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发布时间:2020-06-07 22:39:59

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作者:任殿星,田昌炳等

出版社:石油工业出版社

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多条件约束油藏地质建模

多条件约束油藏地质建模试读:

前言

随着国民经济的快速发展,我国对油气的需求剧增。但最近几年勘探发现的石油和天然气大多处在诸如低渗透、火山岩和碳酸盐岩等地质情况非常复杂的储层中,成熟度较高的老油田又处在高含水期,这对油气田开发提出了新的挑战。作为油气田开发基础工作之一的油藏地质建模工作必须面对挑战,去研发一些高效实用的解决这些复杂储层建模问题的技术手段。多条件约束油藏地质建模技术作为解决这些复杂问题的技术手段之一目前已经成熟。所谓多条件约束油藏地质建模是指在建模工区内,将二维和三维空间中有关的地球物理、地球化学、测井、地质以及开发动态等资料作为限制条件或计算参数,用相关的先进配套技术作手段,建立精度相对较高的油藏地质模型的过程。

在多条件约束油藏地质建模技术中涉及地质、油藏工程、数学、地质统计学和计算机技术等诸多问题。本书中引用侯景儒的现代地质统计学原理,以及于志钧和赵旭东石油数学地质中的方法作为多条件约束油藏地质建模技术的地质统计学基础;引用数学手册中的解方程组、差分、概率和数理统计等算法作为多条件约束油藏地质建模技术的计算数学基础;引用OpenGL中的函数作为多条件约束油藏地质建模技术的图形基础。

实践证明,采用多条件约束油藏地质建模技术中的一种或几种组合就可以解决各种复杂类型的油藏地质建模问题。来自国内大量的不同类型油气藏(砂泥岩、火山岩、碳酸盐岩油气藏)的建模实例表明,充分利用与建模对象有关的静态信息及动态资料,将这些资料作为建模的原始数据或约束条件,灵活应用多条件约束油藏地质建模技术,可较好地解决各种各样的复杂地质建模问题,建立置信度较高的油气藏地质模型。本书重点介绍了多条件约束油藏地质建模技术和其应用的成功案例。

任殿星编写第一章第一节,第三章,第四章,第五章第三、第四、第五节,第六章第二节和第七章相关部分。严耀祖编写第一章第二节。田昌炳编写第二章,第七章第一节第二、第八、第九和第十二部分。冯佩真编写第五章第一节。雷光编写第五章第二节及第七章第一节第五部分。郝明强编写第六章第一节第三部分,第七章第一节第三和第七部分。韩庆时编写第六章第一节第四和第五部分,第七章第一节第六部分。周久宁编写第六章第一节第一部分中的第1、第2和第4小节。李保柱编写第七章第一节第一、第四、第十和第十一部分。

全书经中国石油勘探开发研究院开发所田昌炳教授认真审阅。

本书可作为油藏地质建模软件开发者和油气藏地质建模工程师以及相关专业大中专学生的参考用书。由于笔者水平所限,书中难免有错误之处,望批评指正。笔者2012年2月第一章 油藏地质模型及油藏描述

一口有工业价值油气流的探井在某地区成功后,围绕着该探井所属油气藏的构造形态,储层类型及规模,油、气、水的分布,油气储量规模,油、气、水性质,油气藏的天然能量等问题的各项工作就会相继或同时展开。为准确表征出油气藏的以上这些动静态特征,首先是根据地震解释初步资料,确定第一口、第二口……评价井的井位,待评价井完钻后,从地球物理地震处理解释、地球物理测井、地质实验室、油田开发地质到油藏工程等部门的地质师和工程师们就会认真分析油气藏主力层或邻近的区域标志层的构造形态和断层组合规律,根据储层测井曲线解释油、气、水层,确定储层孔隙度、渗透率、饱和度,油、气、水的物性,进行开发小层划分对比、油气产能和开发概念设计等研究工作。这一表征油藏静动态特征的过程就是早期油藏描述。油藏描述工作随着油气藏的开发和调整在反复进行着,直到油气田开发到后期还要进行精细油藏描述。把油藏描述的成果借助于现代计算机技术将油藏各种地质特征在二维和三维空间的变化及分布定量表述出来就靠油藏地质模型。第一节 油藏地质模型

油藏地质模型是将油藏各种地质特征在二维和三维空间的变化及分布定量表述出来的二维和三维数据体。它是油藏描述的最终成果,是油藏综合评价和油藏数值模拟的基础,是新油田开发方案优化和老油田综合调整的依据。其重要意义在于可提高勘探和开发的预见性。一、构成

一般情况下,一个完整的油藏地质模型应该由构造模型、储层模型、流体模型以及驱替模型等构成,如图1-1所示。图1-1 油藏地质模型构成图(选自裘怿楠《油藏描述》)二、分类

油藏地质模型的分类,目前有很多种方法,按不同开发阶段,占有基础资料的程度不同,完成地质任务有所差别,同样所建模型的侧重点及精度也不同。因此,按不同开发阶段将储层地质模型分为概念模型、静态模型和预测模型。对不同开发阶段所建立的地质模型,按三步建模程序分一维井模型、二维层模型和三维整体模型。第二节 油藏描述

由于地质模型是油藏描述的最终成果,因此,了解油藏描述的概念和历程以及发展趋势对理解油藏地质建模技术有着重要的帮助。一、定义

现代油藏描述是以沉积学、石油地质学、构造地质学、储层地质学、层序地层学、地震地层学、地震岩性学、测井地质学和油藏地球化学等为理论基础,以计算机技术为手段,对地质、物探、钻井、分析化验和地层测试等多学科信息进行动态与静态相结合的综合分析与处理,以达到对油藏进行定性、定量描述和评价目的的技术方法。二、油藏描述发展历程

油藏描述(Reservoir Characterization)最早是由斯伦贝谢公司在20世纪70年代首先提出的、以测井为主体的油田技术服务项目(RDS),并提出油藏评价的核心是测井油藏描述。直到1985年斯伦贝谢公司才将三维地震资料及垂直地震剖面(Vertical Seismic Profiling,VSP)资料引入到油藏描述的测井井间相关的研究中,但它强调的描述仍是以测井为主体模式的技术、多学科协同研究及最终的储层三维模型。勘探开发的实践表明,勘探与开发工作成败的关键在于对油藏的认识是否符合客观实际,因而,自“七五”以来,国内外均把油藏描述、表征和预测放在突出重要的位置来加以研究。

斯伦贝谢公司提出的油藏描述应分为:(1)油田地质构造与储集体几何形态的研究;(2)关键井的研究;(3)测井资料标准化;(4)测井相分析;(5)油田参数转换与渗透率的研究;(6)井与井间的地层对比;(7)单井综合测井地层评价;(8)储层参数的建立与作图;(9)计算油田的油气地质储量;(10)单井动态模拟;(11)测井数据库的建立与应用。

