三维地质模型辅助下的圈闭和油藏分析教学实验设计.docx

三维地质模型辅助下的圈闭和油藏分析教学实验设计 摘要：为加深学生对油气圈闭和油藏概念的理解，加强对三维空间结构和特征参数的分析，提高学生学习的兴趣和实践动手能力，设计了三维地质模型辅助下的圈闭和油藏分析教学实验，研究并阐述了圈闭和油藏分析的基本参数、基本原理，分析了实验的过程、难点和要点。结果表明，该实验设计集钻井油气信息、储层尖灭、储层顶面构造图、三维地质模型和地质剖面于一体，多维空间相结合，使学生真正理解圈闭和油藏，可以激发学生的学习兴趣和主动性，夯实专业基础，培养学生的创新和实践能力，符合工程教育培养模式。 关键词：断层；背斜；岩性尖灭；圈闭；油藏；三维地质模型 中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）52-0264-03 圈闭和油藏分析是中国石油大学（华东）资源勘查工程专业石油地质学最基本的分析实验，目的是培养学生利用构造等值线图、储层和盖层发育特征，分析断层展布特征，计算断距和评价断层封闭性，确定圈闭的数量、类型，明确圈闭的溢出点、闭合面积和闭合高度等圈闭参数，分析油藏的范围、油柱高度[1-2]。然而，圈闭和油藏是三维空间中闭合的空间，学生在缺乏三维地质模型辅助的情况下，仅仅依据平面图件进行圈闭和油藏分析，一时很难想象出圈闭在三维空间的形态和结构，导致无法真正理解、分析圈闭和油藏。本实验设计了由断层、背斜和岩性尖灭等多种构造和储层因素控制的复杂的圈闭和油藏模型，利用建模软件建立了这些圈闭的三维地质模型，并通过三维地质模型的纵剖面辅助圈闭和油藏分析，加深了学生的理解[3]。 一、圈闭和油藏分析教学实验设计 为了更好地提高学生圈闭和油藏的分析能力，本实验设计了3条断层（F1、F2、F3），5个、3种类型的复杂圈闭，包括2个断鼻型、1个背斜-岩性尖灭复合型、2个背斜-断层-岩性尖灭复合型；储集层顶面构造图和储集层厚度等值线如图1所示，储集层在右侧存在尖灭区；储集层上下各发育60m的稳定泥岩层；该区域已经钻井5口，1―5井中油水界面距离储层顶界面的距离分别是10m、20m、15m、10m、10m。要求学生完成以下任务：（1）分析断层F1、F2、F3的断层封闭性；（2）确定研究区中圈闭的数量和类型；（3）确定每个圈闭的度量参数，包括溢出点、闭合面积和闭合高度；（4）确定油藏的外含油边界，油藏的油柱高度。 二、圈闭和油气藏分析教学实验原理 1.圈闭分析原理。本实验中断层封闭性是依据两盘对接关系来判断，若断层垂向断距大于储层厚度，断层两侧为砂岩与泥岩对接，断层封闭（图2）；若断层垂向断距小于储层厚度，断层两侧则砂岩与砂岩对接，砂岩连通，断层不封闭，此时断层两侧为同一圈闭。溢出点是流体在圈闭中开始外溢的点，也是圈闭能容纳油气的最低点，溢出点所在的构造等高线多与断层线、岩性尖灭线等构成封闭的区间。背斜型圈闭的溢出点一般位于鞍部，断鼻型圈闭的溢出点需要通过圈闭中第一条不封闭的等值线向断层移动，相切的点为溢出点。溢出点所在的构造等高线或者构造等高线与断层线、岩性尖灭线、地层不整合线等形成的封闭区间为圈闭的闭合范围；从圈闭的最高点到溢出点的高程差为圈闭的闭合高度（图2）。 2.油藏分析原理。油藏分析的关键在于确定油水界面的构造高程，计算方法是测量钻井中储层顶面距离油水界面的高度，从储集层顶界面读取钻井位置的构造高程，将两者相加即可得到油水界面的高程。油藏的范围即是油水界面与储集层顶界面的交线在水平面上的投影，而油柱的高度为油藏中储层最高点至油水界面的高程差（图3）。 三、教学实验环节 1.圈闭分析。从构造图上可以计算出断层F1和F3两盘储层顶面的垂直断距为40m，断层垂直断距大于储集层厚度（小于等于20m），为封闭性断层，在三维地质模型和油藏剖面图中也可以清晰地看到A区和F区与相邻地层是完全断开的，因此A区、F区为两个圈闭，A区圈闭受断层和背斜控制，圈闭类型为断鼻型，F区圈闭受背斜、断层和岩性尖灭共同控制，形成背斜-断层-岩性尖灭复合型圈闭；而断层F2的垂向断距只有15m，小于储集层厚度，断层两侧砂岩直接对接，断层开启，因此断层F2两侧B区和C区为同一个圈闭，三维地质模型中可以看到断层两侧储层是部分连接的，该圈闭的溢出点位于B区，圈闭受断层和背斜控制，类型为断鼻型。D区和E区所在的背斜区域，被岩性尖灭区分割为两部分，D区为背斜-岩性尖灭型圈闭，E区为背斜-断层-岩性复合型圈闭。本实验中存在5个圈闭，各圈闭的溢出点和闭合范围如图4所示。从左到右5个圈闭最高点的高程分别是-1995m、-2035m、-2065m、-2055m、-2025m，对应圈闭溢出点的高程分别是-2015m、-2085m、-2095m、-2095m、-2050m，因此可以计算出A区圈闭闭合高度20m，B和C区圈闭闭合高度50m，D区