三维地质确定性建模

1、确定性建模确定性建模是对井间未知区给出确定的预测结果，即从具有确定性资料的控制点（如井 点）出发，推测出点间（如井间）确定的、唯一的储层参数。确定性建模方法主要有：1、储层地震学方法；2、储层沉积学方法；3、地质统计学克里金方法；4、三者可单独使用、变可结合使用。第一节储层地震学方法一、概述储层地震学主要是应用地震资料研究储层的几何形态，岩性及储层参娄的分布。一般是 针对盆地内某区块或有利储集相带的一套含油层段进行研究。在地震剖面上主要表现为一个反射同相轴或几个同相轴组成的反射波组。应用储层地震学资料进行储层建模主要是利用地震属性参数，如层速度、波阻搞、振幅 等与储层岩性和物性参数的相关关系进

2、行储层横向预测，继而建立储层岩性和物性的三 维分布模型。三维地震资料具有覆盖面广、横向采集密度大的优点，从这一角度讲，有利于研究储层 属性的横向分布，这也是地震资料能广泛应用于油气田勘探开发领域的主要原因。也正 是基于这一点，人们力图应用地震资料进行储层建模研究。然而，三维地震资料面临的 主要难题是垂向分辨率低（为主波长的1/4, 一般为20M左右），比测井资料的分辨率（一 般0.5m左右）低得多。这一较低垂向分辨率的储层模型（储层地震三维模型）乃至地震属性（振幅、速度或波 阻抗）本身，可作为高分辨率储层建模的宏观控制（或趋势），以便综合应用井资料和地 震资料建立垂向网格较细的储层的储层模型，

3、这比单纯应用井资料建立的储层模型精度 更高。在油气田开发的早中期，可采取这一进行储层建模，以满足油气田开发方案设计 及实施的要求。但随着地震技术的发展，人们可以通过地震反演技术得到垂向分辨率较 高的储层模型，分辨率可达4-8m。应用地震资料进行储层建模的基本步骤如下：（1）层位标定、追踪及断层解释；（2）建立断层模型及层面模型；（3）分层进行储层横同预测；（4）建立储层模型（将各层预测结果进行合并）。以上储层建模的核心是储层横向预测，包括厚度预测、岩性和物性预测。二、储层厚度预测利用地震资料求取储层厚度是储层地震学研究的一个重要环节，在岩性油藏勘探和油气 田开发评价过程中起着举足轻重的作用。通

4、过厚度预测，可建立储层宏观结构模型。目 前，储层厚度的预测方法主要有：1、应用时差法求取储层厚度如果地层的时间厚度大于地震反射子波的延续时间时，地层的上下界可以在地震剖面中 分别拾取，这样可以利用两界面的反射时间差，由层速度求取地层厚度：A h=1/2 站 t2、调谐曲线法估算储层厚度3、综合应用振幅、频率求取储层厚度根据楔形模型厚度与其地震响应的振幅（A）、频率（F）关系的统计规律，在储层厚度 较薄时，振幅随着厚度的增加呈近线性增加，工一直持续到层厚为久/4处4、利用地震反演资料求取储层厚度。随着地震反演理论与技术的发展，反演后波阻抗（或层速度）剖面的可靠性和分辨率越 来越高，如果能够通过地

5、震反演获得分辨率较高的反映层信息的波阻抗或速度剖面，则 可在具有较高分辨率的地层波阻抗或层速度面上，直接拾取储层的顶、底界面反向时间， 进而时差和层速度求取储层的厚度，这种方法简单易行而且精度较高。三、储层岩性及物性预测在储层地震学中，主要应用地震层速度（或波阻抗）资料对储层岩性和物性进行预测。然而，由于层速度或波阻抗受着多种因素的影响，与泥质含量或孔隙度并不一定具有确 定的关系，而且随着地质条件的横向更加复杂化。因此，在取得可靠层速度（或波阻抗） 资料基础上，如何选用先进的分析方法，加以合理应用，是储层岩性及物性参数预测可 靠与否的关键。主要的方法有：1、量板法2、经验公式法3、数理统计法4

