精细油藏描述技术与方法.ppt

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1、精细油藏描述技术与方法,The Technology of Detailed Reservoir Description,精细油藏描述（Detialed Reservoir Description）是由油藏描述（Reservoir Description）向定量化方向发展演化出来的，其目的就是如何准确地揭示地质体的本来面目，建立油藏地质模型。,主要内容,精细油藏描述方法精细油藏描述的技术现状与发展趋势主体流程中存在的主要问题与技术对策,精细油藏描述已经远远不是以单一的地质研究来解决问题，而是由一般的单学科研究向多学科综合表征的方向发展，并伴随着许多新技术产生和新研究方法的广泛应用。定量地质学研

2、究技术 测井研究技术 地震储层研究技术 高分辨率层序地层研究技术 综合研究技术,油藏精细描述的技术手段,油田开发两个主题：认识油藏和改造油藏。油藏描述的任务：如何认识油藏的实际情况两个方面推动：勘探方面难度急剧增加；开发方面必须在更加精细的尺度上认识和研究储层，才能找出进一步挖潜的对象，实现老油田的稳产。在新技术和新方法的推动下，储层表征开始了由定性到定量、由宏观向微观、由单一学科向多学科多专业综合发展。,大量的剩余油滞留与底下，而油田的采收率又难以达到很好的提高，主要原因是我们对储层的真实面貌认识不清。研究所依赖的地震只可以在宏观让给出概念的认识，精细描述远远不够，而测井则主要解决井筒内一维

3、上的特征。只有进行精细的储层描述（可利用露头和密井网解剖），建立地质知识和储层预测的规律，才能在很大程度上确实提高储层预测的精度。,研究目的和解决的主要问题,油田开发早中期，对于连续性较好、厚度较大的储层、高孔高渗带、明显的构造和断层等问题，通过地震和地质等常规的方法，已经基本得到解决；油田开发的晚期，重点关心的是低孔低渗带、薄储层、隔夹层、微构造和小断层及岩石物性的非均质性等问题，是我国大部分油田目前面临的主要问题，而该研究又是世界性的攻关难题。,研究目的和解决的主要问题,主要内容,精细油藏描述方法精细油藏描述的技术现状与发展趋势主体流程中存在的主要问题与技术对策,地质研究与地质模型的发展方

4、向,研究的尺度越来越小；基本单元越来越小；定量化和预测化趋势越来越明显。这种发展趋势也是为了满足生产的要求，新油田的高效开发，特别是老油田的深入挖潜问题，没有精细的地质研究是非常困难的。,学科的发展,生产的需要,勘探油藏描述,开发油藏描述（中后期）,定性地质学,半定量地质学,定量地质学,需要在更加精细的尺度上研究储层的特征和变化规律 需要研究储层的三维分布特征和各种非均质性,构造研究,储层宏观分布规律,小断层,沉积微相,储层厚度分布,物性分布,储层预测方法,。,1 储层地质研究的精细化,沉积单元的微小化地层单元的尺度构造的解释精度成岩演化的详细程度流动单元精细划分,逐级进行储层详细研究示意图,

5、流动单元的概念与级次化分析,流动单元是从宏观到微观不同级次的、垂向及侧向上连续的、影响流体流动的岩石特征相似的相对均质单元。,建立不同级次储层流体流动单元的划分方法,成岩演化的研究描述孔隙结构：一维 二维 三维,2 研究的定量化（Quantitative）,储层地质学（Reservoir Geology）的发展方向 一般描述 半定量 定量地质学地质知识库的积累，提高了地质模型的准确性。研究内容：定量表征地质体的形态、特征、砂体之间的各种比例关系以及砂体内部的各种参数。研究方法：主要包括野外露头解剖，油田密井网区的研究和沉积体系的物理模拟与数值模拟等。,滦平扇三角洲各砂体类型定量统计表 定量研究

