少井条件下多源趋势融合技术在厚储层建模中的应用

30卷第3期 2018 年 6 月

1673-1506(2018)03-0103-07

件

下

CHINA OFFSHORE OIL AND GAS

中国海上油气Vol. 30 No. 3Jun. 2018

文章编号：

DOI：10. 11935/j. issn. 1673-1506. 2018. 03. 013

中

的

少井条多源趋势融合技术在厚储层建模

丁 芳段冬平宋刚祥刘英辉陈晨

(中海石油（中国）有限公司上海分公司上海200335)

应用

$

丁芳，段冬平，宋刚祥，等.少井条件下多源趋势融合技术在厚储层建模中的应用[J].中国海上油气，18,⑶：0109.

DING Fang, DU AN Dongping, SONG Gangxiang»et al. Application of multi-source trend fusion in thick reservoir modeling with limited wells [J]. China Offshore Oil and Gas, 2018,30(3) ； 103-109.

摘要河流相储层砂体横向变化快、叠置样式复杂、非均质性强，海上油田开发井数较少，井距较大，对井控 部位的认识程度较低。为了准确反映砂体和储层参数在空间的分布，提出了多源趋势融合的物性建模方法。 以东海盆地西湖凹陷D气田为例，首先将河道进行了精细划分，通过分级建模和基于目标的建模方法建立了沉 积相模型；融合多源趋势，即平面位置分布趋势、垂向沉积韵律趋势和孔隙度敏感参数属性趋势等，建立了储层 物性模型。从储量和生产动态两方面进行了模型验证，结果表明，本文方法储量拟合误差在1%以内，4 口水 平丼生产动态模拟结果和实际较为吻合。本文方法有效地刻画了河道物性底部比顶部好，中部比边部好的地 质效果，大大降低了储层参数分布的不确定性，对于开发井少、井距大的河流相储层，具有良好的应用前景。 关键词少井条件；源趋势融合；基于目标；平面位置分布趋势；垂向沉积韵律趋势；西湖凹陷 中图分类号：TE32

文献标识码：A

Application of multi-source trend fusion in thick reservoir modeling with limited wells

DING Fang DUAN Nongping SONG Gangxiang LIU Yinghui CHEN Chen

(CNOOC China Limited，Shanghai Branch，Shanghai 200335, China)

Abstract： As for fluvial reservoirs, where sand bodies have abrupt lateral variations, complex superimposi­tion patterns, and strong heterogeneity, limited wells with huge spacing are adopted in the development of offshore oilfields, resulting in shallow knowledge of blocks under the control of wells. In order to accu­rately reflect the spacial distribution of parameters of sand bodies and reservoirs, the multi-source trend fu­sion modeling of physical properties has been put forward. With the D gasfield in the Xihu sag in the East Sea basin taken as an example, the fluvial facies was finely classified and used for the building of the sedi­mentary facies model based on hierarchical modeling and a target-oriented modeling method； furthermore, a reservoir physical property model was built through the fusion of multi-source trends, such as the plane position distribution trend, vertical sedimentary rhythm trend, and attribute trend of porosity as a senti- tivity parameter. The model has been verified from two aspects of reserves and production dynamics, which suggests that with the method in this paper, the error of reserve fitting is within 10% and the simu­lated results of production dynamics of horizontal wells match well with the actual production data. This method, effectively depicting the fluvial physical properties with better performance at the bottom than on the top and in the middle than along the boundary and greatly reducing the uncertainty of reservoir parame­ter distribution, can be well applied in fluvial reservoirs with limited development wells and huge spacing. Key words：limited wells； multi-source trend fusion； target-oriented； plane position distribution trend； ver­

tical sedimentary rhythm trend； Xihu sag

$

4十三五”国家科技重大专项“东海厚层非均质性大型气田有效开发关键技术（编号：21X5027-004)”部分研究成果。

号中海油大厦A630室（邮编：200335)。

第-作者筒介：丁芳，女，工程师，主要从事开发地质方面的研究。地址：上海宁区通协路3

E-mail :dingfang2@cnooc. com. cn。

104中国海上油气2018年6月

东海盆地西湖凹陷花港组发育河流相和河流一 三角洲相，其中河流相储层是油气聚集最多的储层， 因此开展河流相储层精细研究，准确预测河流形态 及其在三维空间的分布，建立精细的储层地质模型， 具有重要的现实意义1

