三維地質(zhì)建模研究

閆雪

摘要：數(shù)值模擬作為開發(fā)方式及開發(fā)技術(shù)政策研究的重要手段，需要建立精度較高且符合地質(zhì)認識的三維地質(zhì)模型，為開發(fā)方案編制提供有力支撐。同時，隨著評價井、產(chǎn)能井完鉆進一步深化地質(zhì)認識，逐步調(diào)整、完善地質(zhì)模型，使其更接近實際地質(zhì)情況，為開發(fā)方案的調(diào)整優(yōu)化提供支持。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)建模;隨機屬性模型，沉積相模型

儲層地質(zhì)建模技術(shù)是油田開發(fā)生產(chǎn)和研究工作的基礎(chǔ)，是油藏描述的最終成果。為了建立能夠反映地下儲層物性（孔隙度、滲透率、凈毛比）空間分布的參數(shù)模型。要利用隨機建模來研究不同的復(fù)雜情況，運用不同的方法，使建立的模型更符合儲層的實際情況。綜合考慮地質(zhì)、地震、測井等多種信息后，以巖相為約束，建立隨機儲層模型從而建立區(qū)塊三維地質(zhì)模型。

1 精細三維地質(zhì)建模研究

1.1 數(shù)據(jù)準備

為建立地質(zhì)模型，需要提前整理單井?dāng)?shù)據(jù)和地震數(shù)據(jù)，其中單井?dāng)?shù)據(jù)包括井頭數(shù)據(jù)、井斜數(shù)據(jù)、測井曲線及單井解釋成果;地震數(shù)據(jù)包括分層數(shù)據(jù)和斷層數(shù)據(jù)，此處建模中用到的地震數(shù)據(jù)均為深度域。為了達到儲層建模精度的要求，在數(shù)據(jù)導(dǎo)入前，需要保證用于建立地質(zhì)模型的原始數(shù)據(jù)的準確可靠性，如檢查巖心分析的孔滲參數(shù)的奇異值是否符合地質(zhì)實際，測井解釋的孔滲飽參數(shù)是否準確，巖心-測井-地震解釋結(jié)果是否吻合。

研究區(qū)為某油田，巖性以棕灰、棕紫、棕黃色礫巖、含礫不等粒砂巖為主，夾棕紅、淺灰、紫褐色泥巖。礫石成份復(fù)雜，主要為花崗巖礫石和變質(zhì)巖礫石。單井在目的層鉆遇油層厚度達95.8m，為厚層塊狀碎屑巖。

1.2 構(gòu)造模型建立

1.2.1斷層模型

通常是將地震解釋的斷層數(shù)據(jù)和分層數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Petrel軟件中，再參考不同的構(gòu)造面上斷層與井點的位置關(guān)系，調(diào)整pillar位置，使得斷點在斷層模型上，最終得到斷層模型。實際應(yīng)用中，也可以導(dǎo)入構(gòu)造圖，通過調(diào)整pillar使構(gòu)造圖中的等值線以及斷層在不同面上的投影與解釋的構(gòu)造面相符的情況下，得到斷層模型

1.2.2 模型網(wǎng)格劃分與層面模型

建模過程中需要合理的劃分網(wǎng)格的大小，網(wǎng)格劃分的過大，模擬精度不夠，會影響后續(xù)數(shù)值模擬，網(wǎng)格劃分過小，則影響模擬速度。因此在平面上劃分網(wǎng)格時要保證單口井的數(shù)據(jù)在一個完整網(wǎng)格中，即網(wǎng)格的步長一般小于最小井距，這樣才能保證模型在平面上的預(yù)測效果。縱向上的網(wǎng)格選擇是要由砂體或隔夾層的厚度來決定，一般縱向上網(wǎng)格長度要比砂體或隔夾層的厚度小，這樣才能在縱向上表征它們的分布。

1.3 沉積相模型建立

巖相模型的建立首先需要對測井解釋的巖相數(shù)據(jù)進行離散化，將測井解釋的巖性數(shù)據(jù)分類為三種巖相：泥巖相、砂巖相、致密巖相，分別賦值為0、1、2，離散化到井軌跡所經(jīng)過的模型網(wǎng)格上。在Petrel 中提供了了7種算術(shù)方法對離散型曲線進行網(wǎng)格化，通常采用最優(yōu)法（Most of），選擇每個網(wǎng)格上出現(xiàn)最多的離散值作為粗化后的巖相值。

