MM斷塊綜合開發(fā)方案 石油大賽設(shè)計(jì)15

全國石油工程設(shè)計(jì)大賽

NationalPetroleumEngineeringDesignContest

參賽作品

題目：MM斷塊綜合開發(fā)方案

作品說明

本作品是在已有的油藏地面概況、地質(zhì)靜態(tài)資料、實(shí)驗(yàn)室分析、

生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料的基礎(chǔ)之上，對其綜合整理分析后進(jìn)而編制出了關(guān)于MM

斷塊油藏的一個(gè)總體的開發(fā)方案。MM斷塊油藏總體開發(fā)方案的設(shè)計(jì)包

括油藏工程及數(shù)值模擬、鉆完井工程設(shè)計(jì)、采油工藝設(shè)計(jì)、地面工程

設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)評價(jià)和HSE綜合評價(jià)六大部分。其中油藏工程方案依托現(xiàn)

有的油田地質(zhì)靜態(tài)資料、實(shí)驗(yàn)室資料、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，通過油藏工程

方法和數(shù)值模擬方法確定出油藏合理開發(fā)技術(shù)政策界限，并對比優(yōu)選

出最佳開發(fā)方案；鉆完井工程方案設(shè)計(jì)結(jié)合地質(zhì)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)等資料確

定合理的鉆井的各項(xiàng)參數(shù)、固井設(shè)計(jì)參數(shù)和完井方式；采油工藝方案

設(shè)計(jì)根據(jù)相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)確定合理的采油工藝、增產(chǎn)增注、修井等相關(guān)

技術(shù)指標(biāo)；油田地面工程方案設(shè)計(jì)根據(jù)前期已有的油田開發(fā)數(shù)據(jù)來確

定地面油氣集輸和相關(guān)處理工藝；最后對整個(gè)涮斷塊油藏總體開發(fā)方

案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價(jià)和HSE風(fēng)全國石油工程設(shè)計(jì)大賽作品簡介風(fēng)險(xiǎn)評估，

并提出相關(guān)的解決措施，以使總體開發(fā)方案的目的性和實(shí)用性得到落

實(shí)。

本設(shè)計(jì)中，嚴(yán)格按照石油行業(yè)各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，結(jié)合分析已知

斷塊圈閉構(gòu)造地質(zhì)概況、已鉆井實(shí)鉆資料及開發(fā)資料，對井身結(jié)構(gòu)，

固井工程，鉆井配套設(shè)備，鉆具組合及強(qiáng)度校核，鉆井參數(shù)，鉆井液,

油氣井壓力控制，各次開鉆施工重點(diǎn)要求及注意事項(xiàng)，鉆井復(fù)雜情況

及事故的預(yù)防與處理，鉆前工程及HSE管理、鉆井周期、成本及技術(shù)

經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)劃和完井工程等各部分進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，形成了針對個(gè)對

該區(qū)塊氣井鉆完井工程設(shè)計(jì)報(bào)告，該設(shè)計(jì)報(bào)告整合了鉆完井工程中安

全，高效，經(jīng)濟(jì)，環(huán)保等多方面因素，對現(xiàn)場鉆完井施工具有一點(diǎn)的

指導(dǎo)作用。生產(chǎn)中采用超正壓射孔，達(dá)到提高采收率的效果。有機(jī)的

將射孔、壓裂技術(shù)一體化結(jié)合，效益顯著。針對氣層埋藏較深且為高

氣液比汕藏，特采用泡沫排水采氣工藝。在增產(chǎn)方面特色的使用了李

根生教授主持的國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“連續(xù)油管水力噴射壓裂技術(shù)”

的研究成果，效果明顯。結(jié)合該區(qū)塊的地理環(huán)境與人文因素情況，利

用天然氣開發(fā)先進(jìn)工藝特采用了井口自動(dòng)化監(jiān)測設(shè)施，充分節(jié)省了人

力資源，加強(qiáng)了對井場的系統(tǒng)管理。集輸管道采用多井單管串接方式

在節(jié)約管道成本的同時(shí)做到了天然氣的高效集輸，采用常溫分離多井

集氣站方式，共建立六座綜合集氣站；此外，考慮到環(huán)境保護(hù)因素，

特引進(jìn)了環(huán)保型放散器，對氣液固污染物做到了綜合處理。

本次設(shè)計(jì)在自己有資料的基礎(chǔ)上查閱了大量文獻(xiàn)及資料，在老師

的指導(dǎo)及團(tuán)隊(duì)成員的通力合作之下完成了本次大賽的設(shè)計(jì)。

目錄

第1章油藏概況.....................................................6

1.1油藏概況.........................................................6

1.2氣藏?cái)?shù)值模擬研究................................................21

1.3氣藏氣田參數(shù)優(yōu)化研究............................................38

第2章鉆井工程方案................................................51

2」鉆井工程設(shè)計(jì)依據(jù)與原則...........................................51

2.2井眼軌道優(yōu)化方案................................................55

2.3井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案................................................65

