儲層地質建模方法及在斷塊油藏中的應用

于寬

摘 要： 儲層的物性及變化規(guī)律在很大程度上控制著地下油氣的分布、儲量、產量及產能，直接影響油氣勘探與開發(fā)。本文闡述了儲層巖孔隙性、滲透性的基本物理特性；總結儲層地質建模的常用方法及其優(yōu)點和局限性，分析得出，建模流程兩次條件約束能夠很好地進行模型參數控制；隨機建模較確定性建模能更好地反映儲層復雜的地質實際，提高預測評估精度。

關鍵詞： 儲層特性；地質建模；建模流程；應用

前 言

儲層是油氣聚集成藏不可或缺的基本要素之一。儲層的層位、類型、發(fā)育特征、內部結構、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，與油氣的儲量、產量及產能密切相關，直接影響到油氣勘探與開發(fā)。本文闡述了儲層的特性，簡要總結了儲層地質建模的常用方法、建模流程以及發(fā)展趨勢。

1 儲層特性

（1）孔隙性?？紫兜姆诸?，根據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造運動控制，如構造縫、層間縫、收縮縫等?？紫抖瓤煞譃榻^對孔隙度和有效孔隙度兩類。在生產實踐中，有效孔隙度才有實際意義，但不包括那些孤立的孔隙和微毛細管孔隙。砂巖儲層的e介于5% ～30%，一般為10% ～20%； 碳酸鹽巖儲層的e一般<5%。（2）滲透性。巖石的絕對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反應，且流體的流動符合達西直線滲濾定律時所測的滲透率。巖石有效滲透率又稱相滲透率，是指儲層中有多相流體共存時，巖石對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 儲層地質建模方法及應用

儲層地質建模是對儲層進行三維立體角度的定量研究，其實質是綜合各學科對儲層的研究結果，運用先進的行業(yè)軟件建立儲層三維模型，能更清晰、科學地開展油藏評價、油藏開發(fā)管理等工作。地儲層建模也有兩種，即確定性建模和隨機建模。

2.1 確定性建模。確定性建模方法主要有三種。（1）儲層沉積學方法。建立儲層結構模型時，主要采用高分辨率等地層對比資料，結合研究區(qū)沉積體的空間形態(tài)、巖性組合、沉積結構、構造背景等資料，通過井間砂體對比，建立儲層模型。利用所建模型研究儲集巖的巖性、孔隙性、滲透性、儲運油氣等特征，建立儲層相模型，應用層序地層學原理進行儲層評價。儲層沉積學方法是一種比較基礎而實用的研究方法，尤其用于碎屑巖儲集層能得到很好的效果。（2）儲層地震學方法。儲層地震學方法主要是應用地震資料研究儲層的幾何形態(tài)、巖性及參數的分布，建立儲層的三維地質模型進行儲集層評價。地震儲層學是新興的學科，儲層地震學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?？死锔穹ǖ幕舅枷胧菓米儾詈瘮祵︻A測點進行未知值最優(yōu)、無偏的估計。由于克里格方法針對局部數據是最優(yōu)的估計方法，不能保證總體最優(yōu)，因此，克里格法不是主流的儲層建模與預測的研究方法。

2.2 隨機建模。隨機建模是指以已知的信息為基礎，以隨機函數為理論，應用隨機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。儲層是地下未知體，有不確定的特點，因此，在儲層建模時多采用隨機建模，能更好地反映儲層的不確定性、復雜性?；陔S機建模的優(yōu)點，近年來一直被石油地質學領域專家學者探討并運用于儲層建模中。大量研究成果表明，隨機建模能夠很好地反映模擬儲層的參數特征，能夠滿足對儲層進一步研究的需要，能夠將儲層的空間分布、產量預測、含水率預測等研究工作定量化、三維化，是近年來專家學者研究和應用的重點。

3 儲層地質建模流程

隨機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值最優(yōu)，而未考慮整體空間相關性，隨機建模強調空間整體的相關性； 確定性建模給出的數據平滑，削弱了離散性，隨機建模能更好地反映儲層物性的離散性。主要分為三個步驟： 1） 數據的準備與模型的構建； 2） 模型的約束與調參； 3） 模型的確立與應用。建模要結合具體實際選擇合適的方法，充分結合現(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軟件三維地質建模流程：第一步：點擊角點網格，完成層模型定義；第二步：骨架網格剖分（斷層模型檢查、二級邊界定義、生成頂面、中面、底面網格骨架面）；第三步：構造插值（生成砂層組頂面的構造面）；第四步：地層創(chuàng)建（在砂層組頂面控制下創(chuàng)建小層的構造面）；第五步：垂向網格劃分；第六步：BW創(chuàng)建（井數據網格化---沉積相、孔滲飽參數）；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：儲量計算；第十一步：模型粗化；每一步都必須進行檢查：二維網格層顯示、三維顯示；

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

3.3 孔隙度建模流程：單井聲波時差曲線檢查；孔隙度計算；孔隙度截斷；平面層提取孔隙度；平面層孔隙度檢查；BW孔隙度；三維顯示或二維顯示；相控參數建模；二維顯示孔隙度模型；三維顯示孔隙度模型；

4 現(xiàn)場應用

以某斷塊為例，利用Direct軟件按地質研究流程設計，軟件充分體現(xiàn)地質研究的整個思路，該斷塊是一個東北部抬起，向西開口的負向簸箕狀構造，除5條邊界大斷層外，內部還有10條次一級小斷層，構造較為復雜。選擇**井區(qū)作為本次建模的工區(qū)，包含16口井，前期先進行了數據整理，共包括井信息，分層數據，砂體數據，井斜數據、測井曲線數據等，在數據準備比較充分的情況下，按照Direct軟件幫助內的格式，進行轉換后輸入。選擇數據比較齊全的單井，編輯單井剖面，并建立模板。

5 結束語

儲層是位于地下未知、不確定的地質體。儲層研究是基礎性研究，必須充分掌握儲層的物理特性及其內在聯(lián)系。（1）油田以陸相碎屑巖為主，儲層成因復雜、非均質性嚴重，隨機建模較確定性建模能更好地反映儲層復雜的地質實際，降低預測與評價的風險。（2）三維建模：流程是質量保證；沉積相平面組合、流體平面分布是核心。

參考文獻：

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