储层建模概论

储层建模方法学

主讲人

吴胜和

石油大学（北京）什么是油藏地质模型？(Whatis…)为什么要建模？(Why…)怎样建模?(Howto…)★油藏建模★建模概论★克里金插值★随机建模★建模原则★油藏建模

建模概论基本概念建模目的建模步骤建模要求建模途径第一章反映储层地质特征三维变化与分布的数字化模型。

挪威潮坪相渗透率三维模型已粗化的模型

---可直接进入数模器（ReservoirGeologicalModel）储层地质模型一、基本概念数值模型----三维数据体三维图形显示、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。构造模型储层地质模型流体分布模型构造储层流体油藏三要素★基本概念ReservoirGeologicalModel储层/油藏构造模型储层相（结构）模型

储集砂体的大小、几何形态及其三维空间的分布

储层流动单元模型

影响流体流动的地质参数在内部相似的、垂向上和横向上连续的储集单元。

储层地质模型储集体分布模型储层参数分布模型

储层裂缝模型储层参数在三维空间上的变化和分布储层参数分布模型孔隙度模型渗透率模型流体分布模型含油饱和度模型•人们习惯于用二维图形（各种小层平面图、油层剖面图）及准三维图件（栅状图）来描述三维储层，如用平面渗透率等值线图来描述一套（或一层）储层的渗透率分布。•这种描述存在一定的局限性，关键是掩盖了油藏的层内非均质性乃至平面非均质性。•地下油藏是在三维空间分布的。二、建模目的油藏建模可从三维空间上定量地表征油藏的非均质性，因此，可克服用二维图件描述三维油藏的局限性。★建模目的1.能更客观地描述油藏（储层）有利于油田勘探开发工作者进行合理的油藏评价及开发管理油藏评价及开发设计阶段abcab

c

目的：油藏评价、储量计算、开发可行性评价、优化油田开发方案目的意义：优化开发实施方案及调整方案服务，如确定注采井别、射孔方案、作业施工、配产配注及油田开发动态分析等。开发方案实施及油藏开发管理阶段注水开发中后期及三次采油阶段目的：剩余油分布预测优化注水开发调整及三次采油方案储量计算单元：原则上以油藏（一个油水系统）为计算单元。纵向上：油组、砂组、小层、单层横向上：一个圈闭，或更小单元。★建模目的2.可更精确地计算油气储量常规的储量计算储量参数（含油面积、有效厚度、孔隙度、含油饱和度等）均用平均值来表示。（忽视了储层非均质因素）应用三维油藏模型中的三维网格计算储量，而不仅仅是根据平面图及对应的平均值来计算，可大大提高储量计算精度。孔、渗、饱面积、有效厚度三维网格应用三维油藏模型进行储量计算输入参数三维相模型有效储层网格模型

孔、渗、饱面积、有效厚度三维网格气油界面和油水界面三维孔隙度模型三维含油饱和度模型

原油密度：

体积系数：

•三维油藏数值模拟要求输入三维油藏地质模型或四维油藏地质模型（不同开发时间的三维地质模型）。•油藏数值模拟成败的关键在很大程度上取决于三维储层地质模型的准确性。•粗化的(Upscaling)三维储层地质模型可直接作为油藏数值模拟的输入。★建模目的3.有利于三维油藏数值模拟三维网块化(3Dgriding)三维数据体建立油藏地质特征三维分布的数字化模型。三维储层预测（ReservoirGeologicalModeling）油藏地质建模★基本概念三、建模步骤数据准备油藏数模三维构造建模三维相建模三维储层参数建模模型粗化数据来源：岩心、测井、地震、试井、开发动态★建模步骤1.数据准备地质信息与解释

地震信息与解释测井信息与解释油藏工程信息与解释基本数据类型包括三类：地层数据构造数据储层数据★建模步骤地层数据地层对比（层序地层学）3093282011765318168233778531338811857993121781395.375730885.89481777.959770.602306408196776631625.13581768.41719.02231197.99381536.64716.50331320.84782013.903777.85530957.33781858.553779.9653065782169765.5………………构造数据构造解释断层多边形文件31376.8481200.2169031453.3581263.01688.70531544.5881345.73686.92331721.6781525.52682.80231916.7281749.92676.90731993.6881848.13673.93132044.0181921.69671.73732100.1482032.86668.23532145.2182132.44672.58332182.1882210.8685.89132275.6982406.62729.6132305.8682475.5737.17932372.6382641.68735.19732443.1482814.61728.663断层多边形文件地震层面文件★建模步骤储层数据井眼数据地震数据动态数据