6、、地质统计学法5、地震反演法地震反演法也是目前较为先进，非常流行的方法。该方法是在宽带约束反演的基础上， 进一步将层速度（或层波阻抗）反演为岩性（泥质含量）和孔隙度剖面。首先，应用测井资料求出井中的岩性（砂、泥含量）及孔隙度，并据此生成初始的岩性 （孔隙度）模型；第二步，根据这一模型，正演生成一个波阻抗（或速度）模型，并将生成的波阻缺（速 度）模型与宽带约束反演的波阻抗（或速度）模型进行比较，并求出残差。第三步，根据残差、灵敏度及地质约束条件估计岩性和孔隙度修改值，根据修改值对初 始模型进行修改。由于波阻抗（或速度）与岩性和孔隙度的关系并非线开的，因此，上述正演一一比较一一 修改的过程需要反复

7、多次、直到残差在最小二乘意义上最小为止，从而得出最终的岩性 和孔隙度模型。四、地震资料的多解性及相控储层预测地震反射特征是地下多种信息的综合反映，因此地震资料具有很强的多解性。相控储层预测，即分相区分别建立地震参数与储层参数之间的相关关系，并在反演预测 过程中分相进行地震信息向储层参数的转化，从而得到一种精度较高的预测结果。相控 储层预测的实施可以分为三个步骤：第一步，确定相控约束条件，即建立沉积相（如可能应加上成岩储集相）或者地震相的 分布；第二步，建立相控地震解释模型，即分相区建立储支参数与地震参数的相关关系；最后， 分相区进行反演预测，得出储层参数的分布模型。第二节储层沉积学方法。储层沉

8、积学方法主要用于建立储层结构模型。建模的主要过程就是井间砂体对比。传统的井间砂体对比主要是依据井对的测井曲线的相似性或差异性来进行井间砂体解释 进间砂体连接或尖灭。实际上，科学的井间砂体对比应是利用多学科方法进行综合一体 化的解释过程。井间砂体对比的最重要基础是高分辨率的等时地支对比及沉积模式。高分辨率等时地层 对比主要为砂体对比提供等时地层框架，其关键是应用层序地层学原理，识别并对比反 映基准面高频变化的关键面（如洪泛面、海侵冲刷等）或高频基准面转换旋回。沉积模 式主要用于指导砂体对比过程，因为砂体空间分布受沉积相的控制，因此在砂体对比之 前，必须根据岩心、测井甚至地震资料识别沉积相类型、建

9、立研究区的沉积模式，并应 用沉积学原理指导砂体对比过程。五、高分辨率等时地层对比高分辨率等时地层对比主要是依据层序地层学原理。层序地层学是根据地震、钻井、露 瘵资料以及有关的沉积环境和岩相比地层形式进行综合解释的科学。层序地层学认为， 地层单元的几何形态和岩性受到构造沉降、全球海平面变化、沉积物供给和气候等四大 因素的影响。层序是一套相对整一的、成因上有联系的、顶底以不整合面或与之相应的整合面为界的 一套地层。每一层序均由一系列体系域（如低水位体系域、海进体系域、高水位体系域 等）组成，第一体系域又包含一系列同时形成的沉积体系。体系域是以其在层序内的位置及海泛面为界的准层序组和准层序的叠置方式

10、来定义的。 层序地层单元可进一步划分为更细的级次，如准层序组、层组层及纹层等。一个准层序 是以海（湖）泛面或者它们的对应面为界的、成因上有联系的、相对整一的岩层或层组 序列。准层序组则是以较大每（湖）泛面及其对应面为界的、成因上有联系的准层序所构建的 一种特定叠置形式。层组则是由一套相对整一的成因相关的层组成，其边界面为侵蚀面、无沉积作用面或与 其对应的整合面。2、砂体连通性分析等时的砂体不一定是连通的砂体。因此还必须确定井间等时砂体的情况。可以有多种情 况：（1）属于同一上连续砂体，（2）属于不同砂体，但两个砂体“拼接”成为统一的连续砂体，两者间可以是连通的， 也可能因为界面间的渗流屏障（泥

11、质或钙质）导致两个砂体连而不通（3）属于不同砂体，两者不连续而在井间发生尖灭。在砂体对比过程中，应充分利用以下资料，方法和技术（1）充分应用各井测井资料，特别是自然伽马、自然电位、和电阻率（Rt）等信息，对 其进行砂体识别及微相解释。特别注意邻井等时砂体测井曲线形态的变化特征及其地质 成因意义。（2）应用沉积模式及地质知识库指导砂体对比。地质知识库主要为不同沉积类型的砂体 几何形态（砂体宽厚比、长宽比、砂泥比、隔夹层密度及频率等）以及砂体连通关系（垂 向叠置、侧向叠置、孤立状等）的统计知识。（3）通过三维地震资料的精细解释或井间地震资料分析，获取砂体几何形态及连续性的 宏观信息。（4）通过地层

