油藏地質建模技術綜述

摘 要：油藏地質建模技術是油藏描述技術的一項重要組成部分，由于相關理論研究的深入和計算機技術的進步，該技術近年來得到了快速發(fā)展。本文從油藏地質模型的分類，油藏地質主要方法和油藏地質建模的基本工作流程三個方面對油藏地質建模技術進行了敘述。

關鍵詞：油藏地質建模；模型分類；建模方法；工作流程

1 引言

油藏地質模型是指反映油氣藏分布的基本特征和空間分布規(guī)律的地質實體。油藏地質建模的研究興起于是上世紀八十年代中后期。該技術以沉積學、石油地質學、構造地質學、儲層地質學、等地質學理論為基礎，以數(shù)學地質、地質統(tǒng)計學和油層物理學理論為研究手段，在計算機技術的支持下對油氣藏及其內部結構進行精細刻畫。油藏地質建模的目標可以概括為：從油藏形態(tài)、儲層性質、規(guī)模大小及分布、流體性質及空間展布等方面對油藏描述的研究成果進行概括，獲得能夠如實反映目標地質體特征的模型。

2 油藏地質模型的類型

不同研究者從不同角度提出了油藏地質模型的分類方法，歸結起來主要有按研究內容劃分、按開發(fā)或油藏描述階段劃分、按儲層結構類型劃分、按模型組成規(guī)模劃分以下四種劃分方法，下面分別對其進行敘述。

2.1 按研究內容劃分

（1）地質模型。地質模型包括構造子模型、沉積子模型、成巖子模型和地球化學模型。其中前三者分別從油藏幾何形態(tài)和地質構造、儲層結構特征、儲層物性方面對油藏進行描述，屬油藏結構模型。地球化學模型的描述對象為地層流體類型、分布及流動機制（單相、多相）、流動單元體等，屬流體模型。

（2）滲透層模型。主要依據(jù)沉積子模型，把巖石物性數(shù)據(jù)加進去，以定量化的三維模型，反映高滲透層、低滲透層在構造相帶上的分布。

（3）流動單元模型。流動單元是一個橫向、垂向上連續(xù)的儲集相帶，在同單元體內各部位巖性相似，影響流體流動的巖石物質也相似。流動單元模型由許多流動單元塊鑲嵌疊砌組成，各單元塊的界線與構造斷層的位置、巖性、巖相帶以及成巖膠結物類型的分布相對應。

（4）定量的流體動態(tài)模型。可作為油藏的代表，以此為依據(jù)計算油藏的產(chǎn)量、產(chǎn)能、分析注水前緣和推進速度以及注水后殘余油的空間展布。

2.2 按開發(fā)或油藏描述階段劃分

裘懌楠（1992）根據(jù)油田不同開發(fā)階段的任務、資料精度及對地質模型的要求將油藏地質模型劃分為概念模型、靜態(tài)模型和預測模型。

2.3 按儲層結構類型劃分

儲層結構是指儲集砂體的幾何形態(tài)及其在三維空間的分布。這一模型是儲層地質模型的骨架，也是決定油藏數(shù)值模擬中模擬網(wǎng)塊大小和數(shù)量的重要依據(jù)。

儲層結構模型的核心是沉積模型，Weberhe和Geuns（1989）在對砂體空間分布特征以及沉積作用總結的基礎上將不同沉積相形成的儲層結構類型歸納為三類：千層餅狀儲層結構、拼合板狀儲層結構和迷宮狀儲層結構。

2.4 按模型組成規(guī)模劃分

Helgeqi H·Haldorson（1986） 按照與孔隙平均值相關的體積分布提出了巨大規(guī)模、大型規(guī)模、宏觀規(guī)模、微觀規(guī)模的四級劃分方法。

Pettijion（1973）從儲層非均質性出發(fā)提出了層系規(guī)模、砂體規(guī)模、層理規(guī)模、紋層規(guī)模和孔隙規(guī)模的五級劃分方法。

信荃麟（1992）按照研究對象的不同提出了油田規(guī)模、小層規(guī)模、砂體規(guī)模、巖心規(guī)模、孔隙規(guī)模的五級劃分方法。

3 油藏地質建模的方法

油藏地質建模方法大體上可分為：確定性建模、定量建模、確定性建模和定量建模相結合的約束建模。

確定性建模以各種沉積上有代表性的地表巖石露頭為基礎，以高分辨率層序地層學、儲層沉積學和沉積動力學（巖石相、砂體成因單元、沉積體系）、層次結構分析等理論為研究手段。此外，基于地震資料的建模方法近年來受到了更多的重視。該方法以高分辨率三維地震為基礎，利用其覆蓋范圍廣的優(yōu)勢，直接追蹤井間砂體和求取儲層參數(shù)。但目前地震勘探的分辨率還滿足不了油田開發(fā)研究單砂體的要求，因此該方法距實際應用尚有一定的距離。

隨機建模方法興起于上世紀90年代，近年來逐漸成為發(fā)展很快的一項熱門技術。其主要思路是：選擇儲層砂體在地面出露的露頭，進行詳細測量和描述，取樣密度達到幾十厘米的網(wǎng)絡（1英尺×1英尺），把這類砂體的儲層物性（如滲透率）的空間分布，原原本本的揭示出來，以此作為原型模型。從中利用地質統(tǒng)計技術尋找其物性空間分布的統(tǒng)計規(guī)律，以此統(tǒng)計規(guī)律就可以去預測井下各類儲層的物性分布。具體方法包括模擬退火法、順序指標模擬法、 分形隨機函數(shù)法、馬爾科夫隨機域法 、LU分解法、轉帶法等。 隨機建模方法的優(yōu)點在于能夠綜合利用各方面地質信息，增強模型的靈活性。缺點在于結果受人的主觀因素影響較強，且對計算機的計算能力提出了較高的要求。

約束建模的方法目前主要有分斷塊構造建模的斷控定量建模法，相帶約束下的相控定量建模，測井約束下的地震建模，已知模型類比約束建模等。

4 油藏地質建模的基本流程

不論采用確定性建模還是隨機性建模方法抑或二者相結合的約束建模，建立油藏地質模型一般必須經(jīng)過幾個步驟：（1）建立井模型。（2）建立層模型。（3）建立參數(shù)模型。（4）地質模型網(wǎng)塊的粗化。（5）建立油藏數(shù)模網(wǎng)格，圖1展示了油藏地質建模的一般化流程，具體的建模方法在面對不同的研究對象和研究目標將存在一定的區(qū)別。

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