三维地质建模在苏里格气田水平井地质导向中的应用

范　晔，田伟杰，高　阳，王　菁（中国石油长庆油田分公司第一采气厂，宁夏银川　750006）



三维地质建模在苏里格气田水平井地质导向中的应用

范晔，田伟杰，高阳，王菁
（中国石油长庆油田分公司第一采气厂，宁夏银川750006）

摘要：苏里格气田2014年已全面进入稳产阶段，三维地质建模技术能够通过水平井地质导向，为提高水平井单井采收率起到积极作用。本文以桃X区块工厂化井组为例，重点分析了区块中井资料的可靠性，并查阅文献及参考邻区心滩、河道分析统计数据，运用多点地质统计学随机算法实现了多个沉积相模型，并优选最合理的相模型为控制条件，建立三维GR体模型进行随钻分析。通过实例分析认为，以确定性建立训练图像，多点地质统计学随机算法的建模方法更适合井组水平井地质导向。

关键词：苏里格气田；地质建模；水平井；地质导向

三维地质建模作为油气藏描述的重要技术，被广泛用于油气田勘探开发的各个阶段[1]，尤其是我国经过长期的规模性勘探之后，新的有利区域很难发现，而又要保证产能稳定，必然要求对已开发区块的研究更加深入，对储层刻画更加精细，通过提高采收率来保持产能稳定[2]。三维地质建模以大量数据的地质统计规律为基础，采用随机算法对砂体及储层属性参数空间展布特征进行井间预测，对于稀井网、数据点少的工区，难以统计出规律，效果较差。

对于水平井井区，人为认识程度比较高，通过人机交互人为加入软件建模过程中需要而软件自身很难统计的规律，以克服上述缺点[3]。所以，水平井按照设计轨迹钻进却没有达到预期目标，如何去调整，笔者希望在适当人为约束条件下，利用随机算法产生多个实现，从中优选出最合理的一个，结合钻井现场实时资料，通过三维地质模型，为调整措施的制定提供参考和依据。

1　工区概况

研究区位于鄂尔多斯盆地苏里格气田桃X区块的中部，面积约50 km2；构造受伊陕斜坡西倾单斜背景影响，东北高、西南低；完钻直丛井16口，部署工厂化水平井6口。

2　资料及方法可靠性评价

2.1分层数据

以石千峰底部和山西组煤层为大标志层，盒8顶底砂岩特征为小的标志层，参考沉积旋回及厚度对比等方法，对研究目的层位盒8下分为盒8下1、盒8下2的基础上，对每个小层又细分为三个单层（见表1）。在横向、纵向上分别做连井剖面各3条，包括了工区16口井，同时做栅状图，对分层闭合校正。

表1　研究区分层方案Tab.1 Stratigraphic classification scheme in the study area

2.2构造数据

以井分层数据为硬数据，结合二维地震构造解释，人工绘制各层构造等值线，然后在Petrel软件中以井点分层数据和绘制的等值线为输入数据，绘制单层构造面。

2.3测井数据

GR、AC、RT等曲线一般都是通过各种仪器测量得来，这些数据是地层特征最原始、最直接的反应，相对比较可靠。使用的是中油测井公司提供的WIS格式文件。测井解释数据，例如孔、渗、饱、泥质含量等，是通过对测井曲线数据的处理得到，解释过程中除了参数设定对解释结果有决定性作用外，解释人员经验及解释工作事故认定标准等因素，都会对解释结论产生一定的影响。

2.4单井相数据

查阅前人关于辫状河沉积微相测井相响应特征及分类标准[4-7]，结合研究区具体情况和建模需求，将盒8下辫状河沉积微相分为心滩、河道、泛滥平原三个沉积微相，建立了适合研究区的沉积微相测井响应特征模板（见表2），划分了16口井的单井相（见图1），并做了横纵向各3条的沉积相剖面，确保单井相在研究区内准确闭合。

图1　桃X-17-25单井相Fig.1 The sedimentary facies of taoX-17-25

表2　研究区沉积微相划分标准模板Tab.2 The sedimentary microfacies division standard template in the study area

2.5沉积模式

据对相邻加密区24口井，4个单层解释出41个心滩初步分析统计，心滩宽厚比为80～120，长宽比2.5～3.5:1。结合现代沉积学及前人水槽实验的研究成果[8-10]，认为上述统计数据在研究区可以使用。参考这些参数和辫状河沉积模式，以单井解释沉积相为控制点，绘制各层沉积微相顶底平面图。

