儲(chǔ)層地質(zhì)模型研究歷程及發(fā)展趨勢(shì)

熊 平，胡望水，史向明，彭曉清，秦 剛

（1.長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，湖北荊州434020；2.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430100；3.大慶油田采油八廠，黑龍江大慶163712）

儲(chǔ)層地質(zhì)模型研究歷程及發(fā)展趨勢(shì)

熊 平*1，2，胡望水2，史向明3，彭曉清1，秦 剛1

（1.長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，湖北荊州434020；2.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430100；3.大慶油田采油八廠，黑龍江大慶163712）

簡單介紹了儲(chǔ)層地質(zhì)模型的概念和研究內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了國內(nèi)儲(chǔ)層地質(zhì)模型研究的發(fā)展歷程，包括初步階段、快速發(fā)展階段和成熟完善階段以及各個(gè)階段的標(biāo)志和形成的關(guān)鍵技術(shù)，并指出了儲(chǔ)層地質(zhì)模型的幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。其中深化建模、綜合一體化建模和建立非常規(guī)油氣儲(chǔ)層地質(zhì)模型將是儲(chǔ)層地質(zhì)模型的重要發(fā)展方向。

儲(chǔ)層地質(zhì)模型；綜合一體化建模；裂縫建模

1 儲(chǔ)層地質(zhì)模型概述

油藏地質(zhì)模型是將油藏各種地質(zhì)特征在三維空間的變化及分布定量表述出來的地質(zhì)模型，是油氣藏的類型、幾何形態(tài)、規(guī)模、油藏內(nèi)部結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)層參數(shù)及流體分布的高度概括[1-3]。儲(chǔ)層地質(zhì)模型是油藏地質(zhì)模型的核心，是綜合運(yùn)用鉆井、巖芯、地震、測井、試井、開發(fā)動(dòng)態(tài)等資料，以構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、儲(chǔ)層沉積學(xué)、石油地質(zhì)學(xué)和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)為指導(dǎo)思想，將儲(chǔ)層各種地質(zhì)特征在三維空間的分布及變化定量表達(dá)出來，主要描述儲(chǔ)集體的幾何形態(tài)、規(guī)模、連續(xù)性、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、孔隙特征、儲(chǔ)層物性參數(shù)的分布和隔夾層分布等[1]。

油藏描述中流行的儲(chǔ)層地質(zhì)模型可以分為3大類，即概念模型、靜態(tài)模型和預(yù)測模型。這3種儲(chǔ)層地質(zhì)模型體現(xiàn)了不同開發(fā)階段不同開發(fā)研究任務(wù)所要求的、不同精細(xì)程度的儲(chǔ)層地質(zhì)模型[2]。概念模型針對(duì)某一種沉積類型或成因類型的儲(chǔ)層，將儲(chǔ)層連續(xù)性、非均質(zhì)性等代表性的儲(chǔ)層特征抽象出來，加以典型化和概念化，建立一個(gè)對(duì)這類儲(chǔ)層在研究地區(qū)內(nèi)具有普遍代表意義的儲(chǔ)層地質(zhì)模型。靜態(tài)模型針對(duì)某一具體油田一個(gè)或一套儲(chǔ)層，將其儲(chǔ)層特征在三維空間的變化和分布如實(shí)地加以描述而建立的地質(zhì)模型，一般是在油田開發(fā)井網(wǎng)鉆成以后才可建立，主要為油田開發(fā)實(shí)施方案、開發(fā)動(dòng)態(tài)分析、配產(chǎn)配注方案等提供依據(jù)。預(yù)測模型是對(duì)控制點(diǎn)間及以外地區(qū)的儲(chǔ)層參數(shù)能作一定精度的內(nèi)插或外推的預(yù)測，是比靜態(tài)模型精度更高的儲(chǔ)層模型，為研究開發(fā)后期剩余油分布和三次采油提高采收率服務(wù)。

2 國內(nèi)儲(chǔ)層地質(zhì)模型研究現(xiàn)狀

國內(nèi)儲(chǔ)層地質(zhì)模型研究工作起步較晚，是在油藏描述技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，大致經(jīng)歷了2個(gè)階段：

（1）引入和初步應(yīng)用階段。20世紀(jì)90年代初期，裘亦楠[4]等教授做了儲(chǔ)層描述和建模的大量工作，揭開了油藏描述研究的序幕，極大促進(jìn)了儲(chǔ)層地質(zhì)模型的研究。隨后，張一偉、王家華、張團(tuán)峰、熊琦華、于興河等在跟蹤國外油藏描述技術(shù)并結(jié)合國內(nèi)實(shí)際做了大量研究工作，出版了《陸相油藏描述》、《油藏描述方法原理》、《不同開發(fā)階段的油藏描述原理》等一系叢書和論文，系統(tǒng)介紹了儲(chǔ)層地質(zhì)模型的概念和類型研究內(nèi)容、建模步驟和建模方法[1-3，5]。自此，儲(chǔ)層地質(zhì)模型在國內(nèi)各大油田開始研究和應(yīng)用。