20多年来,油藏描述发展迅速,总体上可以分为3个时期。1.以测井为主体的油藏描述

20世纪70年代,油藏描述重点是应用于油气田开发阶段的油藏动态监测及最终采收率的评价,其特点是以测井资料为主,综合地震、岩心、录井、区域地质及生产测试等数据研究整个油田的构造和储层的几何形态和岩相,定量描述油气藏基本参数在空间分布的规律,计算油气地质储量,研究油田开发过程中油藏基本参数的变化,从而对全油田的油气藏进行静态与动态的详细描述。2.多学科协同油藏描述

随着油气勘探开发难度加大,投资费用的不断增加,要求石油地质工作者尽可能地掌握油藏各种地质特征,依据不同勘探开发阶段,不同的信息类别及资料,研究并描述油藏三维空间分布,建立不同类型的油藏地质模型。在20世纪80年代各国均发展了以不同学科信息为主体的不同类型的油藏描述。(1)以地质为主体的油藏描述。

这种描述以地质方法为主,以测井单井评价方法为辅。它是建立在个别井点基础上的研究,不能满足降低勘探风险和提高开发效益的要求。(2)以物探为主体的描述。

地震信息具有覆盖面广、信息量大、可提供无井区以及井间地震信息的优势。所以它成为油藏描述中不可缺少的信息之一,但地震技术需结合井资料才能做出符合实际的描述。它的弱点在于分辨率较低,多解性强。(3)以测井为主体的描述。

在斯伦贝谢公司提出的以测井为主体的油藏描述技术后,1985年,将三维地震及VSP资料引入油藏描述的井间相关对比研究中,但仍然是以点的描述为基础,且不同类型复杂油气藏都用程序化的软件系统及技术,往往使得提供的模型在一定程度上是错误的或不完善的。(4)以油藏工程方法为主的描述。

在开发阶段,油藏描述不可缺少的是油藏动态描述,因而以油藏工程方法为主的描述技术应运而生。主要是利用各种测试信息、生产动态信息、观察井信息与生产测井信息等,研究油藏动态变化特征、流体渗流机理与温压条件变化,进行单井的动态模拟与历史拟合,以预测油藏随时间的变化特征,进行油藏四维变化特征的描述。3.多学科一体化油藏描述

由于单一学科技术发展虽然进步很大,但各自都存在不利的方面。因此,20世纪90年代以来,逐步向多学科一体化描述发展,即应用地质、物探、测井、测试等多学科相关信息资料,以石油地质学、构造地质学、沉积学为理论基础,以储层地质学、层序地层学、测井地质学为方法,以计算机为重要手段,对油藏进行四维定量化研究。三、油藏描述阶段划分及各阶段的主要任务

国内外关于油藏开发阶段的划分方法基本一致。一般来说,油田发现后可以分为评价阶段→方案设计阶段→方案实施阶段→监测阶段→调整阶段→三次采油阶段,最后到油藏废弃。1988年,石油工业部制定的《油田开发管理纲要》中,根据我国绝大多数油田实施的注水保持压力开发的特点,把油田开发分为油藏评价阶段、设计实施阶段和管理调整阶段。1996年,裘怿楠根据常规作法和滚动开发的实际情况,将设计实施阶段细分为设计阶段和实施阶段。2000年,穆龙新将这些阶段归为早、中、晚3个大的开发阶段,或者称为油田开发准备阶段、主体开发阶段和深度开发阶段(提高采收率阶段)。因而,油藏描述也可以根据开发阶段的不同划分为3个不同的阶段。1.开发准备阶段的早期油藏描述

油田发现后到投入全面开发前的这一阶段可称为开发准备阶段,这一阶段所进行的油藏描述统称为早期油藏描述。该阶段的主要任务是对油藏进行开发可行性评价,进而制定总体开发方案。该阶段钻井资料较少,动态资料缺乏,地震资料多以二维为主,三维地震资料相对不足。开发评价和设计要求确定评价区的探明地质储量和预测可采储量,提出规划性的开发部署,确定开发方式和井网布署,对采油工程设施提出建议,估算可能达到的产能规模,并作经济效益评价,以保证开发可行性和方案研究不犯原则性的错误。油藏描述的任务是确定油藏的基本格架(包括构造、地层、沉积等),弄清主力储层的储集特征及三维空间展布特征,确定油藏类型和油气水系统的分布。因此这个阶段的油藏描述以建立地质概念模型为重点,把握大的框架和原则,而不过多追求细节,所以称油田开发准备阶段的油藏描述为早期油藏描述。2.主体开发阶段的中期油藏描述

油田全面投入开发后到高含水以前称为油田主体开发阶段,在这一阶段内所进行的油藏描述统称为中期油藏描述。油田一旦投入全面开发,钻井资料和动态资料都迅速增加,并逐渐有了多种测试和监测资料等。这一阶段开发研究的任务是实施开发方案,编制完井与射孔方案,确定注采井别,进行初期配产、配注,预测开发动态。生产一段时间后,要进行开发调整,阶段历史拟合和预测开发动态等。为此,这一阶段的油藏描述以进行小层划分和对比,落实在早期油藏描述中没有确定的各种构造等属性,建立静态地质模型为重点。3.挖潜、提高采收率阶段的精细油藏描述

油田开发进入高含水后到最后废弃前这一阶段被称为挖潜、提高采收率阶段。这一阶段由于高含水高采出程度而引起地下油水分布发生了很大的变化,开采挖潜的主要对象转向高度分散而又局部相对富集的不再大面积连片的剩余油,甚至转向提高微观的驱油效率上来。早期与中期的那种油藏描述方法和精度已远远不能满足这个阶段的开发要求,它要求更精细,更准确,更进一步定量地预测出井间各种砂体尤其大砂体内部非均质性和小砂体的三维空间分布规律,揭示出微小断层、微构造的分布面貌。油藏描述的重点是建立精细的三维预测模型,确定剩余油的分布空间,进一步提高油田采收率。因此,也把这个阶段的油藏描述称为油田挖潜提高采收率或高含水阶段的精细油藏描述。四、油藏描述的关键技术与发展趋势

