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1、储层建模研究,提纲一、储层建模研究相关概念二、储层建模宏观研究概述三、储层建模微观研究概述四、储层建模方法概述,一、储层建模研究相关概念,储层建模研究的基本概念储层建模研究的研究内容,一、储层建模研究相关概念,(一)、储层建模研究的基本概念,在油气田的勘探评价和开发阶段，储层研究以建立定量的储层地质模型为目标。这是油气勘探开发深入发展的要求，是储层研究向更高层次发展的体现。储层建模研究是国外二十世纪八十年代中后期开始发展起来的储层研究新领域，其核心是对井间储层进行多学科综合一体化、定量化和可视化的研究和预测。,什么是储层？储层是指能储集石油和天然气的地质体，是石油地质和油气田勘探开发的主要研究
2、对象。准确地讲应称储集层。油气藏开发过程中的首要问题就是如何准确认识和表征油气藏。只有科学地、定性与定量相结合地描述和表征储层，才能最大限度地推进勘探工作，获得最大的开发效益。,一、储层建模研究相关概念,什么是油藏描述？油藏描述是二十世纪七十年代发展起来的，以沉积学、构造地质学和石油地质学为理论指导、综合运用地质、地震、测井和试油试采等信息，最大限度地应用计算机技术，对油藏进行定性、定量描述及评价的一项（套）综合研究的方法和技术。,一、储层建模研究相关概念,什么是储层表征？1985年首届国际储层表征会议上，给储层表征下的定义为“储层表征是量化储层特征，识别地质信息和空间变化的不确定性的过程”。
3、它是油藏决策中避免重大失误的重要工具。,一、储层建模研究相关概念,储层表征的目的准确了解和认识油藏保证最优的驱油效果提供可靠的油藏动态预测降低风险效益最大化,一、储层建模研究相关概念,储层表征的特点 定量化三维地质模型（数据体）初始化与油藏数值模拟直接相连，产生出油藏模拟所需的全部输入数据。综合化所有动、静态资料，多种方法综合研究,一、储层建模研究相关概念,储层表征与油藏描述的联系与区别：储层表征是油藏描述的进一步深化和发展油藏描述重在描述，储层表征突出预测油藏描述旨在对油藏特征进行描述，储层表征侧重表征储层非均质性,一、储层建模研究相关概念,什么是储层建模？就是对储层进行概念化、模型化、定量
4、化，建立一个可以定量表征储层特征的地质模型。其核心是对井间储层进行多学科综合一体化、定量化及可视化的预测。,一、储层建模研究相关概念,为什么要建模？传统的地质研究往往进行定性描述、或用二维资料描述地下三维储层及储层变化，这就掩盖了储层的空间非均质性。储层建模的目的是在经济可行的基础上，准确描述储层参数，并使储层参数的不确定性最小化。,一、储层建模研究相关概念,(二)、储层建模研究的研究内容,多学科综合一体化、定量化、可视化,一、储层建模研究相关概念,1、储层建模宏观研究内容,(1)、储层成因类型陆相：河流相、三角洲、湖泊海相：三角洲、滨浅海、深海(2)、储层几何形态、空间分布(3)、宏观非均质
5、(4)、储层宏观参数的空间分布和演化(5)、构造对储层时空分布及演化的控制,一、储层建模研究相关概念,(1)、储层成岩类型和成岩环境(2)、储层岩石骨架(3)、储层孔喉网络(4)、储层中的粘土矿物(5)、储层渗流参数,2、储层建模微观研究内容,一、储层建模研究相关概念,(1)、储层建模方法确定性建模方法随机建模方法建模方法的适用性(2)、储层建模步骤(3)、储层建模软件(4)、可视化方法技术,3、储层建模方法的研究内容,一、储层建模研究相关概念,二、储层建模宏观研究概述,储层建模宏观研究内容储层建模宏观研究方法,二、储层建模宏观研究概述,（一）、储层建模宏观研究研究内容,1、储层地质概念模型概
6、念模型是针对某一沉积成因类型的储层把其特征抽象出来，加以典型化和概念化，建立一个对这类储层在研究区内有代表意义的储层地质模型，该模型广泛应用于油田开发早期。陆相：河流相储层、三角洲相储层湖泊沉积储层、其它陆源碎屑储层海相：三角洲、滨浅海、深海,二、储层建模宏观研究概述,三角洲前缘砂质储层模型,二、储层建模宏观研究概述,四级概念模型,油藏地质模型油藏地质模型是反映油藏规模的地质模型。能够确定全油田的基本特征。,小层沉积模型反映小层范围内储集体的沉积模型。旨在阐明储集体规模的宏观非均质，特别是侧向连通情况。,单砂体单元模型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
