油藏描述

油藏描述概论
1、油藏描述概念
油藏描述源自英文Reservoir characterization一词。

早在1979年，斯仑贝谢公司就已针对油藏描述这一课题设计出了一些软件。

油藏描述，简言之，就是对油藏进行综合研究和评价。

它是以沉积学、构造地质学、储层地质学和石油地质学的理论为指导，综合运用地质、地震、测井和试油试采等信息，最大限度地运用计算机手段，对油藏进行定性、定量描述和评价的一项综合研究的方法和技术。

其任务在于阐述油藏的构造面貌、沉积相和微相的类型和展布，储集体的几何形态和大小、储层参数分布和非均质性及其微观特征、油藏内流体性质和分布，乃至建立油藏地质模型、计算石油储量和进行油藏综合评价。

为实现上述任务，应最大限度地使用计算机手段，并自动绘制反映油藏特征的各种图件，充分揭示它在三维空间的变化规律，为进行油藏数值模拟，合理选择开发方案，改善开发效果，提高石油采收率提供从分可靠的依据。

2、油藏描述技术发展史
70年代末至80年代初,斯仑贝谢公司首先研究了油藏描述软件系统,并在阿尔及利亚等地区进行了应用,取得了明显的效果。

其他的许多石油公司、软件公司,也先后开展了油藏描述技术软件系统的研究。

80年代初,油藏描述的基本方法是以测井资料为主,对关键井测试分行、油田测井资料数据标准化处理。

油田参数转化、单井综合测井评价、参数集总、计算网格值与作图、单井动态模拟及其成果质量控制的主要特点可以归结为以下几点:
①强调研究测井与地质资料在深度上的准确性和一致性;
②综合常规测井、地层倾角与地震、地质资料,准确的描述油藏构造及其储集层的几何形态;
③全油藏测井资料数据的标准化,将各种非地层因素和误差的影响减到最
小程度;
④用最新技术从测井资料中提取反映地质特征的大量有效信息,对非井剖
面做测井相分析,用岩心资料鉴别测井相的岩相类型;
⑤选择合适于全油田的测井解释模型、解释方法和解释参数,用岩心资料检验测井数字处理的储层参数的有效性;
⑥用测井、岩心和生产测试资料建立油田转换关系,计算渗透率和评价测井项目不全的井,用生产测试资料检验单井动态模拟的效果;
⑦用最新的计算机绘图技术,绘制各种等值图、栅栏图,详细描述油气藏,广泛采用数据库技术。

油藏描述研究主要是提供能反映储层纵向连续性的单井综合测井评价结果,即以成果图和数据表的形式,按照一定的采样间距逐点的显示出储层的岩性与
基本参数,提供能反映储层几何形态、储层属性参数在二维、三维空间变化的全油田综合研究成果,包括全油田各种参数的综合数据表格,各种计算参数的网格图和等值图,如储集层的构造等高图、等厚图、等孔隙度图、等渗透率图、总孔隙图、净孔隙度图、净渗透率图、含油气等厚图、累计孔隙度图、渗透率含油饱和度图、储集层三维构造图,包括从各个角度和方向观察的三维构造显示及全油气体积的计算结果,针对不同地区的地质特点、资料拥有程度和勘探开发进程的情况,油藏描述的研究方法、内容、目的也不尽相同。

80年代末,油藏描述技术日趋成熟,主要应用测井、地震、油田地质和岩心资料及其生产测试等资料,对油藏的几何形态、静态和动态参数及其空间分布进行了综合的评价,为油藏模拟、储量估计、优化开发方案及提高采收率方案,提供了可靠的数据资料。

油藏描述研究的范围也逐渐的发展为包括岩石特征、构造特征、储层性质和综合研究四个方面。

岩石特征,即岩心描述、岩性、沉积环境和岩石特征的对比分行;构造特征,即构造图的定性和定量分析、构造连续性、垂向和水平方向的分布、泥岩的分布等;储层性质,即储层特性参数的空间分布、储层分层和地质定量分行。

