储集体构型综述2

1、目 录目 录1.储集体及储集体构型11.1 储集体11.2 储集体构型11.2.1储集体形态构型11.2.2 储集体结构构型22.储集体构型概念的发展和研究进展33.储集体构型研究方法43.1 层次分析法53.2模式拟合法63.3多维互动法63.4层序地层学方法73.5沉积学方法73.6岩作用方法73.7地质统计学方法83.8地质建模方法83.9数值模拟方法83.10探地雷达法83.11高分辨率地震方法93.12定量构型模式法93.12.1河流满岸宽度公式103.12.2河流满岸深度公式103.12.3单一曲流带宽度公式11结束语11参考文献：11储集体构型研究方法综述储集体构型研究方法综述摘

2、要：储集体构型是指不同级次储集体构成单元的形态、规模、方向及叠置关系。储集体构型研究主要是对储集体顶、底、侧边界几何形态以及储集体单元的内部储、隔（夹）层分布进行研究。储层构型研究的方法主要包括层次分析法模式拟合法、多维互动法、层序地层学、沉积学、成岩作用、地质统计学、地质建模、数值模拟、探地雷达等多种，每种方法都有其优缺点和适用性，在实践中应该根据研究目标和资料掌握状况。关键词：储集体 构型 研究方法1.储集体及储集体构型1.1 储集体当可作为储存油气空间的孔缝洞不呈层状分布而在层内和层间构成不规则状的组合时，则特称为储集体，以强调它的非均质性。该术语多用于在裂缝和岩溶形成的储集空间为主的情

3、况。如在原生孔隙已消失的块状或大套碳酸盐岩中，溶蚀孔、缝、洞几乎是惟一的储集空间，其形态是极不规则的，人们只能以粗略的近似来描述其形状。多数情况下储集体也和储层混用。1.2 储集体构型储集体构型是指不同级次储集体构成单元的形态、规模、方向及叠置关系。储集体构型研究的本质是储层建筑结构的研究，而储集体的建筑结构又主要包括不同级次储层界面及由这些界面所分割的不同地质时期形成的地质体。可以通过沉积、成岩以及储层隔夹层等的分析，实现储集体构型的定性和定量表征。储集体构型包括形态构型和结构构型。形态构型是指不同储集单元的顶、底、侧边界几何形态。结构构型是指不同储集单元内部储、隔（夹）层的分布。1.2.1

4、储集体形态构型储集体形态构型样式包括高序次构造的油藏、低序次构造的油层组、微构造油层和油元。储集体顶、底界几何形态构型样式可分为有断层和无断层的情况。无断层的情况包括：平坦形态、单斜形态、背斜形态、向斜形态、鼻状形态、槽状形态。有断层存在的样式包括：断单斜形态、断背斜形态、断向斜形态、断鼻状形态、断槽状形态。储集体侧边界几何形态包括：断层形态和地层不整合边界形态（图1.1）。图1.1 储集体边界不整合接触1.2.2 储集体结构构型储集体结构构型主要是指储层、隔层样式。单井储层、隔层样式包括:均质旋回、正旋回、反旋回、交互旋回（图1.2）；剖面储层、隔层样式包括：侧积（全连通、半连通、不连通型）

5、、加积（全连通、半连通、不连通型）（图1.3）；平面上储层、隔层样式包括：单一型、相交、半连通、不连通）型、叠合（全连通、半连通、不连通）型图（1.4）。图1.2 储集体单井构型图1.3 储集体剖面构型图1.4 储集体平面构型2.储集体构型概念的发展和研究进展Allen（1977）在第一届国际河流沉积学研讨会上提出了“Fluvial architecture”河流构型)的概念，以强调河流沉积研究中的河道和溢岸沉积几何形态及内部结构。1983年，Allen在河流相沉积中划分了三级界面：一级为单个交错层系界面；二级为交错层序组或成因相关的一套岩石相组合界面；三级为一组构型要素或复合体界面，通常为明

6、显的冲刷面。Miall（1985）在Allen三级界面划分的基础上，提出了六级界面划分方案（从交错层系间的1级到河谷的6级界面），其后又增加了0级和7、8级界面。0级为沉积纹层间的界面，1级为交错层系的界面，2级为简单层系组边界面，3级为大型底型内的大规模再作用面或增生面，4级为大型底型的界面，5级为大型砂席的边界，6级为河道群或古河谷的界面，7级为异旋回事件沉积体的界面，8级为区域不整合面。Miall的分级方案被大多数的后来的学者作为研究构型时分级的参照或依据，但同时也存在其它分级方案。Mutti和Normark（1987）研究海蚀流沉积时提出了一套数序与级次相反的5级划分方案。Miall（

