CN104809277A - 一种超低渗致密储层水平井地质建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超低渗致密储层水平井地质建模方法，包括如下步骤：1)采集水平井水平段的井信息数据、单井测井数据、井点分层数据以及沉积微相数据，确定水平井水平段储集层参数；2)在水平井水平段上增加直井控制水平段构造，得到初始构造模型；3)利用沉积微相数据和结合地质认识成果，建立储层相模型；4)利用水平井水平段储集层参数分析，建立储层属性模型；5)应用水平井实际轨迹剖面、生产动态和数值模拟对地质模型进行验证，获得水平井开发区三维地质模型。本发明为砂体平面展布特征研究提供资料来源，准确描述了储集层平面分布趋势和垂相分布趋势，提高预测模型精度，为超低渗透油藏开发技术政策的优化和精细注采调控奠定了基础。

Description

一种超低渗致密储层水平井地质建模方法

技术领域

本发明具体涉及一种超低渗致密储层水平井地质建模方法。

背景技术

储集层建模方法是近年来快速发展的一项高新技术，它综合利用各种地质、地震、测井和生产动态数据，并用地质统计学的方法对各种储集层参数进行井间预测，建立定量精确的三维可视化储集层模型，是目前油藏描述工作的一项重要组成部分。储集层建模方法能够定量表征和刻画储集层非均质性，从而研究油气勘探和开发中的不确定性和投资风险。

随着超低渗透油藏开发对象储层物性越来越差，传统的定向井进一步提高单井产量及开发效益难度越来越大，水平井已经成为超低渗致密油藏规模有效开发的关键技术之一。如何充分利用水平井的测试信息，提高水平井储层精细地质建模的精度，提高该类低压油藏的压力保持水平，实现水平井开发的长期高产、稳产，已成为目前国内外需要解决的技术难题之一。

针对水平井目标砂体开展精细油藏地质建模工作，建立逼近地下实际的高精度三维地质模型，进而开展精细油藏数值模拟研究，可以对水平井生产特点及见水情况进行准确描述，同时通过精细油藏剩余油分布研究，可为水平井控水增油和油藏剩余油挖潜提供依据，进一步完善水平井开发技术。

目前储层地质建模方法有两种，一是通常采用地震资料及露头信息对地层特征的横向变化进行研究、描述，这类技术在矿场应用上存在严重的缺陷；二是储集层岩石相和属性的模拟与预测通常采用常规定向井资料，虽然能够准确反映储集层岩性和属性纵向上的变化特征，但对于常规定向井开发的油藏，井距普遍大于储集层建筑结构的尺度，井间物性参数的分布主要依靠直井井点参数分布，无法充分反映砂体储层内部物性的变化规律，而水平井资料恰好能够弥补这一地质信息上的缺陷。水平井资料是油田现场最为直接的揭示储集层横向变化的地质信息，利用水平段连续变化的测井解释数据进行井间储集层物性预测具有特别的优势，因为水平井在储集层中横向上可以延伸几百米甚至上千米，众多数据点同时起控制作用，可大大降低井间储集层预测的不确定性；而由于水平井与地层在空间上具有独特的配置关系，与传统的直井或常规定向井相比，水平井资料在描述储集层横向变化特征上具有无可比拟的优势；因此，需要提供一种水平井建模的方法来克服现有的地质建模方法中的不足。

发明内容

本发明的目的是克服现有储层地质建模方法不能充分反映砂体储层内部物性的变化规律的问题。

为此，本发明提供了一种超低渗致密储层水平井地质建模方法，包括如下步骤：

1)采集水平井水平段的井信息数据、单井测井数据、井点分层数据以及沉积微相数据，对水平井水平段进行测井数据校正，岩心校正及岩心归位，确定超低渗透油藏的水平井水平段储集层参数。

2)利用步骤1)中的井信息数据、单井测井数据和井点分层数据，采用克里金插值，得到初始构造模型，同时在水平井水平段上增加直井，得到所有水平井轨迹与各个直井交点的构造高度，以直井与水平井轨迹的构造高度值为基准，对水平井轨迹控制区域的初始构造模型进行调整。