油藏描述技术是一项较新的,且不断发展着的技术,它依靠的是地质、地震、测井、计算机等多学科之间的协同工作,体现了多学科、多工种和高度综合化的特点。油藏描述的发展趋势是:管理方式向多学科协同的集约化方向发展,描述软件向集成化方向发展,描述过程向可视化方向发展,研究向系统化、理论化、精细化和预测化方向发展等。目前比较成熟的技术有:(1)储集体地震解释技术:在地球物理勘探中采用高分辨率三维地震勘探技术,进行人机交互解释,采用成图定量描述油藏几何形态和横向预测等技术,包括地震反射特征分析、地震参数综合处理、储集体分类及几何形态地震反演、薄砂体定量解释、储集体的综合解释等内容。(2)储层属性参数的测井解释技术:采用高精度密度、声波和地层倾角等方法及其相应的优化处理与多功能解释技术,包括测井资料的采集、测井曲线的预处理和标准化、关键井的研究、优化测井解释方法、多井解释和储层参数的计算等内容。(3)油藏综合评价技术:包括储层地质特征、储层参数分布规律、油藏地质概念模型、预测模型及油藏综合评价等内容。(4)油藏描述计算机技术:包括油藏描述计算机软件系统、油藏描述数据库、数据处理技术和成果显示技术。

油藏描述技术有如下主要发展趋势。(1)地质研究走向精细化和定量化。

精细化主要表现为:地质研究的尺度越来越小,研究的基本单元越来越小,定量化和预测化的趋势越来越明显。在地层划分上,以层组为单元的地层划分已不能满足实际的需要,以往单砂体尺度的划分也不能满足生产的需要,目前要求在单砂体内部就其结构构造、韵律特征、夹层分布等具体问题上进行深入细致的研究。构造的解释则要求能够解释幅度小于5m的构造,微构造图的等高线小于5m,应表现出断距小于5m、长度小于100m的断层。成岩演化的研究已经远远超越了过去那种简单的定义成岩阶段,而是从成岩的过程进行研究,在盆地范围内,综合研究盆地不同构造单元、不同流体场控制条件下的热力、埋藏、矿物成分、岩石类型等。在油藏范围内,则要研究同一构造、流体场控制条件下的成岩阶次、矿物转化、储层内流体类型、成因单位的沉积机制等内容,在对成岩作用的研究过程中,已经从一维的研究发展到了剖面二维成岩作用的研究,并正在向着三维成岩模拟的方向发展。而近几年发展起来的激光共聚焦技术,开创了测量微观孔隙结构的全新途径,做到了对三维孔隙度和孔隙结构的准确测定,对储层物性给出了准确的评价。

油藏描述定量化主要是指定量地质学方面的研究。随着计算机技术的飞速发展、其他相关学科在技术上的进步以及油田生产对剩余油描述精度进一步提高的要求,储层地质学的发展方向将从一般描述到目前的半定量化研究,最终发展成为定量化研究。定量地质学就是要将地质体的形态、特征、砂体之间的各种比例关系以及砂体内部的各种参数定量地描述出来。定量地质学的研究方法主要包括野外露头解剖、油田密井网解剖和沉积体系的物理模拟与数值模拟等方面的研究。定量地质学要求在研究过程中,除不可用数值表达的地质参数外(如沉积体系、沉积环境等),其他参数则应尽量定量表述。(2)测井技术在储层表征中的作用更加突出。

目前,传统测井技术仍然是储层表征中我们所主要依赖的技术,常规测井所能解决的主要问题有:渗透层、有效层和隔层的划分;解释储层中的流体类型和性质;计算储层的孔隙度、渗透率和含油饱和度。除对渗透率的解释不可靠以外,传统测井技术对其他参数的解释精度都可以满足生产的需要。但常规测井由于测井解释分辨率的问题,对薄层的解释还有一定的困难,不能达到老油田对薄层、差层挖潜的需要;对裸眼井及套管井水淹层定量解释还有较多的问题,不能很好地解释地层属性以及地层流体随开发过程的变化;对低渗透储层的测井解释技术还有待进一步改善。目前,对常规测井资料进行挖潜性研究,可以在一定的程度上解决对裂缝的识别问题,其主要依据:含流体裂缝的导电性、裂缝地层的非均质性和各向异性以及裂缝的发育与岩性的关系等。

针对于常规测井所存在的不足,近十几年来发展出了一些新的测井技术如:成像测井技术、核磁共振测井技术和随钻测井。成像测井技术的最高分辨率可以达到0.5cm,可以观察到大个砾石的沉积现象,在确定地层倾角,探测裂缝、空洞,定量描述薄层,确定断层位置等方面取得了重大的突破,在一定程度上具有代替取心的作用。核磁共振测井技术是一种能够测量储层自由孔隙度的新方法,不受岩性、泥质和流体的矿化度影响,可以定量地提供可靠的孔隙度、孔隙大小分布、渗透率和流体的饱和度数据。(3)地震研究的精细化提高了储层预测精度。

在开发阶段所采用的地震技术,称为开发地震,也称储层地震学或油藏地震学。它是在勘探地震学的基础上发展起来的,充分利用针对油藏的研究方法和属性处理技术,结合钻井、测井、岩石物理、油田地质和油藏工程等多学科资料,在油气田开发和开采过程中,针对油藏特征进行横向预测,做出完整描述和进行动态监测的一门新兴学科。这些技术有:地震目标处理、三维联片处理、迭前深度偏移、高分辨率地震勘探、地震属性分析与烃类检测、相干体分析、定量地震相分析、地震综合解释与可视化、地震反演、储层特征重构与特征反演、AVO分析与反演、3D AVO、井间地震、四维地震、多波多分量等。开发地震的内涵包括两个部分,即储层静态描述与油藏动态管理。

各种地震技术的应用与推广进一步提高了对一般砂泥岩的解释精度,而且对于特殊类型储层,如薄层灰岩、砾岩、泥岩、喷发相火山岩、侵入岩、风化壳等类型储层的解释上也取得了很大的进步。(4)强化原型地质模型的研究与应用。

油田开发过程中储层研究的主要问题是储层的预测问题。提高储层的预测精度之前,必须解决两个方面的问题:第一,要建一个比较精确的沉积体模型,最起码要比被预测的实体精细程度高;第二,要有一套适合于被预测体的储层预测方法。但其中最根本的还是要有比较精细的原型模型。原型模型(Prototype Model)就是反应一个沉积体系的真实的建筑结构和物性分布模型,以及由此而总结出的储层预测方法。一个沉积体系的原型模型是一个非常庞大的系统,包括了该沉积体系的所有规律和认识。在原型模型的建立过程中,主要有三方面的技术手段和途径:第一,解剖出露条件好的露头;第二,进行密井网区的解剖;第三,进行沉积体系的物理模拟和数值模拟。

近十几年,通过对扇三角洲和辫状河露头的详细研究,国内建立了非常详细的原型模型和系列地质知识库,其中包括岩相地质知识库、微相地质知识库、砂体规模尺度库以及许多地质统计知识库。根据这些非常实用的知识库,可以较为准确地预测新老油田不同区块和层位的储层非均质性。

对于具有相同或相似沉积环境的油气田来说,在储层非均质性的预测中,原型地质模型是非常实用的。为了预测不同沉积环境的储层变化特征,需要建立系列的原型地质模型。(5)沉积体的物理模拟和数值模拟是定量地质学发展的重要手段。