---井间预测的硬数据（harddata）井模型：砂体（相）、孔隙度、渗透率、含油饱和度等数据★建模步骤井眼数据：（岩心分析和测井解释）----井间预测的软数据(softdata)连续属性：层速度、波阻抗、振幅、频率等离散属性：波形结构等★建模步骤地震数据储层连通性信息

----储层建模的硬数据;流动边界信息

----储层建模的软数据;储层参数数据

----储层建模的软数据★建模步骤多井测试数据：动态数据：单井测试数据单井产吸剖面数据多井测试数据生产数据★数据集成与匹配深度匹配：深度域与时间域关系匹配：井眼（地质与测井）

井间（井眼与地震）数据分析

构造模型反映储层的空间格架。因此，在建立储层属性的空间分布之前，应进行构造建模。构造模型由断层模型和层面模型组成。

输入：地震构造解释多井地层对比★建模步骤2.构造建模

（地层-构造格架的建立）三维断层(fault)模型三维层面（horizon）模型比例型：内部层面与顶、底面平行退覆-剥蚀型：内部层面与底面平行，而与顶面呈锐角相交超覆型：内部层面与底面呈锐角相交，而与顶面平行地层叠置型式★建模步骤(1)三维网格化（3Dgriding）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。(精细油藏描述)3.储层建模三维网格赋值离散属性：相、流动单元连续属性：孔、渗、饱★建模步骤(2)三维网格赋值核心是对井间储层进行多学科综合一体化、三维定量化及可视化的预测。油藏地质建模----油藏描述的核心。（三维储层预测）（相控）油藏描述ReservoirDescription70年代斯仑贝谢公司提出的以测井为主的RDSReservoirDescriptionService对油藏各种特征（圈闭、储层、流体）进行三维定量描述和预测最终成果：建立反映油藏特征的三维油藏地质模型。油藏地质建模是油藏描述的核心。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。

4.模型粗化目的：油藏数值模拟平面网格设置粗化网格设置25×25m100×100m垂向网格设置表垂向1676个网格108个网格根据油藏数值模拟的要求，需要输入的地质模型粗化参数包括：NTG、孔隙度、渗透率、含油饱和度等。NTG：算术平均孔隙度：算术平均渗透率：全张量含油饱和度：算术平均粗化计算

NTG粗化模型孔隙度粗化模型含油饱和度粗化模型

X方向渗透率粗化模型

Y方向渗透率粗化模型

Z方向渗透率粗化模型四、建模要求黑箱（黑色系统）灰色系统（系统部分信息已知，部分信息未知）“白化”模型井资料地震资料动态资料储层建模是一个“白化”过程相（砂体）储层参数“白化”模型中总是存在不确定性客观原因：

储层系统的复杂性资料的不完备性

方法技术的局限性主观原因：

研究者因素121113333121113333121113333“不确定性最小化”“不确定性评价”建模基本要求：储层系统：不同层次的储集单元

★储层系统的复杂性主要分为6级界面分级Miall(1985,1988,1991,1996)储层的层次性

1级和2级界面表示微型（microform）和中型(mesoform)底型沉积物内的界面。1级界面：交错层系（cross-beddingset）的界面，界面上很少或没有侵蚀。岩心上界面不明显，可通过交错前积层（cross-bedforesets)的削蚀或尖灭来识别。Cosetofplanarcross-beddingshowing1stBS,Cretaceous,BanksIsland,ArcticCanada2级界面:简单的层系组（simplecoset）界面。代表流动条件或流动方向的变化，无明显时间间断，无明显侵蚀作用。

界面上下有岩性变化（与1级界面的区别）。Two2stBSencloseabedofplane-laminatedsandstone3级界面:巨型底型内的横切(cross-cutting)侵蚀面，其倾角小（一般小于15º），并以低角度削蚀下伏一个或多个交错层系。其上通常披盖着内碎屑泥砾，界面上下相组合相似。

3级界面为巨型底型内的大规模再作用(reactivation)面或增生(accretion)面

3级和4级界面与巨型底型（macroform）（包括侧向加积LA和顺流加积DA）有关。3stBSwithinasandstone-dominatedlateral-accretiondepositsAmacroform,probablyoflateral-accretiontype,withseveralinternalthird-ordererosionsurfacesindicatingchangesinaccretiondirection.4级界面:巨型底型的上界面。一般为平至上凸状。

