現(xiàn)代油藏精細(xì)描述新方法及新技術(shù)的研究

摘 要：通過在三維空間對各油藏參數(shù)進(jìn)行定量描述，建立起反映油藏的構(gòu)造、沉積、成巖、流體等特征的地質(zhì)模型的整個過程叫做油藏描述。油藏描述的新方法使其由傳統(tǒng)的油藏地質(zhì)研究轉(zhuǎn)入多學(xué)科一體化綜合的系統(tǒng)研究，使我國油藏研究由定性和半定量逐步走向了定量化。文章主要論述了油藏描述最重要的兩種新技術(shù)：地質(zhì)建模技術(shù)和開發(fā)地震技術(shù)。

關(guān)鍵詞：油藏描述；新技術(shù)；新方法；地質(zhì)建模技術(shù)；開發(fā)地震技術(shù)

1 概述

現(xiàn)今油田開采區(qū)域已從易開采區(qū)進(jìn)入難開采區(qū)，油田環(huán)境從普通石油地質(zhì)環(huán)境轉(zhuǎn)為高含水、儲采嚴(yán)重不平衡的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境，石油開采難度越來越大。同時陸相儲層復(fù)雜的中國油田環(huán)境，讓中國油田開發(fā)難度進(jìn)一步加大。傳統(tǒng)油藏描述的技術(shù)手段已經(jīng)不能適用于日益復(fù)雜的石油地質(zhì)環(huán)境，現(xiàn)代油田開發(fā)迫切需要更加精準(zhǔn)有效的油藏描述方法，在石油科技進(jìn)步與油田產(chǎn)量增長的今天，現(xiàn)代油藏精細(xì)描述已經(jīng)進(jìn)入了高速發(fā)展的新時期。

油藏描述是指基于地質(zhì)、測井、地震、生產(chǎn)測試等信息，通過分析油藏的幾何尺寸、儲層性態(tài)、流體性質(zhì)等油田屬性，研究石油空間分布規(guī)律的技術(shù)手段。油藏描述通過建立數(shù)值模型、結(jié)合綜合評價對石油儲量進(jìn)行計(jì)算，可以提高油田開發(fā)水平、優(yōu)化開采方案，是一項(xiàng)有效提高油田勘探水平、提升油田效益的支柱技術(shù)。通過油藏描述，儲集體的空間幾何形態(tài)，油田的構(gòu)造、沉積、成巖、流體、油藏模式等都能比較直觀的展現(xiàn)出來；同時通過油藏描述，勘察階段的油井位置信息、開發(fā)過程的石油聚集信息也可以更為準(zhǔn)確把握，對石油采集方案的確定和優(yōu)化有極為重要的指導(dǎo)意義。

2 地質(zhì)建模技術(shù)

現(xiàn)代油藏描述的主旨就是建立三維定量地質(zhì)模型，三維地質(zhì)建模主要有兩種方法：一種是確定性建模，另一種是隨機(jī)建模。

2.1 確定性建模

確定性建模是利用地震資料、露頭類比資料、密井網(wǎng)資料等對井間未知區(qū)域給出確定性的預(yù)測結(jié)果。在確定性模型中存在著不確定性，雖然地下儲層本身是確定的，但在地質(zhì)勘察信息不完善或者陸相儲層極為復(fù)雜的情況下，模型建立者很難準(zhǔn)確描述每一儲層位置及特征特性。

常用的確定性建模方法有：（1）地震學(xué)方法，主要有三維地震方法和井間地震方法。前者是通過地震屬性參數(shù)，如層速度、波阻抗、振幅、波形結(jié)構(gòu)等三維地震資料，結(jié)合井資料和成像測井資料，對地層格架、斷層特征、砂體與隔夾層的空間展布形態(tài)作確定性的描述。井間地震方法的震源位于儲層之下，采用鄰近多道接收，具有信噪比高、地震信息分辨率高、速度場準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn)。（2）沉積學(xué)方法。常用的沉積相確定性建模方法是根據(jù)單井繪制的沉積相平面圖件，在建模軟件中建立各個微相對應(yīng)的限制面，再給每個限制面賦予對應(yīng)的微相特征。沉積學(xué)知識對區(qū)域地質(zhì)建模起著指導(dǎo)性的旗幟作用，沉積學(xué)和層序地層學(xué)有效的結(jié)合，利用高分辨率層序地層學(xué)可以對區(qū)域性的沉積相演化過程做準(zhǔn)確的研究，使小層劃分和對比的精度大大提高，在等時的基礎(chǔ)上建立井間砂體的連通性。（3）克里金方法?？死锝鸱椒ü乐凳歉鶕?jù)待估計(jì)點(diǎn)周圍的大量已知點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息和非數(shù)據(jù)信息，靈活運(yùn)用變異函數(shù)對待估計(jì)點(diǎn)的未知值做出最優(yōu)、無偏的估計(jì)。運(yùn)用克里金方法進(jìn)行井間插值可以有效提高對儲層參數(shù)的估計(jì)精度。

2.2 隨機(jī)建模

隨機(jī)建模是指根據(jù)已知的地質(zhì)信息，利用隨機(jī)函數(shù)，通過隨機(jī)模擬，建立起可選的、等概率的和高精度的反映變量空間分布模型的一種建模方式。它不僅可以解決沉積相空間分布和物性參數(shù)的空間分布問題，而且可以解決裂縫和斷層的空間展布問題。隨機(jī)建模方法的前提條件是承認(rèn)控制點(diǎn)以外的儲層參數(shù)具有一定的不確定性。

