縫洞型碳酸鹽巖油氣藏三維地質建模方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及地質建模方法技術領域，確切地說涉及一種縫洞型碳酸鹽巖油氣藏三維地質建模方法。
【背景技術】
[0002]塔中地區近年來奧陶系碳酸鹽巖油氣勘探與開發取得了明顯進展，分別在塔中I號坡折帶上奧陶統良里塔格組和下奧陶統鷹山組獲得重大突破，但是該區鷹山組碳酸鹽巖基質原生孔隙度低、滲透性能差，儲層主要以表生巖溶風化巖溶形成的溶孔、溶洞和裂縫為主，孔、洞、縫的孔隙性和滲透性差異極大，儲層非均質性極強、分布異常復雜。針對縫洞型碳酸鹽巖儲層建模方法研宄還很薄弱，一直是油氣勘探開發面臨的主要技術難題，嚴重制約著該區碳酸鹽巖油氣藏的勘探開發進程及開發效果。
[0003]楊輝廷、江同文、顏其彬和李敏等在刊名為《大慶石油地質與開發》，的期刊上發表了題名為“縫洞型碳酸鹽巖儲層三維地質建模方法初探”的論文，刊載在第23卷第4期，發表日期為2004年8月。其主要內容是:該文根據縫洞型碳酸鹽巖儲層的特征，提出了縱向上層系的“巖溶相控建模”和儲集空間的“多類型”建模原則，即縱向上按地表儲層段、滲流儲層段和潛流段劃分層段，對不同的儲集空間(基質孔洞、大溶洞和裂縫)，分別采用不同的建模方法進行建模。具體包括:
1、網格劃分:縱向上的網格劃分是根據野外露頭觀察、測井解釋、巖心觀察的結果，按照“巖溶相控建模”的原則，將各井在剖面上分為地表儲層段、滲流儲層段和潛流儲層段共三大段，其中潛流儲層段又可細分為洞頂破碎帶、洞主體和洞底破碎帶3個小段。在每小段內，則按等比例細分網格。
[0004]2、構造模型:構造模型的三維數據體為各層面的海拔高度。這一數據體描述了儲層的空間形態，反映出儲層整體構造(低緩背斜)與局部構造(鼻隆鼻凹)，可以推演出儲層溝槽分布及地層厚度展布。構造模型三維數據體的形成步驟為:①引入地震精細解釋的頂面構造數據，給網格系統的第一層賦對應點上的海拔高度值；②對各井點在縱向上進行巖溶相帶的劃分，確定各控制井點各巖溶相帶頂底面的海拔高度；③對這些控制點利用克里金插值分別形成各小層頂面海拔高度的網格值。
[0005]3、物性模型:儲層建模的關鍵技術是如何根據已知資料內插、外推井間及外圍儲層物性參數。目前采用的建模方法有兩類:一類是確定性方法，如克里金方法、距離平方反比法等；另一類是隨機建模方法。隨機建模方法能很好地再現地質問題的不確定性，對井間未知區應用隨機模擬方法能建立可選的、等概率的儲層地質模型。在實際建模的過程中，為了盡量降低模型中的不確定性，采用了確定性信息(如地震信息)來限定隨機建模的過程，即采用確定性建模與隨機建模相結合的方法。
[0006]為了能夠引入地震資料作為軟數據對隨機模擬進行約束，可以綜合第二類變量的序貫高斯協模擬方法比較適合。該方法原理簡單，易于理解，同時具有計算速度快，容易實現的優點，在各商業建模軟件中得到廣泛的應用。
[0007]上述期刊文獻為代表的現有縫洞型碳酸鹽巖儲層三維地質建模方法與技術主要目的是建立縫洞型碳酸鹽巖理論模型或概念模型指導早期油氣資源勘探評價，但在縫洞型碳酸鹽巖油氣藏進入開發以后，以上方法建立的三維地質模型難以滿足開發方案井網部署、開發指標預測、開發效果評價等技術要求，其主要不足表現在以下幾個方面:1、孔、洞、縫孔隙性及滲透性差異極大，以上方法無法有效區分孔、洞、縫，刻畫其三維空間形態；2、表生巖溶儲層主要在風化殼頂部，但受裂縫等因素影響，大型溶洞和層間巖溶孔洞發育位置縱向上變化仍較大，劃分洞頂破碎帶、洞主體和洞底破碎帶3個小段時，不能確定大型溶洞發育位置，分段困難；3、縫洞型碳酸鹽巖儲層中裂縫多樣，有地震能識別的大尺度裂縫，有測井能識別的小尺度裂縫，有鏡下才能識別的微型裂縫，且受不同應力影響，裂縫發育的組數、密度和產狀不同，上述建模方法與技術未找到合理解決裂縫建模的方法，但在縫洞型碳酸鹽巖油氣藏中裂縫對開發影響極大，忽略裂縫影響滿足不了開發方案要求；4、鉆井過程中鉆遇大型溶洞或裂縫時發生嚴重漏失或放空，無法測井，該類儲層的物性參數不能通過測井進行解釋，上述建模方法與技術未找到有效解決儲層參數賦值的方法；5、縫洞型碳酸鹽巖油氣藏一般流體性質變化大，流體分布規律復雜，上述建模方法與技術未找到合理的三維流體地質建模方法。
