(物探专业)油藏描述第五章----油藏地质模型课件

1、 油藏描述Revervior Description第五章 油藏地质模型1 概述2 油藏地质模型的级别和规模 4 储层建模程序和步骤3 储层建模方法 1 概 述 油藏地质模型一、研究目的意义 油藏地质模型是油藏描述综合研究的最终成果，它是对油藏类型、砂体几何形态、规模大小、储层参数和流体性质空间分布及微观储层特征的高度概括。 它是油藏综合评价的基础，可以反映本地区油藏形成条件、分布规律和油气富集控制因素等复杂的地质条件，在勘探开发过程中起到预测作用。1 概 述 油藏地质模型1.为油藏数值模拟提供定量地质模型。2.在油藏开发阶段同样需要对井间的储层物性进行评价和预测。但常用的基于地震资料的储层预

2、测技术由于地震资料的分辨率过低，已经无法满足开发地质的要求。根据钻井、测井、地震等多种资料，利用地质统计的方法对井间储层变化进行预测是地质建模技术的主要任务之一。地质建模技术的作用4.油藏开发到一定程度之后，剩余油的评价是一个很重要的课题。精细地质模型可以在微构造落实、单砂体横向追踪、储层单元三维空间展布研究等方面提供可靠的依据和成果。3.将测井、构造、沉积、岩石物性等研究成果进行综合统 一到一个完整的三维模型内，为进一步的地质研究提供 依据和基础。二、油藏地质模型概念把油藏各种地质特征在三维空间的变化及分布定性定量表征出来的地质模型。完整的油藏地质模型包括：构造格架模型：油藏构造形态及断层分

3、布；储层地质模型：储层建筑结构及各种属性的空间分布；流体特征模型：储层内油气水分布，即各种流体饱和度 分布和流体性质的空间变化。油藏描述的最终归宿是建立油藏地质模型，而油藏地质模型的核心是储层地质模型，因此一般所说的地质模型均指储层地质模型。三、储层地质模型概念把储层各项物理参数在三维空间的分布定量地表征出来。通常是把储层网格化，给每个网格赋以各自的参数值，来反映储层参数的三维空间变化。网格的尺度愈小表明模型愈精细；每个网格的参数值与实际值误差愈小，模型的精度愈高。按照储层地质模型的精度，将储层地质模型分为：概念模型静态模型预测模型第五章 油藏地质模型1 概述2 油藏地质模型的级别和规模 4

4、储层建模程序和步骤3 储层建模方法 四级概念模型储层结构模型储层非均质模型定量流动模型岩石物性物理模型一、四级概念模型油藏地质模型：小层沉积模型：单砂体单元模型：微观结构模型：反映油田规模的地质模型，能够确定全油田的基本特征。反映在小层范围内储集体规模的沉积模型。旨在阐明储集体规模的宏观非均质，特别是侧向连通情况。旨在阐明单砂体规模的物性变化，重点是渗透率在剖面和平面的变化及其对油水运动的影响。指储集空间填隙物主要是粘土矿物的类型、数量、产状及其与孔隙空间的位置关系。揭示填隙物潜在敏感性。二、储层结构模型碎屑岩的三种基本储层类型（K.J.Weber和L.C.Van Geuns，1989）1.千

5、层饼状储层结构特征(1)由分布宽广的砂体叠合而成，为同一沉积环境或沉积体系形成的层状砂体(2) 砂体连续性好，单层砂体厚度横向变化小，即使变化，也是渐变的。(3) 砂体水平渗透率在横向上没有大的不连续或大的变化，单层垂向渗透率也是渐变的。(4) 单层之间的界线与储层性质的变化一致。2.拼合状储层结构特征(1)由一系列砂体拼合而成，而且单元之间没有大的间距。(2)砂体连续性好。储层内偶尔夹有低渗或非渗透层，某些重叠砂体之间也存在非渗透隔层。(3) 砂体之间会出现岩石物性的突变，某些砂体内部的岩石物性存在着较强非均质性。3.迷宫状储层结构特征(1) 为小砂体和透镜状砂体的十分复杂的组合。(2) 砂