6、实例,滦平扇三角洲各沉积单元宽厚比定量数据表 定量研究实例,3 测井技术在储层表征中的作用日益明显 面临的问题：不能满足老油田对薄层、差层挖潜的需要；裸眼井及套管井水淹层定量解释还存在较多的问题，不能很好地解释地层、流体随开发过程的变化；裂缝和低渗透储层的测井解释技术急待提高。传统的测井手段仍是我们依靠的主要工具,新测井技术得到了一定的发展和应用成像测井技术 提供高分辨率的真实井壁情况，确定地层倾角，探测裂缝、空洞，定量描述薄层，确定断层位置等。核磁共振测井 提供定量、可靠的孔隙大小分布、渗透率和束缚或可动液体饱和度，探测油气层采收率和有效厚度。随钻测井 不占用钻井时间，测量原始状态地层和流体

7、的真实情况；在水平井的钻井过程中，也可以根据地层的变化及时调整钻井轨迹。,常规测井泥质白云岩水平裂缝解释成果图（据肖毓祥）,常规测井挖潜,4 地震研究的精细化使储层的精细预测成为可能,开发地震，也称储层地震学或油藏地震学。在油气田开发和开采过程中，对油藏特征进行横向预测，做出完整描述和进行动态监测的一门新兴学科。这些技术有:地震目标处理、三维联片处理、迭前深度偏移、高分辨率地震勘探、地震属性分析与烃类检测、相干体分析、定量地震相分析、地震综合解释与可视化、地震反演、储层特征重构与特征反演、AVO分析与反演、3D AVO、井间地震、四维地震、多波多分量等。开发地震的内涵包括两个部分，即储层静态描

8、述与油藏动态管理。,目前，地震的前沿技术主要包括四维地震、井间地震、P波方位AVO与多波方位AVO、多波多分量等。四维地震主要是针对开发过程中的储层与流体的变化；井间地震是针对油田开发过程中的精细储层研究和油藏管理而开展的；P波方位AVO与多波方位AVO是AVO技术的发展，主要用于对油气藏的直接识别；多波多分量的应用主要有两个方面，一是成像，二是岩性与流体识别，主要是针对复杂的地貌和成藏过程进行研究。,三维可视化技术预测沉积体分布特征,5 高分辨率层序地层学和层次界面分析方法High-resolution Sequence stratigraphy,高分辨率层序地层的分析以露头、岩心、测井和和

9、高分辨率地震反射剖面资料为基础，运用精细层序划分和对比技术，首先在井剖面上进行高精度的层序地层划分，然后根据层序的叠置式样进行井间的预测。和一般的旋回对比相比较，由于更多地考虑了时间分辨率，可以在一定程度上提高对储层的预测精度。,高分辨率层序地层分析与预测,所有的沉积与地层属性实际上都是有内在的联系。,Alferd 堆积效应不同规模尺度下体积分配决定沉积物的削蚀充填（cannibalism）与保存,沉积剖面上地形单元变更 同一相带沉积物属性的变化,综合研究将是未来的发展趋势,储层综合研究示意图,6 原型模型的研究,油田开发过程中储层研究的主要问题是储层的预测问题，要想提高储层的预测精度，必须解

10、决两个方面的问题，要有一个比较精确的沉积体模型，最起码要比被预测的实体精细程度高，是要有一套适合于被预测体的储层预测方法。但其中最根本的还是要有比较精细的原型模型。原型模型（Prototype Model）就是反应一个沉积体系的真实的建筑结构和物性分布模型，以及由此而总结出的储层预测方法。,野外露头、密井网解剖和沉积物理模拟相结合，并相互补充应证，建立储层原型模型和地质知识库。,地质知识库的种类越来越多，作用越来越大岩相地质知识库微相地质知识库砂体规模尺度库地质统计知识库。,滦平扇三角洲砂体成因单元非均质地质知识库,1,10,100,10,100,1000,10000,100000,W=0.0