3)在步骤2)建立的初始构造模型的基础上，利用步骤1)中的沉积微相数据和结合地质认识成果，通过随机模拟方法和变差函数分析，建立储层相模型。

4)对水平井水平段所穿过的网格区域相邻的3～5个网格局部加密，加密区域网格的大小为原网格的1/3，利用储层相模型、水平井水平段储集层参数和物性变差函数拟合，建立储层属性模型。

5)应用水平井实际轨迹剖面、生产动态和数值模拟对初始构造模型、储层相模型和储层属性模型进行验证，以及与水平井区不同水平井轨迹剖面进行剖面拟合，获得水平井开发区三维地质模型。

上述步骤1)中水平井水平段测井数据校正是利用水平井邻近直井的测井参数对水平井水平段参数进行校正。

上述步骤1)中岩心校正使岩心界面与岩心得到的岩性剖面一致。

上述步骤1)中岩心归位使水平井水平段纵向上的深度差在1％以内。

上述步骤1)中水平井水平段储集层参数包括孔隙度、渗透率和含水饱和度。

上述步骤2)中水平井水平段上增加直井的间隔为100m。

本发明的有益效果：

(1)本发明提供的这种超低渗致密储层水平井地质建模方法在数据准备阶段增加水平段测井数据校正，常规的岩心校正及归位，获得水平井水平段合理的储集层参数，解决了水平井中地层不再关于井眼旋转对称时水平段测井资料如声波时差和电阻率偏大的问题，克服了水平井水平段测试数据由于测试方法的局限性，造成的测试结果与直井段测试结果有一定的偏差的缺陷。

(2)本发明提供的这种超低渗致密储层水平井地质建模方法利用水平井轨迹和沿水平段创建一系列的直井或合成井，进行控制点间的微构造调整，大大提高了构造模型的精度。

(3)水平井资料相当于为模型的输入提供了一组连续的井点数据，更好地描述了储集层物性参数在平面上的连续变化特征，提高预测模型精度，为超低渗透油藏开发技术政策的优化和精细注采调控奠定了基础。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明超低渗致密储层水平井地质建模方法的流程图。

