 Advances in Geosciences 地球科学前沿, 2013, 3, 221-227 doi:10.12677/ag.2013.34031 Published Online August 2013 (http://www.hanspub.org/journal/ag.html) Application of Reservoir Modeling in Description of Minghua and Guantao Reservoir in Yangerzhuang Oil Field Guojie Feng, Wei Ge, Lin Huang, Songjiang Dou Dagang Oilfield Company Ltd., PetroChina, Tianjin Email: dg_fenggjie@petrochina.com.cn Received: Apr. 21st, 2013; revised: May 5th, 2013; accepted: May 16th, 2013 Copyright © 2013 Guojie Feng et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unre- stricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Abstract: The Minghua and Guantao reservoir in Yangerzhuang oil field pertain to fluvial facies, so the lateral migra- tion of Meander River and the multi-period superposition of braided channel lead to the serious reservoir heterogeneity. It is the time of last period of high cut and high development at present, residual oil distribute more complicated. Tradi- tional deterministic modeling adopted in the first description of reservoir can’t meet the excavation of residual oil. In order to solve the problems mentioned above, RMS phase-control modeling software is adopted to establish the three- dimensional visible phase-control geographical model in Yangerzhuang oil field by setting up structural modelling, sedimentary microfacies modeling and reservoir property modeling, which has realized the seamless interface with nu- merical simulation software. Keywords: Fluvial Facies; Excavation of Residual Oil; Phase-Control Modeling 储层建模技术在羊二庄油田明馆储层油藏描述中的应用 冯国杰，葛 维，黄 林，窦松江 中国石油大港油田公司，天津 Email: dg_fenggjie@petrochina.com.cn 收稿日期：2013 年4月21 日；修回日期：2013年5月5日；录用日期：2013 年5月16 日 摘 要：羊二庄油田明馆储层均为河流相沉积，由于曲流河的侧向迁移和辫状河河道的多期叠加造成储层非均 质性严重。目前进入高含水、高开发后期，剩余油分布比较复杂，第一次油藏描述中应用传统的确定性建模方 法已经不能满足剩余油挖潜描述的需要。为了解决上述问题，采用了 RMS 相控建模软件，通过构造建模、沉积 微相建模、储层物性建模建立羊二庄油田三维可视化相控地质模型，并实现了与数模软件的无缝接口。 关键词：河流相沉积；剩余油挖潜；相控建模 1. 引言 1.1. 问题的提出 羊二庄油田明馆储层均为河流相沉积[1](图1)，由 于曲流河的侧向迁移和辫状河河道的多期叠加造成 储层非均质性严重。目前进入高含水、高开发后期， 剩余油分布比较复杂，第一次油藏描述中应用传统的 确定性建模方法已经不能满足剩余油挖潜描述的需 要。 1.2. 解决方法 为了解决上述问题我们采用了 RMS 相控建模软 件，RMS 软件是挪威 ROXAR 公司研发的储层模拟软 件系统，从构造框架、沉积微相、储层物性等方面进 Copyright © 2013 Hanspub 221  储层建模技术在羊二庄油田明馆储层油藏描述中的应用 Figure 1. The sketch map of depositional model of fluvial facies 图1. 河流相沉积模式示意图 Petrophysics Modelling Structur al mo del l in g Facies modelling Simulation grid Model rankin g RMSflowsim Well design Figure 2. Phase-control model flow chart 图2. 