2.4鉆機(jī)選型........................................................68

2.5鉆井液方案......................................................74

2.6直井水力參數(shù)設(shè)計(jì)................................................80

2.7鉆井新工藝新技術(shù)應(yīng)用............................................83

2.8地面設(shè)備井控技術(shù)................................................85

2.9固井方案........................................................88

2.10井下復(fù)雜情況預(yù)防及處理.........................................90

第3章采氣工程方案.................................................91

3.1射孔工藝........................................................91

3.2采氣方式選擇及工藝設(shè)計(jì).........................................110

3.3增產(chǎn)措施.......................................................123

3.4采氣特殊問題治理的技術(shù)要求.....................................130

第4章地面建設(shè)工程設(shè)計(jì)............................................139

4.1地面建設(shè)工程緒論................................................139

4.2地面工程開發(fā)方案...............................................142

4.3天然氣集輸方案設(shè)計(jì).............................................159

4.4地面建設(shè)工程配套工程...........................................160

4.5地面工程HSE.......................................................................................................162

4.6環(huán)境保護(hù).......................................................165

第5章氣田開發(fā)資金預(yù)測............................................168

5.1總投資估算....................................................170

5.2經(jīng)濟(jì)評價(jià)......................................................178

附錄...............................................................182

第1章油藏概況

第1章油藏概況

1.1油藏概況

1.1.1氣田地理與交通

地理位置位于M市B區(qū)C村東北約10公里。工程地區(qū)夏、秋季多陰雨，地

震基本烈度為6度，是影響工程安全的主要?dú)庀笠蛩刂?。交通及通訊不便，?/p>

近無配套集輸設(shè)施覆蓋區(qū)。

該塊為新增儲量區(qū)，沒有形成開發(fā)井網(wǎng)，周圍無井站和集輸管網(wǎng)及配套設(shè)施,

A向東22公里可進(jìn)入最近的配套集輸設(shè)施覆蓋區(qū)MNo

圖LIXX油田M斷塊氣藏地理位置圖

1.1.2試米簡況

Ml井試氣射開NPEDC9層位，井段3611?3614m,壓裂后針閥開啟1/2,孔

板直徑8mm,日產(chǎn)氣1.1475X10%?,日產(chǎn)水On?,累積產(chǎn)氣1.7697X1013,累

積產(chǎn)水On?,低產(chǎn)井,2011年9月試采，初期日產(chǎn)氣1.4197X10%?,至2011年10

3

月，累計(jì)產(chǎn)氣47.3691X104m3,水usm0

M4井試氣射開NPEDC9層位，井段3652?3655m，壓裂后針閥開啟1/3,孔板直

徑8mm,日產(chǎn)氣1.1495XIO%?,日產(chǎn)水4.5n?,累積產(chǎn)氣2.5U8X10%3,累積

產(chǎn)水10.1n?,屬工業(yè)氣流井。2011年7月試采，初期日產(chǎn)氣1.6251X10%,至2011

年9月，累計(jì)產(chǎn)氣59.7689X10%?,水0.060?。

1.1.3區(qū)域地質(zhì)

-5-

第1章油藏概況

1.1.3.1區(qū)域構(gòu)造特征

區(qū)塊構(gòu)造位置處于XX盆地XX斜坡，該區(qū)塊具備良好的天然氣成藏條件。下

伏陸相-海陸交互相煤系地層呈廣覆式分布且成熟度高；總體近南北向的NPEDC9、

NPEDC10砂體在平緩的西傾單斜背景下，與側(cè)向的河流間灣泥質(zhì)巖遮擋及北部上

傾方向的致密巖性遮擋一起構(gòu)成了大面積的巖性圈閉。NPEDC9組穩(wěn)定分布的近

100m河漫灘相泥巖，構(gòu)成上古生界氣藏的區(qū)域蓋層。NPEDC9和NPEDC10段儲層

屬河流-三角洲相砂體，面積寬廣，物性較好，構(gòu)成了良好的儲集體。井區(qū)含氣面

積約276.5km?,平均煤層厚度11m,氣層有效厚度20m。

本區(qū)構(gòu)造特征明顯、規(guī)律性強(qiáng)，地層北東高-南西低，整體呈向西傾斜的單斜。

統(tǒng)計(jì)地層坡度較緩，每千米下降2T5m,沒有大的構(gòu)造起伏，且NPEDC9段頂面、

NPEDC10段頂面的微構(gòu)造形態(tài)有很好的繼承性，構(gòu)造的主體基本上是向西傾斜的單

斜構(gòu)造，只在局部發(fā)育微幅度鼻隆構(gòu)造。

表1.1NPEDC9頂面、NPEDC10頂面鼻隆構(gòu)造情況

鼻根鼻端埋起止高隆起幅

延伸長度面積

層位埋深深差度

(Km)(Km2)