我们对古沉积体系的研究(如露头与油田地下储层)主要是靠对沉积体系进行反演完成的,即根据我们所看到的地质现象推测出可能的沉积环境以及由沉积环境所决定的一系列地质属性(包括砂体的规模、配置关系、连续性与连通性以及砂体内部的物性分布规律等),但是整个沉积过程中的各种变化以及由于这些变化对储层产生的影响很难搞清楚,沉积体系的模拟(包括物理模拟和数值模拟)就是为了解决这样的问题而产生的。

所谓沉积体系的物理模拟就是参照沉积体形成过程中的各种地质参数,在实验室内部再现沉积过程。通过沉积过程的物理模拟,研究模拟沉积体内储层的各种属性(物性分布相对值是可以参考的,由于没有经过成岩作用,绝对值与实际储集体的相差很远)。实际上物理模拟是一个涉及水力学、动力学、地质学等多种学科的物理实验。

尽管物理模拟能够实现沉积体正演过程的模拟,并使人们可以清楚了解沉积体形成过程中的各种变化,但由于沉积体的物理模拟时间较长(模拟一个沉积体需要半年左右的时间),经费消耗相对大。因此,在物理模拟的基础上,发展沉积体的数值模拟是对沉积体进行快速正演的有效途径。沉积体的数值模拟,就是在物理模拟的基础上,加入进行数值模拟所需要的主要控制参数,在计算机上实现沉积体系的正演的过程。(6)地质统计学和随机建模技术的应用,定量地描述了储层地质模型的不确定性。

起源于矿产地质研究的地质统计学已发展成为一套较完整的思想体系,由于理论上它有种种优点,被作为一种解决问题的重要工具之一,而得到较广泛的重视和应用。地质统计学一般包括3个基本组成部分:空间函数的相关性分析、克里金估计和随机模拟。空间函数的相关性分析是指对变异函数和协方差函数的分析,这是克里金估计和随机模型的基础。

储层的不确定性是客观存在的。在现有资料不完善的情况下,由于储层的结构空间配置及储层参数空间变体的复杂性,人们难于掌握任一尺度下储层的确定且真实的特征或性质,所以储层预测的结果具有多解性是必然的。随机建模技术是以地质统计学为基础,以随机函数来表征储层物性参数的空间变化的技术手段。随机模型既尊重油气储层固有的地质规律,反映储层客观存在的随机性,又能定量地描述由于资料信息的不足和人们认识的局限给储层地质模型带来的不确定性。它为油气田开发战略决策中的风险分析提供了一个重要科学依据,是地质学科发展的一个重要方向之一。(7)高分辨率层序地层学的发展。

层序地层学作为地质学的一个分支,近十几年得到了很快的发展,特别是在尺度较大的层序地层学研究方法上已经基本成熟,但相对于开发而言的高分辨率层序地层学目前正处于发展阶段。高分辨率层序地层学的核心是如何在识别地层记录中多级次的基准面旋回和多级次的地层旋回。

高分辨率层序地层的分析是以露头、岩心、测井和高分辨率地震反射剖面资料为基础,利用精细层序划分和对比技术,首先,在井剖面上进行高精度的层序地层划分,然后,根据层序的叠置式样进行井间的预测。和一般的旋回对比相比较,由于更多地考虑了时间分辨率,所以在一定程度上可提高对储层的预测精度。高分辨率层序地层学的基本原理包括:地层基准面原理、体积划分原理、相分异原理等。

总之,高分辨率层序地层学目前还处于引进与发展阶段,但从目前的发展趋势上看,极有可能成为沉积学和地质学的一个重要的发展方向。(8)综合研究将是未来的发展趋势。

从20世纪90年代开始,储层表征技术就表现为明显的向多学科综合发展的方向前进,这主要由于两个方面的原因:一方面,随着各种新储层问题的出现,导致储层研究深度不断增加,任何单一的学科都已经不能解决储层研究所面临的新问题,必须走多学科综合发展的思路;另一方面,储层的研究也已经不是一个单纯的地质问题,而是要作为油藏工程和数值模拟的输入数据来应用,必须同这些学科相互结合起来,才能提供更好更准确的地质模型输入以及油藏数值模参数。第二章 中国油气藏地质建模面临的挑战和应对措施

中国大多数油气田形成于陆相沉积环境中,油气藏的类型很多,最主要的有中高渗透多层砂岩油气藏、复杂断块油气藏、低渗和特(超)低渗透砂岩油气藏、稠油油藏以及轻质油藏,还有部分砾岩油藏、碳酸盐岩油气藏、火山岩油气藏等。气藏的类型多数为复杂气藏,除已提到的特(超)低渗透、碳酸盐岩、火山岩气藏以外,还有异常高压气藏、高含硫化氢气藏、高含二氧化碳气藏等。油气藏储层分布范围广泛,从大型坳陷盆地、裂谷盆地至大陆边缘盆地和前陆盆地,从淡水、微咸水、半咸水湖盆至含盐湖盆和湖泊与沼泽交替沉积盆地都有油气储层。油气藏构造复杂,陆相储层的特点决定了油藏构造常常因被断层切割而复杂化,西部常见挤压型逆断层,东部以拉张型正断层为主。油气藏储层复杂多变,因陆相沉积体系相变较快,油气储层连续性和连通性相对差,储层非均质性严重,分布特征复杂多变。储层内流体分布规律多样化,同一油藏中油气水系统较多,部分油气藏中流体分布不仅受构造控制同时也受岩性与岩相控制。第一节 高含水老油气藏

目前,我国绝大部分中、高渗主力老油田都到了开采后期,油田开发进入高成熟期,即综合含水大于80%,可采储量采出程度大于75%后,综合含水高,产量任务很重。剩余油挖潜成了老油田开发调整的主要任务,相应的油藏地质建模侧重点有了很大的变化。一、储层特性

这里所说的高含水油气藏主要指以河流相为主的因长期注水开发而导致目前油层生产中含水率大于80%的中、高渗透砂岩储层油气藏。河流相的中、高渗储层特点是渗透率较高,孔隙度较大,层内、层间非均质性较强,主要体现在层内、层间渗透率极差大。其储层孔喉半径相对较大,胶结物多以石英长石为主,胶结相对牢固。不同河流相其储层结构有很大不同,隔夹层的分布规律因相的改变而变化。河流相中剩余油的分布直接受隔夹层的控制这一规律非常明显。长期注水开采导致老油田的储层孔隙结构发生了重大改变,因而油气相渗曲线也发生了变化,集中体现在储层中大孔道的出现(图2-1),大孔道形成的特高渗透带,流体在其中的流动规律可能不再符合达西定律了。图2-1 油田现场大孔道照片(图片来自胡水清)二、储层建模研究面临的挑战和应对措施

