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。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、發育特征、內部結構、分布范圍以及物性變化規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。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、建模流程以及發展趨勢。

1 儲層特性

（1）孔隙性。孔隙的分類，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。孔隙度可分為絕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，結合研究區沉積體的空間形態、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、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。克里格法的基本思想是應用變差函數對預測點進行未知值最優、無偏的估計。由于克里格方法針對局部數據是最優的估計方法，不能保證總體最優，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。基于隨機建模的優點，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別，又有聯系。確定性建模只考慮局部估計值最優，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：地層創建（在砂層組頂面控制下創建小層的構造面）；第五步：垂向網格劃分；第六步：BW創建（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**井區作為本次建模的工區，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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