震控储层建模方法及其在普光气田的应用_图文

1、基金项目:国家“十一五”科技重大专项“高含硫气藏安全高效开发技术”(编号:2008ZX05017。作者简介:姜贻伟,1963年生,教授级高级工程师,博士;主要从事气田勘探开发方面的研究及技术管理工作。地址:(635000四川省达州市南外火烽山仁和园宾馆。电话:(08184736105,136*。E 2mail :jywjyw 震控储层建模方法及其在普光气田的应用姜贻伟1刘红磊2杨福涛1张纪喜2张雪松21.中国石化中原油田分公司2.中国石化中原油田勘探开发科学研究院1震控建模研究方法所谓震控建模,就是在利用随机模拟方法对测井数据进行插值计算的同时,通过协克里金方法,将地震数据作为第二变量,对模拟

2、计算进行加权和条件约束,使测井数值的插值与地震数据的分布特征相近似。利用地震数据进行约束,可实现确定性建模和随机性建模相结合,充分发挥地震储层横向预测的优势,使所建模型更符合地质实际1。具体地说,震控建模首先根据对比和标定,分析地震属性参数与储层物性参数之间的关系,寻找两者之间对应性最好的参数对。通过选择合理的计算方法,将地震数据引入地质模型的模拟计算中。由于地震数据是采集得到的原始数据,比较忠实地反映了地下地层的各种地质特征,因而可以使地质模型的模拟计算更为接近地下的实际地质情况。但地震数据也存在着分辨率低、多解性强的问题。因此这种方法适应于钻井密度低、地震数据质量好、处于开发阶段早期的油气

3、藏。震控建模的核心是寻找出一种与储层物性参数有相关性的地震属性参数,例如在普光气田,波阻抗与储层的孔隙度之间具有明显的负相关性,即低阻抗区往往与高孔隙度区相对应,而高阻抗区往往与低孔隙度区相对应。然后,在测井曲线插值计算时借鉴前期储层反演预测得到的地震波阻抗数据体的空间分布规律,对测井曲线的插值进行加权或约束2。需要说明的是,震控并不是将地震数据直接转换为属性模型,模型的计算还是以测井曲线的插值计算为基础,只是在插值过程中参考地震属性在空间上的变化规律。因此在井点处属性模型还是与测井资料完全一致,而在井间或无井控制区,使测井数据插值计算出的数据分布规律(例如等值线的形态与地震属性的数据分布规律

4、(或等值线的形态具有相似性。2震控建模技术流程及步骤目前将地震数据引入到测井数据插值计算中进行条件约束的数学方法主要是协克里金法。在协克里金方法中将插值计算的数值(例如孔隙度作为主变量,将参考地震数据(例如地震波阻抗作为次级变量。首先分别统计两个变量的数据分布函数,然后建立起二者之间的关联,再利用次级变量的分布函数对主变量的插值计算进行加权和约束。在计算中还可以通过设41天然气工业2011年3月定相关系数来控制地震数据对测井数据插值的影响程度。利用地震数据约束地质模型的插值计算进行震控地质建模,主要有以下几个重要的步骤。1对地震数据进行多种特殊处理(如反演计算,得到各种属性参数。2进行各种地震

5、属性与各种储层参数之间的相关性分析。通过标定、回归、统计等方法,寻找出与储层地质参数有相关性的地震属性参数。例如在碎屑岩地区波阻抗与泥质含量、砂体厚度的关系;碳酸盐岩地区波阻抗与储层孔隙度的关系;波阻抗、地层倾角与储层裂缝的关系;地震多参数聚类与沉积相带的关系等。这一步骤是震控建模的关键,是必不可少的一步。其主要作用是防止地震属性的“错用”或“滥用”。3根据三维地质模型的网格对地震数据体进行重采样,充填到三维地质模型网格空间内,形成地震属性模型,为以后的模拟计算提供基础。4确定第一个属性模型。计算的第一个模型必须是和地震属性关系最为密切的储层参数,再以这一模型为基础计算其他模型。在碎屑岩地区,