（2）快速發(fā)展階段。2000年后，大量石油科技工作者開展了儲(chǔ)層地質(zhì)模型的研究和各大油田相繼開展了油藏描述方面的專題研究等極大地促進(jìn)了油藏描述技術(shù)的發(fā)展和儲(chǔ)層地質(zhì)模型的研究，逐步形成了比較適合于我國陸相儲(chǔ)層的儲(chǔ)層地質(zhì)模型的研究方法和技術(shù)[6-7]。

具體表現(xiàn)在2個(gè)方面：（1）儲(chǔ)層隨機(jī)模擬方法的創(chuàng)新和改進(jìn)，豐富了儲(chǔ)層地質(zhì)模型的建模方法和技術(shù)，如李元覺[8]利用假三維條件模擬法儲(chǔ)層建模原理，提出了氣藏幾何形態(tài)和儲(chǔ)滲體空間連續(xù)性的隨機(jī)變量分布函數(shù)及總體結(jié)構(gòu)的保持算法，開發(fā)了Windows環(huán)境下中文界面的條件模擬法儲(chǔ)層建模軟件，徐景幀[9]等應(yīng)用序貫指示模擬研究儲(chǔ)層滲透率非均質(zhì)性，認(rèn)為該方法比傳統(tǒng)克里金插值更能反映滲透率的非均質(zhì)性；（2）對(duì)不同類型的儲(chǔ)層等進(jìn)行研究，豐富了地質(zhì)模型的研究內(nèi)容，如楊輝廷[10]進(jìn)行了碳酸鹽巖儲(chǔ)層隨機(jī)建模研究，李長山[11]就火山巖儲(chǔ)層建模進(jìn)行了嘗試，胡望水[12]等對(duì)儲(chǔ)層水淹模型、非均質(zhì)性模型等進(jìn)行了研究。

3 儲(chǔ)層地質(zhì)模型研究的發(fā)展趨勢(shì)

經(jīng)過多年的發(fā)展，儲(chǔ)層地質(zhì)建模技術(shù)已經(jīng)比較成熟和完善，但是對(duì)于陸相油藏來說，地下情況非常復(fù)雜，所建油藏地質(zhì)模型完全定量反映定性油藏的各種特征還有一定的難度，因此，今后儲(chǔ)層地質(zhì)模型研究的發(fā)展趨勢(shì)將是向建立更精確的油藏地質(zhì)模型發(fā)展，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）建立高精度的構(gòu)造地層模型。以高分辨率層序地層學(xué)為指導(dǎo)，結(jié)合油藏開發(fā)中后期大量的三維地震資料和測井資料，建立高分辨率地層格局，進(jìn)而建立精細(xì)的構(gòu)造地層模型和儲(chǔ)層骨架模型，主要包括各級(jí)斷層的空間分布、組合方式和各小層微構(gòu)造特征及儲(chǔ)集體和隔夾層分布，為剩余油分布的準(zhǔn)確判斷和定位提供基礎(chǔ)。

（2）深化建模。依據(jù)多種資料，建立儲(chǔ)層裂縫模型、流動(dòng)單元模型、儲(chǔ)層大孔道模型等，從更多方面更準(zhǔn)確的刻畫儲(chǔ)層。完善測井資料的裂縫識(shí)別方法和技術(shù)，提高單井裂縫判別的準(zhǔn)確度，有效地利用成像測井、動(dòng)靜資料求取裂縫孔隙度、滲透率，以建立裂縫網(wǎng)絡(luò)模型；與高分辨率層序地層格局結(jié)合，進(jìn)一步深化研究流動(dòng)單元的劃分原則和方法，精細(xì)刻劃油藏非均質(zhì)性，建立動(dòng)態(tài)流動(dòng)單元模型；儲(chǔ)層大孔道是在油田長期注水條件下，油層內(nèi)部形成的高水相流體滲流優(yōu)勢(shì)通道大孔道，造成注入水長期無效或低效循環(huán)。必須開展大孔道深入研究，探討影響大孔道的因素和形成過程，建立大孔道發(fā)育模式和大孔道演變模型[13-14]。

（3）綜合一體化建模。多點(diǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)隨機(jī)建模時(shí)儲(chǔ)層建模發(fā)展的一個(gè)新方向，目前還處于理論研究中，實(shí)際應(yīng)用還需要很多工作。對(duì)地質(zhì)模型不確定性的定量評(píng)價(jià)是一個(gè)重要的研究方向。只有弄清不確定因素對(duì)建模結(jié)果的影響，才能重點(diǎn)關(guān)注這些因素，降低模型的不確定性，降低勘探開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。綜合利用不同來源、不同精度和不同時(shí)期的資料進(jìn)行綜合一體化建模是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，目前還存在很多函待解決的問題，例如如何把定性知識(shí)應(yīng)用到定量模型，如何把地質(zhì)知識(shí)庫應(yīng)用到建模。