相控建模流程图 行精细储层描述的工具(图2)。它为地质人员提供了一 个利用随机模拟的方法。建模采用了四大类先进技 术：复杂断层处理技术、构造建模的量化质量控制工 具、相控储层物性建模以及与数模软件的无缝接口技 术[2]。本次建模面积 9.4 平方公里，模拟层位 60 个单 砂体层，井位 155 口，为数模提供349,680 个网格节 点的数据体。 2. 构造建模 构造建模的目的是为沉积微相模拟及储层物性 模拟提供合理的地层框架[3]。地质构造建模分为构造 层位模拟和断层模拟两部分。 Copyright © 2013 Hanspub 222  储层建模技术在羊二庄油田明馆储层油藏描述中的应用 沉积地质体是在不同的时间段形成的，由于物源 供应及沉积作用的差别使得各时间段的砂体沉积规 律有所差别，若将不同的时间段的沉积体作为一个单 元来模拟，就不能真实地表现各地层的地质规律。为 了提高构造建模的精度，在建模的过程中应进行等时 地质约束，即首先应用层序地层学的原理确定等时地 质界面，再利用等时界面将沉积体划分为若干等时 层，针对每一等时层进行建模，这样在进行三维可视 化时可减少等时或等比例三维网格化对井间赋值产 生的误差，所以说进行等时构造建模是储层建模至关 重要的第一步。鉴于上述理由，构造建模时在以往分 层数据的基础上，以层序地层学理论为基础，依照等 时原则对羊二庄油田井的分层数据进行适当合理的 调整，将所有油组分成 60 个单砂层，使构造建模的 精度精确到单砂层，总共完成 61个层位的构造建模。 2.1. “地震解释层位”的模拟 地震解释层位即具有地震解释成果的单砂层，以 地震解释成果为主要输入数据，以井的分层作为基本 条件，并将地层厚度作为约束条件，在此基础上分别 对各地震解释层位面进行模拟，这样的层共有 8个。 2.2. “计算层位”的模拟 计算层位指只有地质分层数据，在现有的地震采 集处理精度的剖面中无法产生地震反射同向轴的层 位。模拟时以解释层、地层厚度为主要输入数据，以 地震构造趋势为次要输入数据，将井的地质分层作为 约束条件进行模拟。计算层位共有53 个。 在所有的构造层面模拟中以层间关系合理、构造 层面与断层严格匹配以及地震层位与地质分层严格 一致为标准作为构造建模的质量控制手段。 2.3. 断层建模 首先在地震解释基础上，分析区块中断层对储层 的控制作用，确定断层级别及相互关系；然后利用地 震解释的断层多边形和层位模拟的结果，通过软件中 的FaultModeling 模块，分别模拟每条断层的断层面 和断层线，从而得到合理的断层模型(图3)。针 对 该断 块断层间切割关系不明显、断层空间位置变化规律差 等特点采用软件中“自动定义断层间的切割关系”和 “迭代式断层模拟”等技术得到更为合理的断层模 型。 3. 沉积微相建模 不同的沉积微相对应不同的沉积岩的物性特征， 即沉积微相的空间分布决定了岩石物性特征的分布 规律。因此沉积微相模拟是相控物性建模的基础，是 该研究实施的核心。 由于地质事件、沉积过程的复杂性以及获取资料 的局限性，传统的“确定性建模”已经不能充分考虑 复杂的储层非均质性，不能满足日益发展的油田生产 的需求，这就迫使我们去寻找一种能更真实地再现地 质沉积过程及规律的方法。RMS软件采用的是随机模 拟算法，即在确定性参数的控制下产生的随机结果中 Figure 3. The sketch map of fault model 图3. 断层模型示意图 Copyright © 2013 Hanspub 223  储层建模技术在羊二庄油田明馆储层油藏描述中的应用 进行合理的模型筛选以得到最符合实际的地质模型， 从而较好的完成了沉积微相建模这一过程。 3.1. 模块选择 羊二庄油田从明Ⅱ到馆Ⅲ属于河流相沉积，主要 发育有河道砂、决口扇、天然堤、废弃河道、岸外洼 地沉积微相(表1)。选定羊二庄沉积微相模拟的模块为 “Facies:Channel”。 3.2. 沉积微相模拟实现过程 根据 Schumm 经验公式：F = 255M−1.08 = W/H[4]， 其中 M：代表粒度小于 0.074的组分比例；W/H：代 表河道宽深比。通过庄检 2井明Ⅲ5粒度分析数据得 出河道宽厚比 31.8，以庄 9-13-2 井单个侧积体厚度 5 m计算出明Ⅲ5河道宽度在150 m到200 m之间，最 大河道宽度 400 m。 3.3. 沉积微相模拟结果 通过上述沉积微相规律的描述，利用 Facies: Channel 模块分别对羊二庄油田 60 个单砂层的沉积微 相进行了模拟，并得到了羊二庄油田的沉积微相数据 体(图4)，在模拟过程中以模拟结果与井点微相高度一 致、忠实地质规律以及描述多种可能的储层分布为标 准进行结果的可靠性分析。 Table 1. The reservoir paramerters statistical table of fluvial microfacies 表1. 河流相储层沉积微相的参数类型统计表 微相类型 参数类型 微相类型 参数类型 微相类型 参数类型 体积百分比 体积百分比 体积百分比 位置 与河道的厚度之比 沉积中心 厚度 与河道的宽度之比 砂体的形状 宽度 与河道砂的重叠程度 长度 宽、厚相关系数 长度 宽度 河道的摆动幅度 个数 厚度 弯曲程度 相对位置 物源方向 河 道 砂 物源方向 决 口 扇 岸外洼地 废弃河道 Figure 4. The map of phase-control microfacies 图4. 