(m)(m)(m)(m)

NPEDC9頂-2050>-2280>23021310-352684.59

NPEDC1O頂-2050>-2340>29023610-352857.88

1.1.3.2地層對比及含氣層系劃分

XX油田鉆井揭示的地層自上而下依次為：第四系，白堊系，侏羅系的NPEDC1

組、NPEDC2組、NPEDC3組，三疊系的NPEDC4組、NPEDC5組、NPEDC6組、

NPEDC7組，二疊系的NPEDC8組、NPEDC9組、NPEDC1O組、NPEDC11組，

石炭系的NPEDC12組，奧陶系的NPEDC13組。該地區(qū)地層除缺失中上奧陶統(tǒng)、

志留系、泥盆系和下石炭統(tǒng)以及古近系、新近系外，其它地層發(fā)育基本齊全。

含氣目的層為NPEDC9段的NPEDC91組與NPEDC92組；NPEDC1O段的

NPEDC1O1組、NPEDC102組、NPEDC1O3組。(見地層分層及巖性剖面)。

-6-

第1章油藏概況

表1.2

補(bǔ)心井口坐標(biāo)層位及層深m

井號海拔

mXYNPEDC92NPEDC103

Ml1368.288746625218815

M21348872817822849636563776

M31363.418734822.1231300.13644.33770

M41362.648730748.8224161.9636563762

M51371.948739595.7222260.0

M61365875113227882135803660

M71376.6874518221318836333753

M81352.7919357522402238703755

M101368.18736130216758.236463733

1.1.3.3儲層特征

1.1.3.3.1儲層沉積特征

XX油田鉆井揭示的地層自上而下依次為：第四系，白堊系，侏羅系的NPEDC1

組、NPEDC2組、NPEDC3組，三疊系的NPEDC4組、NPEDC5組、NPEDC6組、NPEDC7

組,二疊系的NPEDC8組、NPEDC9組、NPED二0組、NPED二1組,石炭系的NPEDC12

組，奧陶系的NPEDC13組。該地區(qū)地層除缺失中上奧陶統(tǒng)、志留系、泥盆系和下

石炭統(tǒng)以及古近系、新近系外，其它地層發(fā)育基本齊全。

含氣目的層為NPEDC9段的NPEDC91組與NPEDC92組；NPEDC10段的NPEDC101

組、NPEDC102組、NPEDC103組。（見地層分層及巖性剖面）。

NPEDC9為一套河流相砂巖，巖性為淺灰色含礫粗砂巖、灰白色中一粗粒砂巖

及灰綠色石英砂巖，是上古生界主力產(chǎn)氣層段；

NPEDC10段以河道沉積為主，巖性為灰色、灰黑色細(xì)一中粒巖屑砂巖、巖屑質(zhì)

石英砂巖和泥質(zhì)巖，砂巖成分成熟度低，厚度約40m左右。為上古生界主要產(chǎn)氣

層段之一。以M8井資料為例，分析其地質(zhì)分層與巖性描述見表1.4：

表L3地質(zhì)分層與巖性描述

傾

底界傾

地質(zhì)厚度角

分層深巖性向

時(shí)代m

m(°)(°)

第四系2015黃色流沙、粘土夾礫石層260<1

-7-

第1章油藏概況

上部為棕紅色、灰紫色砂巖夾

灰綠色、暗紫色泥巖，下部為

1^860840260<1

棕紅色、淺紅色塊狀中一粗粒

砂巖，斜層理十分發(fā)育

棕紅色泥巖為主，下部夾粉、

NPEDC1970110260<1

細(xì)粒砂巖，上部夾雜色泥巖

主要為棕紅色泥巖與灰白色

羅系NPEDC21370400260<1

砂巖

深灰色泥巖與灰色砂巖為主，

NPEDC31655285260<1

夾煤層

上部為泥巖夾粉細(xì)砂巖,中部

以厚層、塊狀砂巖為主夾砂質(zhì)