河道复合体内小河道的底部冲刷面，

决口相岩性体的边界面3、4级界面在单井中很难区分。

相同：低角度、泥屑

差异：

4级界面上下岩相组合变化

3级界面限定的单元一般小于0.1km2Adownstream-accretedmacroformboundedatthetopbyaconvex-upfourth-ordersurface5级界面:大型砂席（majorsandsheet），如河道充填复合体的界面。一般为平至微向上凹，以切割-充填地形及底部滞留砾石为标志。Alateral-accretiondeposits4mthick,restingonamajorfifth-ordersurfaceandcappedbyagradationalfourth-ordersurface6级界面:限定河道群或古河谷群的界面。相当于段或亚段（作图的地层单元）的界面。Twomajorsixth-ordersurfacesdividethisunitintothreesubmembers,whichcanbetracedforabout200km.Themiddlesubmenbercontainsascourhollowabout200mwide,flooredbyaconcave-upfifth-ordersurface.(1)打开黑箱岩心：岩心观察描述（相分析、裂缝分析）岩心实验室分析1.岩心资料资料特点优点：准确，精度高（小于0.1m）缺点：取心局限

无横向信息

★资料的不完备性自然伽玛自然电位电阻率（感应）声波测井中子测井密度测井地层倾角测井全波测井成像测井2.测井资料测井：测井相分析测井储层评价测井裂缝分析资料特点优点：提供连续的垂向信息垂向分辨率较高（0.5m）不足：解释精度有待提高（如渗透率）缺点：一孔之见、无横向信息

动态测试：产能分析储层质量分析储层连通性分析单井试井多井试井示踪剂测试RFT测试产液剖面吸水剖面生产数据封隔器液压标准工具（HRT）压力控制测试器伸缩接头、安全接头井口主阀控制头防喷器3.测试与动态资料资料特点

优点：动态，接近实际

缺点：单层测试少、测试总量少测量的工程问题与解释问题储层参数为平均值无三维信息单井试井多井试井示踪剂测试RFT测试产液剖面吸水剖面生产数据二维地震三维地震四维地震井间地震4.地震资料地震：地层（储层）对比地震相分析地震储层预测优点：横向覆盖广（可达2525m）缺点：垂向分辨率低多解性强资料特点地震资料垂向分辨率低（为主波长的1/4，一般为20米左右），比测井资料的分辨率（一般0.5m左右）低得多。

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，而且预测的储层参数(如孔隙度、流体饱和度)的精度较低，

往往为大层段的平均值。分辨率问题分辨率问题多解性问题多解性问题圈闭预探沉积体系大相/亚相有利储集带（油组）盆地/凹陷/二级构造带规模地震资料、邻井资料信息的不完备性主要问题：地震资料的多解性油藏评价亚相孔隙度分布（井眼渗透率）（分类评价与分布）（砂组）（油藏规模）大井距的探井、评价井地震资料主要问题：井少地震资料的多解性地震资料的分辨率开发早期微相孔隙度分布渗透率分布流动单元分布（小层、单层）（油藏规模）开发井网+评价井+地震资料主要问题：井少（相对于预测目标）地震资料的分辨率地震资料的多解性开发中后期

构型孔隙度分布渗透率分布流动单元分布（单层）（油藏/开发井组规模）

开发井网+加密井+动态资料+（开发地震）主要问题：井距大于储层的变化圈闭预探油藏评价开发早期开发中后期大井距的探井、评价井地震资料开发井网+评价井+地震资料

开发井网+加密井+动态资料+（开发地震）地震资料、邻井资料基础资料资料越来越多，研究精度越来越高对横向预测精度的要求越来越高精度要求地层垂向横向对比精度精度地震资料总是不完备十米-米级百米-数十米级数百米级十米级数分米-数十米-

米级百米级米级数分米级-数米-

数十米级数十米级米级数百米级

十米级

多学科资料与方法的综合运用储层地质理论的深刻理解资料：岩心、测井、地震、动态方法：地质、测井、地震、油藏工程、数学、计算机机理与模式储层分布与构型孔隙演化与孔隙结构裂缝形成与分布储层非均质性流动单元与剩余油储层敏感性“不确定性最小化”“不确定性评价”确定性建模：(Deterministicmodeling)

对井间未知区给出确定性的预测结果

随机建模(Stochasticmodeling)

应用随机模拟方法，对井间未知区给出多种可能的预测结果。确定的不确定而需预测的建模途径井眼地震五、建模途径

对井间未知区给出确定性的预测结果。1.确定性建模储层地震学方法（地震资料的确定性转换）

储层沉积学方法（对比方法）常规插值与克里金插值（插值方法）

★

应用地震资料研究储层的几何形态、岩性及储层参数的分布。储层地震学方法地震属性地质参数确定性建模