儲層建模步驟學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1儲層建模步驟儲層建模步驟(bzhu)第一頁，共26頁。 地下儲層是在三維空間分布的。長期以來，人們習(xí)慣于用二維圖件（各種小層平面圖、油層剖面圖）及準(zhǔn)三維圖件（柵狀圖）來描述三維儲層，如用平面滲透率等值線圖來描述一套（或一層）儲層的滲透率分布，顯然，這種描述存在一定的局限性，關(guān)鍵是掩蓋了儲層的層內(nèi)非均質(zhì)性以及平面非均質(zhì)性。 80年代后，國外利用計算機(jī)技術(shù)，逐步發(fā)展出一套利用計算機(jī)存儲和顯示的三維儲層建模方法，即把儲層三維網(wǎng)格化（3D griding）后，對各個網(wǎng)塊（grid）賦以各自的參數(shù)值，按三維空間分布位置存入計算機(jī)內(nèi)，形成三維數(shù)據(jù)體即三維儲層數(shù)值模型，這樣就可以進(jìn)行儲層的三維顯示，

2、可以任意切片和切剖面（不同層位、不同方向剖面），并可進(jìn)行各種運(yùn)算和分析。值得注意的是，三維儲層建模不等同于儲層的三維圖形顯示。從本質(zhì)上講，三維儲層建模是從三維的角度對儲層進(jìn)行定量研究并建立其三維模型，其核心是對井間儲層進(jìn)行多學(xué)科(xuk)綜合一體化、三維定量化及可視化的預(yù)測。與傳統(tǒng)的二維儲層相比，三維儲層建模具有以下明顯的優(yōu)勢：第1頁/共25頁第二頁，共26頁。 能更客觀地描述儲層，克服了用二維圖件(t jin)描述三維儲層的局限性。三維儲層建模可以從三維空間上定量地表征儲層的非均質(zhì)性，從而有利于油田勘探開發(fā)工作者進(jìn)行合理的油藏評價及開發(fā)管理。可更精確地計算油氣儲量。 有利于進(jìn)行三維油藏數(shù)值模

3、擬。（2）儲層地質(zhì)模型的類型： 按照儲層屬性和模型所表述的內(nèi)容，可分為兩類：儲層離散屬性模型（如：儲層相模型、儲層結(jié)構(gòu)模型、流動單元模型、裂縫分布模型（含斷裂帶的三維建模）。儲層（參數(shù)）連續(xù)性屬性模型（如：儲層孔隙度模型、滲透率模型、含油飽和度模型）。儲層離散屬性模型（discreet model）： 表征儲層離散性屬性三維空間分布。如儲層相模型、儲層結(jié)構(gòu)模型、流動單元模型、裂縫分布模型（含斷裂帶的三維建模）第2頁/共25頁第三頁，共26頁。A、儲層相模型（儲層結(jié)構(gòu)模型） 儲層內(nèi)部(nib)相單元的三維空間分布。能定量表述儲集體大小、幾何形態(tài)及三維空間分布，實際為儲層結(jié)構(gòu)模型。實踐表明：相帶分

4、布強(qiáng)烈地影響地下流體的流動。合理的相模型是精確建立巖石物性模型的必要前提。B、流動單元模型 流動單元是指根據(jù)影響流體流動的地質(zhì)參數(shù)（如：K、Kv/Kh、非均質(zhì)系數(shù)、毛管壓力等）在儲層中劃分的縱橫向連續(xù)的儲集帶；在該帶上，影響流體流動的地質(zhì)參數(shù)在各處都相似，并且?guī)r層特點(diǎn)在各處也相似（C.L.Hearnetal,1984;W.J.Ebanks，1987）。不同的流動單元具有不同的流體流動特征及生產(chǎn)性能。 流動單元模型是由許多流動單元塊體鑲嵌組合而成的模型，屬于離散模型的范疇。該模型即反映了單元間巖石物性的差異和單元間的邊界，又突出地表現(xiàn)了同一流動單元內(nèi)影響流體流動的物性參數(shù)的相似性，這對油藏模擬及

5、動態(tài)分析有很大的意義，對預(yù)測二次采油和三次采油的生產(chǎn)性能十分有用。第3頁/共25頁第四頁，共26頁。江蘇某油田(yutin)三維儲層相模型（辮狀河三角洲分流河道及河道間的空間分布 ）長慶安塞油田三維流動單元模型（灰白色是I類，灰色為II類流動單元，深色為滲流(shn li)屏障）。第4頁/共25頁第五頁，共26頁。巖巖 石石 相相 模模 型型第5頁/共25頁第六頁，共26頁。沉沉 積積 相相 模模 型型第6頁/共25頁第七頁，共26頁。C、裂縫分布模型 裂縫分布模型可分為兩類: 其一為三維裂縫網(wǎng)絡(luò)模型，表征裂縫類型、大小(dxio)、形狀、產(chǎn)狀、切割關(guān)系及基質(zhì)巖塊特征等； 其二是二維裂縫密度模