图2是本发明对元427水平井井区沿水平段创建直井(合成井)的示意图。

图3是本发明对元427水平井井区采用水平井资料调整前庆平18井的离散化效果图。

图4是本发明对元427水平井井区采用水平井资料调整后庆平18井的离散化效果图。

图5是本发明对元427水平井井区水平井、斜井数据离散化后的空间分布特征图。

图6是本发明对元427水平井井区庆平53井水平段孔隙度离散化前效果图。

图7是本发明对元427水平井井区庆平53井与图6同一水平段孔隙度离散化后效果图。

图8是本发明对元427水平井井区庆平53井第23小层孔隙度分布图。

图9是本发明对元427水平井井区庆平53井第24小层孔隙度分布图。

图10是本发明对元427水平井井区庆平53井第25小层孔隙度分布图。

图11是本发明对元427水平井井区庆平53井第26小层孔隙度分布图。

图12是本发明对元427水平井井区庆平53井未加入水平井孔隙度剖面图。

图13是本发明对元427水平井井区庆平53井加入水平井后孔隙度剖面图。

图14是本发明采集的部分水平井水平段孔隙度、渗透率和含水饱和度的测井数据。

图15是本发明增加的部分直井井点的分层数据。

图16是本发明单井沉积微相类型图。

图17是本发明中建立的储层相模型图。

图18是本发明步骤4)中得到的分小层、分微相岩心属性的分布范围。

图19是本发明步骤4)中分小层、分微相油层组物性变差函数拟合参数。

图20是本发明中长631小层孔隙度属性模型图。

图21是本发明中长631小层渗透率属性模型图。

图22是本发明中长631小层含水饱和度属性模型图。

图23是本发明中华庆油田长6油藏元312-元—元310-55井沉积微相剖面图。

图24是本发明中长6油藏元312-元—元310-55井孔隙度剖面图。

图25是本发明中长6油藏元312-元—元310-55井渗透率剖面图。

图26是本发明中长6油藏元312-元—元310-55井含水饱和度剖面图。

具体实施方式

实施例1：

为了克服现有储层地质建模方法不能充分反映砂体储层内部物性的变化规律的问题，如图1所示，本实施例提供了一种超低渗致密储层水平井地质建模方法，包括如下步骤：

1)采集水平井水平段的井信息数据、单井测井数据、井点分层数据以及沉积微相数据，对水平井水平段进行测井数据校正，岩心校正及岩心归位，确定超低渗透油藏的水平井水平段储集层参数。

其中，井信息数据包括井名、X坐标、Y坐标和补心海拔；单井测井数据包括孔隙度、渗透率和含水饱和度；井点分层数据包括井名、层名和测量深度；沉积微相数据主要指的是单井解释的测井相。

如图14所示，部分水平井水平段孔隙度、渗透率和含水饱和度的测井数据，测井数据校正计算方法为：孔隙度Φ＝57.5502+0.1386×AC-31.0556×DEN，AC为储层声波时差，μs/m；DEN为储层密度，g/cm³；渗透率LgK＝0.1010×Φ-1.6597，K为储层渗透率，10^-3μm²；含水饱和度(a＝9.422，b＝1.158，m＝0.8843，n＝1.9526)，Sw为含水饱和度，小数；Rw为地层水电阻率，Ω·m；a为岩性系数，无纲量；b为岩性系数，无纲量；m为胶结指数，无量纲；Rt为岩石电阻率，Ω·m；n为饱和度指数。

水平井水平段测井数据校正是利用水平井邻近直井的测井参数对水平井水平段参数进行校正。根据常规的岩心校正及岩心归位，校正水平井邻近直井的测井参数孔隙度、渗透率和含水饱和度，然后利用水平井邻近直井的测井参数孔隙度、渗透率和含水饱和度(按垂深拉平)，统计同一深度下邻近直井与水平井测井参数的差值，实现对超低渗油藏水平井水平段的孔隙度、渗透率和含水饱和度等参数进行校正；岩心校正使岩性界面与岩心得到的岩性剖面一致；岩心归位使水平井水平段纵向上的深度差在1％以内，从而确定水平井水平段储集层参数包括孔隙度、渗透率和含水饱和度，为后续的属性建模提供了可靠的数据支持。

其中，岩心校正及岩心归位是钻井取心时，岩心筒中可能有上次取心残留下来的岩心，而且岩心收获率一般达不到100％，以及钻具长度测量上产生的误差，使得岩心深度不准；主要是找准岩性界面，首先电测完之后对井深误差进行确定,对取心井段进行大概归位,再根据确定的岩性界面和标志层进行归位；岩心校正及岩心归位目的获得正确的岩性剖面。

2)利用步骤1)中的井信息数据、单井测井数据和井点分层数据，如图15所示为部分直井井点的分层数据，采用克里金插值(属公知在网上可查得)，得到初始构造模型，同时在水平井水平段上增加直井(合成井)，得到所有水平井轨迹与各个直井(合成井)交点的构造高度，以直井(合成井)与水平井轨迹的构造高度值为基准，对水平井轨迹控制区域的初始构造模型进行调整。

如图2所示，沿水平段创建一系列的直井(合成井)，控制水平段构造，大大提高了构造模型的精度，所述水平井水平段上增加直井(合成井)的间隔为100m。

3)在步骤2)建立的初始构造模型的基础上，利用步骤1)中的沉积微相数据和结合地质认识成果，通过随机模拟方法和变差函数分析，建立储层相模型，如图16和17所示。

本实施例选择petrel地质建模软件(属公知在网上可查得)，也可以选择其他地质建模软件如RMS等建立储层裂缝地质模型。

沉积微相变差函数的拟合原则：主向(北东向)搜索的范围最小为水平井井网的井距、侧向(北西向)合理搜索范围为注水井到水平段端点的最大值，垂向搜索的合理范围为水平段到油层顶底垂向的最大值，搜索的范围为180°。