12、倾角则井沉积学解释。获取砂体定向信息。（5）通过地层测试（RFT、脉冲试进、示踪剂试井）及开发动态分析，获取砂体连通性 信息。（6）应用古地形资料，帮助进行砂体对比。第三节地质统计学克里金方法在确定性的储层参数建模中，往往应用插值方法对空间上每个风格赋以储层以储怪 参数值（孔隙度、渗透率或含油饱和度）。插值方法很多，大致可分为传统的统计学估值 方法和地质统计学克里金估值方法。克里金方法主要应用变差函数或协方差函数来研究在空间上既有随机性又有相关性的变 量（即区域化变量）的分布。从井剖面中获取的储层参数如孔隙度、渗透率、流体饱和 度、泥质含量均为区域化变量。克里金估值，是根据待估点周围的若干已知

13、信息，应用 变差函数所特有的性质，确定待估点周围的已知数据点的参数对待估点的贡献（即加权 值），然后对待估点的未知值作出最优（邓估计方差最小）、无偏（即估计误差的数学期 望为0）的估计、即最佳线性无偏估计。二、基本原理1、区域化变量理论2、变差函数（1）变程：指区域化变量 在空间上具有相关性的范围。（2）块金值：变差函数如果在原点间断，这在地质统计学中被称为“块金效应”，表现 为在很短的距离内有较大的空间变异性，它可以由测量误差引起，也可以来自矿 化现象的微观变异性。（3）基台值：代表变量在空间上总变异性大小，即为变差函数在h大于变程的值，其 为块金值和拱高之和。拱高：为在取得有效数据的尺度上

14、，可观测得到的变异性幅度大小。当块金值等于0 时，基台值为拱高。4）理论变差函数模型：五种最常用的理论变差函数模型：（1）球状模型。（2）指数模型（3）高斯模型。（4）空洞效应模型（5）结构分析。三、克里金基本方法介绍1、简单克里金（SK）2、普通克里金（OK）3、泛克里金（UK）4、具有外部漂移的克里金5、因子克里金6、协同克里金7、贝叶斯克里金8、指示克里金（IK）四、克里金方法的应用特点克里金方法是一种实用的、有效的插值方法。它优于传统方法（如三角剖分法、距离反 比加权法等），在于它不仅考虑到被估点与已知数据位置的相互关系，而且还考虑到已知 点位置之间的相互联系，因此更能反映客观地质规律

15、，估值精度相对较高，是定量描这 储层的有力工具。1、各种克里金方法的应用范畴简单克里金和普通克里金方法是两种最基本的方法，都基于平稳假设，对于一般的变化 不大的地质数据能给出比较满意的光滑的结果。泛克里金考虑了区域化变量的空间漂移性，所形成的网格化数据能突出局部异常，特别 在研究区的边缘，能很好地给出光滑且符合地质特点的图形如单斜的形态。第四章随机建模随机建模：指以已知的信息为基础，以随机函数为理论、应用随机模拟方法，产生可选 的、等概率的储层模型的方法。这种方法控制点以外的储层参数具有一定的不确定性， 即具有一定的随机性。因此采用随机建模方法所建立的储层模型不是一个，而是多个， 即一定范围内的几种可能实现（即所谓可选的储层模型），以满足油田开发决策在一定风 险范围的正确性的需要，这是与确定性方法的重要判别。介绍几种主要的随机模拟算法，包括序贯模拟、误差模拟、P场模拟、模拟退火烧火燎 火和迭代模拟第三节 基于象元的随机模拟方法基于象元的随机模拟方法主要有高斯模拟方法（包括序贯高斯模拟、截断高斯模拟等）、 指示模拟方法（主要为序贯指示模拟）、分形模拟方法、二点直方图、马尔柯夫域模拟等。 一、序贯高斯模拟高斯随机域是最经典的随机函数。该模型的最大特征是随机变量符合高斯分布（正态分 布）。该方法主要用于连续变量（如孔隙度）的随机模拟。当然，大多数地质数据