11、1 h 2.0,W=0.95 h 2.07,W=12.1 h 1.06,W=64.5 h 1.54,W=513 h 1.36,河道宽(m),厚度(m),各种河道充填砂体的宽度与厚度交绘图,原型模型在储层模数中的应用主要有两个方面：直接建立储层参数的空间分布概率模型，用于油田较少资料条件下储层建模；验证各随机模拟算法的适用性。,随机模拟的方法很多,但在众多的随机模拟方法中，如何针对所描述地质现象和参数的特点选择合适的模拟方法以及每种模拟方法的最佳适用条件、应用范围、与各种储层参数的关系等成为当今随机建摸攻关的难题。,7.地质统计学尤其随机模拟技术,所谓随机建模就是利用一个地质体某一属性已知的结构

12、统计特征，通过一些随机算法来模拟未知区这一属性的分布，使其与已知的统计特征相同，从而达到模拟储层非均质性，直到预测井间参数分布的目的。,真实情况,确定性建模,随机建模,概率,最好的结果,1,概率,最佳猜测,1,概率,优选结果,1,地下真实情况,随机建模的多个实现,内插趋势,随机模拟,多源信息和地质知识库,随机建模,油水界面,东 河 砂 岩,预测的夹层,储 层 物 性 基 本 不 变,东河一号油藏夹层预测概念地质模型,东河1井,应用效果,吉林*油田低孔低渗油藏数值建模实例,利用辫状河和扇三角洲沉积体系关键参数和预测技术，综合岩心、地震、测井、试井和开发资料，使储层预测符合率有较大程度的提高。,检

13、验储层预测方法,建立精细地质模型及数值模拟研究,8.动态、集成化的油藏模型建立技术,可按层次界面划分的级次分别建立不同级别的地质模型，并能表现出各级层次界面和隔夹层；多学科信息的综合应用；充分应用地质统计学尤其随机建摸方法；应用适时动态资料拟合技术；数值模拟方法快速筛选地质实现技术。,辫状河道砂体岩相垂直流向方向（合成变差函数图）,胜一区密井网区利用地震信息、露头以及井数据综合预测岩相骨架模型。,随机建摸的多种地质实现及数值模拟筛选,应用效果,减缓了产量递减幅度控制了含水上升速度改善了水驱开发效果,增加了可采储量减少了无效产水量,地层压力回升,调整前调整后变化,12.04-0.351.540.

14、98,12.390.56,水驱控制程度三向连通厚度可采储量,4.1%6.9%74.85万吨,月度注采比达到1.0以上,大庆、河南双河等油田应用取得了明显的效果，如在双河油田，用层次界面分析和流动单元研究方法对北块等厚油层研究后，进行综合调整实施，其开发效果得到明显改善。,层次界面和流动单元分析法,主要内容,精细油藏描述方法精细油藏描述的技术现状与发展趋势主体流程中存在的主要问题与技术对策,(1)正确描述井孔柱状剖面开发地质属性技术（井模型）(2)划分流动单元及井间等时对比技术（层模型）(3)井间属性定量预测技术（属性模型）,油藏地质模型的三步建模程序,一、建立井模型技术,现有技术比较成熟 方法

15、手段：以岩心及各种测试资料为基础，以 测井为主要手段；关键：建立把各种储层测井信息转换成开发地 质属性的定性、定量模型。以实际静、动态资 料对其进行标定。强调点：测井解释模型必须建立在本地区地质 特征基础上，只有“地方性”（Local），没有“全球性”（Global）,现阶段存在的主要技术难点 渗透率还无法直接由测井方法求得（核磁共振 测井有望）。现有测井解释方法都是间接求得 的，误差30%；当前建模中各油公司实用的方法是：用岩心数 据建立的孔隙度渗透率关系反求，最简单的 办法是，求 LnK=f()的线性关系，这样仍然 有一定的误差，因为一个值相应的是一个渗 透率分布范围，不是一个定值。,一、

