本文選題：地震屬性　切入點：油藏數(shù)值模擬　出處：《中國礦業(yè)大學(xué)(北京)》2017年博士論文

【摘要】：中國大大小小的沉積盆地約236個,各地質(zhì)構(gòu)造演化階段沉積盆地特征存在較大差異;不同構(gòu)造區(qū)沉積盆地蘊含的油氣資源也不盡相同。位于渤海灣裂谷系東北隅遼河盆地西部凹陷特殊的構(gòu)造演化與沉積作用,形成了強還原堿性湖泊沉積環(huán)境,生成的生油巖具有較高的原生瀝青含量;特殊的斷裂性質(zhì)控制原油更加稠化,加上構(gòu)造運動對油氣運移、成藏及后期的改造作用,形成了曙一區(qū)超稠油油藏的特殊性。位于渤海灣盆地南部的東營凹陷為復(fù)合斷陷盆地,火山噴發(fā)活動在各個拉張、沉陷時期均有發(fā)生;火山活動與盆地構(gòu)造演化、油藏之間關(guān)系密切;在為油藏生油期提供熱源的同時,火山活動還為油藏提供了儲集空間;多期次噴發(fā)的火山巖儲層具有很強的非均質(zhì)性,構(gòu)造運動致使斷裂系統(tǒng)更加復(fù)雜化,形成了孔、縫、洞廣泛發(fā)育的濱三區(qū)火山巖油藏的特殊性。本文以遼河盆地曙一區(qū)超稠油油藏以及東營凹陷濱三區(qū)火山巖油藏為例,分別對不同構(gòu)造區(qū)的特殊油藏進(jìn)行研究。油藏三維空間動態(tài)變化模擬是油藏數(shù)值模擬的關(guān)鍵,但如何提高數(shù)值模擬的預(yù)測精度一直是傳統(tǒng)油藏數(shù)值模擬面臨的一個難題。隨著三維地震技術(shù)的日趨成熟與發(fā)展,地震技術(shù)應(yīng)用于解決油田開發(fā)后期剩余油分布問題逐漸引起學(xué)者的重視。本文為探索地震信息在特殊油氣藏數(shù)值模擬研究中的應(yīng)用,以石油地質(zhì)、油藏工程、油層物理、采油工程、地球物理、測井、數(shù)學(xué)、計算機技術(shù)等為理論基礎(chǔ),通過地質(zhì)綜合分析、油藏工程分析、地球物理分析、油藏數(shù)值模擬與地震信息融合等方法,開展了油藏數(shù)值模擬地震信息約束機制研究;在此基礎(chǔ)上,以中國東部的曙一區(qū)超稠油油藏和濱三區(qū)西部火山巖油藏為研究對象,開展了融合地震監(jiān)測信息的超稠油油藏?zé)岵蓴?shù)值模擬、地震信息輔助下的火山巖油藏數(shù)值模擬與措施方案部署等研究。針對研究區(qū)的超稠油油藏,在油藏地質(zhì)分析、三維地質(zhì)建�；A(chǔ)上進(jìn)行了地震資料與油藏工程綜合分析,開展了地震信息約束的超稠油油藏?zé)岵蓴?shù)值模擬,模擬了SAGD蒸汽腔發(fā)育動態(tài)變化,并分析了蒸汽吞吐轉(zhuǎn)SAGD開采方式后的剩余油分布情況,提出了措施方案進(jìn)行優(yōu)選預(yù)測。針對研究區(qū)的火山巖油藏,在地質(zhì)綜合分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了地震敏感屬性分析及油藏工程分析,開展了地震信息輔助下的火山巖油藏數(shù)值模擬和流線流管模擬,分析了剩余油分布情況,提出的措施方案在油田現(xiàn)場應(yīng)用獲得了高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)效果。利用巖石物理模型,通過地震正演,開展了油藏數(shù)值模擬地震信息約束機制研究。油藏屬性變化與地震響應(yīng)特征相關(guān)關(guān)系分析表明,油藏開發(fā)過程中孔隙中流體、孔隙壓力、油藏溫度等油藏參數(shù)的變化會導(dǎo)致地震響應(yīng)特征的變化。基于地震巖石物理理論,地震響應(yīng)信號與儲層巖石物理性質(zhì)之間存在一定的相關(guān)關(guān)系,據(jù)此,在建立巖石物理模型基礎(chǔ)上,對油藏模型進(jìn)行疊后地震正演,將油藏模型的靜態(tài)、動態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為彈性、聲學(xué)參數(shù),合成地震響應(yīng)信號,并將合成地震響應(yīng)信號與實測地震資料進(jìn)行對比。