隨機(jī)建模是指儲層區(qū)域未知時采用的建模方法。隨機(jī)建模具有兩種或多種等概率的預(yù)測結(jié)果，這是地質(zhì)條件自身的復(fù)雜性和地質(zhì)信息不完善性、不準(zhǔn)確性所決定的。隨機(jī)建模的主要優(yōu)點(diǎn)有：（1）以點(diǎn)帶面，用有限的數(shù)據(jù)帶動區(qū)域性數(shù)據(jù)場的生成，用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法來處理不確定性問題可以有效地解決數(shù)據(jù)不足的問題；（2）聚散為整，地質(zhì)數(shù)據(jù)涉及各個方面的屬性，通過隨機(jī)建模可以把分辨率不同的地震解釋、巖心錄井、綜合錄井等所獲得的數(shù)據(jù)聚集、綜合起來，協(xié)同作用在某種屬性值的確定性和忠實(shí)度的檢驗(yàn)。隨機(jī)模擬算法是影響三維地質(zhì)模型精度的關(guān)鍵因素，常用算法有布爾模擬法、指示模擬法、高斯模擬、分形模擬法、模擬退火法等。

3 開發(fā)地震技術(shù)

依托于現(xiàn)代油藏精細(xì)描述的發(fā)展，地球物理的前景極為廣闊，尤其以開發(fā)地震技術(shù)主。在描述油藏的過程中，開發(fā)地震技術(shù)在探索精細(xì)構(gòu)造問題的同時，有效解決諸如石油層序確定、儲層參數(shù)求取、剩余油藏分布以及油藏動態(tài)監(jiān)測等問題，是油藏精細(xì)描述中常用的非常重要的描述方法。文章主要介紹垂直地震剖面技術(shù)、時間推移地震、井間地震和微地震監(jiān)測這四種地震技術(shù)。

3.1 垂直地震剖面技術(shù)

在油藏精細(xì)描述過程中，垂直地震剖面技術(shù)是地球物理勘探中發(fā)展迅猛的一項(xiàng)新的技術(shù)手段。垂直地震剖面技術(shù)基于地震測井方法，與地面地震剖面技術(shù)并列成為油藏描述中最為常用的開發(fā)地震技術(shù)。垂直地震剖面技術(shù)在地表安設(shè)震源、井內(nèi)布設(shè)檢波裝置，實(shí)現(xiàn)在垂直方向觀察人工波場，得到垂直地震剖面。現(xiàn)場工程證明，垂直地震剖面技術(shù)可以用于求取衰減系數(shù)、縱橫波速度、測定平均速率、識別多次波，有效改善構(gòu)造解釋、輔助探究地層巖性。

3.2 時間推移地震（四維地震）

時間推移地震技術(shù)也稱作四維地震，通過在相同間隔時間內(nèi)對同一區(qū)域踩去油藏進(jìn)行多次開發(fā)地震勘探，得到儲層流體流向、速率、組成、壓力、飽和度以及孔隙度等參數(shù)變化，并由地震響應(yīng)的變化反演出油藏特性隨時間的變化，進(jìn)而描述油藏特性的技術(shù)手段。

3.3 井間地震

井間地震的成像方式有井間層析成象和井間反射波成象，最大的技術(shù)優(yōu)勢主要有2點(diǎn)：（1）采集方式為井中激發(fā)、井中接收，避免了近地表低降速帶對地震波高頻成分的吸收，從本質(zhì)上保證了資料的品質(zhì)，很大程度上提高了地震資料的分辨率；（2）既可以接收反射波，又可以接收透射波。波場信息豐富，可以通過層析成像處理精確反演地層的地球物理屬性，也可以進(jìn)行井間多波測量和井間時間延遲測量，以獲得更多的地質(zhì)信息。

3.4 微地震監(jiān)測

微地震監(jiān)測技術(shù)是借助石油開采活動中引起的微小地震，來監(jiān)測生產(chǎn)活動對采區(qū)影響的一種地球物理手段。不同于地震勘測，微地震監(jiān)測技術(shù)的主要工作是確定微小地震震源的位置與強(qiáng)度，明確地震時間等。聲發(fā)射學(xué)與地震學(xué)是微地震監(jiān)測技術(shù)的支撐學(xué)科，微地震監(jiān)測主要用于復(fù)雜地質(zhì)條件下的速度建模、巖性分析或儲層其他參數(shù)的提取。

微地震監(jiān)測的基礎(chǔ)是聲發(fā)射學(xué)和地震學(xué)，聲發(fā)射是指材料內(nèi)部應(yīng)變能量快速釋放而產(chǎn)生的瞬態(tài)彈性波現(xiàn)象，它是利用微地震監(jiān)測技術(shù)估計(jì)地下巖層中地應(yīng)力大小的理論基礎(chǔ)。微地震監(jiān)測主要用于復(fù)雜地質(zhì)條件下的速度建模、巖性分析或儲層其他參數(shù)的提取。

4 結(jié)束語

縱觀油藏描述方法和技術(shù)的發(fā)展趨勢，應(yīng)用新技術(shù)新方法的節(jié)奏明顯加快，油藏精細(xì)描述技術(shù)的應(yīng)用，為油田開發(fā)帶來了明顯的直接效益。但是，怎樣針對已描述的油藏特點(diǎn)，提出和優(yōu)化開發(fā)方案；如何進(jìn)一步完善和改進(jìn)油藏描述的技術(shù)手段和方法，以適應(yīng)不斷復(fù)雜化的現(xiàn)代油田環(huán)境，油藏精細(xì)描述技術(shù)仍然面臨著許多問題。油田在以后的開發(fā)過程中應(yīng)以發(fā)展早期油藏描述和精細(xì)油藏描述技術(shù)為重點(diǎn)，帶動整個油藏描述技術(shù)繼續(xù)向前發(fā)展。

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