储层建模文献综述.docx

摘要什对我国以河流三步洞相妙体为主的气层/点,本文提出了利用M机爱程技术建立预料模型的方法，即蛉合各种途枝取得的仃息，时储层内井点之间、之外肢体的册态及其参数作出肯定希度的顼杵估伍。另外，本文还时员（层随抚建埃方法的国内外探讨现状及其各忖模以方法在储层表征中的应用进行了比较和探讨,交点介绍了膜拟退火方法,并且序结出随枕迂燥的一般方法。引言随着技术的发展，地质科学正经验若由定性描述向定量建模、由视察向预料的方向发展。储层表征技术（RcsenoirCharacterization）正是顺应这潮流而生,储层表征的最终结果是建立储层三维定量地质模型，而储层随机建模技术（StochasticReservoirnx1.e1.ing）已成为解决这一问题的主要手段，它的目标是将各种资料通过某种手段统一在一个定量模型中，这个定量模型不但与全部资料相一样，而且也包含全部资料所反映出的储层分布的空间结构信息，最终结果以易于展示、更改和运用数字化的方式保存在计兑机中，这是目前储乂建模的趋势.储层随机建模技术可以粽合利用岩心、钻井、测井、试井、地震、地旗等各种资料。它不仅可以解决沉积相空间分布和物性参数的空间分布问题，而且可以解决裂缝和断乂的空间分布和方位问题.目前，储层建模的方法大体上可以分为两类：一是确定型建模，即依据各井的测井资料进行多井说明，井间则主要依界地震信息来描述，这样井间的每个点都有确定的数值，用这样的方法建立的模型即为确定型模里.由丁地震辨别率所限，该方法只能用于勘探早期.另一类是随机建模,建立预料模型，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，对井点之间、之外参数作出肯定精度的细致的预料估计，故称为预料模型。施机建模的具体方法仃较传统的克立金法、蒙特卡洛法以及现在流行的分形法、神经网络法、遗传法、模拟退火法等几十种算法。,储层随机建模技术具有三大优点：一是可以实现油气储层的精细描述和建模，定员表征和刻画储层各种尺度的非均质性：二是可以定量探讨储U的不确定性（虽然储U在本质上是确定的，客观上是唯一的，但由丁储层的困难性和信息的有限性，因而造成描述上的不确定性。）；三是便于把各种来源的信息和资料综合到一个统一的定量模型之中。第一章储层随机建模探讨的国内外现状自从美国德克萨斯高校（奥斯泞）的1.1.ake教授和挪威NoscHydro石油公司的F1.HaIdoren博士于1984年联名发表J'储层随机建模的第一篇论文以来储层随机建模技术发展很快，目前，国际上已形成三高校派。美国斯坦福高校以AJourneI教授和C.Deutsch教授为代表，擅长于序贯指示法。法国地质统计中心以GMatheron教授和A.Ga1.1.i教授为代表，以截断高斯模拟方法为主。揶威以H.Hak1.orscn博士和HQmg为代表，主要发展示性点过程模拟方法。当前，国际上油气地质勘探和开发的探讨发展特别快速，新理论、新方法不断出现，出现了从单一学科向多学科协同并进方向发展,储U随机建模技术则是这一领域内一:大热点之一的储乂表征/储必模拟<ReservoirCharacterization）最高'阶段或最终结果。第一节当前油气储层探讨所面临的挑战80年头中期以来世界石油价格的暴跌,尤其是90年头世界石油价格的拓烈震荡，己迫使各国的石油公司面临着如何降低生产成本的问题.在过去十几年，由于全球油气田开发的不断深化，大多数油气田已接近或达到中后期，生产成本不断上升。而大多数有远景的低勘探成熟区含油气盆地部处于费用较高的边远地区，勘探成本高，因此，各大石油公司把探讨的重点转向勘探成熟区中己开发的油气田的增储增产上.这一新的生产须要,向储层探讨提出了新的挑战：如何更精确地描述储层特征以及如何按砂体描述储层的连续性、岩石物性的空间分布、内部微观特征等：如何改善相识储房的手段.