6、地震属性往往与砂体分布、泥质含量等参数有关。因此可以先建立砂体分布模型(岩相模型或泥质含量模型,然后再通过相控的方法利用这些模型对孔隙度、渗透率等物性参数的模型进行控制。在普光地区波阻抗体直接与孔隙度有较好的相关性,而且孔隙发育区呈连片分布。另外相关性分析也没有发现哪种地震属性与沉积相、岩性等参数具有相关性,因而可以跳过碎屑岩建模常用的相控建模的方法,直接利用波阻抗体作为约束条件建立孔隙度模型,不需首先建立相模型。5进行震控模型的计算。利用测井数据进行模型的插值计算,同时通过协克里金的方法利用地震属性进行条件约束,即在插值计算井间或无井区某一点或区域的数值时,首先分析同一区域地震数据的分布特征

7、和变化趋势,然后参考地震数据的变化趋势决定测井数据在井间的插值趋势,从而达到利用地震数据约束(或控制测井数据插值(震控的目标。6计算其他地质模型。在建立起第一个属性模型后,再利用第一个模型为约束条件(也可以同时再加上地震属性计算其他地质模型。例如在普光地区首先建立孔隙度模型,然后再利用孔隙度模型作为约束条件,计算渗透率模型3。若地震数据与岩相、沉积相之间的相关性不够理想,则以地震数据作为约束条件对能够反映相变化的地球物理特征曲线进行随机模拟,建立地球物理特征曲线模型,再以地球物理特征曲线模型为约束进行相建模,并以有限的相模型和地球物理特征曲线模型为约束进行储层参数建模。这种应用多来源信息、逐级

8、约束、多级建模的方法比较适用于多砂体叠置、单砂体成藏、相变快、规律性差的油气田425。3震控建模在普光气田的应用实例普光地区储层属于碳酸盐岩礁滩相沉积,针对储层储集空间的类型多样,储层厚度大、非均质性较强,存在多套气水关系等地质特点,综合利用地震、测井及地质等资料,在对储层主控因素分析的基础上,根据确定性建模与随机建模相结合的原则、等时建模原则、地震数据约束建模原则,利用序贯高斯模拟法、克里金模拟法,对储层物性空间分布的非均质性进行了细致的描述,建立普光气田主体构造储层模型。3.1构造模型建立构造模型是三维地质建模工作的基础,构造模型的可靠性和细致程度直接决定了三维地质模型对储集单元描述的准确

9、性。在建模工作中通过精细三维地震解释、地震数据与构造模型的三维可视化交互编辑等技术努力提高构造模型的准确性,可以使构造模型比较真实地反映地下地质体的整体构造形态和特征。建立构造模型,首先要建立用以后面时深转化的三维速度场。采用了波形对比与平面趋势对比相结合的方法,先制作普光气田主体地区50口井合成记录,搭建了钻井数据和地震数据之间最重要的桥梁。在Pet rel软件提供的Layercake变速转换方法,根据合成地震记录提供的时深关系,计算出T1f4、T1f3、T1f1-2和P2ch共4个层系的平均速度平面图,再将各套地层的平均速度平面图进行叠合,得到三维速度模型。在叠合过程中,进一步利用钻井分层

10、数据进行校正。通过三维速度场可以将三维地震数据体转换到深度域,为下一步的属性建模工作打基础。普光主体工区共发育了3条大型断层,即普光7、普光3、老君庙断层。先利用地震解释成果在时间域内建立了3条断层的断层模型,再利用上面建立的速度场进行时间域到时深度域的转换。由于地震数据的分辨率和精度较低,还需要利用钻井数据对断面进行校正,这样就建立了工区的断层模型。从地震解释层位中可以得到T1f4顶、T1f3底、T1f1-2底、P2ch底4个界面。因此,在时间域内先利用这些层面直接网格化计算地层界面。将断层与层面模型进行组合,建立地层的空间格架,并进行网格化,最终建立了地层构造模型(图1。51第31卷第3期