。基于象元和基于目标建

模方法是现在比较流行的储层表征方法。基于象元 的序贯指示建模方法主要是利用两点间变差函数来 反映储层结构的变异性，由于海上油田开发井数少， 井距大，存在变差函数求不准问题，特别是对于几何 形态特征复杂的河道砂体，基于象元的随机建模方 法无法很好地表征出砂体的接触关系。而基于目标 建模方法可以回避统计学空间关系特征，利用一些 先验地质认识作为条件信息加人到模型中去，这样 可最大限度地综合地质家的认识[3—4，因此，基于目 标建模方法得到了广泛应用。

目前关于河道物性的建模方法较少，主要有局 部变化均值方法、多点地质统计学方法，这些方法可 实现河道物性中心比边部好的地质效果，在一定程 度上提高了建模结果的合理性，但是实现过程较繁 杂且仅针对单个方向进行了约束，在井距小的陆上 油田实现效果可能较好，但对于井数少的海上油田， 这些方法效果不理想[5 6]。在前人研究的基础上，本 文首先通过单井河道期次精细划分，采用分级和基 于目标建模方法建立河道相，然后在相控建模的基 础上，考虑多方向约束，基于平面分布趋势、垂向沉 积韵律趋势对物性进行模拟，同时发挥地震资料平 面分辨率高的特点，融合了泊松阻尼因子属性的趋 势，实现了河道相特殊的地质效果。

1

研究区概况

D油田位于东海陆架盆地浙东坳陷西湖凹陷中

央背斜带南部，经历过多次大的构造运动，为断陷一 断坳结构基础上的反转背斜构造，D油田渐新统花 港组上段（E3/13层分为3a、3b和3c共3小层，其 中3b和3c以辫状河道沉积为主，砂体的连续性和 物性总体较好，孔隙度为1%〜30%,渗透率为50 〜1 000 mD,属中孔中渗储层。201年9月该油田 进人投产阶段3b层是重点开发层位，目前该层有4 口水平井同时生产，2015年6月水平井D2H井快 速见水，2016年2月达到水淹状态，2015年1月水 平井D1H井也开始产水。目前该油田已钻井井口

(含4 口水平井），随着开发的不断深人，生产矛盾越 来越突出，储层局部非均质性差异对开发的影响也 日益明显。

2

多期河道叠置的厚砂体刻画

2.1井点河道期次划分

由于河流的频繁摆动使砂体的宽度逐步增加，

形成了所谓的复合砂体。复合河道砂体是多个成因 砂体的复合体，不同的单河道之间由于其连通方式 的复杂性使得储层具有很强的非均质性[78]。因此， 必须从识别单河道砂体人手，逐步解剖复合河道砂 体内部的非均质性特征，这对于改善油田开发效果 具有重要的现实意义[92]。根据对已有文献的调 研，考虑到D油田EE小层钻井顺物源且呈条带 状分布的情况，在对D油田剖面砂体特征描述过程 中，筛选出了 4种单一期次河道识别标志（表1)。

通过上述4种方法，把D油田花上段3层3b 和3c小层的河道划分出7期河道（图1

复合砂体

内部夹层发育不均匀，连井剖面反映出研究区井顺 河道分布的特点，单河道砂体厚度均匀，无法反映河 道边界信息。由于3c层储层为油水同层或水层，本 文不作重点阐述。2.2河道砂体表征

由于研究区钻井少，且顺河道方向，河道边界 刻画存在很大的不确定性，加之受地震资料分辨 率的影响，单砂体无法在地震资料上很好地刻画 出来，因此本次研究中河道参数参考了相似条件 下的露头资料—