16、建立井模型技术,目前在发展的技术：用神经网络技术等提高K的相关系数；用随机建模方法模拟相应的K分布。最重要的是新测井技术的发展和完善：成像测井；过套管测井；随钻测井。,一、建立井模型技术,二、建立层模型技术,目的：建立储集体格架：把每口井中的每个地质单元通过井间等时对比联接起来把多个一维柱状剖面构筑成三维地质体，建成储集体的空间格架。关键点：正确地进行小单元的等时对比，即要实现单个砂层的正确对比。可对比单元愈小，建立的储集体格架愈细。对于陆相沉积难度更大。,现有成熟和流行技术：“旋回对比、分级控制”；河流砂体小层对比，应用“等高程”，“切片”等方法；地震横向追踪技术；高分辨率层序地层学。,二、

17、建立层模型技术,现有成熟和流行技术：“旋回对比、分级控制”：对于湖相沉积是相当有效的；对于冲积相沉积、划分和对比砂组一般是 有效的；连续沉积井段过长时难于控制。,二、建立层模型技术,现有成熟和流行技术：河流砂体小层对比，应用“等高程”，“切片”等 方法：现已比较广泛应用，但仍为有待深化的 技术；地震横向追踪技术：有待提高分辨率；高分辨率层序地层学：露头岩心测井地 震综合，力争把副层序缩小到“十米级”。,二、建立层模型技术,正在攻关的方向及内容：冲积相（重点是河流砂体）的层序（旋回）识别标志；地震、测井结合高分辨率层序地层学；沉积学；计算机自动对比。,二、建立层模型技术,二、建立层模型技术,正在

18、攻关的方向及内容 冲积相（重点是河流砂体）的层序（旋回）识别标志 古土壤 遗迹化石，现发展遗迹相 古地磁学 前两者成功的报导较多，将同样遇到向井下 转移的问题。,正在攻关的方向及内容 地震、测井结合高分辨率层序地层学 测井约束下的地震反演；沉积学：在野外露头精细解剖各类沉积体的建 筑结构要素，识别界面特征；计算机自动对比:有模拟手工对比（大庆已普遍应用），有地质统计对比（有一些报导，未听说油公司在使用）。,二、建立层模型技术,目前的实际应用：在建立本区“岩电”关系的基础上，用测井 曲线，地质家手工对比到可能的最小单元（一 般为砂组，或三级旋回），计算机建模时按一 定的地质规律进一步机械劈分。对

19、于我国陆相沉积，尽可能正确控制到“十米 级”单元。小层对比仍有一定的经验性（艺术）。,二、建立层模型技术,二、建立层模型技术,开发地质家必须掌握的一个基本概念：小层对比目的是为了建立储集体格架，实用意义是了解储层连续性和连通关系，为开发设计、开发分析和开发调整服务。实际工作中要掌握“可对比的范围要求多大”这一个“度”。如最小一个层次：面积井网的日常注采动态分析，则只要井组范围内把单砂层对比准即可。如最大一个层次：早期评价阶段或开发设计时，层组对比不犯错误即可。单砂体的连续性只须建立概念模型即可。一般小层对比划分：只要求统一在一个独立的动态分析的开发区。,扇三角洲沉积体系层次界面划分表,三、建立

20、属性参数模型技术,目的：定量地给出储集体内各种属性参数空间分布 传统地质图件：等值线图，等值线间隔愈小，模型愈细；现代计算机建模：网块化，每个网块赋值表示连续变化，网块尺寸愈小，地质模型愈细。,三、建立参数模型技术,石油地下地质遇到的实质问题，也是关键点：如何依据已有井点（控制点头，原始样本点）的参数 值进行合理地内插、外推井间未钻井区（预测点）的 同一参数值。内插值误差愈小，地质模型精度就愈高。影响精度的因素：精、细度相互制约，单元愈细，提高精度愈难；属性本身的非均质程度，非均质性愈强，提高精度 愈难；精度与对其地质规律的认识程度成正比（原 型模型、地质知识库）。,确定性建模技术（Deter