7、影响。,微观结构模型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、储层建模宏观研究概述,储层结构模型 碎屑沉积环境的三种基本储层类型（K.J.Weber和L.C.Van Geuns,1989）,2、砂体成因类型和分布规律沉积相分析储层空间分布储层成因类型储层分布控制因素储层性能影响因素储层连续性及连通性,二、储层建模宏观研究概述,3、储层宏观非均质性表征层内非均质性层间非均质性平面非均质性隔夹层表征,二、储层建模宏观研究概述,4、储层宏观参数的空间分布及演化储层宏观参数孔隙度、渗透率、粒度中值等。储层参数的空间分布规律储层参数的演化规律,
8、二、储层建模宏观研究概述,5、储层建模宏观研究流程,二、储层建模宏观研究概述,（二）、储层建模宏观研究方法,1、地质学方法露头分析岩心分析构造岩相分析流动单元分析,二、储层建模宏观研究概述,露头分析：露头描述、露头分析、露头测试,二、储层建模宏观研究概述,北安庄虫迹灰岩的溶蚀,二、储层建模宏观研究概述,五阳山组灰岩的顺缝溶蚀,二、储层建模宏观研究概述,北安庄组泥纹层灰岩裂缝的溶蚀,二、储层建模宏观研究概述,迭层石,二、储层建模宏观研究概述,二、储层建模宏观研究概述,碳酸盐岩储层发育特征,二、储层建模宏观研究概述,岩心分析：岩心观察、岩心描述、岩心测试,河89井低位扇远端砂体，沙三上段,二、储层
9、建模宏观研究概述,轻质油 相对密度0.82,中质油 0.82相对密度0.90,重质油 0.90相对密度0.934,稠油 0.934相对密度，地面粘度100 mPas。,二、储层建模宏观研究概述,坨76扇三角洲近端泥石流沉积，沙三下,二、储层建模宏观研究概述,坨76扇三角洲中端沉积，沙三下,二、储层建模宏观研究概述,车古202井白云岩的溶蚀孔洞，4185.2m,二、储层建模宏观研究概述,2、测井学表征方法测井综合解释测井相高新测井,二、储层建模宏观研究概述,二、储层建模宏观研究概述,低电阻率油气层,二、储层建模宏观研究概述,二、储层建模宏观研究概述,二、储层建模宏观研究概述,3、地震学表征方法地
10、震岩性解释地震层序及地震相分析油气地震检测,二、储层建模宏观研究概述,地震反射特征图像指示扇体分布,二、储层建模宏观研究概述,利88井区沙三下三维地震相关分析异常图,二、储层建模宏观研究概述,永1-27永63-10永1-26 井间反射剖面与速度层析剖面,二、储层建模宏观研究概述,4、数值分析法确定性建模方法随机建模方法仿真技术,三、储层微观建模概述,储层微观建模研究概述成岩作用储层岩石骨架与孔喉网络粘土矿物表征微观渗流参数表征,三、储层微观建模研究概述,(一)、储层微观建模研究概述,微观建模研究的研究目的意义微观建模研究的研究内容微观建模研究的研究方法微观建模研究的研究流程微观建模研究的重点和
11、难点,三、储层微观建模研究概述,1、微观建模研究的研究目的意义宏观参数变化是由微观参数长期注水开发的油田，注入水对地下储层进行多种方式的动力地质作用，对储层的改造和破坏是在不停的演变中，从而致使储层骨架、孔喉网络、粘土矿物、渗流参数和流体性质等各种参数也是在不断地变化的。造成地下储层结构和储层性质都发生复杂的变化，从而也致使特高含水期剩余油宏观和微观形成分布进一步复杂化。微观参数研究是储层参数变化规律研究的重要内容之一，是储层研究的热点和难点。,三、储层微观建模研究概述,2、微观建模研究的技术路线和研究内容技术路线：综合应用石油地质学、沉积岩石学、构造地质学、晶体表面物理学、水动力学、渗流力学
12、及物理化学、实验方法学等多学科的理论、方法和技术，应用油藏动静态资料和计算机手段，采用定性和定量相结合，研究和表征储层微观因素的形成机制、分布规律和演化机理，探讨微观储层演化与微观剩余油分布的关系，研究微观储层变化与宏观储层变化的关系，从而使得储层表征更全面、更深入。,三、储层微观建模研究概述,主要研究内容：微观参数的求取方法和技术的研究微观因素的形成机制和分布规律的研究微观参数的演化机理研究微观表征参数优选微观建模研究的方法微观与宏观参数的关系微观参数变化与微观剩余油分布的关系,三、储层微观建模研究概述,3、微观建模研究的研究方法,实验室分析方法 物理模拟方法 数学模拟方法 油藏工程研究方法