山西柳林地区辫状河露头0

，

同时参考岩心和地震资料等多种数据，确定河道 宽度范围为200〜1 000 m。根据现代沉积和经验 值给定振幅和波长，振幅范围为500〜800 m,波长 范围为1 000〜2 500 m。

本次相模型采用分级和基于目标建模方法，首 先根据地震解释的砂泥分布，建立岩相模型，再在砂 岩中根据井上单期河道的划分结果，在模型中建立 3b小层砂体的连通关系和垂向上河道的概率曲线， 设置河道的参数，通过反复调整河道参数与人机交 互，最终得到与研究区相符的沉积相模型，如图2所 示。从模拟结果来看，基于目标建模方法能完全忠 实于沉积来源，并且保证了模拟的单河道沿河道带 的延伸方向展布。

第30卷第3期丁芳等:少井条件下多源趋势融合技术在厚储层建模中的应用105

1东海D油田单一期次河道识别的4个标志

Table 1 Four marks of identification of a single channel in D oilfield, the East China Sea

表

单期河道 识别依据

D6井

3〇^PIno深度/m期次A

c

稳定隔层[9]

L

(

代

结开物

表着一束到下始之间质沉积

M-道沉积M-道沉积暂的细粒

30--170深度/期次

5

-2780

43

■2740

4

■2760

3

GR

API

m

泥质夹层[13]

测井曲线 形态[14]

曲

水映韵能

线的形态和韵律是动力条件的直接反因此如果态和，律变化较大形也可存在不同单，河道

一

可以很明显地 从测井曲线上 看出形态 河道曲线形态基本都是 以箱形或钟形出现，有 的区域不是特别明显

D2井

3〇^no深度/m 期次API

f

•2780

4

>

D7井

GR 30 —170 深度/APIm期次

-2780

4

D5井

生产动态

资料验证[15]

依靠油藏工程公式

的准确性

>

D6井

D2井

30^170深度/砂组期次API

D5井

76

\\lc■2760■2780

A

■27403a

3b5

4-24-1

3

i

-2800

3c

2

■2820

4a

1东海D油田犈严小层河道期次划分结果

Fig. 1 Classification results of channel identification of E3fej^+3c layers of D oilfield,tlie East China Sea

图

106中国海上油气2018年6月

2东海D油田犈f小层河道模拟结果

Fig. 2 Simu犾ion results of c犺nnel of E3/i?b layer of 犇 oilfield,the E犪 China Sea

图

3

多源趋势融合建模方法

河道砂体地下情况复杂，采用单一趋势约束建

时地层单位，而非垂直深度1。因此，在趋势分析

过程中从地层顶面起始网格开始，往下分析深度与 物性的关系。以第6期河道孔隙度模拟为例说明， 将7 口井的孔隙度数据与垂向网格层序号散点作 图，如图4所示，可以看出随着垂向深度变大，孔隙 度有变大的趋势，这与河道底部物性好于顶部物性 的规律相符;利用图4中拟合公式Y= 1.859 X + 3. 0 1

得到了孔隙度垂向趋势（图4)。

3)多趋势融合。为避免建模软件算法的不足， 在相控物性建模过程中融合多种趋势的控制作用， 在没有井点约束的位置也能很好地体现地质上对工 区的认识，如整合基于平面位置分布趋势和垂向沉 积韵律趋势获取河道物性的特殊地质意义。泊松阻 尼因子，它是基于纵波阻抗和横波阻抗的数算 得到的，本区泊松阻尼因子与孔隙度相关性较好，能 较好地识别相对高孔砂岩区，因此在模拟过程中，也 将泊松阻尼因子反演趋势加人到模型中。首先将得 到的平面趋势和垂向趋势做归一化处理；然后2个 趋势体相乘得到了平面和垂向趋势的合体；最后通 过建模软件Petrel的trend modeling功能，将平面 和垂向趋势的合体与地震孔隙度反演融合，设置2 个属性体的权重即可得到整合3个趋势的约束体。 这样的多趋势融合体使模型满足地质意义的前提 下，与实际情况相符，地震属性中孔隙度高值的区域 在模型中也表现为高值（图5)。图6为过D5、D6、 D1和D4井河道和孔隙度模拟图，在单河道内部， 每-期河道孔隙度的分布基本都符合河道底部比顶 部好，中心比边部好的特殊物性分布规律。

