复杂断块油藏井震联合建模数模一体化技术研究

张 军

（胜利油田物探研究院，山东 东营 257000）

0 引言

近年来，复杂断块油气藏成为增储上产的主阵地之一，复杂断块油藏建模数模一体化技术研究，是建立精准油藏模型的基础，对特高含水期自然断块周边滚动增储、老区断块群剩余油潜力认识与开发调整意义重大［1-2］。为解决复杂断块油藏构造碎小、低序级断层数量多、准确识别难度大和油藏描述效率低等问题，本研究针对复杂断块油藏的井震联合建模数模一体化技术，在地震储层描述成果基础上，以及在精细小层格架和沉积相双重控制下，以井点砂体数据为条件，采用井数据、地震资料、测井数据等多种储层信息，运用复杂断块油藏建模技术建立精准三维模型，协同应用动静结合模型优化、动态压力预测等技术，完成了历史拟合工作，并通过数值模拟结果参数响应，以及迭代修正模型断层封堵性、油水过渡带等参数，为同类型油藏建立精准储层模型以及剩余油预测提供依据。

1 井震联合复杂断块建模

复杂断块油藏由于断层发育多而复杂，需全方位运用地震、测井、钻井、岩心等资料进行井震联合精细构造解释，再运用已形成的复杂断块油藏建模技术建立精准三维模型［3］，技术路线如图1所示。

图1 复杂断块油藏井震联合建模技术路线

1.1 构造建模

1.1.1 井震结合层面模型搭建。建立层面模型的数据分为地震解释层面和地质对比分层点两类，前者为地震波阻抗反射界面，与地质对比界面存在一定误差，仅利用地震解释层面点建立的层面模型无法与地质对比分层点相吻合。而仅利用地质对比分层点插值建立的层面模型井间趋势不受控制。因此采用地震趋势约束的地震构造面构建技术，以地质对比分层点为硬数据，地震解释层面为构造趋势，建立井震统一的构造层面模型，具体如图2所示。

图2 建模数模一体化技术流程

1.1.2 复杂断层模型的建立。断块油藏大都小而复杂，断层较多，因此断层模型的建立是构造建模的重中之重。首先，采用修正后的地震解释断层多边形生成初始单条断层模型。然后，与地质对比断点进行匹配和锁定，对断面进行精细调整，通过井震匹配达到井震统一。在此基础上，对井震统一的单条断层模型之间的接触关系进行分析和连接，重点对层间断层和复杂断层进行处理，最终建立起断面光滑、接触关系合理的井震统一的精准断层模型［4］。

1.2 物性建模

由于地下储层物性分布的非均质性与各向异性，用常规的由少数观测点进行插值的确定性建模，不能够反映物性的空间变化［5］。需要利用相控物性建模技术，定量描述储层岩石物性空间分布，来实现非均质性精细刻画。在数据分析基础上，根据物源方向拟合区域变差函数，采用地质统计学和相控随机模拟方法，建立储层物性模型。

1.3 模型质量检验

为确保三维模型质量，需要对模型进行全方位质量检验：建立适量检查剖面，检查剖面井分层数据点的匹配情况以及剖面井的断点与断层匹配率；检查各断层掉向是否正确、层面是否合理、断距与地震地质是否吻合；通过负体积的分布来分析模型不合理的因素，模型网格体积均大于零，无负体积网格，说明网格质量优，反之则质量差，需要迭代修正更新模型。

2 建模数模一体化技术

建模数模一体化技术是以数值模拟初始拟合结果为基础，结合动态分析等手段，经分析论证、解决矛盾，从而对静态模型进行更新校正的过程。建模数模一体化技术流程如图2所示。从模拟动态中快速、准确地找出模型矛盾点，按照“先优化构造，再优化流体，最后优化储层模型”的技术路线进行建模数模一体化研究，确保模型尽可能地还原地下油藏的实际情况，更加精准地指导和预测后期开发。

