1、生物灰岩双重介质油藏地质建模新方法研究与应用摘要：沙一下生物灰岩是王徐庄油田的主力开发层系，为双重介质油藏，由于其层内裂缝发育，一直没有相应的技术对其进行地质建模研究。针对这种状况，应用 Petrel 2009 地质建模软件，引入蚂蚁追踪技术和 DFN 裂缝建模技术，实现了对裂缝的追踪和识别，通过建立离散裂缝模型，对裂缝系统从几何形态到其渗流行为的逼真细致的有效描述，最终实现了对双重介质油藏的地质建模工作。王徐庄油田裂缝网格模型建立的成功，对该油田改善开发效果，提高油田采收率具有重大的意义。关键词：王徐庄油田，蚂蚁追踪，DFN 裂缝建模，双重介质油藏 1 概况 王徐庄油田位于南大港断层上升盘，
2、其沙一下储层为生物灰岩，厚度约 50m，是王徐庄油田的主力开发层系，裂缝发育，经过长期开发，目前采收率已高达 33.5%，难以进一步提高。自 2000 年以来，该区已经历经三次精细油藏描述工作，对于裂缝性生物灰岩的研究也取得了一定的进展，但均不能定量识别和描述。因此，如何定量识别单井裂缝以及井间裂缝预测，建立起符合其双重介质油藏的特征的地质模型就成为该区能否进一步提高开发水平的关键因素。 2 常规裂缝研究的方法 裂缝系统虽然对油井高产起到了重要作用，但对于油田的注水见效分析和后期综合治理带来了较大的难度。而目前碳酸盐岩储层裂缝系统的研究尚属于世界性难题，要达到半定量化的、准确的描述程度，难度很
3、大。王徐庄油田在以往研究裂缝的过程中，根据油田实际情况，主要采用以下几种方法： （1）利用测井资料描述储层裂缝 利用测井资料描述储层裂缝通常有两种方法。一是常规曲线裂缝解释，将常规测井曲线响应与已知裂缝对比进行裂缝描述，通过对多种常规测井进行综合解释可以评价裂缝的发育段、张开度、孔隙度及渗透率等；二是成像测井资料描述储层裂缝，利用成像资料达到识别裂缝的目的，成像测井能够对复杂的孔隙结构进行描述，特别是能表征裂缝的实际特征，与常规测井资料结合，可用于分析裂缝有效性以及裂缝在区域上的分布情况。 （2）地应力描述技术 利用地应力分布状态、构造形迹特征进行地应力分析，通过描述最大主应力和最小主应力方向
4、，来认识裂缝发育。 （3）油藏动态分析法 充分利用试井动态分析、示踪剂监测、电位法井间监测和油水井注采动态关系等资料，分析预测井间裂缝的连通性及展布方向。 尽管近几年对部分井区的裂缝发育状况有了初步的认识，但仍有大部分井组认识不清，总体认识程度较低。 3 生物灰岩裂缝研究的新方法 针对以上方法难以对裂缝进行定量描述的状况，应用 Petrel 2009地质建模系统软件，引用先进的蚂蚁追踪技术以及 DFN 裂缝建模技术，实现了对双重介质油藏的地质建模工作。 3.1 基本概念、原理 蚂蚁追踪技术是斯伦贝谢推出的断裂系统自动分析、识别系统。该系统的原理是：在地震数据体中播撒大量的蚂蚁，在地震属性体中发
5、现满足预设断裂条件的断裂痕迹的蚂蚁将“释放”某种信号，召集其他区域的蚂蚁集中在该断裂处对其进行追踪，直到完成该断裂的追踪和识别。而其他不满足断裂条件的断裂痕迹将不进行标注。最后，通过该技术，我们将获得一个低噪音、具有清晰断裂痕迹的数据体。然后，以获得的断裂数据体为基础，Petrel 将提取数据体中的所有断裂痕迹，并且去除大的断层，只考虑裂缝系统，完成工区内大的裂缝描述及建模工作。 DFN（离散裂缝网络）模型出现于 19 世纪 80 年代，是目前世界上描述裂缝的一项最先进的技术，它通过展布于三维空间中的各类裂缝网络集团错综复杂的交互作用来构建整体的裂缝模型，每类裂缝网络集团又由大量具有不同形状、
