三维地质建模工作是油藏开发阶段地质研究的核心内容，是油藏描述的最终结果^[1-2]，其精度很大程度上取决于现有资料的丰富程度和准确度^[3]。对于储层非均质性强且井点较少的油气藏，尽可能多地应用已知资料是建立地质模型的必要手段。地震约束储层地质建模是指结合地震资料建立储层地质模型的综合研究，“地震约束”体现了建模过程中方法的条件化和确定性趋势^[4]。早在20世纪90年代后期, 综合地震数据建立储层地质模型的技术就已迅速发展，Araktingi等^[5]详细论述了综合地震和测井资料进行储层物性参数建模的方法与步骤；Yang等^[6]在建模的过程中结合了孔隙度和地震反演的波阻抗；国内很多学者在井震联合多数据综合地质建模领域也开展了一些卓有成效的研究^[7-10]。本文以四川盆地龙岗气田飞仙关组C段为例进行建模方法研究，详细论述了地质地震资料相结合建立油气藏三维地质模型的方法和应用效果。

鲕粒滩型碳酸盐岩储层具有其特殊的复杂性：首先，宏观上由于滩体的发育受到构造运动、海平面升降、气候等多种因素影响，使得滩体空间上多期叠置发育，难以有效确定其分布规律，为储层预测带来很大难度^[11-14]；其次，微观上鲕粒滩型碳酸盐岩储层受裂缝、白云化、溶蚀等多因素制约^[15-17]，其中以白云化作用影响最大，而白云化机理及控制因素仍存在很大争议^[18]，这也是国内外研究的热门问题。因此，鲕粒滩型碳酸盐岩储层无论是宏观还是微观上都具有极强的非均质性，同时，龙岗气田内井网稀，井距较大，这在很大程度上增加了井间储层预测的难度。对于四川盆地下三叠统飞仙关组鲕滩储层成岩演化序列、储层成因模式等，前人做了深入研究^{[14-15, 18-19]}，但是在精细三维地质模拟方面研究甚少，滩体厚度以及储层岩性、厚度、物性、储集空间类型变化较大，分布不清，鲕粒滩型有效储层的识别预测及其空间分布的精细刻画有待深入研究。

为了更好地解决鲕粒滩型碳酸盐岩储层非均质性强及控制井点少给建模研究带来不确定性这一难题，本次研究在已有建模方法的基础上，通过增加多种井间约束条件来提高模型的确定性。具体方法是在建模过程中采用了以下研究思路（图 1），包括两个关键点：第一，在建立沉积微相模型过程中，采用地震最大相关性属性体、以地震—地质综合得到的平面沉积微相图作为约束条件；第二，在建立储层模型时，以已有的相模型为基础，采用相控+地震双重约束的方法。

图 1

图 1 三维地质建模流程图

总的来说，本次研究采用地震+相控约束，结合传统方法的综合建模技术，其优点是利用地震资料的横向分辨率提高了井间三维空间内储层预测的精度。三维地震资料具有覆盖面大、横向分辨率高等特点，它不但能提供地层界面信息，而且与储层物性具有一定的相关性^{[4, 20]}。随着地震属性提取技术的发展，适用于建模的地震属性较以前大大增加^[10]，同时地质统计学方法中具有一些有效的运用协变量的方法，在建模时可以将地震数据视为软数据，作为协变量引入建模方法中^[21]。因此，利用三维地震资料作为三维地质建模的井间约束条件，将井资料高纵向分辨率与地震资料高横向分辨率的优势相结合，从而提高三维地质模型的精度，增加井间预测的合理性^[22]。

研究区位于四川盆地低平构造区，构造形态呈南西向北东方向倾斜的单斜构造，局部地区发育有小的潜高，其圈闭面积和隆起幅度小，断层不发育。研究区面积约300km²（图 2），其中参与建模井12口，后验井3口，目的层段为三叠系飞仙关组C段（简称飞C段），以鲕粒滩沉积为主（图 3）。研究区气藏属于单斜背景下的岩性气藏，气藏埋深大，储层发育受沉积相控制，分布范围广，以Ⅱ、Ⅲ类储层为主，多个岩性气藏在纵向上相互叠置，平面上连片分布，气藏横向连通性差，气水关系复杂，具多压力系统等特征^[23-24]。

图 2

图 2 研究区位置及井位分布特征 图中未标井别均为“Lg”字号井

图 3

图 3 研究区岩性柱状图

滩体的白云化程度与储层发育密切相关^[25]，本次研究通过常规测井+成像测井综合分析，将飞仙关组在单井上细分为白云化鲕粒滩、弱白云化鲕粒滩、石灰岩鲕粒滩及滩间4种微相类型，各微相具有不同的测井响应特征^[26]。

白云化鲕粒滩：具低自然伽马、低电阻率、低密度、高声波时差、高中子孔隙度等特征；弱白云化鲕粒滩：具极低自然伽马、中等密度、较高中子孔隙度等特征；石灰岩鲕粒滩：具较高自然伽马、极低中子孔隙度、高电阻率、高密度等特征；滩间：具高自然伽马、较高电阻率、低声波时差、高密度、极低中子孔隙度等特征（图 4）。

图 4

图 4 研究区飞仙关组沉积微相测井组合特征

建模中的储层物性数据主要指孔隙度、渗透率及含气饱和度。在测井曲线标准化的基础上，利用取心井建立储层四性关系，对所有井的孔隙度及含气饱和度数据进行解释，即得到储层物性解释数据。