而解决这些问题的有效途径就是开展储房表征与随机建模.目前，我国大部分已开发的油气田都已进入中后期，东部油田的综合平均含水率已高达80%以上，地卜的油气水分布极其困难：各种非均质性的隔挡使剩余油呈分散状分布。为了提高果收率，最大限度地采出剩余油，就必需进行精细的储房表征探讨，建立定量的储UW维地版模型。其次节当前国外油气储层探讨与建模的五大趋势对储层的探讨日益从宏观向微观方向发展I.近年来，随着各类油气藏勘探开发的深化，要求人们必需驾取各种环境下形成的砂体在时空上的展布规律及儿何学特征，尤其必需驾驭单个砂体的几何学特征及二:维空间的连续性与配理关系，即必需对单个砂体的宏观非均质性或各向异性进行探讨，并开展这方面的建模探讨（C.Ravcnnc1989：TDreycr.1993）»2 .随着各类油敏注水开发技术的不断革新，发觉层内（储层内部）非均顺性极大地影响体积波及系数与屋内驱油效率，而储展内部渗透率的变易程度、渗透率的的律类型、层内连续泥质夹层的分布是影响层内波及系数的主要因素，国外已有人起先以露头和成熟油田探讨为基础来建立层内非均质性的概念及静态地质模型，并尝试把储层的动态资料加入静态模型之中，但这一方面尚未形成规律性的探讨方法.3 .不同沉积盆地次生孔隙随着深度改变的分布规律已是油气勘探与开发的重要探讨内容，各种次生孔隙形成的成因机理也不断有了新的说明和模式（RCSardamJ989）,这为储乂地质建模和计算机模拟供应/理论依据.二.对储层的描述和预料日益从定性向定量方向发展近十几年来，人们大量的三次采油现场试验结果远不如室内试验那么志向，反思其缘由,主要是室内模拟的储层模型与实际差别太大，并且还有可能是现有的储层模型太粗糙或有些地质因素尚未发觉。因而定量描述储层物性参数的三维展布就成为对储层探讨的更高层次的要求。这一方面的探讨方法有：一是通过现代沉积视察和露头探讨建立储层地质学问库和原型地质模型,采纳地版统计方法得到阅历公式，用成熟油田的实际参数来验证，然后用于新区块的储旧：二是利用高辨别率地震技术进行横向追踪和特征反演，达到预料砂体展布的目的。随着勘探与开发难度的不断加大，就要求人们对储层的物性参数（孔隙度、渗透率、饱和度等）能膨作出定量的预料,而预料这些参数则应充分考虑储层形成的沉积环境、盆地的演化及成岩机理等地质条件的制约，只有在对第一手资料进行细致的定量探讨，找出其形成机理并进行具体的数理统计分析，才能尽可能地做到有效的预料。三.储层探讨从注意理论探讨向注意应用方向发展1990年在伦敦4开的第十三界国际沉积学大会及1991年召开的第十三界世界石油大会都对建立定珏地质模型作了专题探讨，这足见储必表征与建模的重要性。四.储层表征从单学科向多学科协同探讨发展目前储层探讨已不是过去的只探讨储层的岩石物理学特点，而是从多学科（地质、地球物理、测井、地震、数理统计及计算机技术等）的角度来开展储层的各种特性的探讨。国外主要从三个方面进行探讨，目的是从不同的侧面对储U的物理特性、空间特性进行探讨，然后用建模技术把对储层的定量相识体现于定量储层地质模型之中，为提裔采收率服务。这三个方面是：1 .露头和井下地质探讨。其方法是把野外露头探讨得到的地质模型用丁井间砂体储以特征的预料，以此来驾驭储层非均质性的分布规律。其基本思路是在储层砂体的野外露头上，进行密集取样，实测孔渗等岩石物性参数，把所探讨的沉积体系砂体内部物性改变的原型揭示出来：然后用各种地质统计方法来模拟,抽稀限制点，用某种数理统计方法把限制点间的参数模拟得与实际兼近，最终应用于井卜砂体的预料之中。2 .高辨别率三维地凝采集处理说明技术。3 .数字测井新技术.五.各种模拟方法和软件的应用进入90年头以来，计笫机技术的快速发展，尤其是图形工作站的出现和计算机容量的扩大，再加上油田开发对井间砂体的预料和确定砂体规模的要求日益迫切。因而，为油IU开发服务的各种模拟方法和软件不断涌现。1 .