NPEDC42405750260<1

泥巖、碳質(zhì)泥巖，下部為長石

砂巖夾紫色泥巖

上部棕紫色泥巖夾砂巖，下部

NPEDC52705300260<1

為灰綠色砂巖、砂礫巖

NPEDC62810105棕紅色泥巖夾灰色砂巖260<1

灰綠色砂巖夾棕褐、淺棕色泥

NPEDC73115305M-1260<1

石

上部棕紅色泥巖夾肉紅色砂

NPEDC83400285巖,下部肉紅色砂巖夾棕紅色260<1

泥巖

上部以雜色、灰色泥巖夾灰綠

NPEDC93670270色砂巖為主，下部以灰白色砂260<1

二繇

巖夾深灰色泥巖為主

深灰色泥巖與灰白色砂巖互

NPEDC10375585260<1

層，夾煤層及煤線

灰黑色泥巖夾淺灰色砂巖和

NPEDC11378025260<1

煤層

灰黑色煤層、深灰色泥巖、砂

NPEDC12380020260<1

質(zhì)泥巖、鐵鋁巖

1.1.3.3.2儲層巖況特征

儲層砂巖：主要為巖屑石英砂巖（占60.6%）,其次為巖屑砂巖（占22.2%）和石

英砂巖（占17.2%）,成熟度中等~高，石英（46.0仁98.8%,平均82.9%）。

填隙物：含量平均12.6%,其中膠結(jié)物含量平均7.3%,以硅質(zhì)（平均3.2%）、

高嶺石（平均1.9%）和含鐵方解石（平均1.K）為主，以及少量鐵白云石、白云石、

方解石、綠泥石、伊利石及混層、菱鐵礦和黃鐵礦等。雜基平均5.3%,有水云母（伊

利石）、綠泥石和凝灰質(zhì)。

孔隙類型：該區(qū)塊砂巖儲層孔隙類型多樣、演化機(jī)理復(fù)雜，依據(jù)成因可分為

粒間孔、粒間溶孔、長石溶孔、巖屑溶孔、鑄模孔、晶間微孔、雜基溶孔、收縮

縫和微裂隙等。

-8-

第1章油藏概況

孔隙組合：面孔率為0Q13%,平均1.5%,以巖屑溶孔為主，占52.02%,其次

為晶間微孔（占15.87%）、粒間孔（占12.20%）、粒間溶孔（占10.87%）、雜基溶孔（占

7.16%）o

膠結(jié)物：主要有自生粘土礦物（高嶺石、伊利石、伊/蒙混層、綠泥石）、碳酸

鹽礦物（方解石、含鐵方解石、白云石、鐵白云石、菱鐵礦）、硅質(zhì)（次生加大和自

生石英），個(gè)別井段可見石鹽、鈣鹽和石膏等鹽類礦物。

1.1.3.3.3儲層物性特征

收集、整理并錄入了研究區(qū)10口取心井100余塊樣品的物性資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分

析，結(jié)果表明：本區(qū)孔隙度分布在0.4?20%之間，平均7.2%；滲透率分布在0.001?

2398X10-3klm2之間，平均值0.43X10-3口m2；其中，孔隙度主要分布在5?10%

之間（占56.5%）,滲透率主要分布在0.1?1之間（占55.9%）,表明儲層主體屬

超低滲儲層。

1.3.4儲層敏感性分析

根據(jù)X衍射粘土礦物分析，本區(qū)巖石粘土礦物組成為：綠泥石（46.8%）、伊利

石（31.5%）、高嶺石（20.1%）、伊蒙混層（3.67%）,伊/蒙間層比G09L粘土以不同

的產(chǎn)狀充填于孔隙之中或包裹于顆粒表面，不同程度的降低了孔隙與滲透性，同

時(shí)包殼的形成也不同程度地增強(qiáng)了顆粒的抗壓強(qiáng)度并阻止了次生加大的形成，降

低成巖作用對孔隙的影響。儲層與外界流體接觸后，由于條件改變而發(fā)生物理、

化學(xué)反應(yīng)，影響儲層孔隙結(jié)構(gòu)，使儲層滲透性變差，從而不同程度地?fù)p害儲層，

導(dǎo)致產(chǎn)能下降。根據(jù)多口井的敏感性試驗(yàn)，本區(qū)儲層具有弱-中等酸敏、弱堿敏、

中等鹽敏、水敏和速敏變化大，由無?強(qiáng)均存在。

堿敏試驗(yàn)分析表

直滲透2

孔不同PH下底層水滲透率X10hm

井

徑率堿敏

井深長度隙堿敏

號

X1011.513.0程度

（m）(cm)(c>m度7.008.5010.00指數(shù)

m00評價(jià)

