浅析沉积相与成岩相结合的三维地质模型建立
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作者: 易萍 吴育鹏 何汶锶
【摘要】所谓地质建模技术，其是以地质统计学的变差函数为手段就各类物性空间的相关性予以综合分析，且以序贯高斯算法为手段就各类物性予以准确计算。近年来，对地质建模技术的研究非常普遍。但是，大多数地质学家却无法充分地认识到岩相控及沉积相控的局限性，且对地质建模技术的研究也往往不考虑地质建模的变差函数。本案结合以上问题，就建立沉积相与成岩相结合的三维地质模型展开讨论。
【关键词】沉积相 成岩相 三维地质模型
1 工程概况
本案以某油田的某一不对称背斜构造为研究对象，构造高点倾向于西南部断层，构造形态较平缓。该不对称背斜构造带的目的层段分布着砂泥岩互层，该层由粉细砂岩以细→极细状态填充；泥岩填充状态为灰白→浅褐色或黑色；黄铁矿及碳酸盐岩的含量少，且存在钙质与泥质胶结的情况。该研究范围的三角洲沉积相包括前三角洲亚相（分流河道、河口坝、远砂坝、分流间湾、席状砂微相）、三角洲前缘、不发育三角洲平原亚相（海相泥微相）。本文基于该油田基础井的资料信息对该区的三维地质建模予以研究。
2 三维精细地质模型建立
2.1 建立沉积相与岩相相结合的相模型
所谓相模型，其是指岩相模型或沉积相模型，且两类模型的特点均不尽相同。其中，沉积相模型具有如下优点：完全与地质认识相吻合，但不得从纵向角度划分隔夹层，以免对油藏储量计算及储层的非均质性刻画造成不必要的负面影响；岩相模型具备如下优点：各类岩相均与后期的属性模型间基本吻合，但岩相模型与就地质角度而言的沉积相模型间的匹配度较低，进而对沉积相模型与岩相模型间的匹配度造成负面影响。所以，油藏的完全表征难以依赖单独存在的岩相模型。针对上述问题，笔者采取沉积相模型与成岩相模型相结合的手段建立三维地质模型，即：基于沉积相图划分单井上各类沉积所对应的岩性（沉积相与岩相呈一一对应的关系），此时，单井的各层内部均无隔夹层之说，但应基于测井曲线划分单井的隔夹层，以确保与地质认识向吻合。然后，基于变差函数及变程拟合与地质规律相吻合的垂相变程及主次变程，并基于序贯指示算法及2D趋势面等控制手段制作相应的相模型。最后，基于相模型与沉积相图的对比结果验证相模型的可靠性。
变差函数拟合是相模型建立的关键环节，其是区域化变量增量的方差，预示着区域化变量在特定方向及特定范围内的变化程度，且其满足如下函数式：
图1？某油田分流河道的变差函数
由某油田相模型变差函数参数（见下表）可得，各层分流河道的变程与河口坝的变程间存在的差异较大，但其他相的变程均不大，则分流河道的变程与河口坝的变程更好，且沉积相展布范围也更大，其完全与地质认识相吻合。一切相（除席状砂）的主变程均取0，原因在于相与南北方向的物源方向间存在着较大的关联，但席状砂主变程方向需考虑一定的角度，原因在于席状砂与物源方向的相关性均较差，但席状砂与海岸线的分布间的相关性极高，则可视席状砂主变程的角度平行于海岸线。
本案基于序贯指示算法对相模型予以计算。基于各离散变量的指示变差函数以指示克里金法为手段计算各网格点的LCDP，并以2D趋势面为手段控制各沉积微相的范围。实践证明，基于地质认识的沉积微相平面分布图与基于模拟的各微相模型间存在较大的差异，即泥岩相受制于沉积相平面图，及其呈零星状分布，相关性极差，且泥岩相变程极小；分流河道相受制于沉积相平面图，及其呈条带状分布，且在主变程方向的河道把整个区域贯穿，并在次变程较小的影响下表现为次变程方向的河道更窄；河口坝受制于沉积微相平面图，河道与主变程大致相同，但在次变程较大的影响下表现为模型的河口坝更宽。总而言之，模拟的相模型基本类似于手工绘制的沉积微相，但模拟的相模型的可靠性更高。
2.2 建立属性模型及变换置信空间
经粗化各类属性的单井相、评价属性单井相粗化的适用性、判定适宜的粗话方法等步骤，并基于相控建模思想建立属性模型，但有必要事先就相控的适应性予以评价。一般而言，相控均基于不同沉积微相间物性的差异性，且相控的适用性均基于地质沉积相与测井二次解释的对应程度。研究结果显示，1个标准差范围内的各类相孔隙度均与地质认识吻合，则应以1个标准差取代置信空间的变换范围。置信空间变化是获取孔隙度值的主要途径，即基于相控建模的要求及序贯高斯算法建立某油田各层的孔隙度模型、基于协克里金及孔隙度模型建立渗透率模型，且基于相控的建模手段可确保饱和度模型的表征效果。
3 结束语
综上所述，沉积相与成岩相相结合的三维地质模型在计算油层储量方面具有一定的可靠性，但基于该模型的油层储量计算要求事先定义油水界面、孔隙度模型、含油饱和度模型、油气界面及净毛比模型等。此外，务必要准确划分工区沉积微相及单井相和充分认识隔夹层，并基于各沉积微相变差函数拟合三维地质模型，以免模型失真。
参考文献
[1] 杨威，魏国齐，金惠，等.碳酸盐岩成岩相研究方法及其应用――以扬子地块北缘飞仙关组鲡滩储层为例[J].岩石学报，2011，27（3）：749-756
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