6、体连续性常具方向性，在剖面上不连续，在平面上不同方向的连续性也不一样。(3) 砂体之间部分为薄层席状低渗透砂岩所连通。三、储层非均质模型（1）油田范围的非均质模型（约110公里范围）（2）油藏范围的非均质模型（约0.11公里范围）（3）油藏至成因砂体范围的非均质模型（约0.01 0.5公里范围）（4）小范围储层非均质模型（约0.011米范围）四、定量流动模型地质模型：沉积、成岩、构造、地球化学四个子模型；渗透率模型：沉积模型基础上加岩石物性参数；流动单元模型：流动特征参数；五、岩石物性物理模型孔隙度模型渗透率模型地层因子模型胶结指数模型第五章 油藏地质模型1 概述2 油藏地质模型的级别和规模

7、4 储层建模程序和步骤3 储层建模方法 储层建模实际上就是表征储层结构及储层参数的空间分布和变化特征。 建模的核心问题是井间储层预测。建模技术发展趋势：定性模型确定性建模单学科研究静态建模定量模型随机建模多学科综合建模动、静态资料结合建模确定性建模随机建模1. 地面露头2. 钻水平井3. 储层地震学方法4. 井间对比与插值1. 定量地质知识库2. 各种地质统计学随机模拟方法确定性+随机建模地下建模方法储层建模的原则：（1）确定性建模与随机建模相结合的原则 确定性建模是根据确定性资料，推测出井间确定的、惟一的储层特征分布。而随机建模是对井间未知区应用随机模拟方法建立可选的、等概率的储层地质模型。

8、在实际建模的过程中,为了尽量降低模型中的不确定性,应尽量应用确定性信息来限定随机建模的过程，这就是随机建模与确定性建模相结合的建模思路。（2）等时建模原则 沉积地质体是在不同的时间段形成的。为了提高建模精度，在建模过程中应进行等时地质约束,即应用高分辨率层序地层学原理确定等时界面,并利用等时界面将沉积体划分为若干等时层。在建模时，按层建模，然后再将其组合为统一的三维沉积模型。同时,针对不同的等时层输入反映各自地质特征的不同的建模参数，这样可使所建模型能更客观地反映地质实际。（3）相控储层建模原则 相控建模，即首先建立沉积相、储层结构或流动单元模型，然后根据不同沉积相(砂体类型或流动单元)的储层

9、参数定量分布规律，分相(砂体类型或流动单元)进行井间插值或随机模拟，进而建立储层参数分布模型。一、确定性建模1.露头研究露头储层和现代沉积研究的意义和优势 1. 直观性 2. 完整性：砂体大小、规模、形态、空间展布及与围 岩的接触关系 3. 精确性：可以得到比开发井网更密集的地质原型模 型和地质知识 4. 便于建立原型模型和积累知识库 5. 便于大比例尺研究 6. 可检验性露头储层研究方法：高分辨率层序地层学研究储层沉积学和沉积动力学：岩石相、砂体成因单元、沉积体系层次结构分析露头研究手段：露头实测：航拍，照片镶嵌法取样：通常10 x10 x8cm大剖面写实库车河西岸白垩系巴什基其克组沉积构成

10、单元写实断面图复合砂体统计表(50个)2.水平井方法 水平井是沿储层走向或沿倾向钻井，直接取得储层侧向或沿层变化的参数，籍此可建立确定性的储层模型。水平井的钻井技术和经济可行性已经解决，但作为一种技术手段来应用，在目前还是少量的。此外，水平井很难连续取心，而是依赖井的测井信息。 这种技术仍处于攻关阶段，目前仅作为储层建模的辅助方法和手段。3.储层地震学方法 从已知点出发，应用地震横向预测技术，进行井间参数预测，并建立储层整体的三维地质模型。三维地震方法 三维地震资料具有覆盖面广、横向采集密度大的优点，因此应用三维地震资料，结合井资料和VSP资料，可在油藏评价阶段建立油组或砂组规模的储层地质模型