由于高含水老油气田的储层结构和油气水相渗曲线发生了改变,导致这些储层内油、气、水的分布关系变得更加复杂。中高层中的低渗透带和物性夹层内是剩余油存在的主要空间;隔夹层,尤其是曲流河侧积体储层内的隔夹层之间也是富含剩余油的地方;井网不完善造成的剩余油死角区同样是剩余油的存在区域。大孔道的出现对注水开发挖潜高含水老油气田中的剩余油气极为不利。堵塞或避开储层中的大孔道进行注水或注汽开发是老油气田剩余油气挖潜的很实用的方法之一。

因此,需要一些有针对性的实用建模技术来定期重建高含水老油田精细油藏地质模型,准确描述大孔道、低渗带、夹层分布位置以及更详细的沉积微相、局部微构造研究,进行剩余油气的分布规律预测和挖潜。

对于这些挑战的应对措施之一是:把地震构造解释、反演资料,地质小层数据表、储层沉积相和微相研究成果,井网数据,油井生产动态、注水示踪剂监测资料,生产测井数据,油藏数值模拟成果,井间四维地震技术资料,区域地应力研究成果等作为计算数据或约束条件,利用我国地质师、油藏工程师工作经验及研发的具有针对高含水老油气田的先进建模技术和方法,建立精细的油藏地质模型,较为准确地刻画描述出大孔道和剩余油的三维空间位置及分布规律,给剩余油挖潜提供方向。第二节 低渗透油气藏

我国新发现储量中,绝大多数储存在低渗透油藏中。从中部的中生界大型陆相盆地,如四川盆地和鄂尔多斯盆地的上三叠统和侏罗系,既有干旱条件下又有潮湿气候下的河流沉积体系,到由海相盆地向陆相盆地转化的过渡盆地鄂尔多斯石炭系—二叠系,到松辽盆地外围白垩系的葡萄花油层,这些地层中发现了大量的大型低渗透油田和天然气田。一、储层特征

由于低渗透油藏的主要沉积体系是河流,所以其储层连通性相对较好(图2-2)。尽管这些油气田都是低渗透储层,可其储层特征差异较大,由于主流喉道半径是渗流能力的主控因素,黏土类型及含量和可动流体饱和度进一步减小了储层的有效渗流空间,导致鄂尔多斯盆地内的低渗透油藏和松辽盆地低渗透油藏的储层特征差别很大。例如,大庆低渗透储层黏土含量高,以伊利石和蒙皂石为主,对渗流空间影响很大。气测渗透率相近的储层,长庆低渗透储层与大庆低渗透储层相比,主流喉道半径大,可动流体饱和度高以及启动压力梯度小。同时,这些低渗透储层中都有一定程度的天然微裂缝存在,微裂缝是低渗、特低渗透储层最主要的渗流通道之一。天然裂缝中有一部分裂缝在正常压力梯度下是处于闭合状态,当地层压力超过一定程度的情况下,比如注水压力较高时,这部分裂缝就处于张开状态,形成注水通道,大大降低驱油效率。图2-2 低渗透储层露头(图片来自长庆油田)二、储层建模研究面临的挑战和应对措施

低渗透油气藏主要沉积体系是河流,而对这类大型盆地中的河流沉积体系的沉积过程和模式的研究,理论总结较少,对勘探开发指导作用不够。因此,需要进一步细致划分出各类不同的河流型,总结出更多种类,而不仅是曲流和辫状两类型式,建立起我国自己的冲积沉积理论体系。其核心是从沉积过程研究入手,理论模拟、实地考察、实验模拟相结合,形成预测砂体的地质模型,指导勘探开发的深入发展,这将是储层地质建模研究的重要方向之一。同时,微裂缝,尤其是在正常压力梯度下是处于闭合状态,而当地层压力超过一定程度的情况下,处于张开状态的动态微裂缝和局部高渗带导致的局部非均质性对油田开发效果影响很大,只有对低渗透储层中微裂缝的产状、特征、面密度、平面分布规律及其对渗透率的贡献率研究清楚,且在低渗带中准确找出渗透率相对较高的条带以及高精度预测其中的动态微裂缝分布规律之后,才可以充分利用天然裂缝,尤其是动态裂缝的优点,避开其缺点提高驱油效率,大大提高低渗透油气田开发的采收率。这些工作的完成就是对低渗透油藏储层地质建模技术研究的挑战。

应对这些挑战的措施之一是:把地震构造解释、反演资料,地球化学勘探资料,钻井资料,区域地应力研究成果,岩心分析、岩石力学参数研究以及微裂缝属性岩心统计和描述资料,成像测井成果数据,地质小层数据表、储层沉积相和微相研究成果,油井生产动态、注水示踪剂监测资料,生产测井数据,压裂酸化等工艺措施资料,油藏数值模拟成果,井间四维地震技术资料等作为计算数据或约束条件,利用我国地质师、油藏工程师的工作经验及研发的具有针对低渗透油气藏的先进建模技术和方法,建立精细的油藏地质模型,可较为准确地描述出低渗透油气藏中微裂缝的分布位置及规律,表征出低渗透油气藏储层中相对较高渗透率条带,给高效开发低渗透油气藏提供指导。第三节 碳酸盐岩油气藏

我国储量较大的碳酸盐岩油气田主要分布在四川、渤海湾等盆地。继四川油气田、华北任丘油田等工业规模开发之后,近几年来我国在其他地区的碳酸盐岩地层中也有较好的油气发现,如鄂尔多斯盆地、塔里木盆地、酒泉盆地、准噶尔盆地等都有一定规模的油气探明储量。一、储层特性

碳酸盐沉积作用基本上是一种化学作用,其次是生物作用和生物化学作用。控制碳酸盐沉积作用最主要和必要的条件是温暖气候、清洁的水介质和浅水沉积环境。碳酸盐岩在我国分布面积达250×4210km,占沉积总面积的55%。从新元古界到三叠系以海相碳酸盐岩为主,中三叠统以上为陆相碎屑岩所夹的湖相碳酸盐岩。