4)对水平井水平段所穿过的网格区域相邻的3～5个网格局部加密，加密区域网格的大小为原网格的1/3，利用储层相模型、水平井水平段储集层参数和储层物性变差函数拟合，建立储层属性模型。

如图20、图21、图22分别给出了长631小层(主要目的层)孔隙度、渗透率和含水饱和度的属性模型图。

根据已建立的储层相模型，对输入的属性数据进行截断变换，去除异常值，分小层、分微相得到各属性的分布范围，以进行序贯高斯模拟；同时采用分小层、分微相来求取变差函数的各项参数，利用变差函数、沉积微相模拟和储量计算拟合的结果，建立储层属性模型。

如图18给出了部分分小层、分微相岩心属性的分布范围，图19提供了部分分小层、分微相油层组物性变差函数拟合参数。

储层物性变差函数的拟合原则：主向(北东向)搜索的范围最小为水平井井网的井距、侧向(北西向)合理搜索范围为注水井到水平段端点的最大值，垂向搜索的合理范围为水平段到油层顶底垂向的最大值，搜索的范围为180°。

5)应用水平井实际轨迹剖面、生产动态和数值模拟对初始构造模型、储层相模型和储层属性模型进行验证，以及与水平井区不同水平井轨迹剖面进行剖面拟合，获得水平井开发区三维地质模型。

以水平井储层地质模型(包含初始构造模型、储层相模型和储层属性模型)为基础，应用水平井实际轨迹剖面验证水平井储层地质模型，应用动态资料从注采关系方面验证模型，采用数值模拟反演的方法拟合生产数据。

如图23、图24、图25和图26分别给出了华庆油田长6油藏元312-元—元310-55井沉积微相剖面、孔隙度剖面、渗透率剖面和含水饱和度剖面图。

若水平井基本在砂层中穿过，水平井周围的储集砂体侧向连通状况良好，横向分辨率高，则所述水平井储层地质建模方法能更有效描述水平井区储集层三维空间分布特征。

若建立的渗透率和孔隙度模型与注采对应关系一致，表明水平井储层地质模型可靠，可以作为数值模拟的模型基础。

若区块拟合率和单井拟合率均大于80％，则所述超低渗透油藏的水平井储层地质模型能精确刻画三维可视化储集层模型。

本发明提供的这种超低渗致密储层水平井地质建模方法在数据准备阶段增加水平段测井数据校正，常规的岩心校正及归位，获得水平井水平段合理的储集层参数，解决了水平井中地层不再关于井眼旋转对称时水平段测井资料如声波时差和电阻率偏大的问题，克服了水平井水平段测试数据由于测试方法的局限性，造成的测试结果与直井段测试结果有一定的偏差的缺陷；同时，本发明利用水平井轨迹和沿水平段创建一系列的直井或合成井，进行控制点间的微构造调整，大大提高了构造模型的精度。

实施例2：

超低渗透油藏元427水平井区长6油藏处于陕北鄂尔多斯沉积盆地斜坡南部，长6₃属湖泊水下扇沉积，砂体分布主要受辫状水道微相控制，其次受水道前缘、水道间和槽道控制，平均孔隙度11.7％，平均渗透率0.34mD，有效厚度19.7m。

本实施例在实施例1的基础上，对超低渗透油藏元427水平井区采用本发明的超低渗致密储层水平井地质建模方法，在建立构造模型过程中，采用水平井资料对构造层面进行控制，并在水平井轨迹的约束下进行控制点间的微构造调整。