常见的储层模拟与随机建模方法有：转带法、协同克立金/泛克立金、条件概率模拟、蒙特卡洛法、随机游走模型、序贯指示模拟法、截断高斯法、示性点过程模拟法、分形儿何法、神经网络法、遗传算法以及模拟退火方法等几十种.2 .当前比较好的模拟软件有：（1）美国新墨西哥矿业技术学院开发的TUBA软件。< 2）美国地层模型公司（StrataModeI）的SGA.< 3）荷兰皇家/壳牌集团公司推出的“总主”（MONARCID软件.< 4）加章:大GEoSTAT系统国际公司和MCGm高校联合研制的智能模拟系统软件GEOSTAT。< 5）荷兰Jason公司的StatMod软件.这些软件的功能和效果各有所长，共同特点是：符储层岩性空间展布特性和物理特性（孔隙度、渗透率）结合起来，实现在三维空间的立体显示和随意切片。第三节国内油气储层探讨与建模的现状及问题近十儿年来,由于勘探开发的须要，国内也越来越重视储层的探讨与建模.从目前的状况来看，尽管在地质模型探讨的某些方面已达到国际水平，但我国储层建模的探讨还存在若很大的差距和不足。如在多学科协作探讨方面，虽然已经明踊将各种资料综合到一种定量模55之中是储层随机建模的趋势，但这方面的探讨仍I口处于起步阶段，基本上仍是单学科独立作战的方式：在地质和统计学结合方面，主要问题是在储U随机建模中如何将定性的地质描述转化为定量模型。但国内还是有人在建模工作方面做出了开拓性的工作。裘亦楠（1991）依据油田开发阶段的不同把储层地质模型分为三类：概念模型、静态模型和预料模型.概念模型（Conceptua1.Mode1.）是针对某一类储乂的典型特征，建立起来的对这类储层在探讨区（油IfI）内具有普遍代表的储层模型,概念模型被应用于油田的开发早期。静态模型（StaticMode1.）是针对某具体油气藏，将其储层特征在三维空间的改变和分布照实地加以描述而建立的储乂模型：静态模型必需在开发并网钻成之后才能建立起来：它包括环层外部形态特征、平面上的分布范围、纵向上厚度改变的的特征：静态模型必需用大量的地版图、表展示其各种属性，如小层平面图、油层剖面图、栅状图以及三维网格图。预料模型（PrediCtab1.eModeD是在充分相识某种储层的基础上建立起来的定量的带有预料性的储层模型，主要用于预料各种限制点（井点）以外和限制点之间的储层性质及其改变特征，目的是使储层的各种属性改变更精确地展示出来的。张永贵等（1997）把模拟退火组合优化算法用丁油气储展随机建模方面的探讨，尝试用模拟退火方法（SA）把各种资料综合在统一的定量化的数值模型之中，杜启振等（1999）尝试应用模拟退火法和序贯指示模拟法进行储层微相及砂体预料模型方面的探讨。另外，很多高校和科研单位组织/沉积学和数学方面的专家组成的联合攻关小组，针对开发中后期以河流三角洲相砂体为主的东部主力油田的储层，开展了预料模型的探讨.其次章随机建模技术在储层表征中的应用第一节储层随机建模的原理与方法储以建模是贯穿油气田勘探开发各个阶段的一项特别重要的基础工作，其目的就是运用不同阶段所获得者相应层次的基础资料，建立相应勘探开发阶段的储层地质模型，较精确地定量、半定量地描述储层各项参数的空间分布,为油气田的总体勘探取向和开发中的油气藏数值模拟奠定坚实的基触.依据文献，依据油气田开发阶段的不同，建模工作可分为概念模型、岸态模型和预料模军。应用随机建模方法来建立预料模型是当前正在攻关的建模方法。运用随机方法建立预料模型，须完成两大部分工作.第一部分是建立起探讨对缴的地质学问庵。其次部分是选择正确可行的随机模拟方法，完成模型的建立及显示工作。建立探讨对象的地质学问库，可以用野外露头砂体精细测量或密井网方法完成。地质学问库包括：确定随机建模的关键限制条件以及有关砂体构形和物性的学问库。建立储乂随机模型可以分为两步：第一步是搞清储层砂体的建筑结构或构形（arvhikxuirc）：其次步是建立砂体内储层物性的三维空间分布。目前