13、 综合研究方法,三、储层微观建模研究概述,4、微观建模研究的研究流程,三、储层微观建模研究概述,5、微观建模研究的重点和难点微观参数众多，如何挑选最具代表性的参数微观参数获取困难，目前主要依靠岩心进行各种分析化验来获得，应拓宽微观参数的获取途径，使得其规律能够反映地下储层变化规律。微观参数的分辨率相差悬殊如何使得微观参数的研究和表征与宏观参数的表征相结合，只有微观与宏观相结合，才能使微观表征直接应用于生产。微观参数的表征和建模方法,三、储层微观建模研究概述,（二）、成岩作用,成岩作用概念成岩作用类型成岩阶段划分,三、储层微观建模研究概述,1、成岩作用概念,沉积岩沉积埋藏后直到变质作用以前的漫长
14、地质历史中所经历的物理、化学和生物作用统称成岩作用。通过分析各阶段成岩作用所引起的储层矿物、胶结、结构的变化，了解岩石孔隙及孔隙结构的变化，揭示储层的成岩作用类型和特征、成岩强度、成岩序列、成岩阶段等。,三、储层微观建模研究概述,2、成岩作用类型,压实作用溶解作用胶结作用交代作用重结晶作用充填作用破碎作用等,三、储层微观建模研究概述,由初始的点接触变为点-线接触甚至线-凹凸接触,压实作用下出现波状消光晶体弯曲变形、定向排列，发生膝折，甚或出现围绕颗粒呈旋转状分布特点,机械压实作用颗粒紧密，软组分挤入孔隙，水分排出，渗透性变差,三、储层微观建模研究概述,变形云母X200,单偏光,泥质岩屑被挤压成
15、假基质X100,单偏光,三、储层微观建模研究概述,化学压实作用颗粒接触点的晶格变形和溶解，形成压溶加大边,石英加大,三、储层微观建模研究概述,石英次生加大颗粒与加大边间具不连续“尘线”X400,正交光,石英次生加大石英为棕色，加大边为暗棕色X140,阴极光,三、储层微观建模研究概述,胶结作用矿物在孔隙中沉淀并固结为岩石,方解石胶结,硬石膏胶结,三、储层微观建模研究概述,阴极光下，方解石两期胶结(X140)第一期靠近颗粒，为含铁方解石(棕红色)第二期在孔隙中，为方解石(亮黄色),三、储层微观建模研究概述,溶解作用流体对矿物进行溶解,港湾状,串珠状溶缝,三、储层微观建模研究概述,长石溶蚀,三、储层
16、微观建模研究概述,交代作用一种矿物被另一种矿物所置换,方解石大面积交代粘土,颗粒边缘交代,三、储层微观建模研究概述,3、成岩作用分析鉴定方法,储集岩的分析鉴定方法铸体薄片：矿物组成、孔隙成因鉴别、孔隙产状描述等阴极发光：矿物世代关系、自生矿物识别及成因扫描电镜及能谱测量：孔隙产状、类型、形态、连通性孔喉比、自生矿物、元素分析、粘土矿物X衍射：粘土矿物相对含量电子探针：元素组成包裹体测量同位素分析,三、储层微观建模研究概述,4、成岩阶段划分,划分依据:自生矿物分布、形成顺序及自生矿物中包裹体的均一化温度粘土矿物组合及伊利石蒙脱石混层粘土矿物的转化储层岩石结构、物理性质变化及孔隙带划分有机质成熟度
17、古温度类型:早成岩期：A、B晚成岩期：A、B、C,三、储层微观建模研究概述,(三)、粘土矿物表征,粘土矿物在储层中起着重要的作用，它能对储层的骨架颗粒形成不同的胶结类型，在注水开发过程中，注入水与地层水总是有差别，对粘土物质发生物理、化学作用，可以改变粘土矿物的结晶格架，有的粘土矿物会分解被水冲刷而移位，有的粘土矿物如蒙脱石类遇水易膨胀并堵塞孔喉，这些因素致使储层的孔喉网络发生改变。,三、储层微观建模研究概述,(1)、粘土矿物成分及含量变化,三、储层微观建模研究概述,初期 片状结晶集合体,(2)、粘土矿物的形态和产状变化高岭石产状变化,三、储层微观建模研究概述,中含水阶段 零乱片状、蠕虫状,三
18、、储层微观建模研究概述,高含水阶段 零乱片状集合体,三、储层微观建模研究概述,特高含水阶段 零乱片状、部分集合体,三、储层微观建模研究概述,(3)、储层潜在敏感性研究,储层潜在敏感性研究是指储层中的自生矿物与原始油层中的流体通常处于平衡状态，当不同流体进入时，原始平衡会遭受破坏。由于进入的流体与原储层矿物及流体不匹配导致渗流能力下降。,三、储层微观建模研究概述,储层损害是由储集层内部潜在损害因素及外部条件共同作用的结果。内部潜在损害因素主要指储集层的岩性、物性、孔隙结构、敏感性及流体性质等储集层固有的特性。外部条件主要指的是在施工作业过程中引起储层孔隙结构及物性的变化，使储集层受到损害的各个外