油藏描述的主要特点的发展为:①深入分析有关资料解释问题;②采用最新技术从测井资料提取最大量的信息;③应用岩心资料识别出测井分析辨别出的岩相类型;④应用岩心分心资料,确定最佳评价模型,采用测井相资料对储层分层以确定测井参数;⑤利用岩心资料刻度测井解释岩
心物理参数;⑥应用生产测试资料确定渗透率的变换关系;⑦应用生产测试资料和套管井测量结果,刻度单井动态模拟的有效性;⑧利用三维地震和地层倾角资料,改善所确定的储集层构造的准确性;⑨应用最新技术进行计算机绘图。

3、油藏描述技术的特点
总结这些年国内外油藏描述工作的经验和教训，可以看出现代油藏描述与20世纪8O年代以前传统的油藏研究或开发地质研究有很大的差别，它表现出了以下重要的特点。

3.1 整体性
现代油藏描述将油藏的各种属性(如构造、地层、储集层、油气水等)看成一个完整的系统来研究。

油藏描述工作都遵循着从一维“井剖面”的描述到二维“层”的描述再到三维整体描述的三步工作程序，依赖于三套基本的油藏描述技术，即井孔柱状剖面开发地质属性确定技术、细分流动单元及井间等时对比技术和井间属性定量预测技术。

3.2 综合性
油藏描述是一项多学科综合、集约化、协同攻关的研究项目。

需要把地质、地球物理、油藏工程、数值模拟、数学、计算机和现场等众多学科和部门组织成一个项目组，协同攻关，实行统筹规划，才能作出真正高水平、符合地下情况的油藏描述工作，也才能为油田开发打下坚实的基础。

同时要求研究人员由单一学科知识结构向具备多学科知识结构的复合型人才方向发展。

3.3 预测性
现代油藏描述不仅要把地下油藏的三维特征描述清楚，而且更重要的是利用较少的资料能较准确地预测出地下油藏各种开发属性三维空间的具体细节。

3.4阶段性
油藏描述贯穿于勘探开发的全过程,从第一口发现井到油田最后废弃为止,多次分阶段滚动进行。

由于不同开发阶段的任务不同,所拥有的资料基础不同,从而造成了不同开发阶段油藏描述所要描述的重点内容和精度的不同,所采用的描述技术和方法也有很大差别,因此油藏描述具有阶段性。

目前来看已初步发展了适应不同开发阶段的三大套或三大阶段油藏描述技术和方法:①早期油藏描述———在油田发现后利用少量井对油(气)藏进行的综合研究与评价;②中期或一般所称的油藏描述———油田开发后含水较低时,主要利用大量井的资料尤其测井资料进行;③精细油藏描述———油田开发进入高含水期、特高含水期后,主要
针对剩余油分布及挖潜进行。

3.5 先进性
现代油藏描述尽量采用各种先进实用的科学技术和方法，如现代数学方法和理论的大量应用，包括地质统计学及随机模拟、模式识别、模糊数学、专家系统、神经网络、分形几何等，以及测井、地震和计算机新技术的发展，使油藏描述真正迈向了模型化、定量化和预测化，计算机技术的大量应用不仅使上述成为可能，而且能使人们亲身领略到地下油藏的三维面貌，把研究人员从繁重的手工劳动中解放出来。

3.6 早入性
油藏描述应从油田第一口发现井开始就开展工作。

油田发现后，开发工作人员介入得越早、油藏描述工作开始得越早越好。

油藏描述研究的主要内容可以归结为:①油气田地质构造和储层几何形态的研究;②关键井的研究及解释模型的确定;③油田参数转换关系的确定、渗透率估算及测井项目不全井的评价;④单井测试评价;⑤多井处理、单井动态模拟研究及三维油藏模型的建立。

4、油藏描述的阶段划分
油田开发的阶段性早已被人们认识，而且已形成一些通用的阶段和基本作法，国内外大同小异。

一般来说一个油田发现后大致可分为评价阶段—方案设计阶段—实施阶段—监测阶段—调整阶段(高含水阶段)—三次采油阶段，最后到油田废弃。

每一阶段都反映了人们对油藏认识的深化。

总体来看这些阶段可归为早、中、晚三个大的开发阶段，或者可分别称为油田开发准备阶段、主体开发阶段和提高采收率阶段这三大开发阶段。

从油藏描述的角度看，虽然不是每一个小的开发阶段的油藏描述都有重大区别，但这三个大的阶段的油藏描述则有着很大的差别，表现在所拥有资料的程度、要解决的开发问题及油藏描述的重点和精度都极不相同，加之我国陆相储层的复杂性，从而造成所采用的油藏描述技术和方法也有很大差异。