2（%）

M3585.4.662.490.5112.0.0240.020.0230.020.020.16弱堿

4925233744514066敏

M3723.5.390.170.0010.000.0010.000.000.17弱堿

2.57.8

425-197917616151敏

M3655.5.290.0240.020.020.010.21弱堿

2.50.56.50.021

416277706952敏

M3650.5.212.490.410.0240.020.0230.020.020.10弱堿

7.1

443195139421159敏

0.000.00

M3646.5.142.490.030.0000.000.0000.09弱堿

3.3017016

40449318401791775

67敏

-9-

第1章油藏概況

表L4堿敏試驗(yàn)分析表

水敏試驗(yàn)分析表

氣體

孔地層無離子

滲透

隙水滲注入無離水滲透

井井深長度直徑率水敏水敏程

度透率子水量率

號指數(shù)度評價(jià)

(m)(cm)(cm)X10閭

X10-3(PV)X10”

3um

2Um2ym2

M3645.0.0000.00017

5.3692.50.0444200.029無

4441849

M3649.0.001

5.2312.50.1476.4200.001020.027無

45705

M3653.0.010

5.1832.50.2446.6200.01020.028無

495

M3670.0.000

5.5682.50.1745.5200.000530.025無

46554

表1.5水敏試驗(yàn)分析表

鹽敏試驗(yàn)分析表

孔

直氣體滲透率xlO'n?

氣體滲隙地層水臨界

徑

井井深透率度滲透率鹽度

號(m)xlO’NX1O-3P50%35%20%0%mg/

2

cm)m~2(>%mL

(cm)

M3722.25.460.00100.00100.00094158

2.50.136.60.001130.001

4958683

M3649.95.372.492376

0.2966.80.01950.01940.01930.01920.0184

42592

M3654.95.285940

2.50.4196.80.02510.02490.02440.02420.024

4715

M3645.75.092.490.00010.00010.00010.00010.00015940

0.0332.6

416974726767655

表1.6鹽敏試驗(yàn)分析表

-10-

第1章油藏概況

酸敏試驗(yàn)分析表

氣酸液

體

地

層

酸

直

長

滲酸后地

滲

水

孔用酸

敏

層

徑

度

透層水滲

名

率

透

井井隙量敏

位

指

率濃度透率

號深稱程

(c>m度數(shù)

c>m0-3(%)xio-V

(%)xl(p>v度

X1otlrrm2m2

-3g

2

m

365弱

4.42.40.0450.50.2

M40.90.877.8HC1150.0329酸

42925875

4-1敏

365弱

5.20.450.0080.50.1

M45.92.59HC1150.0073酸

4159883

4敏

364弱

5.0U.1O0.000U.1

M47.52.56.6HC1150.60.0004酸

327594

1敏

372弱

5.30.210.0010.50.2

M43.22.57.4HC1150.0012酸

6296745

5-2敏

表1.7酸敏試驗(yàn)分析表

1.1.3.5儲層相滲特征

氣水相對滲透率曲線

j

E展

榔0.30

照

燮

文

。kig

典0.20

r箕?kiw

0.10

0.00

0102030405060708090100

含水飽和度Sw，。。

圖1.2氣水相對滲透率曲線

-11-

第1章油藏概況

1.1.3.6流體性質(zhì)

1.1.3.6.1地層氣性質(zhì)

以M4井為例，地層條件下氣體體積系數(shù)4.204x10-3m3/(標(biāo))m3、氣體偏差系

數(shù)1.024、壓縮系數(shù)2.305x10⑵/MPa、粘度2.1928x10-2mPa?s,地面條件下氣體的

相對密度為0.79o

1.1.3.6.2地層水性質(zhì)

在參考壓力13Mpa條件下，水的體積系數(shù)為1.12n?/(標(biāo))n?,粘度為L5mPa?s,

壓縮系數(shù)為5.6”10渣/MPa,巖石的壓縮系數(shù)9.98x10-3/MPa。地面條件下水的相對

密度為1.00。水質(zhì)分析報(bào)告如下表：

1.1.3.7氣藏類型

分別對M4井NPEDC9層位的3627.00-3632.00m井段和M5井的NPEDC10

層位3674.00-3677.00m井段取樣并進(jìn)行高壓物性分析，得下表：

PVT分析研究成果數(shù)據(jù)表(1)