19、界因素。内部潜在因素常通过外部条件变化起作用。,三、储层微观建模研究概述,敏感性矿物对储集层损害的影响敏感性矿物是指储集层中与流体接触易发生物理、化学或物理化学反应并导致渗透率大幅度下降的一类矿物。A、水敏性矿物储集层中某些矿物当与水溶液作用时，将产生晶格膨胀或分散破碎，从而堵塞孔隙或喉道，使储集层渗透率下降，此类矿物称之为水敏性矿物。这类矿物与不同盐度的水溶液相接触，储集层的物性变化程度是不同的，因此又可称之为盐敏性矿物。主要为黏土类矿物，如蒙脱石、绿泥石、伊利石、水化白云母等。,三、储层微观建模研究概述,B、酸(碱)敏性矿物是指储集层中与酸(碱)液作用产生化学沉淀或酸蚀(碱化)后释放出的微
20、粒引起渗透率下降的矿物。酸敏性矿物如海绿石、方解石类、白云石类、黄铁矿、菱铁矿、钙长石、沸石类等。碱敏性矿物如钾长石、钠长石、斜长石、石髓、蛋白石等。C、速敏性矿物是指在储集层中，因流体流速过高，使分散状的细粒矿物在储层中运移，并在狭窄的喉道处形成堵塞，使储层渗透性变差，这类矿物称之为速敏性矿物。如高岭石、微晶石英、微晶长石等均为速敏性矿物。同一种矿物，可能具有几种敏感性，储集层所受的伤害往往是各种敏感性综合作用的结果。,三、储层微观建模研究概述,孔隙结构的影响孔隙结构也是影响储集层损害的一个重要因素，特别是喉道的大小、几何形状对储集层的伤害最为敏感。比如，大孔粗喉型的砂岩储集层，喉道是孔隙的
21、缩小部分、孔喉直径比接近1，一般不易造成喉道堵塞，但易造成出砂，在施工作业中要注意先期防砂。而对于喉道较细的砂岩储集层，孔隙喉道直径差别大，喉道多呈片状、弯片状或束状，易形成微粒堵塞喉道。碳酸盐岩储集层的储集空间为孔隙、裂缝及溶洞、其孔隙结构具有严重的非均质性，因此在施工作业过程中，易发生井漏、井涌及井喷。在堵漏压井作业时，往往不同程度的降低了储层的渗透率、甚至完全堵死油气渗流的通道，严重损害了储集层。,三、储层微观建模研究概述,外来流体与储层相互作用导致储层的损害A、外部流体中固相颗粒的侵入固相颗粒可分为两大类，一类是为了达到流体某种性质而加入的填加剂，另一类是混入流体中的矿物或其它杂质的碎
22、屑。外来固相颗粒的侵入深度和侵入量与储集层本身的孔隙结构密切相关。固相颗粒进入储层的量愈大、侵入愈深则对储层的伤害也愈大。,三、储层微观建模研究概述,B、储层内部微粒运移当外来流体的流速过大或存在压力激烈波动时，在流体冲刷作用下，未胶结的或胶结疏松的微粒，松散脱落，并随流体在储集空间中运移，运移至狭窄的喉道处，即可形成单个微粒堵塞喉道，也可以几个微粒在喉道处形成桥堵，从而使储层的渗透性变差。,三、储层微观建模研究概述,C、储层内部化学沉淀或结垢外来流体与储集岩矿物或储集岩中流体相接触时，经物理、化学、生物、物理化学等作用，在孔隙壁上形成化学沉淀或结垢，使孔隙缩小、喉道堵塞，储集层物性变差。外来
23、流体中常含许多化学添加剂，可与地层流体发生反应，改变油水界面张力及润湿性，形成油包水或水包油的乳化物，降低储层油、气的有效渗透率，比喉道直径大的乳状液滴还能堵塞喉道，使储层受到损害。外来流体的注入可改变油层温度、压力及pH值，导致原油中石蜡、沥青质析出，在井筒及井筒附近的储层中形成有机结垢、缩小和堵塞孔隙、喉道。油田注入水还可将细菌、铁锈等带入储集层，形成细菌堵塞和铁锈堵塞，使储层性质变差。,四、储层建模方法概述,储层建模研究内容确定性建模方法技术随机建模方法技术储层建模的一些技巧,四、储层建模方法概述,(一)、储层建模研究内容,储层建模的目的意义储层建模的研究内容储层建模研究流程储层建模步骤
24、与油藏数值模拟的关系,四、储层建模方法概述,1、储层建模的目的意义,四、储层建模方法概述,在油气田的勘探评价和开发阶段，储层研究以建立定量的储层地质模型为目标。这是油气勘探开发深入发展的要求，是储层研究向更高层次发展的体现。现代油藏管理的两大支柱是油藏描述和油藏模拟。油藏描述的最终结果是油藏地质模型，而油藏地质模型的核心是储层地质模型，及储层参数的三维分布模型。地下储层是在三维空间分布的，而传统的地质描述习惯于用二维图形及准三维图件来描述储层，这就掩盖了储层的层内非均质性乃至平面非均质性。,四、储层建模方法概述,储层建模就是对储层进行概念化、模型化、定量化，建立一个可以定量表征储层特征的地质模