11、。 主要难题是垂向分辨率低，常规的三维地震很难分辨至单砂体规模，而且预测的储层参数精度较低。 目前，主要应用三维地震方法进行勘探阶段的储层建模，主要用于确定地层层序格架、构造圈闭、断层特征、砂体的宏观格架及储层参数的宏观展布。井间地震 由于采用井下震源和多道接受排列，比地面地震具有更多优点：a.提高了信噪比；b.增加地震资料分辨率；c.可准确重建速度场。 这样，井间地震可以大大提高井间储层参数的解释精度，有望解决常规地震遇到的一些难题。商业性应用还需解决很多问题。4.井间对比与插值 这是传统的建立确定性模型的方法。储层结构主要通过井间对比来完成，井间储层参数分布则通过井间插值来完成。 井间砂体

12、对比是在沉积模式和单井相分析基础上进行的，通过砂体对比，就可以建立储层结构模型。 井间插值方法很多，大致可以分为传统的统计学插值和地质统计学估值方法（主要是克里金方法）。(1)传统统计学插值方法距离反比法假设砂体的分布是各向同性的，令已知井点(Xi,Yi)到待估点(,)的距离为Di，则有则距离反比法的计算公式为:式中 已知储层参数的井点数; Zi已知井点的参数值； Z* 待估点估计(预测)值;趋势面分析预测方法 趋势面分析预测方法是地质上常用的一种方法。在给定了多项式的次数以后，根据观测值与估计值误差平方和为最小的最小二乘法原理求出多项式的系数，然后再把待估点的坐标代入趋势面方程，就可以得到待

13、估点的预测值，其计算公式为:式中：多项式的次数(即趋势面的次数)； k待定系数(2)克里金方法 克里金预测方法是一种对空间分布的数据求最优、线性无偏的内插估计。它不仅考虑了被估点位置与已知数据点位置的相互关系，而且也考虑了已知数据点之间的相互关系。克里金方程为:式中 Z* 待估点估计(预测)值; Z（Xi）是点i处的观测值； i各个已知井点的加权系数;克里金方程 只要计算出各信息点(已知井点)的权系数i(=1,2,),便可求出待估点的 值，权系数可以通过解克里格方程组求出。普通克里格方程组为:式中：(,)各信息井点间变差函数值;(0,)待估点与各信息点之间的变差;拉格朗日系数。变差函数：变异函

14、数变差函数（Variogram）有时也被称为半变差函数(Semivariogram)，这是因为其表达式中含有一个1/2的因子。 式中，h为距离滞后，或称步长； E表示数学期望； z(x)为位置x处的变量值； z(x+h)为在位置x偏离h处的变量值。 实验变差函数：由于实际采样点往往是离散的，上式被改写为： 式中，N(h)是距离等于h的点对数； z(xi)为处于点xi处变量实测值； z(xi+h)为与点xi偏离h处变量的实测值。 随着步长h的变化可计算出一系列的变差函数值。以h为横坐标，(h)为纵坐标作图，可得到实验变差函数曲线。 变差函数图变程a反映区域化变量的相关范围 ；基台值反应变量的变化

15、幅度；块金常数反应区域化变量在较小距离范围内，具有变化的程度大小 如果我们在克里金正则方程组系统中直接使用实验变差函数可能会导致奇异矩阵多解，或者出现负均方差。这是因为变差函数模型必须满足条件非负定性。对任一条曲线模型，要验证该条件非负定性并不是容易的事情。解决方案是利用一个已被承认的函数来代替实验变差函数。为此，从应用角度来考虑，经常选择四种理论变差函数模型的一个来作为需要的模型，这四种模型是满足条件非负定性的，只需要根据实验变差函数和选定的模型来求取相应的模型参数就以了。常用的四种理论变差函数模型为：球状模型，指数模型，幂函数模型和高斯模型。 A.球状模型B.指数模型C.幂函数模型D.高斯