井段：3627.00-3632.00m層位NPEDC9

地層壓力：33.17MPa地層溫度：120.9℃

地層條件氣體體積系數(shù)：4.204'10-3m3/m3臨界壓力5.80MPa

地層條件氣體偏差系數(shù)：1.0240臨界溫度-69.5℃

平均分子量：17.48油氣藏類型：干氣

PVT分析研究成果數(shù)據(jù)表(2)

井段：3674.00-3677.00m取樣層位：NPEDC10

地層壓力：33.08MPa地層溫度：108.6℃

地層條件氣體體積系數(shù)：3.994X10-3m3/ms臨界壓力：6.29MPa

地層條件氣體偏差系數(shù)：L0016臨界溫度：-14.0℃

平均分子量：17.89油氣藏類型：干氣

-12-

第1章油藏概況

1.1.3.7.1壓力與溫度系統(tǒng)

區(qū)塊內(nèi)鉆探10口井，氣藏埋深約-3624?-3694m。M4、M5、M6、M9井試氣

證實(shí)為工業(yè)氣流井。以M4井為例，地溫梯度為3.36℃/100m,壓力梯度為

0.921MPa/100m,為正常的溫壓系統(tǒng)，該井NPEDC9層位高壓物性分析，臨界壓

力5.80MPa、臨界溫度-69.5C,油氣藏類型為干氣。

1.2氣藏?cái)?shù)值模擬研究

1.2.1儲層地質(zhì)模型的建立

儲層建模實(shí)際上是要建立能夠精確地描述儲層結(jié)構(gòu)及儲層參數(shù)的空間分布和

變化特征的三維地質(zhì)模型，它是油田勘探開發(fā)的主要地質(zhì)依據(jù)，也是油藏精細(xì)描

述的最終結(jié)果。

儲層地質(zhì)建模有兩種途徑，即確定性建模和隨機(jī)建模。確定性建模是對井間

未知區(qū)給出定性的預(yù)測結(jié)果，即試圖從已知確定性資料的控制點(diǎn)（如井點(diǎn)）出發(fā)，推

測出井點(diǎn)間、確定的、唯一的儲層參數(shù)。所應(yīng)用的主要儲層預(yù)測方法有兩種，一

是儲層沉積學(xué)方法，二是儲層地震學(xué)方法。隨機(jī)建模則是對儲層不確定性的評價(jià),

是指以己知的信息為基礎(chǔ)，以隨機(jī)函數(shù)為理論，應(yīng)用隨機(jī)模擬方法，產(chǎn)生可選的、

等概率的儲層模型的方法。模擬方法可分為兩類，一類是以目標(biāo)物體為基本模擬

單元的方法，另一類是基于象元為基本模擬單元的方法。隨機(jī)模擬對于儲層非均

質(zhì)的研究具有更大的優(yōu)勢，因?yàn)殡S機(jī)模擬更能反映儲層性質(zhì)的離散性口工

因此，在消化吸收XX油田油藏地質(zhì)研究成果的基礎(chǔ)上，采用三維隨機(jī)模擬

的辦法建立了XX油田油藏非均質(zhì)地質(zhì)模型。最后建立儲層三維地質(zhì)模型應(yīng)用于

油藏?cái)?shù)值模擬。

1.2.1.1構(gòu)造模型

建立構(gòu)造模型是地質(zhì)建模工作的第一步，斷層模型的準(zhǔn)確與否直接影響屬性

模型以及整個(gè)地質(zhì)模型的可靠性和實(shí)用性。建立構(gòu)造模型基本要求包括：各層面

要與鉆井上的交點(diǎn)位置在三維空間位置要完全吻合；儲層構(gòu)造要與地質(zhì)認(rèn)識吻合

等

根據(jù)地質(zhì)靜態(tài)資料各種儲層物性等值線圖，結(jié)合地質(zhì)認(rèn)識，采用PETREL地

質(zhì)建模軟件中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。結(jié)果如下：

-13-

第1章油藏概況

圖1.3NPEDC9頂面構(gòu)造圖

圖1.4NPEDC10頂面構(gòu)造圖

由上圖可以看出，首先綜合前期可得的地質(zhì)資料可以看出本區(qū)構(gòu)造特征明顯、

規(guī)律性強(qiáng),地層北東高-南西低，整體呈向西傾斜的單斜。統(tǒng)計(jì)地層深度在2170、2310

米之間，每千米下降2T5m,地層整體坡度較緩，沒有大的構(gòu)造起伏，且NPEDC9

段頂面、NPEDC10段頂面的微構(gòu)造形態(tài)有很好的繼承性，構(gòu)造的主體基本上是向西

-14-

第1章油藏概況

