儲(chǔ)層地質(zhì)建模方法及在斷塊油藏中的應(yīng)用

于寬

摘 要： 儲(chǔ)層的物性及變化規(guī)律在很大程度上控制著地下油氣的分布、儲(chǔ)量、產(chǎn)量及產(chǎn)能，直接影響油氣勘探與開發(fā)。本文闡述了儲(chǔ)層巖孔隙性、滲透性的基本物理特性；總結(jié)儲(chǔ)層地質(zhì)建模的常用方法及其優(yōu)點(diǎn)和局限性，分析得出，建模流程兩次條件約束能夠很好地進(jìn)行模型參數(shù)控制；隨機(jī)建模較確定性建模能更好地反映儲(chǔ)層復(fù)雜的地質(zhì)實(shí)際，提高預(yù)測評(píng)估精度。

關(guān)鍵詞： 儲(chǔ)層特性；地質(zhì)建模；建模流程；應(yīng)用

前 言

儲(chǔ)層是油氣聚集成藏不可或缺的基本要素之一。儲(chǔ)層的層位、類型、發(fā)育特征、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、分布范圍以及物性變化規(guī)律等在很大程度上控制著地下油氣的分布狀況，與油氣的儲(chǔ)量、產(chǎn)量及產(chǎn)能密切相關(guān)，直接影響到油氣勘探與開發(fā)。本文闡述了儲(chǔ)層的特性，簡要總結(jié)了儲(chǔ)層地質(zhì)建模的常用方法、建模流程以及發(fā)展趨勢。

1 儲(chǔ)層特性

（1）孔隙性。孔隙的分類，根據(jù)孔隙的成因可將其分為原生孔隙和次生孔隙。原生孔隙主要受沉積因素的控制，如粒間孔隙、雜基孔隙；次生孔隙主要受成巖作用控制，如溶蝕孔隙、溶洞等；裂縫主要受成巖后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制，如構(gòu)造縫、層間縫、收縮縫等。孔隙度可分為絕對(duì)孔隙度和有效孔隙度兩類。在生產(chǎn)實(shí)踐中，有效孔隙度才有實(shí)際意義，但不包括那些孤立的孔隙和微毛細(xì)管孔隙。砂巖儲(chǔ)層的e介于5% ～30%，一般為10% ～20%； 碳酸鹽巖儲(chǔ)層的e一般<5%。（2）滲透性。巖石的絕對(duì)滲透率是指巖石孔隙中只有一種液體（單相） 存在，液體不與巖石起任何物理和化學(xué)反應(yīng)，且流體的流動(dòng)符合達(dá)西直線滲濾定律時(shí)所測的滲透率。巖石有效滲透率又稱相滲透率，是指儲(chǔ)層中有多相流體共存時(shí)，巖石對(duì)其中每一單相流體的滲透率，用Ko表示油藏的有效滲透率。

2 儲(chǔ)層地質(zhì)建模方法及應(yīng)用

儲(chǔ)層地質(zhì)建模是對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行三維立體角度的定量研究，其實(shí)質(zhì)是綜合各學(xué)科對(duì)儲(chǔ)層的研究結(jié)果，運(yùn)用先進(jìn)的行業(yè)軟件建立儲(chǔ)層三維模型，能更清晰、科學(xué)地開展油藏評(píng)價(jià)、油藏開發(fā)管理等工作。地儲(chǔ)層建模也有兩種，即確定性建模和隨機(jī)建模。

2.1 確定性建模。確定性建模方法主要有三種。（1）儲(chǔ)層沉積學(xué)方法。建立儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)模型時(shí)，主要采用高分辨率等地層對(duì)比資料，結(jié)合研究區(qū)沉積體的空間形態(tài)、巖性組合、沉積結(jié)構(gòu)、構(gòu)造背景等資料，通過井間砂體對(duì)比，建立儲(chǔ)層模型。利用所建模型研究儲(chǔ)集巖的巖性、孔隙性、滲透性、儲(chǔ)運(yùn)油氣等特征，建立儲(chǔ)層相模型，應(yīng)用層序地層學(xué)原理進(jìn)行儲(chǔ)層評(píng)價(jià)。儲(chǔ)層沉積學(xué)方法是一種比較基礎(chǔ)而實(shí)用的研究方法，尤其用于碎屑巖儲(chǔ)集層能得到很好的效果。（2）儲(chǔ)層地震學(xué)方法。儲(chǔ)層地震學(xué)方法主要是應(yīng)用地震資料研究儲(chǔ)層的幾何形態(tài)、巖性及參數(shù)的分布，建立儲(chǔ)層的三維地質(zhì)模型進(jìn)行儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)。地震儲(chǔ)層學(xué)是新興的學(xué)科，儲(chǔ)層地震學(xué)反演模擬方法精度更高，但尚存在很多問題需要完善。（3）克里格方法。克里格法的基本思想是應(yīng)用變差函數(shù)對(duì)預(yù)測點(diǎn)進(jìn)行未知值最優(yōu)、無偏的估計(jì)。由于克里格方法針對(duì)局部數(shù)據(jù)是最優(yōu)的估計(jì)方法，不能保證總體最優(yōu)，因此，克里格法不是主流的儲(chǔ)層建模與預(yù)測的研究方法。