（4）建立非常規(guī)油氣藏儲(chǔ)層地質(zhì)模型。目前，頁巖氣、油頁巖、致密砂巖氣等非常規(guī)油氣藏已成為國內(nèi)外石油地質(zhì)界的研究熱點(diǎn)[15]。這些非常規(guī)油氣藏的勘探開發(fā)與常規(guī)油氣藏有諸多不同。建立這類油氣藏的儲(chǔ)層地質(zhì)模型將是油藏描述面臨的重要問題，直接關(guān)系到這些特殊油氣藏的勘探和開發(fā)。

[1]張一偉，熊琦華，王志章，等.陸相油藏描述[M].北京：石油工業(yè)出版社，1997.

[2]穆龍新，裘懌楠.不同開發(fā)階段的油藏描述原理[M].北京：石油工業(yè)出版社，1999.

[3]師永民，霍進(jìn)，張玉廣.陸相油田開發(fā)中后期油藏精細(xì)描述[M].北京：石油工業(yè)出版社，2004.

[4]裘懌楠.儲(chǔ)層沉積學(xué)研究工作流程[J].石油勘探與開發(fā)，1990（1）：85-90.

[5]張團(tuán)峰，王家華，景平，閻漢杰.三維儲(chǔ)層隨機(jī)建模與隨機(jī)模擬技術(shù)研究[J].中國數(shù)學(xué)地質(zhì)，1996（7）:15-19.

[6]于興河，李劍鋒.碎屑巖系儲(chǔ)層地質(zhì)建模及計(jì)算機(jī)模擬[M].北京：地質(zhì)出版社，1996.

[7]李少華，尹艷樹，張昌民.儲(chǔ)層隨機(jī)建模系列技術(shù)[M].石油工業(yè)出版社，2007.

[8]李元覺，馮軍祥，趙宏民.長慶氣田靖邊區(qū)氣藏地質(zhì)建模[J].天然氣工業(yè)，2000,20（6）：50-53.

[9]徐景幀，劉曉冬，等.滲透率建模的三維指示條件模擬方法及其應(yīng)用[J].石油學(xué)報(bào)，2000,21（3）：61-65.

[10]楊輝延，江同文，顏其彬.縫洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)層三維地質(zhì)建模方法初探[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2004，23（4）：11-16.

[11]李長山，陳建文，游俊，等.火山巖儲(chǔ)層建模初探[J].地學(xué)前緣，2000，7（4）：381-389.

[12]胡望水，熊平，謝銳杰.紅崗油田高臺(tái)子油藏相控隨機(jī)水淹模型的建立[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2008，30（6）：15-18.

[13]張士奇，盧炳俊，張美玲，等.水淹儲(chǔ)層大孔道存在的分析與識(shí)別[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2008，27（6）：76-79.

[14]甘利燈，戴曉峰，張析，等.高含水油田地震油藏描述關(guān)鍵技術(shù)[J].石油勘探與開發(fā)，2012，39（3）：365-377.

[15]趙群，王紅巖，劉人和，等.世界頁巖氣發(fā)展現(xiàn)狀及我國勘探前景[J].天然氣技術(shù)，2008，2（3）：11-16.

The Current Situation and Developing Trends for Research of the Geological Model of Reservoir

XIONG Ping1，2,HU Wang-shui2,SHI Xiang-ming3, PENG Xiao-qing1,QIN Gang1

(1.Engineering&Technology College of Yangtze University,Jingzhou Hubei 434020,China;2.School of Geosciences,Yangtze University,Wuhan Hubei 430100,China;3.Oil Production Plant No.8,Daqing Oilfield,Daqing Heilongjiang 163712,China)

The concepts and research content of reservoir geological model are simply introduced,on this basis，the developing progress of reservoir geological model research is described in detail, which include the initial stage,the rapid development stage and mature sound stage.The key technology and forming mark in all the stages are also described too.The paper points out the several developing trends in the reservoir geological model research,and among of them，the main several important developing trends are deepen modeling，integrated modeling and establishment of unconventional oil gas reservoir geological model.

reservoir geological model；comprehensive integrated modeling；fracture modeling

TE122

A

1004-5716（2015）05-0025-03

2014-05-07

長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院科研基金項(xiàng)目（13j0103）。

熊平（1984-），男（漢族），湖北孝感人，講師，現(xiàn)從事石油地質(zhì)的教學(xué)與研究工作。