因此，总结国内外油藏描述的经验和教训，寻找其共同规律和基本作法，油藏描述的阶段与大的开发阶段相对应也可分为早、中、晚三大阶段或三种油藏描述。

这
三大阶段油藏描述的重点、方法、技术和要解决的问题等明显不同。

当然阶段的划分是相对的，油藏描述工作也是滚动进行的。

5、各阶段油藏描述的涵义和特点
5.1开发准备阶段的早期油藏描述
油田发现后到投入全面开发前的这一阶段可称为开发准备阶段,这一阶段所进行的油藏描述统称为早期油藏描述。

该阶段的主要任务是对油藏进行可行性评价、进而制定总体开发方案。

这时钻井资料较少,动态资料缺乏,地震资料以二维为主,或虽有三维地震资料,但往往延后。

开发评价和设计要求确定评价区的探明地质储量和预测可采储量,提出规划性的开发部署,确定开发方式和井网布署,对采油工程设施提出建议,估算可能达到的生产规模,并作经济效益评价,以保证开发可行性和方案研究不犯原则性的错误。

油藏描述的任务是确定油藏的基本骨架(包括构造、地层、沉积等),搞清主力储层的储集特征及三维空间展布特征,明确油藏类型和油气水系统的分布。

因此这个阶段的油藏描述以建立地质概念模型为重点,把握大的框架和原则,而不过多追求细节,所以称油田开发准备阶段的油藏描述为早期油藏描述。

5.2主体开发阶段的中期油藏描述
油田全面投入开发后到高含水(三次采油阶段)以前的这一阶段,可称为油田主体开发阶段,这一阶段所进行的油藏描述统称为中期油藏描述。

油田一旦投入全面开发,钻井资料和动态资料都迅速增多,并逐渐有了多种测试和监测资料等。

这一阶段开发研究的任务是实施开发方案,编制完井、射孔方案,确定注采井别、进行初期配产配注、预测开发动态。

生产一段时间后,要进行开发调整,阶段历史拟合和预测开发动态等。

为此,这一阶段的油藏描述以全面进行小层划分和对比,进一步落实在早期油藏描述中没有确定的各种构造、建立静态地质模型为重点。

斯伦贝谢最早提出的油藏描述及国内外所作的大部分油藏描述都是针对这一阶段而言的,即以测井研究为主体,从关键井出发,进行测井资料数据标准化及多井处理、评价和对比研究,建立各种油藏参数数据库及关系,最后建立油藏三维静态模型,因此称这一阶段的油藏描述为油田主体开发阶段的常规油藏描述或中期油藏描述。

5.3挖潜、提高采收率阶段的精细油藏描述
油田开发进入高含水后直到最后废弃前这一阶段称为挖潜、提高采收率阶段。

这一阶段由于高含水、高采出程度而引起地下油水分布发生了巨大的变化,开采挖潜的主要对象,转向高度分散而又局部相对富集的、不再大片连续的剩余油,甚至转向提高微观的驱油效率上来。

早、中期的那种油藏描述方法和精度已远远不能满足这个阶段的开发要求,它要求更精细、准确、定量的预测出井间各种砂体尤其大砂体内部非均质性和小砂体的三维空间分布规律,揭示出微小断层、微构造的分布面貌。

油藏描述的重点是建立精细的三维预测模型,进而揭示剩余油的空间分布,增加油田采收率。

因此把这个阶段的油藏描述称为油田挖潜提高采收率或高含水阶段的精细油藏描述。

表1总结了不同开发阶段要解决的主要开发问题,及由此要求油藏在这一阶段所要描述或表征的最主要内容,以及针对这些问题目前国内外所采用的最主要技术和方法。

表1 不同开发阶段及其油藏描述阶段的主要任务、技术和方法
6、不同阶段油藏描述内容和要求
油藏描述具有阶段性。

这种阶段性不仅表现在每个阶段研究的主要内容,所采用的具体技术和方法等方面的差别上,而且也表现在每个阶段具体研究对象的重点和精度的明显区别上。

总结国内外油藏描述的经验,结合国内油藏描述的具体实际及今后油藏描述的发展趋势,在这里给出了每个阶段油藏描述应重点描述的对象和内容,达到的精度等基本要求,或者称每个阶段油藏描述的主要标志(表2)。