傾斜的單斜構(gòu)造，只在局部發(fā)育微幅度鼻隆構(gòu)造。

10km

M2

*

M4

*

M8

圖1.5NPEDCT砂體厚度分布圖（原始）

圖1.6NPEDCT砂體厚度分布圖（處理后）

對比上圖與砂體厚度圖可以看出，對于NPEDC9］小層砂體分布在M5,M6,

M9處厚度較大且由東向西逐漸變薄，平均厚度為6.29米。

縱向上，由各小層分布圖可以看出，NPEDC9?小層砂體較厚，NPEDC91小層,

NPEDC10?小層，NPEDC93小層次之，NPEDCIO】小層基本無分布。

1.2.2屬性模型

儲層建模有兩種基本途徑，即確定性建模（DeterministicModeling）和隨機(jī)建

-15-

第1章油藏概況

模（StochasticModeling）。

確定性建模是對井間未知區(qū)給出確定性的預(yù)測結(jié)果，即試圖從具有確定資料

的控制點(diǎn)（如井點(diǎn)）出發(fā)，推測出點(diǎn)間（如井間）確定的、唯一的、真實(shí)的儲層

參數(shù)。確定性建模方法主要有儲層地震學(xué)方法、儲層沉積學(xué)方法及地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)克

里金方法。

隨機(jī)建模，是指以已知的信息為基礎(chǔ)，以隨機(jī)函數(shù)為理論，應(yīng)用隨機(jī)模擬方

法,產(chǎn)生可選的、等概率的儲層模型的方法，亦即對井間未知區(qū)應(yīng)用隨機(jī)模擬方法

給出多種可能的預(yù)測結(jié)果。這種方法承認(rèn)控制點(diǎn)以外的儲層參數(shù)具有一定的不確

定性，即具有一定的隨機(jī)性。因此采用隨機(jī)建模方法所建立的儲層模型不是一個(gè),

而是多個(gè)，即針對同一地區(qū)，應(yīng)用同一資料、同一隨機(jī)模擬方法可得到多個(gè)模擬

實(shí)現(xiàn)（即所謂可選的儲層模型）。通過各模型的比較，可了解由于資料限制而導(dǎo)致

的井間儲層預(yù)測的不確定性，以滿足油田開發(fā)決策在一定風(fēng)險(xiǎn)范圍的正確性。若

將這些實(shí)現(xiàn)用于三維儲量計(jì)算，則可得出一個(gè)儲量分布，而不是一個(gè)確定的儲量

值，因此可更客觀地了解地下儲量，從而為開發(fā)決策提供重要的參考依據(jù)。隨機(jī)

模擬方法很多，主要有標(biāo)點(diǎn)過程、序貫高斯模擬、截?cái)喔咚鼓M、序貫指示模擬、

分形模擬等。

圖1.7NPEDCT滲透率分布圖

采用序貫高斯模擬建立屬性參數(shù)模型對連續(xù)的隨機(jī)變量，采用序貫高斯模擬

方法。該算法的優(yōu)點(diǎn)是算法穩(wěn)定，用于產(chǎn)生連續(xù)變量的實(shí)現(xiàn)，當(dāng)用于模擬比較穩(wěn)

定分布的數(shù)據(jù)時(shí)，序貫高斯模擬能快速建立模擬結(jié)點(diǎn)，適用于服從高斯分布的變

量或易于轉(zhuǎn)換為高斯分布的變量，一般是指一些分布區(qū)域較窄、取值穩(wěn)定均一、

-16-

第1章油藏概況

少有奇異值出現(xiàn)的近似服從高斯分布的變量，在實(shí)際情況中，孔隙度等屬性的分

布正是具備上述特征，因而可采用序貫高斯模擬建立三維屬性模型；研究中在對

砂體厚度、孔隙度、滲透率等參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)變換的基礎(chǔ)上，采用序貫高斯模

擬方法建立研究區(qū)塊的孔隙度、滲透率、凈毛比模型。

滲透率模型

滲透率往往與孔隙度具有一定的相關(guān)性，但其相關(guān)性又往往不能通過?個(gè)準(zhǔn)

確的函數(shù)表達(dá)。本次滲透率建模采用非常適合從孔隙度到滲透率轉(zhuǎn)換的云轉(zhuǎn)換方

法，當(dāng)然還是在以井上的滲透率數(shù)據(jù)為硬數(shù)據(jù)，在相控條件下完成。

考慮到滲透率不滿足正態(tài)分布，其對數(shù)值大致滿足正態(tài)分布，而地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)