11、大气田巡礼 图1 普光气田主体构造模型图3.2地震属性参数优选地震资料的优势在于能够提供远离井点的储集层信息,但该数据体是否能用于约束储集层参数建模,还需要进一步分析其与储集层物性参数的相关性,只有两者相关性好,方可用地震资料反演约束建模。选择何种地震属性作为约束条件,以及利用地震数据体对何种储层参数做约束是这种建模方法中很重要的一个环节。通过分析认为,孔隙度曲线与地震反演波阻抗之间存在良好的负相关 (图2,即高孔隙度层段通常都对应于低波阻抗反射波,而低孔隙度层对应于高波阻抗。3.3储层属性模型建立在建立孔隙度模型时,利用上面的分析结果,充分发挥地震储集层横向预测的优势,利用地震波阻抗预测成果

12、作为约束条件,实现确定性建模与随机性建模相结合,可以使所建属性模型更符合地质实际 。在孔隙度模型的模拟计算中采用了随机模拟中最图2普光气田纵波波阻抗与孔隙度交汇图常用的序贯高斯模拟方法。模拟计算的同时用地震波阻抗体进行约束,即将地震波阻抗体通过速度模型转换到深度域,按照三维地质模型的网格进行重新采样,利用波阻抗体作为第二变量通过协克里金方法对孔隙度模型的计算进行体对体的条件约束,使波阻抗反演体对模拟计算起到有效的趋势控制作用,定量、直观地表达不同层系储集层孔隙度的空间变化(图3。图3普光气田主体孔隙度模型图61天然气工业2011年3月普光气田储集空间类型多样,以孔隙为主,局部发育裂缝。孔隙度和

13、渗透率的关系受多种因素的控制,相关性不好。为此,在建立渗透率模型时分两步进行:由于储层孔隙类型不同导致孔隙度与渗透率关系多样化,在计算渗透率模型时,首先通过单井测井曲线声波与密度的相对幅度差判断孔隙结构类型,按照不同孔隙结构类型的孔渗关系式,由各井测井孔隙度计算出单井各层面不同孔隙类型的渗透率;由于裂缝的存在,孔隙度变化不大,而渗透率却成倍增大,因而在对渗透率模型计算时引入裂缝指数数据体对渗透率进行裂缝校正。裂缝指数模型是通过裂缝研究成果(单井裂缝指数这一指标,利用序贯指数计算方法建立的裂缝分布模型(图4。当渗透率模型用孔隙度计算出来以后,再用裂缝指数模型作为第2个变量加权校正, 使渗透率模型

14、比图4普光气田主体飞二段裂缝分布模型图较好地反映裂缝的影响。从最终渗透率模型(图5来看,其整体的数据分布特征与孔隙度模型有一定的相似性,同时又反映了各层面不同孔隙结构类型的渗透率变化特征,在预测有裂缝发育的部位表现出高渗区沿裂缝呈条带状延伸的特点 。图5普光气田三维渗透率模型图4结论1随着地震资料处理、解释精度的提高,时间、空间、频率各种域内数据综合分析处理,根据差异互补原则,利用各种域的相对优势,处理其他域内难以解决的描述和预测问题。地震数据逐渐成为储层模拟的重要约束条件之一。2地震数据与其他多种数据(如地质、测井、试井以及动态数据等进一步融合,多来源、不同精度数据互补优势越来越明显,使传统

15、静态地质模型表征逐渐转向动态、跟踪建模。3利用非线性、随机模拟技术整合地震资料必将成为主流技术。4震控、相控多级建模,既可以发挥地震数据横向分辨率高的优势,也可以用相控来减少地震数据的多解性,理论上比单一的相控、震控更有优势。参考文献1张旺青,刘阳平,程超,等.储层相控随机建模研究J .断块油气田,2008,15(5:44246.2于兴河,李胜利,赵舒,等.河流相油气储层的井震结合相控随机建模约束方法J .地学前缘,2008,15(4:33241.3朱怡翔,张明禄,王根久,等.苏里格气田相控建模及有利储层预测J .中国石油勘探,2004,9(1:52258.4潘少伟,杨少春,杨柏,等.相控建模