巖相模型的隨機建模在國內(nèi)外已經(jīng)被廣泛使用，目前，示性點過程模擬、截斷高斯模擬和序貫指示模擬為常用的隨機模擬方法。其中，序貫指示模擬最為常用，序貫指示模擬法既可應(yīng)用于離散變量，又可應(yīng)用于連續(xù)變量的隨機模擬，該方法最大的優(yōu)點是可以模擬復(fù)雜各向異性的地質(zhì)現(xiàn)象，例如對于含有多種巖相分布的地質(zhì)體，通過定義不同的變差函數(shù)，可以建立各向異性的模擬圖像[2]。以某區(qū)塊為例，本次巖相模型采用序貫指示模擬方法，并通過縱向巖相概率曲線進行約束。通過模擬運算，得到了巖相模型，如圖2-2。區(qū)塊物源方向為西物源，從西北自東南方向發(fā)育扇狀、指狀砂體，整體呈連片狀分布，符合三角洲沉積特點，模擬后的相模型與前人沉積相研究結(jié)論吻合。

1.4儲層物性模型建立

1.4.1 孔隙度模型

數(shù)據(jù)來源：井點上的孔隙度是應(yīng)用試驗室的巖心數(shù)據(jù)資料，與測井曲線數(shù)據(jù)進行線性回歸，得出的孔隙度曲線圖版。這是一種較為常用的方法，同時可以兼顧數(shù)據(jù)的準確性和彌補巖心數(shù)據(jù)的不足。經(jīng)過計算得到的孔隙度曲線同樣需要數(shù)據(jù)校正，去掉野值，保證數(shù)據(jù)的合理性。[1]

對離散化后得到的數(shù)據(jù)進行變差函數(shù)的分析，給出合理的主變程、次變程和垂向變程。應(yīng)用序貫高斯模擬方法，分層分相帶設(shè)置變差函數(shù)參數(shù)，建立孔隙度的分布模型。

1.4.2 滲透率模型

數(shù)據(jù)來源于井點上的滲透率曲線是應(yīng)用試驗室的巖心數(shù)據(jù)測試結(jié)果，與孔隙度曲線進行線性回歸，得出的滲透率曲線圖版。滲透率曲線同樣需要數(shù)據(jù)校正。對離散化后得到的數(shù)據(jù)進行變差函數(shù)的分析。在做變差函數(shù)分析時應(yīng)用的原則與做孔隙度模型基本相同，即找到井點上數(shù)據(jù)點的變化規(guī)律，給出合理的主變程、次變程和垂向變程。通過對研究區(qū)塊內(nèi)滲透率數(shù)值的變差函數(shù)分析，應(yīng)用序貫高斯模擬方法，使用孔隙度模型進行變量約束進而最大限度接近研究人員對地質(zhì)的認識。

1.5 模型檢驗

1.5.1 屬性對比驗證

屬性之間存在一定的相關(guān)性。孔隙度與滲透率顯示出正相關(guān)關(guān)系，滲透率高的地方往往也有較高的孔隙度，根據(jù)這種屬性之間的聯(lián)系，可以檢驗同一條過井剖面上的屬性分布特征是否彼此吻合，從而達到精度檢驗的目的[2]。如圖2-3、2-4為某油田通過同一條剖面上的屬性分布特征對比圖，可以發(fā)現(xiàn)巖性與各屬性之間有很好的對應(yīng)關(guān)系，砂巖反映了更高的孔隙度和滲透率;同時屬性之間較高的相關(guān)性能夠反映儲層空間展布特征和非均質(zhì)性[2]。說明在相控條件下的隨機建模較好的符合地質(zhì)實際，所建模型精度較高。

2.結(jié)論與建議

（1）儲層隨機性建模工作由于整合了多方面信息，利用其信息隨機性的概念，合理處理測井-地震-巖心等數(shù)據(jù)，以減小儲層及其性質(zhì)的不確定性，大大地提高了非均質(zhì)儲層建模的精度。

（2）采用相控隨機建模，精細表征儲層的非均質(zhì)性和不確定性，同時對模型進行檢驗與評價，是一項符合地質(zhì)變化規(guī)律的非均質(zhì)儲層綜合評價和預(yù)測技術(shù)，可以解決油田開發(fā)生產(chǎn)難題和滿足油藏開發(fā)中后期措施調(diào)整要求，提高油藏最終采收率。

參考文獻：

[1]梁樹義.徐深氣田汪深 1 區(qū)塊火山巖氣藏精細描述與地質(zhì)建模研究.碩士研究生學(xué)位論文，2014.

[2] 張春杰.紫金山北上古生界多類型儲層三維地質(zhì)建模及合采兼容性數(shù)值試驗.中國礦業(yè)大學(xué)碩士論文，2017.