的发展十分迅速，广泛应用于油气田开发阶段的油藏属性建模和油藏数值模拟，是油气藏精细描述的核心，通过储层地质建模可以建立储层格架，对储层的物性进行评估，预测优质储层的空间展布规律[5]，为剩余油预测打好基础，指导油气田开发。

1 地质概况

M区位于柴达木盆地北缘祁连山前，是柴北缘地区新构造运动相对稳定区，油气源主要来自中生界伊北凹陷和鱼卡凹陷生烃凹陷。该区经历多次油气充注，油气沿不整合—断裂—高渗砂体形成的复合疏导体系，经多次运移，形成多层系、多类型油气藏，具有大面积含油气特征。

2 储层特征

储层岩性粒度较粗，主要为砾状中-粗砂岩、不等粒砂岩、砂砾岩、细砂岩，碎屑颗粒直径主要区间为粗砂-细粉砂。岩石类型主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩，含少量长石砂岩和岩屑砂岩。

砂岩的结构成熟度为中-低，整体上分选性以中等为主，个别较差，长石风化程度较高，磨圆度为次棱角状-次圆，碎屑颗粒接触关系为点式、漂浮式接触，杂基分布于粒间；岩石胶结类型以孔隙型为主，其次为基底型。

岩浆岩岩屑所占比例较高，骨架颗粒相对偏刚性，储层砂岩刚性成分较高，结构稳定抗压实能力相对较强。全岩分析资料表明：岩石中矿物种类主要由石英、钾长石、钠长石、碳酸盐类、硬石膏、普通辉石以及黏土矿物组成，石英碎屑含量最高。

3 物性特征

4 三维地质建模

为尽可能建立符合目前地质认识的油气藏三维地质模型，客观反映油气藏的非均质性和不确定性，建模以地震解释结果、钻井及测井资料为基础，以地层划分对比成果为格架，对主力井区采用确定性建模和随机建模相结合的多级相控建模方法，经过变差函数建立调整，以储层厚度作为平面约束条件，采用序贯指示模拟算法最终建立准确的三维地质模型[6-8]。三维地质建模流程如图1所示。

图1 三维地质建模流程Fig.1 3D geological modeling flow char

工区共有40口井，平面面积为12.0 km2，纵向地层厚度约243.0 m，共划分3个砂组层面，20个小层。平面网格为10 m×10 m，纵向将小层以0.5 m为一个单位再细分，总网格数为10 184万(322×448×706)，保证模型高精度。

4.1 构造模型

三维构造模型可以直观反映地层的空间展布形态以及清晰的局部构造特征，更是开展精细三维地质建模的前提。针对M区的实际地质情况，以该区已有钻井、测井等资料为基础，结合单井地质分层数据，将M区构造模型分为断层模型和层面模型进行建立，如图2、图3所示。

图2 断层模型Fig.2 Fault model

图3 砂层组模型Fig.3 Sand layer model

M区精细三维构造建模由以下几部分构成：运用地震解释结论建立断层模型，通过钻井断点数据和地层对比的成果进行校验；通过三维网格化决定平面网格大小并检查矫正，确保各网格平滑规整无变形；利用地震解释结论建立各砂组层面控制各砂组空间走势，由细分层成果建立各小层层面，纵向步长0.5 m进行劈分；最后通过地层划分和对比成果、多条纵横剖面对各层面模型进行反复检验和调整，确保所建构造模型与地质认识吻合，能够真实反映研究工区的构造特征。

单一由分层数据生成层面模型，往往误差比较大，表现为井点处层面相对准确，无井控制的层面尤其是断层处易出现畸变；单一由地震解释数据生成层面模型，碍于地震自身分辨率的限制，建立砂组级别以上的层面相对准确，建立小层级别的层面误差较大，因此把两者有机结合，以建立精确的层面模型。

建模首先利用地震解释成果，建立准确可靠的砂组层面；其次利用地层划分和对比成果求取各小层的厚度，内插进相应砂组，建立各小层层面；最终利用地层划分和对比成果、多条纵横剖面对层面模型进行反复检验和调整，确保构造模型与地质认识吻合，能够真实反映研究工区的构造特征[9-13]。

4.2 相模型

4.2.1 岩相模型

数据分析后，建立砂泥岩两相模型，求取最大概率下的砂泥岩相模型，如图4所示，利用多条纵横剖面进行检验，模型砂体厚度及连续性与软件绘制的连井剖面图基本一致，证明模型砂体展布符合目前地质认识。

4.2.2 流体相模型

运用试油、试气和试采成果对测井解释成果进行矫正，将矫正后的测井解释成果分为气层、油层、水层、干层、泥岩层五相，利用岩相模型进行相控，采用确定性的指示克里金方法，建立流体相模型，如图5所示。通过连井剖面与含油气面积图相结合的方法，对砂体展布性好的储层，分小层、分断块，读取其油气水界面、油水界面、油气界面海拔，对流体模型进行精细控制[14-16]。

图4 岩相模型Fig.4 Lithofacies model

图5 流体模型Fig.5 Fluid model

4.3 属性模型

属性建模的建立是获取储层各类属性参数的三维分布规律，明确储层参数的空间非均质性特征。属性模型的建立以单井测井解释的孔隙度、渗透率和饱和度为硬数据，采用岩相及流体模型进行相控，应用协同序贯高斯模拟算法来实现[17]。通过数据统计，确定不同流体相下的孔渗饱参数截断值，数据分析进行截断和变换，建立孔渗饱储层属性模型，如图6～图8所示。

图6 孔隙度模型Fig.6 Porosity model

5 模型校验及分析

利用地震解释结果进行构造对比，通过M区已钻井及测录井资料进行复核，验证构造及流体接触关系和分布规律符合目前地震地质认识。构造模型及能够准确反映M区构造特征，流体模型能够清晰展示砂体连通情况及储层分布规律，如图9～图12所示。

图7 渗透率模型Fig.7 Permeability model

图8 饱和度模型Fig.8 Water-saturation mode

图9 构造平面模型Fig.9 Construction plane model

图10 地震解释构造图Fig.10 Earthquake interpretation structure diagram

图11 剖面模型Fig.11 Section mode

GR为自然伽马测井曲线；LLD为深侧向电阻率测井曲线图12 测井解释剖面图Fig.12 Log interpretation profile

6 结论

(1)地震解释与地层划分和对比相融合的方法能够提高砂岩气藏构造模型的准确性，清晰展示砂体展布规律、流体分布和接触关系，为油藏精细描述研究提供依据，深化砂岩气藏地质认识。

(2)在“岩相模型相控、流体模型相制”方法下搭建的M区三维地质模型对该区块储层物性参数进行了精细刻画，为地质储量复核，筛选有利储层奠定基础，同时为数值模拟及井位部署提供依据。

(3)以确定性建模和随机建模相结合的多级相控建模思路，以地震解释成果、钻井资料、测井资料为基础，以地层划分对比成果为格架指导的建模方法能够大大提高砂岩气藏地质模型的准确性，为砂岩气藏建模提供研究思路，为三维地质建模技术在砂岩气藏的应用奠定基础。