模不能完全体现复杂的非均质性，本文应用多源趋 势融合的方法建模。

1平面趋势变换。平面趋势是覆盖建模工区范 围的趋势面，趋势面的每个网格值即为当前位置处的 趋势值。根据河道特殊的地质现象，河道中心比两侧 物性好，趋势面产生的方式主要是根据河道中心轴线 向两侧，随距离变大，趋势面值变小。图3是建立平 面趋势的变化过程，首先建立地质体的中心线，该处 值为〇，越远离该处，距离越大，趋势值越小，通过数学 变换，得到了河道平面的物性分布趋势图。

2)垂向趋势变换。考虑到河流特殊的地质现 象，物性受沉积作用影响大，物性的变化是沿垂向等

研究区平面趋势图

3平面趋势变换过程

Fig. 3 Plane trend transformation process

图

第30卷第3期丁芳等:少井条件下多源趋势融合技术在厚储层建模中的应用107

26242221018o'6o/4M2/0M

垂向网格层

趋势

Itv

卹_

—111

沉积趋势分析示意图

4垂向趋势变换过程

Fig. 4 Vertical trend transformation process

图

(b)多趋势融合 （c)加趋势之后

图5东海D油田犈?b小层第6期河道孔隙度模拟过程图

Fig. 5 Porosity simulation process of the sixth channel of E3/ii15 layer of D oilfield,tfie East China Sea

(a)河道期次剖面 （b )孔隙度模拟剖面

图6东海D油田E/小层河道期次与孔隙度模拟过井剖面图

Fig. 6 Channel periods and porosity simulation diagram through-well profile of E3/b layer of D oilfield，the East China Sea

108中国海上油气2018年6月

4

模型验证

验证模型的可靠性非常重要1

。从以下2个方

0. 203,含油饱和度为0. 52;原始天然气地质储量为 7. 57 X l〇8m3，孔隙度为0. 206,含气饱和度为 0. 573,模型中天然气地质储量为7.62 X 1误差都在10%以内，满足生产要求。

二是从油田和油水井生产动态拟合精度方面。 利用模型对单井的生产效果和气油比进行了拟合 (图7)，从拟合效果来看，准确率较高，符合生产要 求，模型预测结果可以为现今生产提供参考。

m3,孔

隙度为〇. 207,含气饱和度为0. 57;计算参数和储量

面来验证。

一是从储量拟合精度方面。建立属性模型后， 采用容积法对D油田层孔隙度、含油气饱和 度，以及储量进行了拟合，原始原油地质储量为 300. 04 X l〇4m3，孔隙度为〇. 206，含油饱和度为 0.52,模型中地质储量为297 X 1

m3,孔隙度为

12001000

运

思r

100 200 生产时间()

300 400 500 0 100 200 生产时间（)

300400500

cD3H 井

/d

dD4H 井

/d

图7东海D油田开发效果拟合图

Fig. 7 History matching of development effect of D oilfield, the East China Sea

5

结论

1在东海盆地西湖凹陷D油田花港组河流相

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[

储层物性建模过程中，应用基于平面位置分布趋势、 垂向沉积韵律趋势和孔隙度敏感参数泊松阻尼因子 反演属性趋势等多个级次融合，有效地刻画了河道 物性底部比顶部好，中部比边部好的特殊地质效果， 降低了少井条件下随机模拟方法的不确定性。

2)模型验证结果表明，本文方法储量拟合误差 在1%以内,油田4 口水平井生产动态模拟结果 和实际较为吻合，本文方法可在海上油田井少、井距 大区域进行推广应用。

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收稿日期：2017-09-20 改回日期：2018-02-06

(编辑:杨

滨）