【發明內容】
[0008]本發明旨在針對上述現有技術存在的不足，提供一種有效的縫洞型碳酸鹽巖儲層三維地質建模方法，本方法的核心是根據縫洞型碳酸鹽巖油氣藏儲層和流體分布規律劃分單元，按單元分塊建立三維地質模型。分塊建模時，充分考慮到孔、洞、縫的孔隙性和滲透性巨大差異，從孔、洞、縫各自特性出發，充分利用靜動態資料，運用分步式三維地質建模方法與技術，分別建立孔、洞、縫的三維空間形態，并分別進行儲層物性參數建模；最終建立較準確反映地下的真實地質信息的三維地質模型，滿足開發方案設計、開發方案實施和開發動態分析等的要求。
[0009]縫洞型碳酸鹽巖油氣藏中斷層、構造和地層三維地質建模與普通油氣藏三維地質建模對比，并無特殊，方法相同，本發明中不作闡述。本發明主要針對縫洞型碳酸鹽巖儲層中孔、洞、縫多元介質三維空間結構或規模、孔隙性和滲透性差異極大，流體性質變化大等特點，通過分步式建模方法和技術實現縫洞型碳酸鹽巖油氣藏三維地質建模。
[0010]本發明是通過采用下述技術方案實現的:
一種縫洞型碳酸鹽巖油氣藏三維地質建模方法，其特征在于包括如下步驟:
A、建模區塊劃分:首先根據儲層和流體性質劃分縫洞系統；再以高壓物性PVT、試油、動態監測和生產數據資料為基礎，根據地層、斷層、構造、儲層和流體分布規律劃分油氣藏；再在各油氣藏內按滲流特征劃分流動單元，最終按流動單元分塊建立三維地質模型；
B、建模大類劃分:根據縫洞型碳酸鹽巖儲層多元介質劃分建模大類，至少劃分為基質和裂縫兩大類，分步建模；
C、基質建模分相:根據基質三維空間規模和儲層物性進行聚類分析，將基質劃分為三維空間規模和儲層物性相近，且以現有地震、測井、地質或動態監測資料可以表征的多個儲集體類型，如洞穴、巨洞、小洞、孔隙等，再按儲集體類型劃分儲集相，分別建立各儲集相的三維地質模型，再應用動靜態參數賦值法和相控建模技術建立各儲集相的孔隙度、滲透率和飽和度模型；
D、裂縫分類:根據裂縫不同尺度進行分類，分步建立不同尺度的裂縫模型，根據不同尺度裂縫，統計裂縫要素，分類給裂縫孔隙度、滲透率和飽和度賦值；
E、模型合并:將建立好的基質與裂縫三維地質模型進行等效合并，建立滿足數值模擬需要的縫洞型碳酸鹽巖油氣藏的孔隙度、滲透率和飽和度三維地質模型。
[0011]還包括F、模型校正:首先利用建立的縫洞型碳酸鹽巖三維地質模型計算油氣藏地質儲量，并與油氣藏地質研宄儲量估算結果進行對比分析，找出三維地質模型中存在問題，并對模型進行修改；再將修改后的三維地質模型導出，應用數值模擬器，開展已生產井和區塊歷史擬合，分析三維地質模型在歷史擬合中存在問題，并對模型進行修改，最終建立與地下油氣藏信息吻合的縫洞型碳酸鹽巖三維地質模型。
[0012]所述B步驟中，如果基質原生孔隙發育，則劃分為三大類，即原生孔隙、巖溶孔洞和裂縫三大類。
[0013]所述C步驟中，所述儲集相為洞穴相和孔洞相。
[0014]所述孔洞相的參數建模方法為:首先井震結合開展地震孔隙度反演；再以測井解釋孔洞相孔隙度為硬數據，地震孔隙度反演數據體為協克里金約束，孔洞相控制建立孔洞相孔隙度模型；再開展微型裂縫分布規律、微型裂縫滲透率、孔洞相中孔滲和孔飽相關性研宄，在孔洞相孔隙度模型基礎上，通過參數計算建立孔洞相滲透率和飽和度模型。
[0015]所述D步驟中，所述裂縫分為三大類，其中地震資料能識別的裂縫為大尺度裂縫，巖心肉眼能觀察、常規測井或成像測井能識別的裂縫為小尺度裂縫，肉眼看不見、鏡下薄片能觀察、改善了孔洞相儲層滲透性的裂縫為微型裂縫。
[0016]所述大尺度裂縫的建模方法為:首先應用地震資料開展裂縫預測，從裂縫預測結果中過濾掉斷層和洞穴邊界非裂縫響應，得到地震預測的大尺度裂縫數據體，再應用建模軟件對裂縫進行自動拾取，建立大尺度裂縫的初步模型，再通過人機交互編輯功能對大尺度裂縫進行分組和編輯處理，最后建立確定性的大尺度裂縫模型。