富含天然气的四川盆地及鄂尔多斯盆地的储层是典型的海相碳酸盐岩。四川盆地震旦系—古生界碳酸盐岩天然气储层特点:震旦系储层孔隙度低,渗透率极低,不同构造运动时期的裂缝充填物不完全一样,裂缝在平面上发育不均一,主高点裂缝最发育,边部最差,裂缝渗透率高而空间体积小;川东石炭系碳酸盐岩储层粒间溶孔及粒间孔洞较为发育,裂缝发育,成岩缝弯曲不规则呈网状,大部分被充填,风化缝半充填或未充填具有很好的渗透性,喜马拉雅构造运动缝为张开缝,未充填或半充填,是渗流主要通道;下二叠统—中二叠统碳酸盐岩储层基质致密,孔隙度平均0.9%,渗透率小于0.001mD,原生孔隙基本消失,储层主要为不同成岩阶段的次生孔隙。喜马拉雅构造运动形成的张开缝为主要渗流通道,风化壳古岩溶孔洞也是主要的储集空间,喜马拉雅时期的碳酸盐岩溶洞裂缝系统是中二叠统较为重要的储渗空间,裂缝—洞孔型储层,非均质性强。鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩储层的储集类型分为三类:(1)裂缝—溶蚀孔洞型,以圆形和椭圆形孔洞与网状微裂缝相串通,成层性好,厚度稳定,通常大洞连接大缝,小洞连接小缝,主力气层就是这种储层。(2)重结晶晶间孔隙型,储层以晶间孔和晶间溶孔为主,孔与孔之间有短喉连接,储层物性较好,但分布局限,受岩性变化控制。(3)裂缝型,以成岩收缩缝为主。

我国的中生—新生界湖相碳酸盐岩储集空间类型包括原生孔隙、次生孔隙和裂缝。原生孔隙包括生物骨架、生物体腔、原生粒间、原生粒内孔隙等;次生孔隙包括粒内溶孔、铸模孔、粒间溶孔、晶间溶孔等;裂缝包括成岩收缩缝、构造缝、缝合线、溶蚀缝等。储层可划分为孔隙型、裂缝—孔隙型、微孔隙—裂缝型及裂缝型。

典型的碳酸盐岩储层模型示意图如图2-3所示。图2-3 碳酸盐岩储层模式图(图片来自朱怡翔)二、储层建模研究面临的挑战及应对措施

继四川油气田、任丘油田等工业规模开发之后,近几年来我国在其他地区的碳酸盐岩地层中也有较好的油气发现。其储层建模同样也面临着难题,因为储层控制因素及分布规律预测一直是碳酸盐岩研究的重点和难点,储层储集空间主要以裂缝、溶蚀孔洞等次生孔隙为主。可靠的裂缝、溶蚀孔洞描述分布预测和评价需要碳酸盐岩储层建模技术更加先进。

处理这些难点应对措施之一是:把地震构造解释、储层反演资料,成像测井成果数据,区域地应力研究成果,岩心分析、岩石力学参数研究以及裂缝、溶蚀孔洞属性岩心统计和描述资料,地球物理测井、地质小层数据表、储层沉积相和微相研究成果,油井生产动态、注水示踪剂监测资料,生产测井数据,压裂酸化等工艺措施资料,油藏数值模拟成果,井间四位地震技术资料等作为计算数据或约束条件,利用我国地质师、油藏工程师的工作经验及研发的具有针对碳酸盐岩油气藏的先进建模技术和方法,建立精细的油气藏地质模型,能较准确地表征出碳酸盐岩油气藏中裂缝、溶蚀孔洞等次生孔隙的分布位置及规律,为高效开发碳酸盐岩油气藏提供帮助。第四节 火山岩油气藏

近几年,我国石油勘探在火山岩储层中相继有较大的油气发现,几乎每个沉积盆地中都有火山岩储层。火山岩储层研究已成为我国复杂储层研究的重点项目之一,其储层建模技术的先进与否直接影响着油气田开发方案的质量。一、储层特性

我国中—新生代以来频繁的构造运动导致岩浆活动具有多期性的特点,从而在含油气盆地中出现岩石种类多样、形态各异、规模不一的岩浆岩体。尤其地处生油凹陷中或其邻近地区的多孔隙岩浆体更易于形成各类油气藏。例如,东部的松辽盆地徐家围子断陷和长岭断陷营城组火山岩较好的储层为爆发相和溢流相,爆发相形成岩性为凝灰岩、角砾熔岩、火山角砾岩、集块岩等,溢流相形成于火山喷发旋回的中期,是含晶析出物和同生角砾的熔浆在后续喷出物推动和自身重力的共同作用下,沿着地表流动过程中,熔浆逐渐冷凝固结而形成,溢流相岩性主要为流纹岩、英安岩、安山岩、玄武岩等;西部的准噶尔盆地西北缘石炭纪至早二叠世火山岩岩石类型复杂多样,既有火山熔岩、火山碎屑岩,又有侵入岩,火山碎屑岩包括凝灰岩和火山角砾岩,火山熔岩主要包括安山岩和玄武岩,侵入岩主要包括花岗岩和辉绿岩,火山岩锗层储集空间主要包括次生溶孔、裂缝以及少量原生孔隙(晶间孔、砾间孔、残余气孔等),储层以低孔低渗(或特低渗)储层为主,储层非均质性强,其中火山角砾岩和安山岩储层物性相对较好,其次是凝灰岩和玄武岩;渤海湾盆地惠民凹陷临商地区沙一段火山岩储层以火山角砾岩与凝灰岩为主,火山岩储集空间主要为粒间孔、溶蚀孔及构造缝,孔隙结构具有小孔细喉、孔喉连通性与分选性差的特点,火山岩相影响着火山岩储集空间的发育,火山碎屑流相中上部及爆发坍落相顶部为有利的储集相带。

火山岩储层有一共同特点,储层构造是由事件性沉积所控制,构造形态突变远比砂岩储层严重,其岩相和岩性在陆相油气藏中最为复杂,在喷发、喷溢、冷凝、结晶和构造等因素影响下,火山岩体内形成各种孔隙和裂缝,由孔、缝和洞交织在一起形成诸多类型的储集空间,储层的非均质性极强(图2-4)。图2-4 火山喷发模式(图片来自闫林)二、储层建模研究面临的挑战及应对措施

火山岩储层中的孔、缝、洞带的物性描述、定量化表征和其分布范围预测是火成岩储层描述及油气藏储层建模的一个重点和难点。

针对这些难点其应对措施之一是:把地震构造解释、储层反演资料,火山体及火山岩相研究资料,成像测井成果数据,区域地应力研究成果,岩心分析、岩石力学参数研究以及裂缝、孔、洞属性岩心统计和描述资料,地球物理测井,地质小层数据表、油井生产动态、注水示踪剂监测资料,生产测井数据,压裂等工艺措施资料,油藏数值模拟成果,井间四维地震技术资料等作为计算数据或约束条件,利用我国地质师、油藏工程师的工作经验及研发的具有针对火山岩油气藏的先进建模技术和方法,建立精细的油气藏地质模型,就可以较准确地描述出火山岩油气藏中孔、缝、洞的分布位置及规律,高效开发火山岩油气藏。第三章 油藏地质建模方法与技术现状