16、技术在江苏油田庄2断块中的应用J .天然气地球科学,2009,20(6:9352940.5严申斌,李少华,邓恒.相控储层建模在胜南油田的应用J .断块油气田,2008,15(1:16218.(收稿日期2011202222编辑韩晓渝71第31卷第3期大气田巡礼Natural Ga s Industry ,Vol.31,Issue 3,2011K ey w ords :Puguang G as Field ,development well ,technical and economical limit ,well type ,well spacing ,program ,development

17、index ,optimizationCharacterization methods of reef 2beach facies reservoirs in the Puguang G as Field Zeng Daqian 1,Peng Xinling 1,Liu Zhiyuan 2,Shu Yaxian 2(1.Pu g uan g B ranch of Zhong y uan Oil f iel d Com p any ,S i nopec ,D az hou ,S ichuan 635000,Chi na;2.Ex plo 2ration and Development Resea

18、rch I nstit ute ,Zhon g y uan Oil f iel d Com p any ,S i nopec ,Puy ang ,Henan 457000,Chi na NATUR.G AS IN D.V OL UME 31,ISSUE 3,pp.9213,3/25/2011.(ISSN 100020976;In ChineseAbstract :The dominantly distributed carbonate reef 2beach facies reservoirs in the Puguang G as Field ,the northeastern Sichua

19、n Ba 2sin ,are characterized by multifold lithofacies ,diverse and complex reservoir space types ,and strong heterogeneity ,and the involved parameters are difficult to be described in either qualitative or quantitative way.In view of this ,the technology of pattern recogni 2tion/clustering is adopt

20、ed to identify the formation lithofacies of a single well ,then ,in combination with achievements f rom the stra 2tigraphic sequence study ,the horizontal distribution of reef 2beach facies reservoirs is clarified.On basis of this ,reservoir space types are then identified by use of acoustic/density

21、 logging data in amplitude ratio and the reservoir characteristic parameters are thus clas 2sified.Finally ,the storage capacity and distribution of reservoirs are presented by such parameters like the energy storage factor.All those above help achieve the purpose of characterization methods of reef

22、 2beach facies reservoirs.This study also shows that the dis 2tribution of reef 2beach facies reservoirs is closely related to the characteristics of sedimentary facies ;while the lithofacies has a great impact on the reservoir space types of reef 2beach facies reservoirs ,by which the parametric ch

23、aracteristic of reservoirs are restricted.Therefore ,the carbonate reef 2beach facies reservoirs can be characterized only by a better understanding of lithofacies distribution and reservoir space types and distribution.Seismic 2constrained reservoir modeling and its application in the Puguang G as

24、Field Jiang Y iwei 1,Liu Honglei 2,Yang Futao 1,Zhang Jixi 2,Zhang Xuesong 2(1.Zhon g y uan Oil f iel d Com p any ,S i nopec ,Puy ang ,Henan 457001,Chi na;2.Ex ploration an d Develop 2ment Research I nstit ute ,Zhong y uan Oil f iel d Com p any ,S i nopec ,Puy ang ,Henan 457001,Chi na NATUR.G AS IN

25、D.V OL UME 31,ISSUE 3,pp.14217,3/25/2011.(ISSN 100020976;In ChineseAbstract :The ultimate goal of 3D geologic modeling is to establish as accurately as possible a reservoir parameter model ,so as to re 2veal the geological conditions in three 2dimensional space and to lay a geologic base of numerical simulation.Seismic 2constrained reser 2voir modeling is to realize ,under the constraint of proper seismic parameters ,reasonable inter 2well interpolation of log data based on the conventional mathematical modeling methods such as geostatistics and variogram analysis.This technology can integra