由于油藏模型中井間儲層、流體等屬性的不確定性,合成地震響應(yīng)信號與實測地震資料會存在差異,需要通過不斷修正油藏模型井間屬性參數(shù),直到合成地震響應(yīng)信號與實測地震資料接近一致。由此地震約束得到的油藏數(shù)值模型被認(rèn)為是反映地下真實情況的油藏模型,從而提高油藏數(shù)值模擬的預(yù)測精度�；谟筒財�(shù)值模擬地震信息約束機制,建立了地震信息約束下的油藏數(shù)值模擬流程,明確了關(guān)鍵技術(shù)。地震信息約束下的油藏數(shù)值模擬流程有別于常規(guī)油藏數(shù)值模擬,在三維地質(zhì)模型建立基礎(chǔ)上,確定合適的巖石物理模型,然后開展地震屬性與油藏模型參數(shù)相關(guān)性分析、油藏模型疊后地震正演及特征分析,繼而同步開展歷史擬合及地震擬合,得到與生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)、地震信息相一致的油藏模型,并以此為依據(jù),研究剩余油分布規(guī)律。上述流程的關(guān)鍵步驟在于同步開展歷史擬合及地震擬合,即采用整合地震和生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)的歷史擬合方法來演繹油藏歷史,提高油藏數(shù)值模擬精度。應(yīng)用時移地震約束下的油藏數(shù)值模擬方法,對曙一區(qū)超稠油油藏開展SAGD蒸汽腔數(shù)值模擬研究,模擬出SAGD蒸汽腔發(fā)育形態(tài)在三維空間里的變化情況。曙一區(qū)超稠油油藏位于遼河盆地西部凹陷西部斜坡帶中段,經(jīng)過多年的熱采,蒸汽腔發(fā)育空間不斷擴大,蒸汽腔的頂面越來越靠近油藏頂部,可能會使頂部的瀝青殼融化,出現(xiàn)“開天窗”現(xiàn)象,使油藏開發(fā)陷入被動局面。因此,如何準(zhǔn)確模擬出油藏中蒸汽腔形態(tài)的三維空間動態(tài)變化情況成為關(guān)注的焦點。針對常規(guī)數(shù)值模擬存在油藏三維空間動態(tài)變化模擬精度較低的難題,利用時移地震約束下的油藏數(shù)值模擬方法,開展SAGD蒸汽腔數(shù)值模擬研究。地震屬性與油藏模型參數(shù)相關(guān)性分析表明,油藏?zé)岵蛇^程中溫度變化、流體置換、儲層物性變化均會導(dǎo)致地震響應(yīng)的變化,基于兩期時移地震數(shù)據(jù),找到了與蒸汽腔發(fā)育形態(tài)相關(guān)的信息。根據(jù)時移地震差異與油藏開發(fā)信息綜合解釋,地震振幅屬性能直接反映地下蒸汽擾動引起的速度和振幅變化,不同時期地震振幅屬性的差異反映了油藏蒸汽腔形態(tài)的動態(tài)變化。以此為依據(jù),把常規(guī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和時移地震數(shù)據(jù)共同作為約束歷史擬合的參數(shù),同時開展生產(chǎn)擬合和地震擬合。在以生產(chǎn)數(shù)據(jù)約束保證井點擬合精度的前提下,利用時移地震數(shù)據(jù)提供的油藏井間動態(tài)變化信息,確定模型調(diào)整參數(shù)、調(diào)整位置及調(diào)整幅度,降低井間不確定性,通過修正得到更加逼近真實油藏的開發(fā)動態(tài)結(jié)果,既有效縮短了歷史擬合周期,又精細(xì)模擬出SAGD蒸汽腔發(fā)育形態(tài)在三維空間里的變化情況。油藏觀察井測溫資料及實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)驗證了模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。曙一區(qū)SAGD蒸汽腔數(shù)值模擬結(jié)果有效指導(dǎo)了油藏開發(fā)調(diào)整決策及開發(fā)調(diào)整方案編制。根據(jù)數(shù)值模擬剩余油分布結(jié)果及蒸汽腔空間展布情況,結(jié)合生產(chǎn)動態(tài),在油藏剩余油富集區(qū)完善注采井網(wǎng)、優(yōu)化工作制度能夠取得較好的開發(fā)效果。