油藏地质建模的方法较多,随着地质学、数学以及基于两者之上的地质统计学的发展和计算机技术的进步,肯定会有更多的建模方法出现。但是各种建模方法最终还是处于以下两种建模方法的范畴:确定性建模方法和随机建模方法。围绕着确定性建模和随机建模,根据油气田勘探开发技术和工艺的进步带来的对油藏特征认识的加深,国内外专家一直在潜心地做着建模新方法的研究工作。在我国,主要是针对复杂陆相油气田的地质特征进行着相关的油藏地质建模技术研究,并取得了很重要的成果。第一节 油藏地质建模方法

储层模型是油藏地质模型的关键,可以用储层建模的方法与技术现状代表油藏地质建模的技术现状。储层模型实际上是描述储层结构及储层参数的空间分布规律和变化特征的模型。储层建模的核心是井间预测,提高模型精度的主要方法是提高井间预测精度,井间预测对应着两种建模方法:确定性建模和随机建模,确定性建模可以对未知区给出确定性的预测结果,随机建模则是对井间未知区应用随机模拟方法给出多种可能的、等概率的预测结果。一、确定性建模方法

确定性建模的方法有以下3种。(1)地震方法。

从已知井点出发,利用地震横向预测技术,进行储层参数的预测,并建立储层整体的三维地质模型。应用的地震方法主要有三维地震和井间地震方法。(2)水平井方法。

水平井沿储层走向或沿倾向钻井,直接取得储层侧向或沿层变化的参数,藉此可以建立确定的储层地质模型。但由于测井解释技术所限,还存在一些不确定性因素。该法还处于攻关阶段。(3)井间对比与插值方法。

这是常规的建立确定性模型的方法,储层结构主要通过井间对比来完成,井间储层参数则通过井间插值来完成。井间砂体对比是在沉积模式和相分析的基础上进行的。在对比中可以借助于其他的资料、方法和技术,如三维地震解释、地质认识等。通过砂体对比,可以建立储层结构模型。井间插值方法有很多,分为传统的统计学方法和地质统计学方法。由于传统的数理统计学插值方法只考虑观测点与待估点之间的距离,而不考虑储层参数在空间的相关性,所以插值效果较差。人们常用克里金法来进行井间预测,它考虑到了地质变量的空间相关性和随机性。

克里金法是地质统计学的核心,它利用变异函数和协方差函数来研究地质变量在空间上的相关性和随机性,从井剖面中获得储层参数。

该方法是根据待估点周围的若干已知信息,应用变异函数所特有的性质,对待估的点作最优无偏估计。二、随机建模方法

由于人们对储层认识的不够,加之已知信息有限,地质变量具有一定的不确定性,这种不确定性使得储层预测具有多解性,这时确定性方法所预测的唯一结果就具有较大的风险,因此人们常用随机模拟方法来作储层预测。

随机模拟就是以已知的信息为基础,以随机函数为理论,应用随机建模方法,产生可选的、等概率的储层模型的方法,这种方法认为控制点以外的储层参数具有一定的随机性,所以随机建模结果可能有许多个,且是等概率的,这可以满足油田开发决策在一定风险范围内的正确性。若随机建模的几个结果相差很小或相同,这表示模型中的不确定性较小,否则,模型中的不确定性较大。

H.H.Halderson将随机模型分为离散模型和连续模型两类,离散模型主要描述离散性质的地质特征,连续模型主要描述连续变化的地质参数在空间的分布,实际中这两步常结合在一起,从而形成两步建模模型,即首先建立离散模型,描述储层大范围的非匀质特征,接着在离散模型的基础上建立描述储层参数空间变化和分布的连续模型。

目前,随机建模的方法很多,分类方法也很多,以模拟实现的过程将随机建模方法分为两大类:一类是以目标物体为模拟对象的方法,一类是以像元为模拟对象的方法。1.以目标物体为模拟对象的方法

这类方法主要描述各种离散性地质特征的空间分布,以建立离散模型。主要方法有布尔模拟方法和随机成因模拟法。2.以像元为模拟对象的方法

这类方法主要用来模拟各种连续性参数及离散性参数的变化,主要建立连续性模型,也可建立离散性模型。常见的方法有马尔可夫(Markov)随机域方法、截断随机函数法(如截断高斯函数法)、两点直方图法、序贯指示模拟法、序贯高斯模拟法、模拟退火法、遗传算法、分形随机域法、矩阵方法等。下面介绍一下这些方法。(1)布尔模拟法。

布尔模拟法为一逼近过程,认为在结构模拟中应从具有成因意义的目标创建,而不应一个个节点来模拟。依据一定的概率定律按照空间物体分布统计规律,产生这些物体中心的空间分布,并按一定的先验关系,确定中心点在此处的物体的几何形状、大小和属性。布尔模拟目前主要用于非条件模拟,用来建立离散型模型,如砂体格架平面、剖面或者三维分布模型。

优点是易理解,快速;缺点是井数据对模拟结果限制作用小,目标形状高度简化。(2)矩阵方法(LU分解算法)。

通过将一复杂的协方差矩阵LU分解后,通过对随机数的矢量乘以L矩阵得到不同的模拟结果。LU分解的算法要求在单一的协方差矩阵中同时考虑所有的结点和数据位置,现在对于数目(n+N)的实际应用的限制是不多于几百个。在需要大量的实践时,通过协方差矩阵LU分解的模拟是一种最快的方法。(3)序贯高斯模拟。

基于序贯模拟,基本特点是前面的模拟值在随后估计新位置处的互补累计分布函数(Complementary Cumulative Distribution Function,CCDF)时作为条件数据,各模拟节点的CCDF基于高斯假设通过克里金均值和方差来确定。算法稳健,广泛用于产生连续高斯分布变量的实现;要求数据为正态分布,否则用正态得分转换变为正态分布。(4)序贯指示模拟。

序贯指示模拟可以模拟连续变量和类型变量,除了各点的CCDF由指示克里金均值和方差来确定外,它与序贯高斯模拟几乎相似。(5)模拟退火模拟。

模拟退火模拟是一种灵活、适应性好的优化技术,类比固体冷却退火方式优化函数(或过程),它的关键是栅网格统计特征与目标值之间的偏差最小化,描述这一偏差的函数称为能量函数。在实际的模拟退火中,能量的增加是可以容忍的,允许能量增加的机会和因素有两个:增加的数量级和迭代的次数。(6)遗传算法。

遗传算法是一种模拟生物界中自然选择和遗传现象并利用适者生存原理的全局优化的搜索算法。在模拟当中,首先要在参数编码的基础上定义一个合适的目标函数,然后使之最大化。一个简单的遗传算法(Genetic Algorithm,GA)包括作用于有限染色体上的选择、交叉、变异3种操作。对于一个新模型母体的生成,随机选择一个模型母体,重现它最基本的选择方法,随机采样,利用单个模型和所有模型适应度之比来确定选择概率。随机取两个模型形成一对,直到全成对。新母体包括以正比于所有模型数乘以概率的原始模型组成,配对后,每个编码的模型参数受制于以一定概率与配子交叉的可能性,新模型适应度若大,则保存;若小,则以一定的更新概率用前面产生的模型代替当前模型。(7)截断高斯模拟。

