(3)水平井建模 [ 7 ] 。水平井沿着储层走向或倾 向钻井 ,直接取得储层侧向或沿层变化的参数 ,基此 可以建立确定性的储层模型 。水平井的钻井技术和 经济可行性目前已经取得长足的进步 ,但是水平井 很难进行连续取心 ,而且需要依赖井的测井信息 。 由于测井解释技术所限 ,仍然存在一些不确定因素 。 目前这种技术仍处在攻关阶段 。
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开 发 试 采 天 然 气 勘 探 与 开 发 2008年 9月出版
应用地震资料研究储层的几何形态 、岩性及参数的 分布 ,即从已知点出发 ,应用地震横向预测技术进行 井间参数预测 ,并建立储层的三维地质模型 。
(2)储层沉积学方法 。主要是在高分辨率等时 地层对比及沉积模式基础上 ,通过井间砂体对比建 立储层结构模型 。井间砂体对比是在沉积模式和单 井相分析的基础上进行的 。传统对比方法主要依据 井间测井曲线的相似性或差异性来进行井间砂体解 释。
随机建模是利用已知的信息为基础 ,以随机函 数为理论 ,应用随机模拟方法得到可选的 、等概率的 和高精度的反映变量空间分布的模型 。其中 ,可选 是指所合成的模型是多个 ,每个模型都是对原始数 据的反映 ;等概率是指模型参数的统计特征与现有 样品统计特征或参数的理论分布是一致的 ;高精度 是指得到的模型能够反映参数的细微变化 ,而各个 模型之间的差别反映了由于资料不足而引起的建模 中的空间不确定性 。
第 31卷 第 3期 天 然 气 勘 探 与 开 发 开 发 试 采
油气储层建模方法综述
宋海渤 1 黄旭日 2
(国石油大学 ·华东 21北京旭日奥油能源技术有限公司 )
摘 要 随着计算机技术的迅速发展 ,油气储层建模方法在近年来得到了很大的发展 。它在综合了地质 、地 球物理等信息的基础上 ,充分利用了已知点的储层信息 ,进行油气藏及内部结构精细解剖 ,揭示油气分布规律 ,建 立能够描述油气分布状况和流动特征的油气参数地质模型 。文中简要介绍了目前比较常用的储层建模方法 、建模 方法的步骤 、发展现状及今后的发展趋势 。
STORM (ReserviorModeling System / Stochastic Reser2 voir Modeling) ,法国 HER ISIM 集团的 HER ISIM 3D 软件包 , Paradigm 公司的 GOCAD ( Geological Object A ided Design)等 。
( 8)马尔可夫随机域方法 (M arkov Random Field Simulation) 。该方法利用变量的概率状态转移矩阵 可预报变幅较大的随机波动 ,是对随机过程进行分 析预测的一种半定量的研究方法 。它可以用于离散 性属性模拟 ,也可以用于连续性属性的模拟 。其原 理为 :如果当前属性已知 ,其后属性出现的概率只和 当前的属性有关 ,与先前的无关 。其可以更好的反 映复杂空间的连续性 ,既可用于离散变量也可用于 连续变量的模拟 。这种方法可用于镶嵌分布的岩相
随机建模方法可分很多类 , Haldorsen等从变量 类型角度来分 ,将随机模型分成了离散模型 、连续模 型和混合模型 。Deutsch等根据模拟单元的特征 ,将 随机模型分为基于目标 (object - based)的随机模型 和基于象元 (p ixel - based)的随机模型 。其它还有 : ①从数据分布类型角度分为高斯模拟和非高斯模 拟 ; ②从参与模拟的变量数目可分为单变量模拟和 多变量模拟 ; ③从模拟结果是否忠实于原始数据的 角度分为条件模拟和非条件模拟 。
(5)概率场模拟方法 ( Probability Field Sim ula2 tion) 。该方法是只基于原始已知条件从局部条件 概率分布中的随机取样 ,为了克服变异性范围太小 的缺陷 ,它对分布的采样进行控制 ,即让用于采集局 部条件概率分布的概率值在空间上是相关的 。其计 算速度快 ,既可以模拟连续变量 ,也可以模拟类别变 量 ,如模拟浊积岩和三角洲沉积体系的砂泥岩分布 等。
(1)储层地震学方法 。储层地震学方法主要是
作者简介 宋海渤 ,男 , 1983年出生 ;中国石油大学 (华东 )地球探测与信息技术专业硕士研究生 ,研究方向地球物理探测方法与技术 。地 址 : (257061)山东东营中国石油大学 (华东 ) 。电话 : 13401198867。 E - m ial: haibo830910@1631com
下面介绍几种应用较广且发展比较成熟的模拟 方法 [ 6 ] :
(1)布尔模拟方法 (Boolean Sim ulation) ,又称示 性点方法或示点法 。该方法是随机模拟方法中最简 单的一种 ,它主要用于建立离散型模型 ,如砂体格架 平面 、剖面或者三维空间分布模型 。因此 ,这种模拟 可以用于模拟砂体在空间的形态 、大小 、位置和排列 方式 。该方法主要适用于油田勘探阶段和开发早期 井间砂体和非渗透隔夹层的描述 。当钻井增加时 , 其存在的一个问题是难以条件化 。此外 ,由于没有 考虑沉积过程中先后沉积的砂体之间的控制关系 , 其结果往往过于乐观 ,砂体的连通性过好 。