25、型。其核心是对井间储层进行多学科综合一体化、定量化及可视化的预测。,四、储层建模方法概述,储层建模具有如下优势：更客观地描述储层，储层建模可从三维乃至四维空间上定量表征储层非均质性，任意旋转、任意切片，表征油藏的细节，有利于合理的油藏评价和开发管理。更精确地计算油气储量。随机建模可给出一系列实现，将这些实现用于三维储量计算，则可得出储量分布。有利于油藏数值模拟。,四、储层建模方法概述,储层模型针对的是一定的储层单元，是根据已知的储层性质建立的一个典型的、抽象的简单储集体，它包括储集层的整体特征和在时空的变化特征，即储层的非均质性。储层模型不是储层资料的简单汇总，而是对各项资料进行深入分析研究，
26、抽象并展现出能反映储层单元的与众不同的特征。模型须既能反映储层特征，又具有代表性。,四、储层建模方法概述,2、储层建模的研究内容(1)、储层模型的类型按规模：小规模(微观)、中规模(单元)、大规模(层组)、特大规模(油田)按用途:概念模型、静态模型、预测模型按属性：成因模型、孔隙模型(2)、不同类型的储层原型模型的建立露头模型密井网模型,四、储层建模方法概述,(3)、储层建模方法确定性建模方法随机建模方法仿真模型的建立建模方法的适用性建模方法的综合运用(4)、储层建模步骤,四、储层建模方法概述,(5)、储层建模软件建模软件的熟练运用建模软件的研制开发(6)、可视化方法技术三维可视化虚拟现实,四
27、、储层建模方法概述,3、储层建模研究流程,四、储层建模方法概述,4、储层建模步骤,数据来源：岩心、测井、地震、试井、开发动态数据类型：坐标、分层、断层、储层集成各种不同比例尺、不同来源的数据，形成统一的储层建模数据库，以便于建模。必须保证建模的原始数据的可靠性,构造模型反映储层的空间格架。在建立储层属性的空间分布之前，应进行构造建模。构造模型由断层和层面模型组成。输入:地震构造解释、多井地层对比,网块尺寸越小，标志着模型越细；每个网块上参数值与实际误差愈小，标志着模型的精度愈高。地质-数学-计算机的结合影响储层模型精度的关键因素:(1)资料丰富程度及解释精度(2)建模方法(3)建模人员的技术水
28、平,三维图形显示、任意旋转、任意切片从不同角度显示储层的外部形态及其内部特点,计算机内存和速度的限制(常规的黑油模型网格节点数一般不超过30万个)。模型粗化（Upscaling）是使细网格的精细地质模型“转化”为粗网格模型的过程，使等效粗网格模型能反映原模型的地质特征及流动响应。,四、储层建模方法概述,5、与油藏数值模拟的关系要求储层地质模型的结果能与油藏数值模拟直接相连。目前采用的办法是进行精细的储层地质建模，对地下储层进行精细研究，然后对地质模型进行粗化，利用粗化的模型进行油藏数值模拟。趋势：进行一体化研究,四、储层建模方法概述,（二）、确定性建模方法技术,储层沉积学方法技术地球物理方法技
29、术克里格方法技术,四、储层建模方法概述,1、储层沉积学方法技术主要用于建立储层结构模型，其目的是建立储层概念模型和进行井间储层对比。主要方法有：露头分析与建模高分辨率地层对比井间砂体对比水平井建模,四、储层建模方法概述,四、储层建模方法概述,四、储层建模方法概述,应用地质知识库指导砂体对比过程砂体几何形态(长宽比、宽厚比、砂泥比等)砂体连通关系(垂向叠置、侧向叠置、孤立状),应用三维地震和井间地震信息获取砂体几何形态及连通关系等信息,获取砂体定向信息,获取砂体连通信息,应用古地形资料，帮助进行砂体对比,由边滩相变为天然堤微相的相变砂体,下切砂体对比模式,四、储层建模方法概述,2、地球物理方法技
30、术应用地球物理资料研究储层的几何形态、岩性及储层参数的分布。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。研究精度相对较低，一般在几米几十米范围内，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。,地球物理属性,地质参数,四、储层建模方法概述,地震数据库,地震构造解释,构造建模,地震参数提取,地震-地质参数 相关性 分析,砂体预测与建模,层速度波阻抗振幅,储层参数建模,波形分析,四、储层建模方法概述,优势：三维地震资料覆盖面广、横向采集密度大。应用三维地震资料，结合井资料和VSP资料进行储层建模时，垂向分辨率一般20米左右，通过地震反演技术可提高至4-8米。这类模