定义不同类别的一系列门槛值(可以随着空间位置而变化)来截止断连续实现,结果是模拟类别的空间次序是固定的。这个条件有时有用,有时却制约了方法的应用。(8)马尔可夫(Markov)随机域模拟。

此模拟方法类似于SISIM(Structural Similarity Index),但理论和算法上都不同。用于离散变量,这些变量可与地质参数或通过一套截断值离散化的连续参数有关,常用于图像处理和统计物理学。Markov随机域模拟的基础是条件概率关系式,它受相邻数据的约束。实际中相邻域很简单,只有两排节点在待估点周围,这样Markov随机域模拟就利用对应于所有可能状态的局部条件概率来完全确定。过程是迭代的,据概率比又一个状态替代另一个状态。模拟开始于为作对比的图像。(9)基于同位协同克里格的高斯模拟。

优点:实用,无需模拟交叉协方差,快速,稳定,灵活(综合许多来源的软数据作多变量的联合模拟,通过同位信息恢复了交叉信息)。与全协同克里金比较,总体上是比较有利的,由于同位逼近,图像恢复趋于具有更多小规模噪音。(10)分形随机模拟。

分形随机模拟是一种估计加上模拟误差(ESE)的模拟方法。常见的分形模拟主要有两种算法,即中点法和连续随机加法。

中点法:中点法是最简单的分形模拟方法,它是一维方法,沿两端点已知的线产生随机值,先在两点中点处线性内插一值,然后从具有某一方差的正态分布选取增加一随机数,重复二分。优点是精确地忠实已知数据。

连续随机加法:连续随机加法源于中点法。为了克服中点法产生的分布不是均匀分布(为小线段中点的方差继承了上一交线段中点的方差,使得方差不断增大),在上一个值上加一小的随机校正值,使得整体方差的增加与中点的方差相匹配,结果为一平滑的变化的方差。(11)迭代方法。

一些迭代算法类似于模拟退火,通过不断迭代更新和改善起初不具空间相关性的模型来满足目标条件。但在两个方面它们不同于模拟退火:①由于它们试图忠实的统计特征仅有变差函数和直方图,故没有退火方法灵活;②它们不通过交换更新网格值,因此这些方法可能不会精确地忠实直方图。此法中,由于克里金权值保持不变,估计速度很快。第二节 技术现状

近十几年来,地质建模技术发展很快,但无论是基于传统还是基于现代地质统计学基础上的各种建模技术算法都有自己的局限性。比如,很多种算法都涉及到的累积概率曲线和变差函数曲线都依赖于已知观测点(样本)的个数,已知观测点数越多且分布越均匀预测结果越可靠,否则,目前所有算法都不可靠。理论上,克里金法是现代地质统计学的核心,它利用变差函数和协方差函数来研究地质变量在空间上的相关性和随机性,但是观测点数目不足够时,实验变差函数,几乎没有规律可言,拟合出的用于克里金方程组中的变差函数具有多解性,这就使得该算法的可靠程度大打折扣。尽管一直很流行、实用的基于弹性力学基础上的多种样条曲面拟合插值法,在保证某个规律的光滑曲面严格过每个观测点后,确定该曲面方程,用曲面方程求解插入点的预测值,能够较好地反映出预测属性在空间分布上的规律,但是观测点较少和分布不均匀时,同样没有好的置信度。

地质建模问题不纯粹是数学问题,还是个地质问题。地质问题的解决还要靠综合技术,除地质统计学、数学等学科外还要将地球物理、地球化学、地质、油田开发、工程工艺等方面的理论、技术和经验纳入到油藏地质建模技术中,用这种方法建起来的地质模型置信度才高。

目前,我国建模工作主要依赖国外技术,有些国外技术并不适合解决国内的实际复杂地质条件下的油藏地质建模问题,如透镜体(土豆层)、复杂断块、复杂边界储层的建模问题,西方建模技术就不能很好地解决,甚至不能解决。

由于我国油气藏类型繁多,在将油藏描述成果转换为可提高勘探和开发预见性的油藏地质模型的过程中,地质师和工程师们积累了大量的解决各种问题的工作流程、工作经验和先进实用技术。近几年来,针对我国油气藏建模的实际问题和需要,我国石油地质师和工程师们积累的先进技术研制和开发的适合我国各种地质情况的三维油气藏地质建模实用技术和软件,在国内油气田开发中正在发挥着巨大的作用。第四章 多条件约束油藏地质建模

自1993年以来,作者在油气藏地质建模技术研发的实践中,为国内外项目建立过大约200多个油气藏地质模型,其中不少为国家重点项目。按储层岩石类型划分,这些油气藏可分为:砂岩油气藏、泥岩油气藏、火山岩油气藏、碳酸盐岩油气藏。按圈闭类型划分,这些油气藏可分为:构造油气藏、岩性油气藏、岩性+构造油气藏。按储层内流体类型划分,这些油气藏可分为:油藏(稀油、稠油)、气藏、凝析气藏。这些油气藏中有些较为简单,有些很复杂。从接到项目到任务完成都要经历从基础数据选择整理去伪存真到特殊问题的处理到计算方法选择到模型修改直至完成模型这一过程,且在这一过程中限制条件很关键,往往是限制条件越多,建立的油藏地质模型就越可靠。因此,在实践中,逐渐形成了一套以多条件约束建模技术为核心的实用油藏地质建模技术体系。第一节 多条件约束油藏地质建模概念

多条件约束油藏地质建模这个概念是作者在1995年前后提出来的,并逐步加以完善和发展至今。

多条件约束油藏地质建模是在建模工区内,将有关的二维和三维空间中的地球物理、地球化学、测井、地质、开发动态等资料作为限制条件或计算参数,用相关的先进配套技术作手段,建立精度相对较高的油藏地质模型的过程。其中的“多条件约束”主要有3种基本含义:(1)属性空间约束;(2)属性转换约束;(3)属性校正约束。一、属性空间约束

属性空间约束可以理解为,某种属性的建模空间必须在其他属性数据体所形成的公共约束空间内。以二维空间为例,用图形表示这一过程(图4-1):A属性的约束范围在斜线环内;B属性的约束范围在竖线环内;C属性的约束范围在横线环内;D区(灰色部分)为3个约束条件A、B、C属性空间的交叉重合区域,也就是所规定的建模空间。

这种约束很普遍,尤其是在复杂流体分布建模过程中非常实用。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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