表2 不同阶段油藏描述的主要标志和精度要求
6.1早期油藏描述
(1)油田构造方面:搞清油藏的主要圈闭条件及圈闭形态、产状和三级—四级以上的断层系统,提交比例尺为1∶2. 5～1∶1万的油气层顶面及标准层顶面构造图和主断层的断面图。

(2)地层划分和对比:从油田开发的角度看,含油地层可以划分为含油层系、油层组(可再分亚组或上、中、下油组)、砂层组、小层、流动单元等。

不同阶段的油藏描述虽都以小层作为基本单元进行研究,但重点不同,早期油藏描述重点是划分对比好砂层组。

(3)沉积相研究:一般沉积相可划分为沉积体系、沉积相、沉积亚相、沉积
微相(微相还可再细分)、成因单元、岩石相等级别。

虽然在有取心的单井上能划分和定出任一级别甚至更细的相,但真正有意义且能在平面上确定其分布的相,各阶段的研究重点是有区别的。

早期油藏描述重点是搞清亚相、物源和砂体的大致展布方向,建立相模式。

适时开展储层微相分析,确定微相类型。

(4)储层的非均质性:早期油藏描述重点是搞清油藏和层系规模的储层非均质性;研究“四性”关系,确定各种测井解释方法及解释模型,划分储层和非储层界线,对储层进行分类分级,建立测井相标准;明确各类储层在平、剖面上的分布规律以及储量分布状况。

预测各类储层成因单元几何形态及连通程度;进行储层综合评价。

(5)确定宏观的油气水系统、油气性质及其控制条件和油藏类型;编绘出各套油气水系统及油气水性质主要参数的平面和剖面图件。

(6)建立油藏地质模型:早期油藏描述以建立概念地质模型为重点,重视研
究储层的基本骨架模型。

在油藏评价阶段,主要是建立初步的油藏地质概念模型,在描述构造、油气水系统及储层的基本面貌的基础上,为储量计算和开发可行性研究提供一个油藏整体地质模型和一些低级次的概念模型,这是评价阶段油藏
描述的最终综合,这一阶段的油藏地质模型只能是概念模型,且以砂层组为重点,特别是储层地质模型。

开发准备阶段,由于资料不足,可能部分关键性地质因素还不可能给出肯定的概念,这时应充分估计这些关键因素可能变化的范围,作出不同可信度的地质模型。

即最大可能的模型,最小可能的模型及机遇率最高的模型,提供油藏模拟时进行必要的敏感性分析。

6.2中期油藏描述
(1)油田构造方面:以钻井资料为主,参考地震成果,重新核实构造图,特别
是通过地层、油层对比、逐井落实断点,组合断层,进一步落实一、二、三、四级断层,提交准确的构造图,并结合油气水系统等核实断块划分。

(2)地层划分和对比:全区每口井小层划分、对比及统层。

(3)沉积相研究:全区沉积微相分析并编制分层组(或重点小层)的微相图。

(4)油气水系统:根据测井解释结果确定每口井的油、气、水层分布,核实各个界面,按井点修正含油、气边界;作出分油层组(分单层)含油气边界图。

(5)储层描述:重点内容是搞清油层规模的层间和平面的非均质性;建立分
井分层的储层参数数据库;在微相图控制下编制分层组、分单层的各种参数剖面图;分区块、分层组、分单层统计各项储层特性参数,重新作出储层分类评价。

(6)建立储层静态模型:利用大量开发井的测井资料和地质分层数据直接建立储层静态模型。

三维模型的精度要求: 300m×300m×(>1.0)m。

6.3精细油藏描述技术
油田进入开发后期,一方面各种资料极其丰富,另一方面地下油水关系复杂,剩余油分布零散,实施各种挖潜、提高采收率措施的难度越来越大,必须更加精细地描述油藏,因此考虑到该阶段的资料基础和确定剩余油分布的要求及未来
的发展趋势,提出了精细油藏描述的概念和方法,认为精细油藏描述应该具有以下特点或达到的目标:
(1)精细程度高:应描述出幅度≤5m的构造;断距≤5m,长度<100m的断层;微构造图的等高线≤5m;建立的三维地质模型的网格精度应在100m×100m×
(0.2 ～1.0)m以内。