方面的算法基本上都假設(shè)數(shù)據(jù)滿足正態(tài)分布。因此，本次滲透率建模分為兩步，

首先對井上的滲透率取對數(shù)用云變換方法建立模型，再用指數(shù)函數(shù)進(jìn)行反對數(shù)變

換得到最終的滲透率模型。

以井滲透率對數(shù)曲線為硬數(shù)據(jù)，孔隙度模型為軟數(shù)據(jù)，同時(shí)在變差函數(shù)的控

制下，用云轉(zhuǎn)換方法模擬出滲透率的對數(shù)值模型，再用指數(shù)函數(shù)進(jìn)行反對數(shù)變換

得到最終的滲透率模型。

圖1.8NPEDC91孔隙度分布圖

孔隙度模型

孔隙度和滲透率屬于連續(xù)型屬性，對于連續(xù)性屬性建模應(yīng)該采用相控技術(shù)。

因?yàn)閹r相的分布決定孔、滲屬性的分布，相控建模能夠保證孔、滲屬性都分布在

-17-

第1章油藏概況

砂巖內(nèi)，并且不同的巖相類型內(nèi)的孔、滲屬性具有不同的分布規(guī)律。

本次孔隙度建模采用序貫高斯方法，按算法要求，首先分別對井上的砂巖內(nèi)

的孔隙度數(shù)據(jù)進(jìn)行概率和變差函數(shù)分析。以井巖性曲線為硬數(shù)據(jù)，平面沉積相為

軟數(shù)據(jù)，同時(shí)在變差函數(shù)的控制下，用序貫高斯方法模擬出孔隙度模型?？紫抖?/p>

完全分布于砂巖之中，且不同砂巖類型具有不同的孔隙度分布規(guī)律。

通過連井剖面進(jìn)行質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)井穿過的網(wǎng)格與井?dāng)?shù)據(jù)完全吻合，孔隙度

完全分布于砂巖之中，說明井?dāng)?shù)據(jù)和巖相模型同時(shí)起到了控制孔隙度分布的作用。

1.2.3儲量分類評價(jià)

綜合國內(nèi)外儲層條件類似的氣田，對儲層進(jìn)行分類評價(jià)如下：

(1)1類儲層

I類儲層的孔隙度大于8.0%,滲透率大于LOxio'n?。沉積相類型為心灘或

邊灘，巖性以中、粗粒石英砂巖為主，溶孔、殘余粒間孔和晶間孔是儲層主要的

儲集空間，孔連的通性中等，發(fā)育較多微裂隙，為中等產(chǎn)能儲層。

典型的區(qū)域包括NPEDC92的大部分，NPEDC91和NPEDC102小層的部分。

(2)II類儲層

II類類儲層孔隙度最大8.0%,最小5.0%,滲透率在0.10?0.50義10一3即2左右。

沉積類型為辮狀河心灘或曲流河邊灘，以及河道邊部或小型決口河道，以中、粗

粒巖屑石英砂巖、巖屑砂巖為主。殘余粒間孔、各類溶孔、晶間孔和微孔組成復(fù)

合型孔隙網(wǎng)左右，孔喉連通性一般。為中等產(chǎn)能或低產(chǎn)能儲層。

典型的區(qū)域包括NPEDC9)NPEDCIO?和NPEDCl小層的主要河道部分。

(3)HI類儲層

此類儲層孔隙度一般小于5.0%,滲透率一般小于0.10x10-3^/。沉積類型為

天然堤沉積和溢岸的薄層砂體，巖性以巖屑砂巖為主，微孔、晶間孔和孤立的雜

基溶孔為儲層的主要儲集空間，孔喉細(xì)小、連通性差，通常以致密夾層出現(xiàn)，很

難成為儲集層。

典型的區(qū)域包括NPEDC101的全部，NPEDC102和NPEDC103小層的部分。

1.2.4網(wǎng)格系統(tǒng)的劃分

在進(jìn)行網(wǎng)格系統(tǒng)劃分時(shí)，考慮能夠盡量利用油藏精細(xì)描述的結(jié)果，所劃分的

網(wǎng)格系統(tǒng)能反映油藏非均質(zhì)性，非均質(zhì)程度和微細(xì)變化，使計(jì)算結(jié)果能充分體現(xiàn)

各地質(zhì)因素如沉積相、微構(gòu)造和各開發(fā)因素如注采井網(wǎng)的調(diào)整對地下油水運(yùn)動(dòng)、

油水分布的控制和影響，同時(shí)還要兼顧計(jì)算機(jī)的容量、計(jì)算能力和計(jì)算速度。

根據(jù)油藏精細(xì)描述的要求，地質(zhì)模型縱向上可分為5個(gè)小層，同時(shí)考慮到井