现代油藏精细描述技术和方法

现代油藏精细描述技术和方法

夏朝晖余国清石宁冯英吴淑华

(中原石油勘探局)

摘要

现代油藏描述的突出特点是其整体性、综合性、预测性、阶段性、先进性和早入性。而精细描述和预测是油田不断深入开发的必然要求,与早中期的油藏描述相比,它不仅表现在精细程度高、基本单元小(流动单元)、预测性强等特点,而且正在形成一套油藏精细描述的技术地质知识库建立和应用,地质统计学尤其随机模拟技术、动态、集成化的油藏模型建立技术,开发地震技术中的地震反演(储层横向预测)技术,全三维地震精细解释与可视化技术、四维地震、井间地震等技术,多功能综合性一体化三维油藏描述软件等技术方法最具代表性,并使油藏精细描述成为可能。

关键词油藏描述油藏精细描述层次界面分析法流动单元地质知识库地质统计学尤其随机摸拟技术动态集成化的油藏模型建立技术开发地震

前言

进入二十一世纪末世界各国的油田开发尤其是我国的油田开发正面临着从易开发区向难开发区和边远区、从部分高含水向全面进入高含水和高采出程度、从储采基本平衡向严重不平衡过渡、开采难度迅速增大等严峻形势,加之中国陆相储层的复杂性,使我们对油藏的开发和管理的难度越来越大,而这时仅靠传统的油藏描述方法已不能满足现代油田开发的要求,人们迫切需要更加精细、有效的油藏描述技术和方法,因此90年代以来随着现代科学技术的进步和生产实践的需要,油藏描述开始进入了一个全新的发展时期。与以前的油藏描述或开发地质研究相比,现代油藏描述表现出了六大特点:整体性、综合性、预测性、阶段性、先进性、早入性对油藏进行精细描述是现代油藏描述发展的必然,是进一步开发老油田提高采收率的基础和关键。本文主要针对我国高含水老油田的特点从地质角度介绍现代油藏精细描述的一些特点、主要技术和方法及发展方向。1现代油藏精细描述的含义和特点1.1油藏精细描述的含义油藏精细描述是指油田开发进入高成熟期后(如进入高含水期、特高含水期和三次采油)主要针对剩余油分布及挖潜所在进行的油藏描述。为了与早期的油藏描述作比较,表1总结了各开发阶段的主要特点及相应的油藏描述的主要内容和技术方法。1.2油藏精细描述的主要特点和精度要求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,结合我国老油田特点和该阶段拥有的资料及现代油藏描述的新技术和新方法,我们认为现代油藏精细描述应达到以下要求或应具有的特点:(1)精细程度高;(2)基本单元小;(3)与动态结合紧;(4)预测性强;(5)计算机和可视化程度高。表2同时对比列出了三类或三大阶段油藏描述的研究重点和精度要求,可以看出精细油藏描述的重点和精度与另两个阶段的油藏描述有明显区别。

2 油藏精细描述的主要技术和方法2.1 层次界面分析和流动单元研究方法油藏精细描述重点关心是储集体的分隔性而不是连续性的问题。因为各种被分隔独立而未被注入水波及到的分隔体是剩余油分布的主要富集区。因此各种未被注入水波及到的分隔体是高成熟油田首要挖潜的对象,而由于物性非均质未波及到的暂时是第二位的挖潜对象。要研究分隔体首要问题是在剖面上划分出来。而对储集体进行细分流动单元并尽可能描述出最小一级的分隔体则是研究的关键。层次界面分析方法强调了从系统论的观点出发研究系统本身具有的层次性

和结构性,强调沉积的等时性、间断性和界面的级别性,而不象层序地层学那样特别强调全球海平面的统一变化。结构单元和流动单元实际上是层次界面研究的另一方面,是不同层次界面所分割的实体。但结构单元与动态和油藏工程联结的还不够紧密,因此随着老油田剩余油挖潜的不断深化和对精细油藏描述的要求,人们又提出了流动单元的概念。精细油藏描述的基本单元就是流动单元。所谓流动单元,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。在一个小层或单砂体内部可能细分出多个流动单元,也可能就是一个油砂体本身。不同流动单元水淹状况可以很不相同。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。总体来看,层次界面划分是基础,结构单元是实体,流动单元是结构单元在开发中的一种表现形式。如何定量描述和准确预测地下中小规模地质界面和流动单元的空间结构并搞清与油气水分布的关系是油藏描述攻关的难点。2.2储层地质知识库和原型模型要想准确预测地下储层的三维特征就必须要建立一套确实可行的数学预测方法和软件。因此储层地质知识库和原型模型是储层粗细预测或随机建模预测井间参数的重要基础,是建立精细地质模型的关键。所谓原型模型就是一个与模拟目标储层沉积类似、并具有足够密集控制点,得到详细描述的储层地质模型。而储层地质知识库是指经大量研究高度概括和总结出的能定性或定量表征不同成因类型储层地质特征,且具有普遍意义的参数。获得地质知识库和原型模型的最佳途径是对露头和现代沉积的研究,当然密井网解剖也能起一定的作用。目前世界各国都在积极研究既有普遍意义且能针对本国储层类型特点的地质知识库和原型模型,国外把露头储层研究作为精细描述和准确预测地下储层的最重要的基础开展了大规模的露头储层精细研究,同时总结了一套层次界面划分和结构单元研究的方法及各种分隔体的分布规律,探索了储层精细预测的方法,为我国油藏精细描述和预测模型建立提供了新的研究思路和方法。

2.3地质统计学尤其随机模拟技术所谓随机建模就是利用一个地质体某一属性已知的结构统计特征,通过一些随机算法来模拟未知区这一属性的分布,使其与已知的统计特征相同,从而达到模拟储层非均质性直到预测井间参数分布的目的。虽然随机模拟的具体方法很多,但是不同的随机模拟方法在其基本原理、复杂程度和应用条件诸方面均有所不同(见表3)。

2.4动态、集成化的油藏模型建立技术充分应用大量动静态资料并综合多种预测方法是现代油藏精细描述的一个显著特点。因此现在国际上正在发展动态、集成化的油藏地质模型建立技术。它表现出了以下这些重要特点。(1)可按层次界面划分的级次分别建立不同级别的地质模型,并能表现出各级层次界面和隔夹层。遵循从建立一维模型到二维模型到三维模型的三级两步的建模步骤;(2)充分应用地质统计学尤其随机建模方法;(3)地质——地震——测