本发明属于油气田开发工程的物理模拟领域，尤其涉及一种缝洞型碳酸盐油藏三维物理模型充填设计方法。
背景技术：
地下的缝洞结构、连通类型、油水关系能否清楚认识是缝洞型碳酸盐岩油藏能否实现高效开发的基础之一。缝洞型碳酸盐岩油藏中存在裂缝、溶洞等多种流体流动通道，且裂缝、溶洞尺寸大、尺度变化也大，形态发育多样、分布随机。由此导致油水在其间的流动状态极为复杂，存在渗流、非线性渗流、管流、面流、对流及耦合流动等多种流动特征。油气生产规律也是极为复杂，传统的产能评价方法主要借鉴于砂岩油藏，对于缝洞型油藏目前尚无高效的产能评价方法。这些因素使得这类油藏开发水平不高，给碳酸盐岩缝洞型油藏的高效开发带来了巨大的挑战。
由于油藏多处于地下数千米深度，且规模巨大，无法直接观察到缝洞油藏的真实情况，更不能看到井位之间的连通情况。因此，很有必要开展缝洞型碳酸盐岩油藏的室内物理模拟的研究，以满足对缝洞型油藏储集体结构、形态、连通情况以及内部充填性质等研究的需要。
而物理模型的要想达到与地下真实油藏性质相似，必须满足两大关键点：一是缝洞体的三维结构形态；二是缝洞体的内部充填特征。目前对于物理模型中缝洞储集体内部充填性质的研究还未见报道，在已知的文献中，对于缝洞型油藏物理模型的填充分为两种：一是不充填，溶洞内部是完全中空的，溶洞间仅以管路连接。这种模型只反映出空腔中管流的流动性质，油水的重力分异现象明显，不符合地下真实油藏存在多种流动模式的特点；二是任意充填，并没有有效的依据来控制其充填的程度，所以这种充填不能对其有效性进行验证。因而目前所做的物理模型是不具有可靠性的。
缝洞型碳酸盐岩油藏中用以进行室内实验的缝洞物理模型制作一直是个技术难题。实际上，应该说绝对意义上完全中空的溶洞是不存在的，只是有多少充填物、充填程度高低的相对问题，但被充填满、没有剩余空间的溶洞是存在的，从这个角度来说，未充填只是相对的。因此，将充填程度归纳为部分充填(充填程度不同)和全充填两类。溶洞的充填程度决定了它的储集性能，部分充填的溶洞是最有效的储层。充填性质研究的重要性在于：溶洞的充填特征直接影响着溶洞的储集和运移性能，因此，关注溶洞的内部充填对该类储层的高效和精细开发有重要的实际意义。所以不研究缝洞型油藏的充填性，用该模型所得到的实验结果不能与实际生产相结合，不能反映油藏真实特征。
如果没有能够表征缝洞型碳酸盐岩油藏复杂结构特征和充填性质的物理模型，所做的物理模拟就不能够反应油藏的真实特征，也就不能有效地指导此类油藏的开发。因此，提出一种能够制作表征缝洞型碳酸盐岩油藏复杂特征和充填性质的物理模型的方法非常有必要。
技术实现要素：
本发明主要是克服现有技术中的不足之处，提出一种缝洞型碳酸盐油藏三维物理模型充填设计方法，通过该方法可以得到与油藏实际地下空间形态结构、充填性质一致的且能够反应缝洞型碳酸盐岩油藏复杂流动特征的充填模型。
本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种缝洞型碳酸盐油藏三维物理模型充填设计方法，包括以下步骤；
步骤s1、构建缝洞型碳酸盐油藏目标区域的三维空腔物理模型；
步骤s2、确定充填部位、充填内部结构以及垂向物性分布特征；
步骤s3、根据地震反射特征、测井曲线解释、地质建模孔隙度模型来确定充填程度；
步骤s4、选择充填物和胶结剂对三维空腔物理模型进行填充。
进一步的是，所述步骤s3的具体步骤为：
对缝洞型碳酸盐油藏目标区域的结构进行判断；
当缝洞型碳酸盐油藏目标区域的结构类型为溶洞时，通过以下方法确定填充程度；
溶洞为单井控制时，通过下式确定填充程度；
其中单井控制的缝洞体体积通过应用体积雕刻法确定，单井控制液体体积通过动态储量计算法、水驱递减法确定；
溶洞有测井曲线时，通过测井曲线解释得到孔隙度，再通过孔隙度得到充填程度，其填充程度为1和孔隙度的差值；
溶洞无测井曲线时，通过赋值法得到孔隙度，再通过孔隙度得到充填程度，其填充程度为1和孔隙度的差值；
当缝洞型碳酸盐油藏目标区域的结构类型为裂缝、溶蚀孔洞时，通过测井曲线解释、地质建模孔隙度模型来确定孔隙度，再通过孔隙度得到充填程度，其填充程度为1和孔隙度的差值。
进一步的是，其中赋值法确定填充程度的具体步骤：根据目标区域已有放空井测井曲线解释的孔隙度进行分区、分带分析，分析结果平均值进行赋值得到孔隙度，最后得到填充程度。
进一步的是，所述步骤s4的具体步骤为：
步骤s401、根据油藏岩性及物性的垂向特征，选择充填物和胶结剂；
步骤s402、对步骤s2中充填部位、充填内部结构以及垂向物性分布特征进行分析并得到分析结果，再按部位及内部垂向物性分布结构，确定充填物的充填部位、粒度分布及胶结程度；
