地质建模技术在油藏评价中的应用

地质建模技术在油藏评价中的应用

张岩1，谢洪顺2，王洪星3，谢亚妮4，马玉星5

（1.“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学；

2.天津石油职业技术学院；

3.中国石油吉林油田分公司勘探开发研究院；

4.中国石油大学地球资源与信息学院；

5.石家庄外经贸职业学院）

2.天津石油职业技术学院；

3.中国石油吉林油田分公司勘探开发研究院；

4.中国石油大学地球资源与信息学院）

摘要：地质建模技术把沉积学、构造地质学、地震地层学和测井地质学等融为一体，对油藏的构造格架、沉积微相以及物性参数的空间分布等进行全面的综合研究和描述。以某典型的陆相成因油层组为例，介绍了现代储层地质建模技术的研究思路，针对研究目的层组的地质特征，采用相控储层建模的方法，通过构造地层格架建模、砂体建模及相控属性建模，最终建立一个三维、定量的油藏地质模型，其中每级建模都对后一级的模型产生约束影响。生产实际表明，储层地质建模技术为进行科学的油藏评价、油藏数值模拟以及开发动态预测与方案优化提供了必要的和可靠的地质依据。

关键词：随机建模；变差函数；数值模拟

Application of Geological Modeling in the Reservoir Evaluation

Zhang Yan1,Xie Hongshun2,Wang Hongxing3,Xie Yani4

(1.State Key Laboratory of Geological and Reservoir Development Project,Southwest Petroleum University2.Tianjin Petroleum Vocation and Technolgy College3.Development Research Institute of Jilin Oilfield Corporation,CNPC,4.School of Energy Resource,China University of Petroleum) Abstract:Geological modeling technology is integrated with sedimentology,structural geology,seismic stratigraphy and logging geology，it researches and describes the structural frame of the reservoir,sedimentary facies,as well as the spatial distribution of petrophysical properties comprehensively.Taking a typical continental reservoir group as an example,this paper introduces research ideas of the modern reservoir modeling technology for the geological features of target lasyers,using facies-controlled reservoir modeling approach,by structural model,sand body modeling and petrophysical modeling,establishment of a three-dimensional,quantitative reservoir geological model is finished,each level modeling created constraints impact on secondary modeling.Actual production shows that reservoir geological modeling techniques provides the necessary and reliable geological basis for the scientific reservoir evaluation,reservoir simulation, dynamic prediction and optimization of program.

Key words:stochastic modeling；variogram；numerical simulation

引言

储层地质模型定量地描述储层的构造几何形态和物性参数的三维空间分布，通过把储层网格化，将每个网格赋上参数值，在这个过程中，网格的尺寸划分得越小，参数值与实际误差越小，标志模型越细致、精度越高，提供更符合油藏实际、能深刻表征储集层非均质性的静态模型，进而可满足油气田开发精细数值模拟的要求，通过历史拟合用实际生产资料修正静态模型，最终达到从动态和静态两个方面共同评价油藏的目的[1]。因此，储层地质模型是油气田开发中油藏数值模拟和油藏工程分析的基础，直接为油田开发方案的制定和调整提供直接的地质依据。

1.建模思路

储层建模的方法主要分为确定性建模和随机建模。确定性建模是以地质统计学克里金插值方法为基础，目的是应用已知信息推测出控制点间的储层参数分布，对井间未知区域只产

生唯一一个储层特征确定性的预测结果。该建模方法适合井点较多且有高质量的地震资料的情况下，由于克里金方法给出的是观测值间的平滑估计，因而忽略了井间的细微变化。随机建模是以随机模拟算法为基础，以变差函数为理论，产生若干等概率的储层结构和属性空间分布模型，因此，随机建模提供的地质模型是在一定范围内的几种可能的随机实现，各种模型之间的差别体现了空间的不确定性。在所有可能的实现中，应用地质知识和油藏开发动态等资料优选出一种实现来更加准确反映地下地质情况。

储层随机模拟的结果除了与已知的具体数值有关外，还与数据的构型有关，即与数据的空间位置和统计特征有关。随机模拟通常可分为条件模拟和非条件模拟。非条件模拟所产生的随机模拟结果仅要求再现随机模型所要求的关于储层属性空间分布的相关结构，而条件模拟还要求条件化到已知的井位观察位置必须与已知数据相一致。

由于本文一般认为控制点上的数据是准确的，因此通常讲的随机模拟都是条件模拟。条件模拟要求模拟结果完全忠实于已知数据。而序贯模拟则要求在储层参数的邻域内模型忠实所有的数据，包括原始数据和已经模拟过的数值。也就是说，在储层属性的迭代模拟过程中，每一步模拟的结果都作为后续模拟的已知条件，并且后续模拟的结果不但要忠实于已知井点信息，还要忠实于以前模拟的结果。

在进行储层建模时，按照变量的特征，将随机模拟分为离散性和连续性随机模拟，其中离散型用于模拟油藏地质体分布，如砂体、岩相等。连续型用于模拟连续变化的地质现象，如孔隙度、渗透率、泥质含量等。具体做法是根据不同的储层参数，选用相应的变差函数理论模型进行拟合和结构分析，从而得到反映参数结构特征的变差函数模型[2]，为随机模拟的实现提供基础。

本文地层格架建模具体的作法是以地震资料为基础，结合地震解释成果中得到层面位置和断层形态，在地层精细划分对比和构造分析的基础上，以井资料为主，通过补心海拔校正，确定研究的A油层组C1井区的顶底界，搭建起该区的地层格架模型。在处理断层的时候，要注意断层之间接触关系的处理、断层走向的设置以及网格趋势线的添加，这样可以大大减少因地质模型以及网格布局的不合理导致后续数值模拟的不收敛，为从动态角度评价油藏提供可靠的基础。

砂体模型的建立同样立足于构造地层格架模型，本文中砂体模型的建立主要应用了测井、录井资料，将不同颜色以及不同粒度的各种岩石类型划归为4类，选取球状模型，应用序贯指示模拟方法，建立了A油层组C1井区三维空间的砂体模型。

储层参数模型主要以测井资料解释结果中解释层段的孔隙度、渗透率、含油饱和度数据为基础，将层段值进行了离散化和重采样的处理流程，结合射孔及试油结果等为已知条件，应用地质统计学的方法，将这些储层参数分别看做具有一定分布范围的区域化变量，通过实验变差函数的计算，拟合合适的变差函数模型，通过不同参数的模拟方法的适用性分析，优选不同参数的随机模拟方法，对井间储层参数进行预测，从而得到储层参数的三维数据体，达到建立储层三维地质模型的目的。

采用图1所示的建模流程[3]：