图2展示了在上述建模方法步骤2)中沿水平段创建一系列的直井(合成井)示意图，图中虚线表示创建的合成井，周围的实线表示水平井周围注水井。图3和图4则展示了经过上述步骤2)中得到初始构造模型过程中的离散化效果图，图3为采用水平井资料调整前庆平18井的离散化效果图，图4为采用水平井资料调整后庆平18井的离散化效果图，调整后水平井井轨迹控制在同一层，图3和图4对比结果显示，利用水平井资料约束构造，实现井间构造变化较好的预测，提高了构造模型的精度。而图5展示了水平井和定向井数据离散化后，使井轨迹穿过的网格均得到赋值。图6为庆平53井水平段孔隙度离散化前效果图，图7为庆平53井与图6同一水平段孔隙度离散化后效果图，由图6和图7对比可看出，离散化后，水平井水平段孔隙度成功赋值到网格中。图8、图9、图10和图11分别为庆平53井第23-26小层孔隙度分布图，从孔隙度模拟结果不同网格层的显示效果来看，水平井轨迹上下摆动导致水平井在不同网格层时隐时现，说明孔隙度模拟结果能真实反映水平井储层参数在空间上的变化特征，成功模拟了水平井延伸方向上的孔隙度分布特征，更好描述储集层地质属性横向变化特征，降低井间储集层预测的不确定性，精确刻画水平井段储层非均质性。图12和图13展示了经过上述步骤5)对建立的各模型进行验证的效果对比，图12为元427水平井井区庆平53井未加入水平井孔隙度剖面图，图13为元427水平井井区庆平53井加入水平井后孔隙度剖面图，由图12和图13对比可看出，加入水平井后水平井基本在砂层中穿过，水平井周围的储集砂体纵向、横向分辨率高，水平井周围的储集砂体侧向连通状况良好。

本发明提供的这种超低渗致密储层水平井地质建模方法为砂体平面展布特征研究提供更多资料来源，准确描述了储集层平面分布趋势和垂相分布趋势，提高预测模型精度，为超低渗透油藏开发技术政策的优化和精细注采调控奠定了基础。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种超低渗致密储层水平井地质建模方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)采集水平井水平段的井信息数据、单井测井数据、井点分层数据以及沉积微相数据，对水平井水平段进行测井数据校正，岩心校正及岩心归位，确定超低渗透油藏的水平井水平段储集层参数；

2)利用步骤1)中的井信息数据、单井测井数据和井点分层数据，采用克里金插值，得到初始构造模型，同时在水平井水平段上增加直井，得到所有水平井轨迹与各个直井交点的构造高度，以直井与水平井轨迹的构造高度值为基准，对水平井轨迹控制区域的初始构造模型进行调整；

3)在步骤2)建立的初始构造模型的基础上，利用步骤1)中的沉积微相数据和结合地质认识成果，通过随机模拟方法和变差函数分析，建立储层相模型；

4)对水平井水平段所穿过的网格区域相邻的3～5个网格局部加密，加密区域网格的大小为原网格的1/3，利用储层相模型、水平井水平段储集层参数和物性变差函数拟合，建立储层属性模型；

5)应用水平井实际轨迹剖面、生产动态和数值模拟对初始构造模型、储层相模型和储层属性模型进行验证，以及与水平井区不同水平井轨迹剖面进行剖面拟合，获得水平井开发区三维地质模型。

2.如权利要求1所述的超低渗致密储层水平井地质建模方法，其特征在于：所述步骤1)中水平井水平段测井数据校正是利用水平井邻近直井的测井参数对水平井水平段参数进行校正。

3.如权利要求1所述的超低渗致密储层水平井地质建模方法，其特征在于：所述步骤1)中岩心校正使岩性界面与岩心得到的岩性剖面一致。

4.如权利要求1所述的超低渗致密储层水平井地质建模方法，其特征在于：所述步骤1)中岩心归位使水平井水平段纵向上的深度差在1％以内。

5.如权利要求1所述的超低渗致密储层水平井地质建模方法，其特征在于：所述步骤1)中水平井水平段储集层参数包括孔隙度、渗透率和含水饱和度。

6.如权利要求1所述的超低渗致密储层水平井地质建模方法，其特征在于：所述步骤2)中水平井水平段上增加直井的间隔为100m。