設(shè)計了包含補孔、恢復(fù)注汽井、生產(chǎn)井提液、優(yōu)化注汽量及注采比等內(nèi)容的綜合調(diào)整方案。數(shù)值模擬預(yù)測結(jié)果表明,推薦方案在8年后比基礎(chǔ)方案增油7×104m3,提高采出程度2%;13年后比基礎(chǔ)方案增油27×104m3,提高采出程度9%。應(yīng)用地震屬性約束的油藏數(shù)值模擬方法,對濱三區(qū)西部火山巖油藏開展數(shù)值模擬研究,認(rèn)清了裂縫發(fā)育帶在三維空間的分布規(guī)律。濱三區(qū)西部火山巖油藏位于濟陽坳陷東營凹陷北緣,構(gòu)造斷裂系統(tǒng)復(fù)雜,裂縫發(fā)育認(rèn)識不清。動態(tài)分析發(fā)現(xiàn),該區(qū)開采過程中呈現(xiàn)典型的裂縫型油藏生產(chǎn)特征,即一旦含水突破,含水率上升速度快,油產(chǎn)量迅速遞減。但由于油藏投產(chǎn)較早,裂縫測井資料缺乏,難以定量描述油藏和進(jìn)行裂縫建模,油藏數(shù)值模擬精度較低,導(dǎo)致對油藏開采規(guī)律認(rèn)識不清、方案部署調(diào)整方向不明確等難題。針對上述問題,開展了地震屬性約束的油藏數(shù)值模擬研究。地震屬性與油藏模型參數(shù)關(guān)系分析表明,本征值相干屬性與火山巖儲層分布及裂縫發(fā)育程度關(guān)系密切。綜合分析研究區(qū)火山巖發(fā)育特點以及測井四性關(guān)系、巖心觀察結(jié)果、開采曲線特征等,發(fā)現(xiàn)本征值相干體屬性高值區(qū)一般發(fā)育致密玄武巖,是裂縫較密集的裂縫破碎帶;相對低值區(qū),裂縫發(fā)育較稀疏。地震反演屬性與油藏模型參數(shù)關(guān)系分析表明,巖性越致密波阻抗值越高,高角度裂縫越發(fā)育;波阻抗屬性在三維空間里的分布存在非均質(zhì)性,與火山巖物性的非均質(zhì)性有很好的對應(yīng)關(guān)系。由于火山巖儲層非均質(zhì)性嚴(yán)重,地質(zhì)模型精度較低,難以精確描述裂縫分布,因此將地震屬性應(yīng)用于濱三區(qū)西部火山巖油藏數(shù)值模擬,通過地震信息與油藏動態(tài)分析相結(jié)合的方法,正確認(rèn)識裂縫分布與油藏開采規(guī)律。采用地震信息約束下的流線模擬方法,追蹤油、氣、水沿著壓力梯度降落方向的運移軌跡,找出裂縫破碎帶發(fā)育的優(yōu)勢方向。模擬結(jié)果表明,在逐步認(rèn)清裂縫發(fā)育帶在三維空間內(nèi)分布規(guī)律的同時也改善了歷史擬合,提高了油藏數(shù)值模擬精度。濱三區(qū)西部火山巖油藏數(shù)值模擬結(jié)果有效指導(dǎo)了油藏開發(fā)調(diào)整方案編制及鉆井軌跡設(shè)計。根據(jù)地震屬性約束的油藏數(shù)值模擬結(jié)果,濱674-21井區(qū)、濱674-19井區(qū)以及濱674-3井的西部剩余儲量豐度較高,為優(yōu)勢潛力區(qū)。通過水平井挖潛剩余油、注水補充能量、蒸汽吞吐提高采收率等可行性研究,確定調(diào)整方案宜采用水平井挖潛剩余油為主;由于油藏非均質(zhì)性強,水平井段應(yīng)避開裂縫發(fā)育帶。同時考慮井網(wǎng)部署,合理加密井網(wǎng);盡量避開邊水,優(yōu)先考慮油藏中部和儲層頂部位置,采取頂密邊稀的原則部署井位。依據(jù)上述原則,提出了新井井位,并依據(jù)預(yù)測的裂縫發(fā)育帶,引導(dǎo)井軌跡設(shè)計。本次研究成果在油田現(xiàn)場得到了實施和驗證。目前完鉆的水平井B674-P1投產(chǎn)初期日產(chǎn)油17t,為該區(qū)塊其他老井平均產(chǎn)能的8-10倍,并且實現(xiàn)了高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn),為該區(qū)塊的產(chǎn)能接替做出了很大貢獻(xiàn)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P618.13;P631.4

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