7、1985，1996）将35级界面限定的构型单元定义为构型要素，并将河道和溢岸沉积划分了若干的构型要素。河道沉积构型要素包括了河道（CH）、侧向增生巨型底型（LA）、顺流增生巨型底型（DA）、砂质坝及底型（GB）、砂质底型（SB）、层状砂席（LS）、沉积物重力流沉积（SG）、冲凹（HO）。溢岸沉积构型要素包括了天然堤（LV）、决口水道（CR）、决口扇（CS）、泛滥平原（FF）、废弃河道（CH）。储层构型的概念被提出后，逐渐引起国内外众多地质工作者的重视，众多国内外学者也都对地下储层构型进行了研究和尝试。多数储层构型早期的研究成果都是在露头和现代沉积中获得的，这些研究的尝试主要集中于储层构型的成因

8、分析和对剩余油分布的控制上，或者停留在取心井单井构型分析的层次上，并没有真正从剖面、平面结合建立三维储层构型。储层构型的研究经过几十年的发展，有了较大的突破和提高逐渐形成了对曲流河相、辨状河相、三角洲相以及冲积扇相等沉积相的构型分析方法，并向着精细化和定量化方向发展。目前，研究的重点仍旧是对于曲流河点坝、辨状河心滩坝、三角洲河口坝、冲积扇单期水道及其内部精细构型研究1。3.储集体构型研究方法储集体构形的研究主要是对河流相储层构型的研究，研究方法主要有层次分析法、模式拟合法、多维互动法。图3.1 构型单元与层次3.1 层次分析法构型建模的核心是恢复不同层次构型单元的分布。由于小级别构型单元的分布

9、受控于大级别构型单元，因此层次划分、分级控制的建模思路便十分必要（图3.1、图3.2）。图3.2 层次构型示意图针对曲流河的河道储层可按以下层次进行划分：第一层次为河道砂体层次，即曲流河道的带状砂体，其界面相当于Miall的5级界面。第二层次为点坝层次，为曲流带内的单一点坝砂体与废弃河道沉积，其界面相当于Miall的4级界面。第三层次为侧积体层次，为点坝内部的侧积体和泥质侧积层，其界面相当于Miall的3级界面。在构型分析过程中，首先确定曲流带河道砂体的分布，然后在河道砂体内部识别点坝，最后在点坝内部解剖侧积体和侧积层。3.2模式拟合法构型分析与建模的核心是井间预测，而预测的基本前提是预知对象

10、的分布规律或模式。显然，地下构型的空间分布不能用线性或非线性方程来表达，因而难于通过井间插值来预测构型单元的分布。构型分布的规律主要表现为模式，为此本文提出模式拟合的构型分析思路，即通过将不同级次的定量构型模式与地下井资料(包括动态监测资料)进行拟合，建立地下储层构型的三维模型。模式拟合的关键是模式认知和模式与井的拟合。(1) 模式认知。针对不同级次的构型单元， 建立相应的定量构型模式，特别是不同构型单元的定量规模。于曲流河储层构型分析而言，十分关键的是点坝规模及其内的侧积体和侧积层的规模。(2) 模式与井的拟合。按照各构型单元的规模范围将井点处的构型单元进行联结，构建初始构型模型，然后按照构

11、型模式中各构型单元之间的几何配置关系， 对已联结的初始模型进行优化，使最终模型既与井点吻合，又符合地质模式。3.3多维互动法所谓多维，是指一维井眼、二维剖面、二维平面和三维空间；互动则是指在分析过程中，不是单纯的从一维到二维再到三维， 而是各维之间相互印证。 构型建模的目标是建立构型单元的三维模型，但这一过程不宜直接从一维井眼到三维模型(目前国内外通行的三维建模方法)。由于井资料主要是测井资料，而应用测井资料对构型单元的解释具有一定的多解性，因此，虽然在构型建模过程中首先要进行井眼构型解释，但只是预解释，不是最终结果，若将多个单井解释结果放到剖面、平面和三维空间去分析则可大大降低多解性(因为构

12、型的空间分布存在规律性)；对于多井剖面分析， 其为经典的地质分析方法，但也有片面性和多解性，因为剖面毕竟是尚未知而需要预测的三维地质体的一个切片，因此，多井剖面也需要放到三维空间去分析以降低多解性，同样，对于平面分析亦如此。 故此，单井分析、剖面分析、平面分析和三维模型分析都不是一步到位的，需要相互验证，最终得到一个既符合井资料和油田开发动态响应，又符合构型地质模式的逼近地质实际的三维构型模型。这是符合地质分析思维的方法。Direct系统。该软件基于数据库系统。以地理信息系统的基本功能(数据存储、管理、分析、查询、显示)为基础。各维模型(单井、剖面、平面、三维)均为数值模型(可建立各维数值模型