2.1 构造模型优化

首先，通过静态资料一致性检查得到井震统一初始构造（1.3 中已论述）；其次，通过模型含油区范围检查发现模型微构造问题，并通过增加控制点等手段修改控制层面模型，对构造模型进行优化修正，消除局部微构造矛盾；最后，主要利用开发初期单井含水、产液量分析、区块压力变化检验等响应参数来确定断层发育情况，优化断层模型。在D 块应用含油性检查过程中，发现并修改微构造矛盾6处，含油性与地质认识矛盾3 井次，含油性检查油水井矛盾范例如图3所示。

图3 含油性检查油水井矛盾范例

2.2 流体模型优化

通过地震约束法修正渗透率和净毛比模型产生不渗透区，重新划分平衡区，对单井流体模型的含油性进行拟合，解决油水矛盾；通过对油水边界井拟合情况的排查落实油水界面，对初始流体模型进行优化，提高模型准确性，D 块运用该方法，调整落实油水界面10 余处，范例如图4 所示；最后采用优化后的流体模型进行储量计算，与地质研究计算储量拟合存在误差。

图4 D块油水边界井落实油水界面

2.3 储层模型优化

储层模型优化是油藏模型优化的重点和难点，压力和含水率是需要重点分析的参数，注采对应井、含水上升规律异常井、断层边界井是重点分析井。通过对含水上升规律异常井和注采对应井的综合分析，对储层屏幕连通性进行优化，优化后的模型更接近油藏实际情况，D 块运用过程中优化渗透率模型20 余处。由于复杂断块油藏小断层较多，因此断层封闭性的分析是一项重要任务。通过断层边界井拟合、单井控制储量分析检验修正断层封闭性；通过断块间压力和断层边界井的综合分析，对D 块4 条小断层的封闭性进行了修正。下面主要以L 块为例，简述该技术指导老区复杂断块油藏剩余油挖潜的效果。

3 应用效果

3.1 区块概况

L 断块区是一个四周被断层切割封闭的三角形典型复杂小断块油藏。含油断块5 个，油层埋深1 400～1 600 m，含油面积1.0 km2，地质储量238万t。沉积环境为河流-三角洲沉积，平均孔隙度为30.5%，平均渗透率为910×10-3m2，变异系数0.68，属于常温常压常规稠油多油水系统的构造层状断块油藏。研究区主要存在两个问题：①受顶部剥蚀及穿插火成岩影响，构造落实、储层细分对比难度大；②注采井网被严重破坏，开发效果差，剖面显示层间矛盾突出。

为明确L 断块剩余油分布规律，指导下一步的开发，需要对该区进行复杂断块油藏建模数模一体化技术研究应用。

3.2 井震联合复杂断块建模

3.2.1 精细地层对比。通过精细地层对比，识别出两套高感泥岩组合作为全区稳定分布的标志层及四套辅助对比标志。在对比标志的控制下，采用沉积旋回对比和厚度趋势对比的方法，逐级对比，搭建全区地层格架。完成工区内53口井，沙二下5 个砂组41 个小层的划分与对比，总体上看，地层平稳展布，与河流-三角洲沉积模式一致。

3.2.2 井震结合落实构造。全区以1*1 的道间距开展构造精细解释研究，地震地质相互验证，不仅需要落实对比方案，同时要保证构造解释结果合理性，有效消除多处微构造假象，解决多处井震匹配矛盾，连井剖面与地震解释成果对比图如图5所示。

图5 过L-15井—L-5井连井剖面与地震解释成果对比图

3.2.3 多维联合建立精准三维模型。

①构造建模。利用三点与五点法相结合，实现复杂断裂模型构建，具体如图6 所示。同时利用非有效网格控制技术，实现研究区北部削截断层有效处理，具体如图7所示。共建立7个控制层面模型，各砂组构造形态相近，呈东南高西北低的构造形态，与对地震、地质断层面的认识一致，井点处与地质分层数据完全吻合，研究区层面模型如图8所示。