步骤s403、根据步骤s3中得到的填充程度和三维空腔物理模型体积得到填充物的体积，其填充物的体积为填充程度和三维空腔物理模型体积的乘积；
步骤s404、根据上述步骤得到的数据，对步骤s1中构建的三维空腔物理模型进行填充；
步骤s405、充填完毕后，在相关安装部位加入固定螺钉并对接头涂胶密封，并用螺杆将整个模型固定。
本发明的有益效果是：本发明可以得到与油藏实际地下空间形态结构、充填性质一致的且能够反应缝洞型碳酸盐岩油藏复杂流动特征的充填模型。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做更进一步的说明。
本发明的一种缝洞型碳酸盐油藏三维物理模型充填设计方法，包括以下步骤；
步骤s1、构建缝洞型碳酸盐油藏目标区域的三维空腔物理模型；
其中缝洞型油藏按照地质背景可分为：风化壳、断熔体和古河道三类，其各自发育的储集结构是有所不同的，在地震测试资料上判断并划定目标区域；再通过现有的方法构建缝洞型油藏的空腔物理模型，并根据示踪剂曲线的峰值确定井间连通关系；
步骤s2、确定充填部位、充填内部结构以及垂向物性分布特征；
缝洞型油藏按照地质背景可分为：风化壳、断熔体和古河道三类。按照研究的需要，还可将三类地质背景中抽提出不同的储集结构。其中以溶洞、裂缝、溶蚀孔洞为主。其中溶洞是最良好的储层，裂缝和溶孔为次一级的储渗空间。在以往的模型中，往往只是单纯的刻画出溶洞，而次一级的储渗空间是没有刻画出来的。而溶孔和裂缝除了形态结构区别于溶洞外。其孔隙度，反映在物理模型上也就是孔隙度是不同的。而且在古河道这一背景的单元中，往往呈现出段塞式充填，其发育的溶洞体是充填溶洞和未-少充填溶洞的段塞式分布。综合以上各点，其模型的填充存在一个填充部位的问题。以填充部位区别出原油藏孔隙度不同的发育位置。
在充填设计时，参考原油藏的地震剖面、地质剖面和地质情况为参考，确定充填部位。
分析目标区域的充填序列和充填相，按地层垂向剖面判断出充填序列上垂向的岩性组合及岩性结构特征。在底部有一定分选磨圆的角砾，角砾间的空隙被泥沙胶结，物性差；中部为沙泥和角砾的互层，呈现出正粒序，且压实作用较弱，具有较高的孔隙度，是潜在的储集体；顶部通常发育裂纹化的围岩，也具有较好的物性。一般情况下，在溶洞内部整体上充填模式呈现出角砾与沙泥交替出现的正粒序或多个正粒序特征；
步骤s3、根据地震反射特征、测井曲线解释、地质建模孔隙度模型来确定充填程度；
步骤s4、选择充填物和胶结剂对三维空腔物理模型进行填充。
在本实施例中，所述步骤s3的具体步骤为：
对缝洞型碳酸盐油藏目标区域的结构进行判断；
当缝洞型碳酸盐油藏目标区域的结构类型为溶洞时，通过以下方法确定填充程度；
溶洞为单井控制时，通过下式确定填充程度；
其中单井控制的缝洞体体积通过应用体积雕刻法确定，单井控制液体体积通过动态储量计算法、水驱递减法确定；
溶洞有测井曲线时，通过测井曲线解释得到孔隙度，再通过孔隙度得到充填程度，其填充程度为1和孔隙度的差值；
溶洞无测井曲线时，通过赋值法得到孔隙度，再通过孔隙度得到充填程度，其填充程度为1和孔隙度的差值；
其中赋值法确定填充程度的具体步骤：根据目标区域已有放空井测井曲线解释的孔隙度进行分区(风化壳、古河道、断溶体)、分带(表层岩溶带、垂向渗滤带、潜流带)分析，分析结果平均值进行赋值得到孔隙度，最后得到填充程度；
当缝洞型碳酸盐油藏目标区域的结构类型为裂缝、溶蚀孔洞时，通过测井曲线解释、地质建模孔隙度模型来确定孔隙度，再通过孔隙度得到充填程度，其填充程度为1和孔隙度的差值。
在本实施例中，所述步骤s4的具体步骤为：
步骤s401、根据油藏岩性及物性的垂向特征，选择充填物和胶结剂；
步骤s402、对步骤s2中充填部位、充填内部结构以及垂向物性分布特征进行分析并得到分析结果，再按部位及内部垂向物性分布结构，确定充填物的充填部位、粒度分布及胶结程度；
步骤s403、根据步骤s3中得到的填充程度和三维空腔物理模型体积得到填充物的体积，其填充物的体积为填充程度和三维空腔物理模型体积的乘积；
步骤s404、根据上述步骤得到的数据，对步骤s1中构建的三维空腔物理模型进行填充；
步骤s405、充填完毕后，在相关安装部位加入固定螺钉并对接头涂胶密封，并用螺杆将整个模型固定。
综上，本方法可以得到与油藏实际地下空间形态结构、充填性质一致的且能够反应缝洞型碳酸盐岩油藏复杂流动特征的充填模型。
以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。