31、型可满足勘探阶段油藏评价的要求，但对于油气田开发方面的应用尚需作很多工作。,四、储层建模方法概述,缺点：分辨率低地震资料垂向分辨率低，一般为20米左右。比测井资料的分辨率低得多。对陆相储层来说，常规的三维地震很难分辨至单砂体规模，而仅为砂组或油组规模，且预测的储层参数的精度较低，往往为大层段的平均值。多解性,四、储层建模方法概述,解决途径提高地震资料的分辨率：小波处理、测井约束反演等。较低垂向分辨率的储层模型乃至地震属性(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模型，这比单纯应用井资料建立的储层模型精度更高。,四、
32、储层建模方法概述,3、克里格方法技术克里格方法是以南非矿业工程师D.G.Krige(克里格)名字命名的一项实用空间估计技术，是地质统计学的重要组成部分。克里格方法是一种实用、有效插值方法。克里格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结构性的变量（区域化变量）的分布。储层的孔隙度、渗透率、流体饱和度、泥质含量等属性参数均可看作为区域化变量。,四、储层建模方法概述,克里格插值，即根据待估点周围的若干已知信息，应用变差函数，对估点的未知值作出无偏、最优的估计。,四、储层建模方法概述,权系数可用通过求解克里格方程组来获得:,变差函数是关键,四、储层建模方法概述,变差函数是区域
33、化变量空间变异性的一种度量，反映了空间变异程度随距离而变化的特征。设Z(x)是一个随机函数，如果差函数Z(x+h)-Z(x)的一阶矩和二阶矩仅依赖于点x+h和点x之差h（即为二阶平稳或满足内蕴假设）,那么定义这一差函数的方差之半为变差函数，或称半变差函数（习惯上称为变差函数）：在实际工作中，实验变差函数通常用计算算术平均值的方法来获得，即：,四、储层建模方法概述,(1).通过变程a反映变量的平面非均质性及砂体范围(2).基台值大小反映储层参数在该方向变化幅度的大小(3).方向变程图可以反映储层参数的各向异性，确定物源方向,基台值代表变量在空间上的总变异性大小，为变差函数在h大于变程的值，为块金
34、值c0和拱高cc之和。拱高有效数据的范围内变异性幅度大小。块金值为0时，基台值为拱高,方向变程图,块金常数变差函数如果在原点间断，在地质统计学中称为“块金效应”，表现 为在很短的距离内有较大的空间变异性，无论h多小，两个随机变量都不相关。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。在数学上块金值c0相当于变量纯随机性的部分。,典型变差函数图,变程指区域化变量在空间上具有相关性的范围。在变程范围之内，数据具有相关性；变程之外，数据互不相关，即在变程以外的观测值不对估计结果产生影响。,四、储层建模方法概述,克里格的局限（1）克里格插值为局部估计方法，对估计值的整体空间相关性考虑不够，它保
35、证了数据的估计局部最优，却不能保证数据的总体最优，因为克里格估值值的方差比原始数据的方差要小。因此，当井点较少且分布不均时可能会出现较大的估计误差，特别是在井点之外的无井区误差可能更大。,（2）克里格插值法为光滑内插方法，为减小估计方差而对真实观测数据的离散性进行了平滑处理，虽然可以得到由于光滑而更美观的等值线图或三维图，但一些有意义的异常带也可能被光滑作用而“光滑”掉了。有时，克里格方法被称为一种“移动光滑窗口”。,四、储层建模方法概述,确定性建模的局限储层本身是确定的，但是，在资料不完善以及储层结构空间配置和储层参数空间变化复杂的情况下，人们难于掌握任一尺度下储层的确定的且真实的特征或性质