(2)基本单元小:该阶段研究的基本单元为流动单元。

所谓流动单元[5],系指一个油砂体及其内部因受边界限制、不连续薄隔挡层、各种沉积微界面、小断层及渗透率差异等造成的渗流特征相同、水淹特征一致的储层单元。

流动单元划分的粗细与当时的技术水平和要解决的生产问题有关。

(3)与动态结合紧:精细油藏描述不是一个单一的地质静态描述,而必须与
油田生产动态资料紧密结合。

用动态的历史拟合修正静态的地质模型。

(4)预测性强:不仅能比较准确的预测井间砂体和物性的空间分布,而且要
能预测剩余油的分布(包括定性的规律性研究和定量的指标研究)。

(5)计算机化程度高:有完整的油藏描述数据库;油藏描述和地质建模软件
应用广泛,大多数(>80%)图件由计算机制作完成。

精细油藏描述的主要研究内容有:流动单元划分与对比及流动单元的空间
结构;以微构造研究为主的微地质界面研究;以成因单元为单位进行精细沉积微相分析;注水开发过程中储层物性动态变化空间分布规律研究;水淹层测井解释及有关了解剩余油分布状况的生产测井及解释;层理、孔隙结构、粘土矿物等研究(三次采油阶段油藏描述更重视的内容);储层预测模型建立;地质、油藏、数
模一体化研究剩余油分布特征及规律。

通过这些研究所要解决的关键问题是:建立储层预测模型,确定剩余油分布特征及规律。

7、油藏描述技术发展展望
7.1地质技术
7．1．1 四维地震(监测油藏动态)
在油藏开采过程中，储集层孔隙流体的温度、压力及组分会产生变化，影响储集层的体积密度及地震速度，从而影响反射波的振幅及传播时间。

在油田开发过程中，隔一定时间进行一次三维地震观测，每次观测的测试位置、野外参数、处理参数都不相同，然后比较前后的地震记录，就可以知道地下油、气、水分布的变化，得到流动体系、油气运移比较精确的空间图像。

四维地震正在成为当前和今后监测油藏动态和描述油藏的一项新技术。

7．1．2 井间地震技术
在未来几年内，可望通过广泛使用井间地震技术来提高井间储集层预测的精度。

迄今为止，井间地震已成功应用于稠油蒸汽驱热采中的蒸汽带成像，这是因为稠油砂岩储集层往往胶结程度差，P波速度随蒸汽带温度的增加而明显下降，因此可以用地震P波的速度来度量油藏温度或指示油藏中蒸汽流的位置。

7.2储集层物性动态变化空间分布规律研究技术
通过研究储集层沉积相与物性关系，分析储集层在三维空间中的连续性和物性变化特征，对各种分析化验资料，特别是注水开发后的密闭取心资料以及开发动态资料进行研究，结合吸水剖面、产液剖面和C／O比等测试资料，从储集层基本特征、注入水与地层流体的物理化学作用、地层温压变化、油水渗流机理及影响因素等方面，可研究注水开发后储集层结构的变化规律和油水分布特征。

7.3高分辨率层序地层学的应用
层序地层学的核心在于确定等时地层格架以及时间地层框架内沉积地层的分布类型。

在一个基准面旋回变化过程中形成的岩石单元是一个成因地层时间单元，通过基准面旋回的识别和等时对比，分析不同级次的陆相地层内部结构特征，建立高分辨率的地层框架，根据低级次旋回特征进行局部地层精细对比，可以为精细油藏描述提供基础。

8、小结
油气田开发面临的地质问题日趋复杂，各学科技术在突飞猛进地发展，油藏描述应用新技术、新方法的节奏迅速加快。

油藏描述发展的特点是管理方式向多学科协同的集约化方向发展、描述软件向集成化方向发展、描述过程向可视化方向发展，同时研究向系统化、理论化、精细化和预测化方向发展。

未来油藏描述的发展将趋于：①宏观研究规模更大，微观研究更深更细，向理论化和系统化方向发展；②从定性向定量和预测方向发展；③从单学科向多学科协同综合方向发展；④油藏描述的功能越来越多，解决地质问题的能力越来越强。