致密砂巖油氣藏儲層建模技術方案及其應用

張祥玉+時晨+鄭鋒

摘要：本文在回顧儲層建模技術原理基拙上，形成了將地質研究和地震數據信息充分結合起來的致密砂巖油氣藏儲層建模方案，通過在致密砂巖油氣藏儲層建模中的實施和應用，證實了該方案的可行性和有效性。

關鍵詞：致密砂巖油氣藏；儲層建模；地質模型

1引言：致密砂巖油氣賦存于低孔、低滲砂巖儲集層中，一般要經過特殊作業才有開采價值，其中的致密砂巖油儲層往往與烴源共生、互層或者緊鄰。對石油物探技術人員來說，如何綜合地質、地球物理數據信息，建立深度域的、量化的儲層地質模型，進而對儲層非均質性進行精細刻畫、為水平井部署和鉆井軌跡調整提供依據，是致密砂巖油氣（藏）地震地質綜合研究的工作重點。

2儲層建模方法原理

儲層建模是在三維空間對儲層進行定量化研究并建立三維定量化模型的一個過程，以對儲層進行多學科一體化、三維定量化及可視化的預測與描述。儲層模型可分為兩大類：儲層離散變量（如沉積微相、巖相、裂縫、流動單元等）模型和連續變量（如孔隙度、滲透率、飽和度等）模型。構建儲層模型需要采用一定的數學框架來進行不同類型數據的整合，數學框架的變動也往往是儲層建模技術獲取重要進展的出發點。多數儲層建模技術采用的數學框架是地質統計學，其有四個部分組成：區域化變量理論、變差函數模型、克里金估值技術和隨機模擬技術。其中變差函數模型解決的是離散變量或連續變量的空間變異結構：克里金估值技術用來求取隨機變量的概率分布函數模型并對未知空間隨機變量賦予數學期望：隨機模擬技術以克里金技術得到的隨機變量的概率分布函數模型為基礎，使用蒙特卡洛技術對未知空間隨機變量賦值（多個實現）。由于傳統地質統計學空間變異結構模型的構建是在空間兩點相關性的基礎上進行的，其又被稱為“兩點”地質統計學。

3致密砂巖油氣藏儲層建模技術方案及建模舉例

3.1技術方案。致密砂巖油氣藏儲層模型必須做到地震數據的全面參與，具體做法如下：

（1）考慮到致密砂巖儲層發育層段不同巖性阻抗差異微弱，地震反射界面難以追蹤且不能和鉆井分層很好地匹配的問題，應該開展疊后地震資料提高分辨率處理，結合“三瞬”剖面來提高地震層位解釋精度，解決地震反射層位和鉆井分層的匹配問題，使目的層段在時間域有一個鉆井與地震相互一致的地層框架，保證后續工作環節中鉆井與地震信息的完美匹配。

（2）開展儲層沉積學分析，結合地震儲層預測手段（地震屬性分析和儲層地震反演），查明目的層不同砂體類型的幾何形態特征，建立儲層參數地質知識庫，并建立對巖性、孔隙度等儲層參數較為敏感的地震約束信息庫。

（3）建立較為可靠的速度場模型，結合鉆井分層數據完成構造一層位模型建立，完成深度域地震約束信息庫重采樣工作，統一鉆井與地震信息的垂向分辨率并使相應信息在構造地層模型中準確歸位。

（4）在儲層地質知識庫基礎上，開展基于鉆、測井信息的沉積相/巖相空間變異性分析，建立不同沉積相/巖相的變差函數模型，借助地震約束信息庫干預，選擇合適的模擬方法，建立目的層段的沉積相/巖相模型。

（5）在儲層地質知識庫基礎上，在鉆、測井信息的孔隙度、滲透率以及飽和度等參數的基礎上開展空間變異性分析，分不同沉積相/巖相類別建立相應連續型儲層參數的變差函數模型，在沉積相/巖相模型的控制下，在地震約束信息庫的約束下，選擇合適的模擬方法，建立目的層段沉積相/巖相模型控制下的孔隙度/滲透率/飽和度等參數模型。

3.2沉積相/巖相建模。沉積相/巖相模型構建過程主要包括以下幾個方面：

（1）單井巖相的劃分。巖相建模需要將目的層段的巖相類型進行簡化。這樣做的目的主要是避免相類型過多，每種相在地層中所占比例較少，兼之以測井數據相應的樣品點過少，地震約束信息對太細的相類型不敏感，從而導致建模失效。一般而言，劃分為三種至五種相類型較為合適。

（2）巖相特征參數統計。除地質知識庫巳有信息外，需要統計各層段相變量的指示變差函數模型、單層厚度分布頻率直方圖、相變量的分布直方圖、相變量和地震信息間的概率關系、相變量的旋回性特征并保存在建模系統中。

（3）模擬方法選取與模擬。目前有許多用于離散變量模擬的方法，研究者應根據對不同方法的熟稔程度和研究區的資料基礎進行遴選，相關的方法測試是非常必要的。

（4）模型優選。按照一定的方法從相模擬得到的一簇實現之中來優選模型作為最終的相模型。優選方法主要有模擬前后的直方圖近似、模擬前后變差函數模型近似，以及預留驗證井進行檢驗等辦法。在實際工作中，直方圖近似和預留驗證井進行檢驗使用的比較多，而模擬前后變差函數模型近似因計算時間過長，在實際中應用較少。優選得到的相模型除作為儲層建模成果外，也是按照相控原則開展連續型儲層屬性建模的基礎數據體。

4結論

1.致密砂巖油氣藏特殊的儲層地質、地球物理條件要求儲層建模過程要重視多學科綜合研究，充分考慮地質研究的核心作用和地震數據的全面參與。實踐證明，本文以此為依據制定的儲層建模技術方案是行之有效的。

2.儲層地質學和儲層建模之間需要地質概念模型作為連結紐帶，先驗的地質概念模型量化結果是儲層地質知識庫。先驗認識的量化過程不僅使地質認識進—步深化，而且也為后續的量化過程（模型構建）提供了研究基礎和具體的指導方向。

3.地震數據的全面參與是儲層建模技術發展與沿革過程中形成的重要特色，致密砂巖油氣藏儲層建模有效與否與地震數據的應用程度有著緊密的關系。地震數據及其特殊處理與解釋成果是速度模型、構造模型、儲層參數模型構建過程中的主要信息來源和有效的約束條件。