2.6确定性+随机算法

确定性方法可以完全精确的将地质人员的认识在三维空间上“画”出来，但是一旦人的认识与真实地质情况有偏差，那么由此建立的模型也是错误的[6]。因此，采用确定性算法的同时，用确定性的沉积相模型为训练图像，利用多点地质统计学的随机算法产生多个实现，来对比分析基于确定性模型认识的基础上产生的不确定性。

2.7水平段构型解剖

水平井水平段的构型解剖数据分析统计，是水平段钻进过程中遇到问题时，调整决策制定的重要参考，也是平面沉积模式的重要指标参数。以邻区井苏Y-9-9H1为例，重点分析了有效段、串沟、落淤层、坝间泥的长度、GR值、岩性等参数。据对10口水平井水平段沉积构型初步分析统计：有效段钻遇长度30 m～660 m，平均274 m；GR值34 API～102 API，平均57 API；有效厚度7 m～11 m，平均8.9 m；长厚比4～69：1，平均32：1。

串沟钻遇长度为20 m～47 m，平均34.7 m；GR值为70 API～252 API，平均108.8 API；岩性浅灰色泥质粉砂岩，少数灰色泥岩。

坝间泥钻遇长度约200 m，GR值＞170 API，岩性灰色泥岩。

落淤层平均钻遇长度4.3 m，厚度＜0.5 m；GR值101 API～230 API，平均167 API；岩性灰色砂质泥岩。

3　三维地质模型及随钻分析

3.1沉积相模型

根据上述数据，利用分级建模的思想，在泛滥平原背景上刻画河道，在河道里面刻画心滩[11-13]，得到确定性沉积相模型，以此为训练图像，采用多点地质统计学随机算法实现多个沉积相模型，从中优选出概率最大、沉积解释最合理的一个，这种基于合理地质约束及地质判断得到的多解性中的最优解，暂时认为是地质含义上的唯一解。为保证训练结果尽可能符合真实地质情况，建立训练图像时，将心滩下宽上窄，河道下窄上宽的渐变形态用确定性方法实现，改变了传统采用优势相的做法，训练结果更符合复杂地质情况，尤其能够模拟出相对较薄的隔夹层。

3.2 GR体模型

对单井GR曲线离散化后，在分析物源方向及变差函数的基础上，采用相控约束实现多个GR体模型，然后对多个模型取算数平均得到最终的三维GR体模型，以此表征工区内空间上任一点的GR值。

3.3随钻分析

随钻分析主要利用正钻水平井的现场实测随钻GR数据与模型GR体数据对比，结合水平井构型解剖统计规律及现场岩屑描述资料，判断钻头目前所处位置及将要钻遇的地质情况，为钻遇过程中遇到问题的调整解决提供建议。

以桃X-17-25H2为例，该井轨迹设计在模型建立前在其他软件中已经完成，设计水平段长度1 500 m，沿原设计轨迹，三维GR体模型显示，预计水平段入靶后钻进200 m左右时将钻遇厚度约3 m的两期隔层，设计轨迹在隔层中钻进长度将达400 m。

入靶后水平段实钻长约147.52 m时，GR值升高到90 API左右，考虑到岩屑描述浅灰色细砂岩，建议按设计轨迹89°井斜钻进，视钻遇情况再做调整；水平段实钻长约282.08 m时，GR值再次升高到110 API左右，岩屑描述灰色泥质砂岩，参考水平井构型分析统计规律，认为目前钻遇两期隔层顶部，建议调整井斜90.5°钻进；调整后，水平段实钻长约442.38 m时，GR值降为50 API左右，并有气测显示，此时建议调整井斜为90°水平钻进。水平段实钻长度1 500 m时，气测显示良好，工程允许的条件下，建议延长200 m。

该井实钻水平段长度1 700 m，砂岩钻遇长度1 700 m，砂岩钻遇率100 %，有效储层钻遇长度1 035 m，有效储层钻遇率60.9 %。

4　结论

（1）构造、分层、沉积模式等基础数据的可靠程度直接决定了模型的准确程度。

（2）以确定性方法建立的沉积相模型为训练图像，采用多点随机方法产生多个实现，并从中优选最优解，更适合于井组的随钻地质分析。

（3）水平井水平段构型解剖资料，对水平段的钻进调整决策有重要的指导意义。

（4）在三维地质模型中随钻分析的重点是构造和井间有效储层展布特征的确定，难点是如何利用已有资料，结合地质认识及经验优选最合理的地质模型，模型质量的好坏决定了后期调整方案的成败。

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*收稿日期：2016－01-03

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.03.030

中图分类号：TE121.3

文献标识码：A

文章编号：1673-5285（2016）03-0115-04