油藏地質(zhì)建模技術(shù)綜述

摘 要：油藏地質(zhì)建模技術(shù)是油藏描述技術(shù)的一項(xiàng)重要組成部分，由于相關(guān)理論研究的深入和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，該技術(shù)近年來得到了快速發(fā)展。本文從油藏地質(zhì)模型的分類，油藏地質(zhì)主要方法和油藏地質(zhì)建模的基本工作流程三個(gè)方面對(duì)油藏地質(zhì)建模技術(shù)進(jìn)行了敘述。

關(guān)鍵詞：油藏地質(zhì)建模；模型分類；建模方法；工作流程

1 引言

油藏地質(zhì)模型是指反映油氣藏分布的基本特征和空間分布規(guī)律的地質(zhì)實(shí)體。油藏地質(zhì)建模的研究興起于是上世紀(jì)八十年代中后期。該技術(shù)以沉積學(xué)、石油地質(zhì)學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)、等地質(zhì)學(xué)理論為基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)地質(zhì)、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)和油層物理學(xué)理論為研究手段，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下對(duì)油氣藏及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)刻畫。油藏地質(zhì)建模的目標(biāo)可以概括為：從油藏形態(tài)、儲(chǔ)層性質(zhì)、規(guī)模大小及分布、流體性質(zhì)及空間展布等方面對(duì)油藏描述的研究成果進(jìn)行概括，獲得能夠如實(shí)反映目標(biāo)地質(zhì)體特征的模型。

2 油藏地質(zhì)模型的類型

不同研究者從不同角度提出了油藏地質(zhì)模型的分類方法，歸結(jié)起來主要有按研究內(nèi)容劃分、按開發(fā)或油藏描述階段劃分、按儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)類型劃分、按模型組成規(guī)模劃分以下四種劃分方法，下面分別對(duì)其進(jìn)行敘述。

2.1 按研究內(nèi)容劃分

（1）地質(zhì)模型。地質(zhì)模型包括構(gòu)造子模型、沉積子模型、成巖子模型和地球化學(xué)模型。其中前三者分別從油藏幾何形態(tài)和地質(zhì)構(gòu)造、儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)特征、儲(chǔ)層物性方面對(duì)油藏進(jìn)行描述，屬油藏結(jié)構(gòu)模型。地球化學(xué)模型的描述對(duì)象為地層流體類型、分布及流動(dòng)機(jī)制（單相、多相）、流動(dòng)單元體等，屬流體模型。

（2）滲透層模型。主要依據(jù)沉積子模型，把巖石物性數(shù)據(jù)加進(jìn)去，以定量化的三維模型，反映高滲透層、低滲透層在構(gòu)造相帶上的分布。

（3）流動(dòng)單元模型。流動(dòng)單元是一個(gè)橫向、垂向上連續(xù)的儲(chǔ)集相帶，在同單元體內(nèi)各部位巖性相似，影響流體流動(dòng)的巖石物質(zhì)也相似。流動(dòng)單元模型由許多流動(dòng)單元塊鑲嵌疊砌組成，各單元塊的界線與構(gòu)造斷層的位置、巖性、巖相帶以及成巖膠結(jié)物類型的分布相對(duì)應(yīng)。

（4）定量的流體動(dòng)態(tài)模型。可作為油藏的代表，以此為依據(jù)計(jì)算油藏的產(chǎn)量、產(chǎn)能、分析注水前緣和推進(jìn)速度以及注水后殘余油的空間展布。

2.2 按開發(fā)或油藏描述階段劃分

裘懌楠（1992）根據(jù)油田不同開發(fā)階段的任務(wù)、資料精度及對(duì)地質(zhì)模型的要求將油藏地質(zhì)模型劃分為概念模型、靜態(tài)模型和預(yù)測模型。

2.3 按儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)類型劃分

儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)是指儲(chǔ)集砂體的幾何形態(tài)及其在三維空間的分布。這一模型是儲(chǔ)層地質(zhì)模型的骨架，也是決定油藏?cái)?shù)值模擬中模擬網(wǎng)塊大小和數(shù)量的重要依據(jù)。

儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)模型的核心是沉積模型，Weberhe和Geuns（1989）在對(duì)砂體空間分布特征以及沉積作用總結(jié)的基礎(chǔ)上將不同沉積相形成的儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)類型歸納為三類：千層餅狀儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)、拼合板狀儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)和迷宮狀儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)。

2.4 按模型組成規(guī)模劃分

Helgeqi H·Haldorson（1986） 按照與孔隙平均值相關(guān)的體積分布提出了巨大規(guī)模、大型規(guī)模、宏觀規(guī)模、微觀規(guī)模的四級(jí)劃分方法。

Pettijion（1973）從儲(chǔ)層非均質(zhì)性出發(fā)提出了層系規(guī)模、砂體規(guī)模、層理規(guī)模、紋層規(guī)模和孔隙規(guī)模的五級(jí)劃分方法。

信荃麟（1992）按照研究對(duì)象的不同提出了油田規(guī)模、小層規(guī)模、砂體規(guī)模、巖心規(guī)模、孔隙規(guī)模的五級(jí)劃分方法。

3 油藏地質(zhì)建模的方法

油藏地質(zhì)建模方法大體上可分為：確定性建模、定量建模、確定性建模和定量建模相結(jié)合的約束建模。

確定性建模以各種沉積上有代表性的地表巖石露頭為基礎(chǔ)，以高分辨率層序地層學(xué)、儲(chǔ)層沉積學(xué)和沉積動(dòng)力學(xué)（巖石相、砂體成因單元、沉積體系）、層次結(jié)構(gòu)分析等理論為研究手段。此外，基于地震資料的建模方法近年來受到了更多的重視。該方法以高分辨率三維地震為基礎(chǔ)，利用其覆蓋范圍廣的優(yōu)勢，直接追蹤井間砂體和求取儲(chǔ)層參數(shù)。但目前地震勘探的分辨率還滿足不了油田開發(fā)研究單砂體的要求，因此該方法距實(shí)際應(yīng)用尚有一定的距離。

隨機(jī)建模方法興起于上世紀(jì)90年代，近年來逐漸成為發(fā)展很快的一項(xiàng)熱門技術(shù)。其主要思路是：選擇儲(chǔ)層砂體在地面出露的露頭，進(jìn)行詳細(xì)測量和描述，取樣密度達(dá)到幾十厘米的網(wǎng)絡(luò)（1英尺×1英尺），把這類砂體的儲(chǔ)層物性（如滲透率）的空間分布，原原本本的揭示出來，以此作為原型模型。從中利用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)技術(shù)尋找其物性空間分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，以此統(tǒng)計(jì)規(guī)律就可以去預(yù)測井下各類儲(chǔ)層的物性分布。具體方法包括模擬退火法、順序指標(biāo)模擬法、 分形隨機(jī)函數(shù)法、馬爾科夫隨機(jī)域法 、LU分解法、轉(zhuǎn)帶法等。 隨機(jī)建模方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠綜合利用各方面地質(zhì)信息，增強(qiáng)模型的靈活性。缺點(diǎn)在于結(jié)果受人的主觀因素影響較強(qiáng)，且對(duì)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力提出了較高的要求。

約束建模的方法目前主要有分?jǐn)鄩K構(gòu)造建模的斷控定量建模法，相帶約束下的相控定量建模，測井約束下的地震建模，已知模型類比約束建模等。

4 油藏地質(zhì)建模的基本流程

不論采用確定性建模還是隨機(jī)性建模方法抑或二者相結(jié)合的約束建模，建立油藏地質(zhì)模型一般必須經(jīng)過幾個(gè)步驟：（1）建立井模型。（2）建立層模型。（3）建立參數(shù)模型。（4）地質(zhì)模型網(wǎng)塊的粗化。（5）建立油藏?cái)?shù)模網(wǎng)格，圖1展示了油藏地質(zhì)建模的一般化流程，具體的建模方法在面對(duì)不同的研究對(duì)象和研究目標(biāo)將存在一定的區(qū)別。

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