36、，也就是说，在确定性模型中存在着不确定性，亦即随机性。,四、储层建模方法概述,（三）、随机建模方法技术,随机建模方法原理简介基于目标的随机建模方法基于象元的随机建模方法随机建模流程,四、储层建模方法概述,1、随机建模方法原理简介确定性研究结果往往过于简单和光滑，不能反映地下复杂储层的空间分布关系和局部有用的异常（如油气异常）。随机模拟技术承认在现有地质认识和资料状况条件下，人们对地下储层的认识总会存在不确定因素。地下储层越复杂，已知的信息越少，不确定性越大，对储层认识的不确定性必然导致储量估算，采收率预测等的不确定性，最终影响经济指标的不确定性。,四、储层建模方法概述,随机模拟方法技术是在现有
37、的地质认识和资料条件控制下，以变差函数为中心综合地质资料、测井信息、地震解释成果、试油试采，生产动态资料等多种资料，按地质规律和统计规律对沉积相单元、流动单元的空间分布以及储层参数的空间分布等进行随机模拟，从而产生出具有推测性的一系列等可能的实现，最终建立一套可供选择的随机模型系列。,四、储层建模方法概述,模拟与估计的差异模拟是一种有效的试验方法，它用一种模型来模仿、拟合地质现象或地质过程。估计和模拟具有本质的区别，克立格估计是一种线性无偏最优估计方法，该法利用已知数据的加权平均估计未知点，平滑效应很大，估计的结果只能反映大范围的趋势，小尺度的变异性则被平滑掉了。模拟首先考虑模拟结果的总体空间
38、结构特征和统计特性。,四、储层建模方法概述,随机模拟基本思想随机模拟以随机函数理论为基础。随机函数由一个区域化变量的分布函数和协方差函数(或变差函数)来表征。随机模拟的基本思想是从一个随机函数Z(u)中抽取多个可能的实现，即人工合成反映Z(u)空间分布的可供选择的、等概率的高分辨率实现，记为Z(l)(u)，uA,l=1,L,代表变量Z(u)在非均质场A中空间分布的L个可能的实现。,四、储层建模方法概述,条件模拟与非条件模拟 若用观测点的数据对模拟过程进行条件限制，使得观测点的模拟值忠实于实测值(井数据、地震数据、试井数据等)，就称为条件模拟；否则为非条件模拟。,四、储层建模方法概述,随机模拟与
39、克里格插值法的差别克里格插值法为局部估计方法，力图对待估点的未知值作出最优(估计方差最小)的、无偏(估计值均值与观测点值均值相同)的估计，而不专门考虑所有估计值的空间相关性，而模拟方法首先考虑的是模拟值的全局空间相关性，其次才是局部估计值的精确程度。克里金插值法(包括其它任何插值方法)只产生一个储层模型，因而不能了解和评价模型中的不确定性，而随机模拟则产生许多可选的模型，各种模型之间的差别正是空间不确定性的反映。,四、储层建模方法概述,克里格插值法给出观测值间的光滑估值，对真实观测数据的离散性进行了平滑处理，从而忽略了井间的细微变化；而条件随机模拟结果在在光滑趋势上加上系统的“随机噪音”，这一
40、“随机噪音”正是井间的细微变化，虽然对于每一个局部的点，模拟值并不完全是真实的，估计方差甚至比插值法更大，但模拟曲线能更好地表现真实曲线的波动情况。,四、储层建模方法概述,序贯模拟思想,(1)随机地选择一个待模拟的网格节点；(2)估计该节点的累积条件分布函数(ccdf)；(3)随机地从ccdf中提取一个 分位数作为该节点的模拟值；(4)将该新模拟值加到条件数据组中；(5)重复1-4步，直到所有节点都被模拟到为止，从而得到一个模拟实现z(l)(u),四、储层建模方法概述,2、基于目标的随机建模方法,地质几何体的三维模拟模拟沉积历史统计数据来自:岩心、露头、测井、地震及其他方法获得的数据,四、储层
41、建模方法概述,3、基于象元的随机建模方法,岩性、孔隙度、渗透率的三维模拟表征主要非均质性和统计特征统计数据来自:岩芯、露头、测井、地震及其它方法获得的数据,岩性孔隙度渗透率,四、储层建模方法概述,模拟中的若干问题模拟次数模拟结果选择：均值图(E型图)、大于某一概率值的概率分布图、某一分量的分位数分布图度。协模拟：剩余油饱和度三维建模，以开发初期含油饱和度的三维克立格插值数据作为初始分布模型，注水井和水淹层解释评价成果为条件数据，模拟的剩余油饱和度。,四、储层建模方法概述,4、随机建模流程,四、储层建模方法概述,四、储层建模方法概述,四、储层建模方法概述,四、储层建模方法概述,随机建模面临的问题