6、坐标、尺寸、方位、开度及所附带的基质块等属性的裂缝片所组成，由此实现了对裂缝系统从几何形态直到其渗流行为的逼真细致的有效描述。因此，DFN 给出了更加接近于实际地层裂缝描述体系。至于基质，则可以用与裂缝片由连通关系的孔隙空间来描述。 3.2 新技术的具体应用 3.2.1 断层的自动追踪和识别 通过对原始地震属性体进行构造平滑处理、混沌处理、作方差体等来增强地震数据在空间上的不连续性。 根据研究区裂缝特征，通过设置蚂蚁追踪的各项参数来对属性体进行追踪，进而产生蚂蚁属性体。 3.2.2 DFN 模型的建立 裂缝建模的目的是创建能够预测油藏裂缝属性的裂缝模型，通过确切的裂缝模型可以详尽描述裂缝的空间
7、发育特征与分布规律。DFN 裂缝建模是基于地质概念、充分利用基底解释、断层和成像测井的裂缝知识、通过类比野外露头建立的裂缝概念模型、可预测裂缝成因的地震属性等各种资料，并将这些资料转换成裂缝强度等参数，建立三维的裂缝模型。该方法采用离散性的数据形式来描述裂缝，每一条裂缝都可以用一个面表示，用 Poisson 法则描述裂缝体积，裂缝长度和裂缝形状可以由用户自定义或通过算法进行描述，裂缝倾角用 Fisher 分布定义，进而建立离散裂缝模型。通过裂缝密度、位置、开度来确定裂缝的孔隙度渗透率，并生成地质模型网格单元值。具体实现步骤是： （1）建立离散裂缝网络进程 以一系列输入参数为基准，该进程在三维网
8、格中的特定区域建立裂缝。这些参数可以是数值或属性，用户可以为这些参数选取最合适的定义。按数值定义裂缝模型很直接，并且会很快给出结果，但是，模型内的复杂参数变化会被忽略。Petrel 拥有强大属性建模算法，该算法使用户能够把裂缝参数离散化到三维网格里，就跟离散其它属性一样。即生成的蚂蚁体进行重采样，加载到模型中。 （2）离散网络模型的建立 通过调节裂缝的长度、方位、倾角、长度等参数来进行模拟，建立裂缝的离散网络模型。统计表明生成裂缝片方位角主要位于北东和北西向，与地质认识相符。 将本次所建的裂缝模型与前人研究成果及生产上证实的裂缝进行比较，结果一致。说明本次所建裂缝模型可靠。 （3）DFN 模型
9、粗化 为了满足数模软件对裂缝油藏的需要，裂缝网络模型需要转换成裂缝孔隙度和渗透率。Petrel 软件在建模流程中有两种渗透率粗化方法，两种方法在运算过程中都要直接使用 Golder 技术。Oda 是数据统计计算方式，它以单个网格内裂缝的总面积及裂缝的不同参数为基准，进行渗透率估算。 另一种方法是基于流体的粗化技术，它为每个网格都进行特别的限定，并在压力梯度下进行流动模拟，以计算每个方向的渗透率。该计算过程考虑到了流动系统的全部可能几何态。按照王徐庄油田实际资料，本次采用第二种方法粗化裂缝参数。 4 结论与认识 （1）通过应用新技术、新方法，首次建立了王徐庄油田裂缝油藏的地质模型，且与岩心分析以
10、及生产动态分析结果吻合较好，实现了裂缝研究的定量化描述，为下步数值模拟奠定了基础。 （2）将地震、测井、地质、钻井、生产资料等充分结合起来，从多个角度认识裂缝，形成了针对该类型油藏的研究思路。 （3）通过 petrel 软件，实现了裂缝建模与常规三维地质建模的无缝连接，建立双重介质油藏模型，对同类型油藏的地下模型构建具有指导意义。 （4）蚂蚁追踪技术、DFN 裂缝建模技术的应用，极大地提高了建模的效率和质量。 参考文献 1刘建中. 油气田储层裂缝研究. 北京：石油工业出版社，2008 2王建华. DFN 模型裂缝建模新技术. 断块油气田，2008 3王志章. 裂缝性油藏描述及预测. 北京：石油工业出版社，1999 4范天佑. 断裂理论基础. 北京：科学出版社，2003 作者简介：吴勇，男，工程师，毕业于大港石油学校地质专业，现从事油藏地质研究工作。