采用2007年重新采集的60次覆盖三维高精度资料，1×1精细地震解释结果，主要包括精细解释层面数据及地震资料滩体精细刻画结果等。

在单井沉积微相划分的基础上，通过合成记录、井—震沉积相反复标定和频谱分析，发现储层发育时振幅会相对增强，均方根振幅属性及最小波阻抗反演属性与沉积微相具有很好的相关性（图 5），优质储层一般表现为强振幅、中—低最小波阻抗特征。通过聚类分析的方法，采用神经网络技术将各种相关地震属性归一到特征属性体（最大相关性属性体），用于地质建模的井间约束。

图 5

图 5 飞C段地震属性与滩体分布叠合图

在前期搭建的精细构造格架基础上，以沉积模式为指导，以井资料（单井相）为硬数据，平面沉积相图及最大相关地震属性体为约束，采用序贯指示模拟方法进行沉积相三维预测（模拟或插值），初步建立研究区三维沉积微相模型；然后结合剖面相、滩体发育模式认知^[24]，应用交互式建模方法对模型进行修正，使其最大程度上符合沉积学规律及已有的地质认识（图 6）。

图 6

图 6 飞C段沉积微相三维地质模型

沉积微相模型结果显示，鲕粒滩整体分布于沿台缘带8km的范围内，主要发育于目的层的中上部；而白云化鲕粒滩主要发育在滩体较厚的地方，集中在台缘带4km内。通过沉积微相逐个纵向水平切片研究，发现对于研究区飞C段而言，其底部鲕粒滩零星发育，向上分布范围逐渐扩大，而白云化鲕粒滩只是在整个滩体厚度较大时才开始局部发育，一直到飞C段上部，白云化鲕粒滩才开始连片分布。通过三维地质建模，再现了研究区目的层段鲕粒滩各微相的三维展布特征，定量描述了滩体的大小、几何形态。

根据单井储层解释、试井结果等综合分析，单井上将储层分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3类，通过最小波阻抗反演属性体单井标定及交会分析，得到一个基于地震反演体的相关性模型。具体建模过程是从单井解释数据出发，以已建立的沉积微相模型和储层—井地震反演相关性模型为约束条件，采用序贯指示模拟方法进行三维插值模拟，得到储层三维模型（图 7）。

图 7

图 7 飞C段储层三维地质模型

通过模型纵向逐个切片分析及栅状显示研究，认为飞C段储层发育受控于白云化鲕粒滩的空间分布，主要分布在台缘带白云化程度较高的鲕粒滩内。

储层物性的分布与沉积相密切相关，本次研究应用相控参数建模的思路，以已建立的三维沉积微相模型为约束条件，按“二步建模”的方法，采用基于象元的序贯高斯算法，分微相类型逐个模拟分析，建立储层物性三维地质模型（图 8）。该模型展现了三维空间内储层物性的展布特征，为确定优质鲕粒滩储层及储量精细计算奠定了基础。

图 8

图 8 飞C段储层物性三维地质模型

通过三维地质建模研究，精细量化了飞C段鲕粒滩体、储层的三维空间展布特征：储层发育受白云化作用控制，与白云化鲕粒滩分布一致，模型计算得到研究区优质储层分布特征（孔隙度大于6%）(图 9)，建模结果与实钻井吻合很好。

图 9

图 9 飞C段储层厚度图

通过飞C段储层孔隙度三维模型垂向切片研究发现：孔隙度最高区位于Lg1—Lg001-1井区和Lg001-6—Lg001-3井区，但两者物性最优处不在同一深度段，Lg001-6—Lg001-3井区飞C段上部储层物性最好，而Lg1—Lg001-1井区在飞C段中下部储层物性最好 (图 10)。储层模型及储层物性模型显示，龙岗气田优质储层发育于飞C段中上部台缘带白云化鲕粒滩内，建模结果表明Lg1井建产区飞C段发育5个气藏，集中分布在台缘带，最具规模气藏为Lg1—Lg001-6井气藏，与地震油气检测及反演结果一致，与实钻成果及开采现状吻合很好，模型再现了井间储层的三维空间展布特征，为下一步勘探开发提供了可靠的依据。

图 10

图 10 飞C段孔隙度模型垂向切片 a—f层位自上而下

（1）本次研究针对鲕粒滩型储层，优选出一套相控+地震约束、结合传统建模方法的综合建模技术系列，地震属性体约束储层地质建模，能够实现由常规“点”、“面”到“体”约束的跨越，增加模型的井间确定性信息，降低因“点”、“面”约束带来的井间不确定性, 有效提高了储层预测的精度。

（2）建模结果精细量化了储层、储层物性的三维空间展布特征，飞C段储层沿台缘带分布在宽约4~5km的条带内，储层（孔隙度大于2%）最发育区在Lg1—Lg001-6井区，最厚可达70余米，大多在30~50m；优质储层（孔隙度大于6%的Ⅰ、Ⅱ类储层）最厚达60余米，大多在20~40m。由于Lg001-6—Lg001-3井区靠近飞C段上部储层物性好，而Lg1—Lg001-1井区在飞C段中下部储层物性好，因此两个独立区块内连通性好，而井区之间不连通。高产井主要集中在台缘带，向台内由于有效储层厚度小，构造相对较低，试采井产水量很大，可见飞C段气藏受白云化滩体发育位置及构造双重控制，气藏主要发育在构造高部位的白云化鲕粒滩。