16、模型二、随机建模技术.概念 所谓随机建模，是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。 这种方法承认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。这是与确定性建模的重要差别。地下储层本身是确定的。储层的随机性质是指那些在现有资料不完善的条件下，储层描述具有不确定性，需要通过猜测确定的储层性质随机模拟结果比拟合结果更贴近“真实”.储层随机建模的必要性.随机模拟方法 模 型 种 类 技术/方法 算 法 离基条示性点过程法散于件马尔科夫随机域法型目模截断高斯法模标拟两点直方图法型

17、体指标模拟法 非条件模拟 布尔法连基条件模拟模拟退火模拟法续于序贯模拟法型象马尔科夫随机域法 模素LU分解法型 非条件模拟 转向带法随机模拟方法分类 离散模型是为了描述具有不连续性质的地质特征而开发的，如河流相地层中砂体的位置和几何分布，砂岩中页岩夹层的分布和规模，裂缝和断层的分布、方向和长度，以及岩相模拟等。主要方法有布尔法示性点过程法、截断高斯法。(1)离散模型基于目标体的模拟(2)连续模型连续模型用来描述连续变化的地质现象，如岩石的渗透率、孔隙度和残余饱和度等、地震速度、油藏顶点和油/水界面。岩性孔隙度渗透率序 贯 模 拟 原 理 示 意 图建立连续模型的主要方法有序贯模拟法、模拟退火法

18、、分形法等。第五章 油藏地质模型1 概述2 油藏地质模型的级别和规模 4 储层建模程序和步骤3 储层建模方法 沉积相建模储层参数建模测井、地震、露头等多学科数据库地质概念模型构造建模优选建模方法随机模拟确定统计特征参数确定性建模储层参数输出流 程：构造模型相模型储层参数模型建 模 流 程 框 架 图.数据准备 数据的准备是储层建模的基础。一般来说，三维储层建模必须准备四类数据，即坐标数据、断层数据、层面数据和储层数据（包括测井数据和测井解释数据）。 2.网格设计在建模过程中，合理的网格设计非常重要。如果三维模型的网块尺寸划分越小，标志着模型越细，其精度也越高，但是在实际应用中，网格大小的划分受

19、计算机硬件和所建模型精度要求的制约。一方面，为了节省计算机资源，网格数目应尽可能少；另一方面，为了控制地质体的形态及保证建模精度，网格又不能过少。因此，应根据工区的实际地质情况及井网密度设计出合适的网格。 图2 平面网格划分图 根据工区内多数井距在1-2KM以上的实际情况，我们考虑将平面网格间距设计为100100m，这样使得绝大多数井间具有10个以上网格；而在纵向上设计每0.5m一个网格，这样可以识别出厚度1m的储层。因此，本次建模采用1001000. 5m的网格系统，网格总数达到25622250个。.构造模型气田主要断层模型图根据地震解释和井资料校对的断层文件，建立断层的三维空间的分布。 （）断层模型（）层面模型2气田的构造模型图.沉积相模型由露头原型模型可以看出，气田中，主要产层为辫状河道沉积地层，多数为砂体与砂体接触，形成巨厚的复合砂体叠加，最终导致砂岩地层厚度超过单个河道的厚度。河道间沉积体零星分布，连续性差。沉积相建模中，将地层简化为河道和河道间（非河道） 巴什基奇克第3段河道的冲积模拟 参数名河道轴的中心位置()长度(m)宽度(m)厚度(m)河道振幅（m）河道波长(m)平均值020003206.61501000容忍度15500150450200河道几何形态参数表 .参数模型 储层参数模型的建立主要用于对连续储层变量的模拟。储层参数三维模型一般包括储层的孔