相控沉积微相图 Copyright © 2013 Hanspub 224  储层建模技术在羊二庄油田明馆储层油藏描述中的应用 3.4. 模型的筛选 RMS 软件提供了多种模型的筛选与优选方法，包 括静态法、动态法、智能筛选法三大类。 1) 静态法： a) 观察比较法； 分析不同随机实现中微相的分布规律，与前期地 质研究进行比较确定合理模拟的结果。 b) 数据统计法； 统计不同实现中各沉积微相所占空间体积百分 比，并与井点的统计结果进行比较，分析变化程度的 合理性，筛选出最合理的模拟结果。 c) 相概率统计法； 对不同实现计算空间某一点、某一微相出现的概 率，将得到的沉积微相概率分布数据体进行比较，达 到多个实现进行优选的目的。 2) 动态筛选法 通过 RMS 的“动态流线”和“驱替函数”两个 模块实现模型优选。 3) 智能筛选法 利用不同实现的储量计算结果自动分析不同模 型的储量累计概率，实现模型优选。 羊二庄油田从明Ⅱ6到馆Ⅲ1属于河流相沉积， 储层的空间分布规律性较强。另外，不到 10 平方公 里的范围内已布置了 150 多口井，属于开发程度较高 的区块，沉积微相在平面的分布规律已有较丰富的认 识。根据已知资料的具体情况，该项目中我们采用“静 态法”来对羊二庄油田沉积微相模拟的多个实现进行 筛选。 4. 储层物性建模 储层三维建模的最终目的是建立能够反映地下 储层物性的参数模型。由于地下储层物性分布的非均 质性及各向异性，用常规的由少数井点进行差值的确 定性建模方法已经不能够反映储层物性的空间变化， 因此，应用地质统计学和随机过程的相控随机模拟方 法是定量描述储层物性非均质性的最佳选择。 首先利用沉积微相的分布通过地质统计学的“区 域化变量”确定储层物性参数的关联空间，后通过高 斯变换与变差函数分析描述储层物性的规律性，在上 面基础上进行物性模拟[5]。最后以储层物性模拟结果 与井点物性完全吻合、模拟物性分布特征与沉积微相 一致为标准进行效果分析(图5)。 5. 网格粗化与输出 5.1. 网格设计 地质模型建立过程中平面网格为30 × 30米，垂 向上的最大网格为 0.4 米，模型节点 2246 万个。共为 数模设计了两套方案节点数分别为94 × 62 × 32 = 186,496 和94 × 62 × 60 = 349,680(图6)。 5.2. 参数的粗化 在数模网格设计的基础上，将地质模拟网格中的 孔隙度、渗透率、含水饱和度等参数粗化到数模网格 中来。 5.3. 数模参数的输出 输出格式为 Eclipse 数据体，输出参数包括孔隙 度、渗透率、油水饱和度以及净毛比等。 6. 结论与建议 利用单井点单砂体的沉积微相，在现代沉积理论 指导下实现了单砂体平面沉积微相的优化；通过对 60 个单砂体共 420 个随机实现的筛选，选出了最接近于 实际模型的 60 个实现，更真实地反映了储层内部以 及储层之间的非均质性；灵活的数模网格设计、有效 地网格质量控制手段、全面的参数粗化算法，实现了 与数模软件的无缝接口技术；通过后期将地质模型在 数值模拟过程中的应用，量化了区块内剩余油分布， 为开发调整方案的整体实施提供了合理的依据。 储层建模已成为油气勘探与开发的核心技术，其 发展前景十分广阔。我国含油气盆地类型多，储集层 以陆相碎屑岩及海相碳酸盐岩为主，储层成因复杂， 各种尺度的非均质性严重。如何针对国内不同类型， 不同勘探与开发阶段的陆相高度非均质复杂油气藏， 采用不同的建模方法实现对油气藏的精细描述，是当 前面临的一项艰巨任务。因此，研究和使用各种建模 方法，既具有理论意义，又具有巨大的潜在经济价值。 随着计算机计算能力的提高，以及新理论、新方法的 引入，特别是多点地质统计学的出现，随机模拟技术 将在各个领域显示其广阔的应用前景。 Copyright © 2013 Hanspub 225  储层建模技术在羊二庄油田明馆储层油藏描述中的应用 Figure 5. The modeling result of reservoir physical property 图5. 储层物性模拟结果图 Figure 6. The numerical m odeling grid 图6. 数模网格图 Copyright © 2013 Hanspub 226  储层建模技术在羊二庄油田明馆储层油藏描述中的应用 参考文献 (References) 在建模过程中可以发现，为了提高沉积微相建模 的精度要从两方面着手，一是单井点沉积微相的划分 精度还需要加强；二是控制参数的提取过程中为了使 控制参数精确度提高应该统计更多的数据。这两点也 是今后提高相控建模水平的着眼点。 7. 致谢 在文章编写过程中得到了各位领导和项目组成 员的大力支持在此一并表示感谢。 [1] 冯增昭. 沉积岩石学下册(第二版)[M]. 北京: 石油工业出版 社, 1993: 84-101. [2] 贾爱林, 肖敬修. 油藏评价阶段建立地质模型的技术与方法 (第一版)[M]. 北京: 石油工业出版社, 2002: 3-275. [3] 王志章. 现代油藏描述技术(第一版)[M]. 北京: 石油工业出 版社, 1999: 31-206. [4] K. J. Weber. Influence of common sedimentary structures on fluid flow in reservoir models. Journal of Petroleum Technology, 1982, 34(3): 665-672. [5] 吴胜和. 储层建模(第一版)[M]. 北京: 石油工业出版社, 1999: 1-245. Copyright © 2013 Hanspub 227 |