13、)，且数据与图形互动(这有别于常规的矢量成图)。特别地，实现了各维功能模块(单井、剖面、平面、三维)数据共享、功能互动，因此，研究者可通过多维相互验证、反复拟合，以逼近地质真实，这充分体现了实际地质研究的思维过程2。3.4层序地层学方法层序地层构型也属于储层构型研究的范畴。该项研究主要是利用层序地层学的方法和手段，通过分析地层之间的接触关系，不同地层发育的沉积体系特点等，来实现地层构型解剖的目的。高分辨率层序地层学方法实现了3个方面的突破:提高了沉积储层内部及其之间在时间和空间上的描述精度；改进和发展了储层区域性的沉积学预测模型；识别出区域精细的构造和地层等对储层构型的控制因素。该研究增加了该

14、地区的勘探潜力，提高了油气的最终发现程度。层序地层学方法在碎屑岩和碳酸盐储层构型研究中取得了巨大的成功，但是对于火山岩等具有一定的局限性，难以解决研究中的关键问题3。3.5沉积学方法沉积学方法是目前储层构型研究中应用最多和最广泛的方法。应用沉积学方法进行储层构型研究最为成熟，现在广泛应用的Miall对储层构型的分类也基本上是以沉积学研究为基础而建立的。但是沉积学方法也有其自身的缺点，受研究水平的限制，目前对于冲积扇等沉积类型的成因模式的研究还不是十分细致，还需要结合其他研究方法综合分析，达到精细、准确解剖储层建筑结构的目的。3.6岩作用方法储层建筑结构的形成，是多种地质作用综合作用的结果。对于

15、一些储层而言，成岩作用占主导作用。成岩作用构型研究主要是利用成岩作用方法，分析不同类型成岩作用对储层性质的影响，特别是由此而引起的储层建筑结构的变化，达到储层构型研究的目标。应用阴极发光观察和岩石包裹体分析以及持续的埋藏史沉积热力模拟等手段，对德国茨瓦德尔盆地三叠系Solling组辫状河沉积体系石英胶结作用与沉积构型之间的关系进行了分析，并提出了成岩构型的概念。该研究方法目前应用甚少，还很不成熟。而且并非所有储层都有强烈的成岩作用过程，因此应用起来有一定的局限性。3.7地质统计学方法随着储层构型研究的逐步深入，地质统计学方法在该项研究中的作用越来越大。伊振林等以克拉玛依油田六中区下克拉玛依组为

16、例，对冲积扇砾岩储层不同构型单元的宽度和厚度进行了定量统计，为剩余油预测挖潜和生产政策调整提供了坚实的依据。该研究方法大大推进了储层构型研究定量化的进程。但是该方法也存在缺点，需要有比较丰富的支撑地质统计分析的资料基础。3.8地质建模方法通过建立河道轨迹的简单二维模型，对海底河道和堤岸沉积体系地层构型进行了分析，结果表明，利用该模型可以解释在一个看似复杂的系统内，单一河道在一段时间内下切、迁移和沉积的位置。地质建模方法使得储层构型研究的结果直观、形象，而且可以很方便地应用到储层剩余油挖潜的实践工作当中去，缺点是实现起来比较困难，而且对于其真实性的验证也是一个巨大的挑战4。3.9数值模拟方法储层

17、构型研究的最终目的是准确表征储层的内部结构，预测剩余油的分布。因此剩余油的准确预测也就成为储层构型研究十分重要的环节。利用数值模拟方法对河流三角洲地层的冲积构型进行分析总结，建立简单的冲积构型模型，利用模型模拟了河道粗粒沉积和泛滥平原细粒沉积的比例和展布特征。数值模拟方法可以将储层构型研究的实效性充分体现出来，其缺点是必须依靠比较可靠的地质模型作为基础5。3.10探地雷达法探地雷达方法是一种用于确定浅层地下介质分布的广谱 (1MHz1GHz)电磁技术。探地雷达利用一个天线发射高频宽频带电磁波，另一个天线接收来自地下介质界面的反射波。电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的

