储层随机建模综述

储层随机建模研究综述

摘要：油气储层随机建模是20世纪80年代后期刚刚萌芽兴起的一项油藏描述高新技术。它是为适应油气田开发的深入，应用先进的二次采油和三次采油技术进一步提高油气采收率的需求应运而生的。本文阐述了储层随机建模技术的概念及意义，分析了该技术的研究现状和主要算法原理，并介绍了目前国内外相对比较成熟的随机建模软件。

关键词：储层表征，随机建模，应用软件

引言

储层表征技术是综合利用各种观测结果例如岩心、测井响应、地震响应等研究目的层的各种非均质性．建立起能够反映三维空间地质特征的储层地质模型。从目前建立模型的方法来看，大体上有两种方法，一是确定性建模，即根据各井的测井资料进行多井解释，井间则主要依靠地震信息来描述，这样井间的每一个点都有确定的数值，用这种方法建立的地质模型可以称为确定性模型。但由于受地震资料分辨率的限制，该方法只能解决勘探早期储层描述的要求，对于开发中后期剩余油的挖潜来讲该方法就显得力不从心。另一种方法就是随机建模，建立预测模型。即综合各种方法取得的信息，主要依靠沉积学的方法加上地质统计学的方法，对井间参数作出了一定精度的细致的预测估值，故称之为预测模型。随机建模的具体方法目前发展较快的是地质统计学方法。这种方法的思路是寻求比较符合地质规律的地质统计模型和方法．来表征各种沉积类型的储层参数的变化规律，然后用这种已知的规律，对井间未知地区参数的空间分布规律作出预测估值。

1 储层随机建模概述

1.1 随机建模的概念及意义

地下储层本身是确定的，它是许多复杂地质过程（沉积作用、成岩作用和构造作用）的综合的、最终的结果，具有确定的性质和特征。但是，在现有资料不完善的条件下，由于储层结构空间配置及储层参数空间变化的复杂性，人们又难于掌握任—尺度下储层的确定且真实的待征或性质。待别是对于连续性较差且非均质性强的陆相储层来说，难于精确表征储层的特征。这样，出于认识程度的不足，储层描述便具有确定性，这些不确定性需要通过“猜测”确定的储层性质，即为储层的随机性质。

由于储层的随机性，储层预测结果便具有多解性。因此，应用确定性建模方法作出

的唯—的预测结果具有—定的不确定件，以此作为决策基础便具有风险性，为此，人们广泛应用随机建模方法对储层进行预测和模拟。

储层随机建模是以已知信息为基础，以随机数为理论，应用随机模拟方法，产生可选的、等概率的储层模型的方法。该方法承认控制点以外的储层参数具有一定的随机性，采用随机建模方法所立储层模型不是一个，而是多个，即一定范围内几种可能实现（所谓可选的储层模型），以满足油开发决策在一定风险范围的正确性的需要。

随机建模可以对储层的不确定性进行评价，这就为储层地质工作者提供了一个既是定量化、精细化的，又能实事求是地反映“不确定性”的储层地质模型。随机建模技术即尊重油气储层固有的地质规律，反映某些客观存在的随机性，又能定量地描述由于资料信息的不足和人们认识的局限给储层地质模型带来的不确定性。它为油气田开发战略决策中的风险分析提供了一个重要依据，正是这一技术刚刚出现就受到石油工业界极大重视的原因所在。

油气储层随机建模技术，是储层地质工作本身高新技术化的体现。如果说近代测井、地震、油藏数值模拟、工程测试等高新技术的发展，为储层建模提供了大量的、精确的定量化的数据，为储层地质定量化创造了很好的环境条件；那么随机建模技术的诞生，可以说是地质学与数学、计算机结合，本身向着高新技术发展的结果。随机建模以地质统计学为基础，模拟过程的两步建模程序又以依据储层沉积学理论建立储层沉积相骨架模型为第一步，以此来控制物性等其它参数的空间分市。应该说，这是地质学科发展的一个重要方向。

采用随机建模方法所建立的储层模型不是一个，而是几个，即一定范围内的几种可能实现，以满足油田开发决策在一定风险范围内的正确性，这是与确定性建模方法的重要差别。在实际应用中，利用多个等概率随机模型进行油藏数值模拟，可以得到一簇动态预测结果，据此可对油藏开发动态预测的不确定性进行综合分析，从而提高动态预测的可靠性。

1.2 随机建模的目的及优点

应用储层随机建模技术描述确定性储层大体上基于以下五个方面的考虑：①各种规模的地质结构、岩石性质的变化是不确定的；②沉积相的空间变化复杂；③岩石特性和构造的空间位置和方向的变化不易求取；④储层的动态和静态数据的关系问题；⑤随机建模是一种方便和快捷的方法。

油气储层随机建模的目的是利用计算机建立沉积相在储层内部的空间分布。进而建立渗透率和孔隙度等物性参数在储层内部的空间分布。利用油气储层随机建模的结果，

可提供三维定量地质模型，使油藏非均质性的描述和认识更准确，从而制定合理的油气田开发方案，采取有效的生产措施，达到提高油气采收率和油气产量的目的。

用储层随机建模方法来描述储层非均质性，最大的优点在于：①用统计方法来处理不确定性有其突出优越性。由于数据信息的不足，必然会导致建模结果的不确定性。用随机建模，当数据比较少时，建模的结果不确定性就会大一些。反之，当数据比较多时，不确定性就会小一些。随机建模方法可以定量评价这种不确定性。②有利于把各种不同的数据综合使用。如地震、试井、测井所得的数据，分辩率不同，但也可以综合起来。沉积相数据是离散的，孔隙度、渗透率和层厚等参数是连续的，也可以结合起来使用。

③渗透率是油藏工程中的一个重要参数，直接影响油气产量。经验告诉人们，受相带控制明显，用井点处的渗透率数据和任何单纯的内插方法，要把渗透率的空间分布求准，是不可能的。用随机建模先把沉积相空间分布求准，并以此为基础，以沉积相空间分布作为控制条件，才能把渗透率空间分布求准。

2 储层随机建模的研究现状

储层随机建模方法主要是为了表征地下储层因各种资料（测井、地震、岩心等）的不全面性和地质情况的复杂性所造成储层描述的不确定性。在国外，近10年来随机建模技术的发展如雨后春笋，出现了20几种模拟方法。而且这些模拟技术在油藏表征中的作用得到了认可和重视，在实际的应用也得到飞速发展，已成为科学的油藏管理模式中的重要一环。大多数情况下，随机建模产生的网格精细的三维静态地质模型（静态模型）主要用于油藏管理得数值模拟。而数值模拟是一个动态过程，受计算机资源得限制，只能应用较粗的网格。网格粗化便为静态模型和动态模型之间搭起一座有机得数学桥梁。近年来，油藏随机建模的研究现状主要体现在以下几个方面。

2.1 油藏模型的评价及不确定性分析

油藏建模难题之一是如何评价建模结果（即油藏模型）。模型的好坏、建模技术和策略成功与否，其判断主观性强。但由于我们要根据这些油藏模型做出许多决策，因此更客观地评价建模成果是十分重要的。从最近发表的文献来看，评价油藏模型常用的方法有：①可视化俭验(Visual inspection)，又名“地质类比(geological likelihood)”；②储层目标的几何形态及大小统计数据与实验数据(如变差函数)比较；③将数值模拟结果(如试井、生产、水淹)与实际油藏生产数据比较；④抽稀并建模，比较被抽稀井处建模结果与实际数据的符合程度。

随人们越来越多地应用油藏随机建模的成果，如作为共享数据库、储量计算、数值