(2 ) 序 贯 高 斯 模 拟 方 法 ( Sequential Gaussian Simulation) 。该方法的基本思路是沿着随机路径依 次地求取各节点的累计条件分布函数 ,并从累计条 件分布函数中提取模拟值 ,其最大的优点是把前面 的估计值当作条件点参与下一次估计 ,可以更好的 与实验变差函数拟合 。该方法快速简单 ,比较适合 模拟一些中间值很连续而极端值分散的储层属性参 数 ,如孔隙度等 。
(4)露头原型模型建模 。近年来国内外研究者 积极倡导重返露头 ,建立露头精细地质模型 ,调查砂 体几何形态 、砂体内部建筑结构 ,积累露头调查的定 量知识 ,以期将露头调查研究结果应用于地下 。露 头储层研究的方法是使用高分辨率层序地层学 、储 层沉积学和沉积动力学 (岩石相 、砂体成因单元 、沉 积体系 )和层次结构分析 ; 研究手段主要是露头实 测 (包括航拍和照片镶嵌 ) 、取样 (通常 10cm ×10 cm ×8 cm )和大剖面写实 [ 7 ] 。
(5)克里金方法 。克里金方法是以变差函数为 工具进行井间插值而建立的储层参数模型 。虽然克 里金方法采用统计特征作为空间估计的约束 ,但估 计结果往往是较确定的 ,因此 ,人们把它当做一种确 定性建模方法 。该方法大致可以分为传统的统计学 插值方法和地质统计学插值方法 (主要是克里金方 法 ) 。克里金估计实际上是一种线性的最佳无偏估 计 。克里金估计原理具有如下特点 [ 8 ] :
储层建模技术在我国的储层研究中应用得较 晚 ,但经过一大批致力于我国储层研究的人员不懈 努力 ,目前已在一些关键技术方法上取得了很大的 进展 [ 2～6 ] 。如西安石油学院的王家华教授等人结 合油田实际 ,也开展了一系列的攻关研究 ,编制了 适合我国广为分布的河道砂体储层的我国自己版 权的第一个储层建模软件系统 GASOR ,为从事储 层地质研究的人员提供了有力的工具 。另外 ,三大 石油公司的研究机构 、各高校和公司都开发了一些 建模工具 ,但总体而言 ,还不如国外系统 。
·克里金方法区别于其它传统方法关键之处 , 就在于它不仅考虑已知点对待估点的影响 ,而且也 考虑已知点之间的相互影响 ,即强调数据构形的作 用 ,不同位置相互影响的大小是用协方差函数或变 差函数来定量描述的 。
·从克里金方程组可看出 ,克里金估计通过已 知数据点 ,故克里金估计方法是严格内插方法 。
(6)模拟退火方法 ( Simulated Annealing Sim ula2 tion) 。该方法是一种较先进的启发式蒙特卡罗方 法 ,它灵活 、适应性好 ,适合于模拟连续或离散模拟 , 而且可以综合多种已知信息 。但是实际资料的处理 中 ,它的计算效率不够高 ,方法有时会失效 。
(7)分形随机域模拟方法 ( Fractal Simulation) 。 该方法的最大特点是其自相似性 ,即局部与整体相 似 ,即任一规模上变量的方差与其他规模上变量的 方差成正 比 , 其 比 率 取 决 于 分 形 维 数 (或 间 断 指 数 ) 。在数据点较少时 ,更能体现其优越性 。这种 方法用于连续变量的模拟 ,如孔隙度 、渗透率的模 拟 ,也可以用于模拟天然裂缝的分布模式 。
·利用最小均方误差标准式知道 ,克里金估计 实际上是对条件数学期望的估计 ,在线性无偏估计 类中是最优的 。克里金估计方法由于是一种光滑的 内插方法而不能定量评价储层空间的非均质性 ,由
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于克里金估计给出的是一种单一的数值模型 ,是一 种对平均值的估计 ,所以不能反映隐含在随机场概 率模型中的整体相关结构 ,不能反映储层空间的非 均质性 ,不能反映储层内的沉积相和沉积微相的空 间分布 。 112 随机建模
关键词 储层建模 储层属性 建模步骤 发展趋势
0 引言
随着计算机技术的迅速发展 ,对油藏各种特征 进行三维空间定量描述和预测的综合技术 ———油 藏描述技术得到了很大的发展 ,而建立三维定量模 型是现代油藏描述的核心 。油藏模型研究是上世 纪 80年代中后期兴起的一项用于油藏描述和油藏 物性分布预测的复合学科理论和方法体系 ,它是集 数学地质 、地质统计学 、油层物理学等方法于一体 , 最大限度应用计算机技术进行油气藏及内部结构 精细解剖 ,揭示油气分布规律 ,建立能够描述油气 分布状况和流动特征的地质的 ,岩石物理的等油气 参数地质模型 。一般所说的地质模型指储层地质 模型 ,且主要是建立储层孔隙度 、渗透率的三维空 间定量分布模型 。
建立储层模型的关键技术是如何根据已知的 控制点数据和其它空间数据估计模拟已知点间及 以外的储层参数估计值 ,也就是寻找和选择最能符 合储层地质变量实际空间变化规律的数值计算模 型 [1]。
目前 ,油气地质储层建模处于蓬勃发展的时 期 ,储层建模技术己成为油藏描述研究的核心技术 之一 。近年来 ,国外一些石油公司 、大学院校的科 研机构都致力于这方面的研究工作 ,理论研究的同 时 ,许多地 质模 拟软 件 也 随 之 出 现 。例 如 , 美 国 Schlumberger公 司 的 Petrel, 美 国 Stanford 大 学 的 GSL IB ( Geostatistical Software L ibrary and U ser’s Guide) ,挪威的 Smedvig Techonogies公司的 RM S /