18、电性质及几何形态而变化。因此，根据接收波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度与波形资料，可推断介质的结构。探地雷达技术使地质露头内部三维结构的解剖更加精细可靠，探地雷达可直观地对浅层地下地质结构进行高精度成像，分辨率可达到厘米级，探测深度可超过50 m。国外于20世纪80年代末开始将探地雷达技术应用到露头地质研究中。A lexander等利用探地雷达资料、岩芯和声纳探测资料，对美国蒙大拿洲现代沉积曲流环进行了研究， 分析了河道迁移的主要原因，其受构造倾斜、断层、基准面变化、可容空间演化和气候变化的影响。Corbeanu等利用野外露头、岩芯以及探地雷达技术对犹他州 Coyote盆地白垩系 Ferro

19、n砂体的河道砂体内部结构进行了精细研究，建立了三维模型。探地雷达技术分辨率高， 能够很好地用于野外露头研究，但是其成本较高，应用范围还没有普及。3.11高分辨率地震方法地震属性是目的层地震特征的量化手段，随着地震资料的储层解释技术的进步，地震属性分析在储层预测、储层表征、储层监视中广泛应用。R ijks等通过层位方向的解释方法结合自动体追踪和亚层序属性提取，提出属性是检测精细构造和层序关键，并用地震属性解释出河道和决口扇沉积。V-itor等以Green点坝为例，结合露头研究成果及地震资料模拟出复合点坝不同时间演化的切片。Richard等通过高分辨率三维地震资料识别出道内部构型，在上部被侵蚀的河

20、道充填地层中展示了一个中至高弯曲的河道。Bruce利用地震属性中的Sweetness属性模拟出河道的形态，并用此属性预测河流系统中的净毛比。三维地震资料虽然覆盖范围广，并可通过多种地球物理技术空间上表征储层的边界、规模、含油气性等，但目前影响地质效果最主要的问题还是地震资料信噪比低，分辨率不高，精细度不够。目前属性分析技术还处于发展和完善的过程之中， 对于精细的表征地下储层构型，提供精确的空间地震图像，目前地震资料是远不能满足地质人员的需要。利用水槽实验对逐渐减弱的高密度流这个水道类似物的河床几何学、结构和组成进行了分析。通过实验，分析了高密度流的沉积构型和流动属性及其沉积特征。利用航空磁测数

21、据对地层地下构型的演化进行了分析等。3.12定量构型模式法由于预测河流相储层的需要， 国内外对河流相储层几何形态和规模的定量研究均给予了高度重视， 对曲流河点坝内部构型定量模式进行了很多研究， 总结了一系列的经验公式， 其中河流满岸宽度(W)、满岸深度(Wh)以及单一曲流带的宽度(Wm)这3个参数的预测决定了曲流河储层构型定量模式的确认，以下为3个参数计算的定量公式6:3.12.1河流满岸宽度公式(1)Schumm公式Schumm根据澳大利亚半干燥-半潮湿地区36条稳定河流建立了反映河深、侧积体厚度、宽度以及曲流河曲率等关系的水动力参数公式，公式如下:Wh= 1.65d F = 255M W=

22、 F·D W = 1.5w P = 3.5F A = 2.7WWh为河深(m)(下同)；d为侧积体厚度(m)；W为河宽(m)(下同)；w为侧积体宽度(m)；M为悬移质含量(粒径<0.074mm的组分, % )；F为宽深比(宽/深)； P为曲率；A为河曲振幅(m)。(2)Leeder关系式Leeder在研究中收集了107个河流实例。研究表明，对于河道弯曲度小于1.7的样本，满岸深度和满岸宽度的关系较差；而对于河道弯曲度大于1.7的样本，二者具有较好的指数关系(公式1)，满岸深度等于正旋回砂体厚度:点坝内部单一侧积体宽度大约等于2/3满岸河流宽度，并推导出计算点坝内部泥质侧积层倾角

23、的公式。得到的关系式为:logW=1.54logWh+0.83w侧=2/3W W=1.5Wh/tanw侧为单一侧积体水平宽度 (m)；为侧积层倾角(弧度)。(3) Leopold关系式W = (L/10.9)×0. 99L为河弯跨度，即曲流波长(m)。3.12.2河流满岸深度公式Bridge等利用下列公式通过交错沙丘的厚度来解释最大满岸河道深度，研究中用密西西比河的点坝取芯资料来做了验证:B= Sm/1.8hm hm= 2.22 Wh/hm = 6式中: hm 为平均交错沙丘的厚度(m)；为参数；Sm为平均交错层厚度(m)；Wh为满岸河道深度(m)。3.12.3单一曲流带宽度公式Lorenz等1985年研究单一曲流带宽度与活动河道宽度关系时， 得出以下的