42、及发展趋势（1）如何将油田已有的丰富资料充分综合利用起来，是目前随机建模面临的最大难题和挑战。譬如如何将丰富的低分辨率的地震资料与高分辨率的测井、岩心分析资料结合起来综合使用。（2）不同方法如何综合使用，即各种方法的藕合问题，如模拟退火模拟需要其它方法为其准备初始实现，从而减少计算时间和改善模拟效果。（3）如何改进三维指示变差函数的求取，从而使指示型模拟更好地发挥作用，最终改善模拟效果。（4）马尔科夫随机场模拟如何在实际应用中解决沉积相(或岩相)的分布的模拟，其关键问题和技术何在。,四、储层建模方法概述,（5）如何把已知的地质概念结合到模拟过程中，并考虑沉积相（或岩相）的相互关系，做到定性与定
43、量相结合，这是所有石油科技工作者梦寐以求的。（6）如何将随机建模应用到开发过程中各个开发指标不确定性研究，以及开发风险研究中。（7）如何把随机建模技术应用到从勘探到开发的全过程中，这是随机建模工作者致力于解决的问题，随机建模技术只有与油藏数值模拟技术充分结合起来，其优越性才能充分发挥起来。,四、储层建模方法概述,（四）、储层建模的一些问题,数据预处理数据转换变差函数计算及拟合,四、储层建模方法概述,1、数据预处理及统计分析目的有三：了解并掌握数据保证数据可靠压缩信息数据是储层定量建模的基础，但测量数据往往不是地下地质数据的真实体现，为了了解地质数据的真分布规律，只有保证数据的可靠性、可信性才能
44、保证建模的准确性。可通过如下方法进行：(1)、异常点剔除将个别明显偏大或偏小的数据剔除，或者已知不可靠的数据直接删除。,四、储层建模方法概述,(2)、数据统计及分析不同数据统计量的意义是不一样的。标准偏差是刻画数据的离散程度的(对异常数据尤为敏感)中值对数据分布的中间部分的变化较为敏感均值对数据的大体分 布轮廓较为敏感分位数反映数据局部 的变化特征,四、储层建模方法概述,(3)、数据分布特征,(4)、降聚分析实际工作中常常会出现在某些部位数据特别多且集中，这样在建模过程中，由于算法本身的原因就会在无形之中加大了这些部位在建模中的分量，从而使得建模结果不准确，因此必须降低这些部位的数据在建模中的
45、权重。,四、储层建模方法概述,四、储层建模方法概述,(5)、Q/Q、P/P图Q/Q图是两参数相同分位数的交会图P/P图是两参数相同概率的交会图,四、储层建模方法概述,2、数据转换在储层建模过程中常常因计算方法或数据本身的需要，必须对数据进行适当的转换后进行计算才能获得相对准确的结果。(1)、坐标变换(2)、正态变换,四、储层建模方法概述,3、变差函数计算及拟合,.,四、储层建模方法概述,小尺度的特征对变差函数计算至关重要垂直方向往往能较准确地求的变差函数水平方向常常较难求准变差函数,储层建模研究发展趋势,储层建模研究发展趋势,地震表征方法和技术四维地震、井间地震井间储层特征及随时间变化相干分析
46、技术储层内部变化、特殊储层地震地层、层序地层分析方法储层横向、纵向分布,1、储层表征方法和技术,储层建模研究发展趋势,测井表征方法和技术测井新技术核磁测井、成像测井、随钻测井测井表征内容储层岩性、物性、含油性特殊储层的测井表征低阻油气储层测井表征与评价薄层测井表征与评价裂缝性储层测井表征与评价,储层建模研究发展趋势,地质表征方法与技术沉积学分析方法沉积相、沉积演化构造岩相分析方法构造对沉积、储层的控制作用流动单元分析方法储层表征进一步细化,储层建模研究发展趋势,微观储层表征方法与技术储层表征深化的表现储层岩石骨架储层孔喉网络粘土矿物渗流,储层建模研究发展趋势,(1)、储层地质概念模型的建立概念
47、模型是对储层特征加以抽象化、典型化、概念化所建立的对一类储层具有普遍意义的储层地质模型。概念模型建立的正确与否对储层表征至关重要。正确的概念模型可使储层表征建立在可靠基础之上，并可以帮助、提高储层表征准确程度。目前这方面的研究已相当成熟，但还有进一步发展的余地。,2、储层建模的方法和技术,储层建模研究发展趋势,(2)、储层建模方法和技术的发展储层建模的方法技术发展快速，从确定性建模到随机建模，出现了很多新方法新技术。(3)、可视化技术,储层建模研究发展趋势,(4)、仿真技术仿真技术是通过建立相应物理系统的数学模型并利用计算机进行解算从而获得物理系统演变过程过程及相关数据的一系列方法技术。数学模型是仿真的基础，只有建立正确的数学模型，才能得到正确的仿真结果。仿真的发展经历了模拟仿真、混和仿真、数字仿真的历史演变过程。目前国内进行储层表征的仿真技术的研发还处于初级阶段。,