2.2 隨機(jī)建模。隨機(jī)建模是指以已知的信息為基礎(chǔ)，以隨機(jī)函數(shù)為理論，應(yīng)用隨機(jī)模擬方法得到可選的、等概率的、高精度的反映變量空間分布的模型。儲(chǔ)層是地下未知體，有不確定的特點(diǎn)，因此，在儲(chǔ)層建模時(shí)多采用隨機(jī)建模，能更好地反映儲(chǔ)層的不確定性、復(fù)雜性。基于隨機(jī)建模的優(yōu)點(diǎn)，近年來一直被石油地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者探討并運(yùn)用于儲(chǔ)層建模中。大量研究成果表明，隨機(jī)建模能夠很好地反映模擬儲(chǔ)層的參數(shù)特征，能夠滿足對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)一步研究的需要，能夠?qū)?chǔ)層的空間分布、產(chǎn)量預(yù)測、含水率預(yù)測等研究工作定量化、三維化，是近年來專家學(xué)者研究和應(yīng)用的重點(diǎn)。

3 儲(chǔ)層地質(zhì)建模流程

隨機(jī)建模和確定性建模過程既有區(qū)別，又有聯(lián)系。確定性建模只考慮局部估計(jì)值最優(yōu)，而未考慮整體空間相關(guān)性，隨機(jī)建模強(qiáng)調(diào)空間整體的相關(guān)性； 確定性建模給出的數(shù)據(jù)平滑，削弱了離散性，隨機(jī)建模能更好地反映儲(chǔ)層物性的離散性。主要分為三個(gè)步驟： 1） 數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備與模型的構(gòu)建； 2） 模型的約束與調(diào)參； 3） 模型的確立與應(yīng)用。建模要結(jié)合具體實(shí)際選擇合適的方法，充分結(jié)合現(xiàn)有資料尤其是測井、地震等資料，提高建模精度。具體操作：

3.1 Direct軟件三維地質(zhì)建模流程：第一步：點(diǎn)擊角點(diǎn)網(wǎng)格，完成層模型定義；第二步：骨架網(wǎng)格剖分（斷層模型檢查、二級(jí)邊界定義、生成頂面、中面、底面網(wǎng)格骨架面）；第三步：構(gòu)造插值（生成砂層組頂面的構(gòu)造面）；第四步：地層創(chuàng)建（在砂層組頂面控制下創(chuàng)建小層的構(gòu)造面）；第五步：垂向網(wǎng)格劃分；第六步：BW創(chuàng)建（井?dāng)?shù)據(jù)網(wǎng)格化---沉積相、孔滲飽參數(shù)）；第七步：沉積相表征（指示克里金插值、序貫指示模擬）；第八步：相控參數(shù)表征（普通克里金插值、序貫高斯模擬、相控）；第九步：油氣水界面插值；第十步：儲(chǔ)量計(jì)算；第十一步：模型粗化；每一步都必須進(jìn)行檢查：二維網(wǎng)格層顯示、三維顯示；

3.2 沉積相建模流程。定義相類型；計(jì)算單井相；平面提取單井相；平面相組合；平面相賦給單井相（計(jì)算）；BW單井相；三維顯示BW結(jié)果；二維顯示BW結(jié)果；三維相建模；三維顯示（鏤空、切片）；二維顯示（每層網(wǎng)格相平面分布）。

3.3 孔隙度建模流程：單井聲波時(shí)差曲線檢查；孔隙度計(jì)算；孔隙度截?cái)啵黄矫鎸犹崛】紫抖龋黄矫鎸涌紫抖葯z查；BW孔隙度；三維顯示或二維顯示；相控參數(shù)建模；二維顯示孔隙度模型；三維顯示孔隙度模型；

4 現(xiàn)場應(yīng)用

以某斷塊為例，利用Direct軟件按地質(zhì)研究流程設(shè)計(jì)，軟件充分體現(xiàn)地質(zhì)研究的整個(gè)思路，該斷塊是一個(gè)東北部抬起，向西開口的負(fù)向簸箕狀構(gòu)造，除5條邊界大斷層外，內(nèi)部還有10條次一級(jí)小斷層，構(gòu)造較為復(fù)雜。選擇**井區(qū)作為本次建模的工區(qū)，包含16口井，前期先進(jìn)行了數(shù)據(jù)整理，共包括井信息，分層數(shù)據(jù)，砂體數(shù)據(jù)，井斜數(shù)據(jù)、測井曲線數(shù)據(jù)等，在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備比較充分的情況下，按照Direct軟件幫助內(nèi)的格式，進(jìn)行轉(zhuǎn)換后輸入。選擇數(shù)據(jù)比較齊全的單井，編輯單井剖面，并建立模板。

5 結(jié)束語

儲(chǔ)層是位于地下未知、不確定的地質(zhì)體。儲(chǔ)層研究是基礎(chǔ)性研究，必須充分掌握儲(chǔ)層的物理特性及其內(nèi)在聯(lián)系。（1）油田以陸相碎屑巖為主，儲(chǔ)層成因復(fù)雜、非均質(zhì)性嚴(yán)重，隨機(jī)建模較確定性建模能更好地反映儲(chǔ)層復(fù)雜的地質(zhì)實(shí)際，降低預(yù)測與評(píng)價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)。（2）三維建模：流程是質(zhì)量保證；沉積相平面組合、流體平面分布是核心。

參考文獻(xiàn)：

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