21、ministic Modeling)传统的地质方法（包括克里金技术）开发地震技术 水平井技术 随机建摸技术（Stochastic Modeling),两类建模方法,确定性建模方法（Deterministic Modeling）传统的地质方法：按地质趋势线性内插；开发地震反演；计算机建模。,三、建立参数模型技术,确定性建模方法（Deterministic Modeling）传统的地质方法：按地质趋势线性内插:包括：简单线性内插，趋势面作图法，相带等控制下的线性内插，等等。对构造现象和非均质程度很弱的参数是成熟可用的，如地层压力、温度、饱和度、孔隙度等。有时甚至稳定沉积体如三角洲前缘河口坝、席状砂

22、的 渗透率分布也是可用的。,三、建立参数模型技术,三、建立参数模型技术,确定性建模方法（Deterministic Modeling）开发地震反演：用地震属性（振幅、波阻抗等）与岩心（测井）孔 隙度建立关系，反演孔隙度。再用孔隙度推渗透率 已在普遍应用。只要应用时要对其不确定性程 度心中有数。目前除常规三维地震外，正在发展井间地震、四维 地震（时移地震）等。,三、建立参数模型技术,确定性建模方法（Deterministic Modeling）计算机建模：简单插值法：距离反比权衡，曲面样条法，等等；克里金法：以求平均值为目的的建模，如储量计算 效果很好，反映非均质性效果差。,三、建立参数模型技术

23、,随机建模方法（Stochastic Modeling）虽然地下储层本身是确定的，但人们去认识它时就 可能出现随机性。这由于：资料信息不足；资料信息本身有不确定性；一些储层属性的地质规律有一定的随机性。,三、建立参数模型技术,随机建模方法（Stochastic Modeling）定义：用一组已知信息，依据一定的地质统计特征，用 某一随机算法，模拟出一组等概率的实现（Realizations）。关键点：原型模型和地质知识库，合适的随机算法。,离散方法(Discrete Methods)以对象为基础的模拟方法连续型方法(Continuous Methods)以象元为基础的模拟方法条件模拟(Cond

24、itional Simulation)忠实于采样点资料的方法非条件模拟(Unconditional Simulation)已知采样点资料也可以修改的方法,随机模拟方法分类,目前流行的随机算法,对象为基础的算法 布尔法(Boolean)示点性过程法(Marked Point Process)截断高斯法(Truncated Gaussian Simulation)序惯模拟 序惯高斯模拟(Sequential Gaussian Simulation)序惯指示模拟(Sequential Indicator Simulation)马尔可夫贝叶斯模拟(Markov-Bayes Simulation)指示主

25、因子模拟(Indicator Principal Components Simulation),目前流行的随机算法,估计加模拟误差（Estimation Plus Simulated Error)转向带法(Turning Bands)分形模拟(Fractal Simulation)模拟退火(Simulated Annealing),三、建立参数模型技术,随机建模方法（Stochastic Modeling）随机模拟结果的应用：建立概念模型，保证主要的属性基本面貌正确，在 早期评价阶段应用是很成功的；估计不确定性；地质约束下选用；蒙特卡洛式的应用：最乐观的、最可能的和最悲观 的模型；最大概率的应用，甚至用平均值作确定性的应用；用数模拟和动态历史快速筛选。,随机建模方法（Stochastic Modeling）目前正在发展、探索的技术和问题 各类沉积储层的原型模型，丰富地质知识库；各种算法对各类储层的适应性；各种算法对实现不同地质目的的适应性；发展新的算法；如何应用综合地震、地质、测井资料。,三、建立参数模型技术,开发地震和随机模拟是两大发展方向，而且也在向综合方向发展，甚至是与流动模拟三者的结合，这将是必然结果。,发展趋势,谢 谢！,