图6 断层模型构建示意

图7 非有效网格处理削截断层

图8 研究区层面模型

②物性建模。利用研究区13 口具有孔隙度、渗透率测井的井拟合该区孔隙度与声波时差曲线，在岩相模型控制下，根据物源方向拟合区域变差函数，建立了孔渗物性模型。

③模型自检。经自检可知，模型网格体积均大于零，无负体积网格，网格质量优，无扭曲。井分层数据点和断点与构造模型完全匹配，构造模型准确体现了地震和地质研究成果。

3.2.4 建模数模一体化技术应用。针对L断块油藏特点，应用建模数模一体化技术，遵循“边界井定界面，合采井定贡献；初期压力修正初始静态物性，注采对应含水率优化储层动态变化”的主体思路，迅速找准矛盾，解决矛盾，完成精细历史拟合。

3.2.5 基于建模数模一体化的动静拟合技术应用。

①过渡带精细描述技术。应用精细网格平衡技术，精确描述油水过渡带内的初始饱和度分布。以边界附近井L-3 拟合为例，该井所在小层油水界面深度较为确定，但调整前含水明显低于实际含水，通过毛管力调整，调整后该井拟合效果显著提高，落实了过渡带宽度，进一步明确附近剩余油潜力。

②基于油藏动态监测的合采井贡献率拟合技术。L块含油小层34个，生产中采用一套层系开发，局部分为两套。针对实际区块特点，采用在油藏动态监测指导下的合采井贡献率拟合技术，精细落实各小层动用情况。合采井L-11井2013年6月填砂上返至29、32、33、35小层合采，含水突然升高，拟合含水上升率明显低于实际情况，结合监测结果，3-5贡献率低于拟合情况，因此以中子寿命测井监测资料为指导，降低35小层单层贡献率，含水拟合率大大提高。

研究区采用定产液量拟合，全区含水拟合率较高，到拟合期末，误差低于5%；有生产数据的注水井19 口、采油井44 口，单井拟合率达到90%，地质储量拟合误差仅为-1.07%。

3.2.6 剩余油分布规律。平面上北块剩余油主要在2#断层附近构造高部位呈条带状富集，南块剩余油在构造高部位剩余油储量丰度高。东部低渗区采出程度低、在断层遮挡区及储量失控区，剩余油相对富集。层间剩余地质储量相对较分散，主力层虽然采出程度较高，但由于储量基数大，剩余储量依然较多，部分小层剩余可采储量大于10×104t。

3.3 效果分析及方案部署

3.3.1 效果分析。应用上述技术手段，研究区对比断点30 个，目的层断点16 个，除3 口井井位不准外其余全部绑定，全区含水拟合率较高，到拟合期末，误差低于5%；有生产数据的注水井19 口、采油井44 口，单井拟合率达到90%，地质储量拟合误差仅为-1.07%。

3.3.2 方案部署。综合考虑潜力、储量规模、开发效益等因素，分断块、分区域进行井网调整，局部细分，平面完善注采井网，增加水驱方向。基于该技术在模型剩余油富集区部署的新井，于2022年7 月完钻，钻遇油层23.1 m∕10 层，并在2 砂组钻遇新油层6.4 m∕3 层。8 月13 日投产，初增日油15.2 t∕d；预测调整后前三年平均新增产能0.7×104t，预计15年累增油8.5×104t，提高采收率5.2%。

4 结论

①复杂断块油藏井震联合建模技术能够充分利用井震资料的优势进行综合判定，精准指导地层划分及低序级小断层识别，是准确描述构造形态、断面空间位置和井间微幅构造的有效方法之一。

②采用建模数模一体化技术，建立了研究区复杂断块精准三维地质模型，在井震动一体化思想的指导下落实修正构造、储层认识，历史拟合精度达90%。

③以研究成果为指导，落实了L 断块剩余油富集规律，提出了方案调整建议，部署新井9 口，提高采收率5.2%。

④研究区的成功部署证实了井震联合建模数模一体化技术的可行性，运用该技术能够实现复杂断块的精细描述，可以为后续研究工作的开展奠定基础，对其他同类型油藏的开发具有指导意义。