6、型，表征裂縫的發(fā)育程度。 裂縫分布模型的建立具有一定的難度，特別是地下油藏的裂縫網(wǎng)絡(luò)模型，因此，需應(yīng)用多學(xué)科方法、技術(shù)，如巖心分析、測井解釋、試井分析、地震多分量研究及地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)隨機(jī)模擬技術(shù)等進(jìn)行綜合研究和建模。裂縫(li fng)網(wǎng)絡(luò)模型第7頁/共25頁第八頁，共26頁。三種模型對于(duy)油藏評價及油氣田開發(fā)均有很重要的意義。第8頁/共25頁第九頁，共26頁。（3 3）儲層建模的基本步驟：）儲層建模的基本步驟： 三維建模一般遵循從點(diǎn)三維建模一般遵循從點(diǎn)面面體的步驟。即首先建立各井點(diǎn)的一維垂向模型，其次建立儲層框架（由一系列疊置的二維層面模型構(gòu)成），然后在儲層框架基礎(chǔ)上，建立各種屬性的三維

7、分布體的步驟。即首先建立各井點(diǎn)的一維垂向模型，其次建立儲層框架（由一系列疊置的二維層面模型構(gòu)成），然后在儲層框架基礎(chǔ)上，建立各種屬性的三維分布(fnb)(fnb)模型。模型。 廣義地儲層三維建模（即油藏三維建模）過程包括四個主要環(huán)節(jié)，即數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、構(gòu)造建模、相建模、儲層屬性建模、圖形顯示。根據(jù)三維地質(zhì)模型，可進(jìn)行各種體積計算。如果要將儲層模型用于油藏數(shù)值模擬，應(yīng)對其進(jìn)行粗化。廣義地儲層三維建模（即油藏三維建模）過程包括四個主要環(huán)節(jié)，即數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、構(gòu)造建模、相建模、儲層屬性建模、圖形顯示。根據(jù)三維地質(zhì)模型，可進(jìn)行各種體積計算。如果要將儲層模型用于油藏數(shù)值模擬，應(yīng)對其進(jìn)行粗化。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 儲層建

8、模是以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的，數(shù)據(jù)的豐富程度極其準(zhǔn)確性在很大程度上決定著所建模型的精度。儲層建模是以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的，數(shù)據(jù)的豐富程度極其準(zhǔn)確性在很大程度上決定著所建模型的精度。第9頁/共25頁第十頁，共26頁。A、數(shù)據(jù)類型 建模數(shù)據(jù)包括：巖心、測井、地震(dzhn)、試井、開發(fā)動態(tài)。從建模內(nèi)容來看，基本數(shù)據(jù)類型包括以下四類a：坐標(biāo)數(shù)據(jù)：井位坐標(biāo)、地震(dzhn)測網(wǎng)坐標(biāo)等b：分層數(shù)據(jù)：井的油組、砂組、小層、砂體的劃分對比數(shù)據(jù)；地震(dzhn)資料解釋的層面數(shù)據(jù)。c：斷層數(shù)據(jù)：斷層位置、斷點(diǎn)、斷距等d：儲層數(shù)據(jù)：儲層數(shù)據(jù)是儲層建模中最重要的數(shù)據(jù)，包括：井眼儲層數(shù)據(jù)、地震(dzhn)儲層數(shù)據(jù)、試井儲層數(shù)據(jù)。

9、 第10頁/共25頁第十一頁，共26頁。 井眼儲層數(shù)據(jù)為巖心和測井解釋數(shù)據(jù)，包括井內(nèi)相、砂體、隔夾層、孔隙度、滲透率、含油飽和度等數(shù)據(jù)（即井模型），這是儲層建模的硬數(shù)據(jù)（hard data），即最可靠的數(shù)據(jù)； 地震儲層數(shù)據(jù)主要為速度、波阻抗、頻率等數(shù)據(jù)，為儲層建模的軟數(shù)據(jù)（soft data），即可靠程度相對較低的數(shù)據(jù)。 試井（包括地層測試）儲層數(shù)據(jù)包括兩個方面，其一是儲層連通性信息，可作為(zuwi)儲層建模的硬數(shù)據(jù)，其二是儲層參數(shù)數(shù)據(jù)，因其為井筒周圍一定范圍內(nèi)的滲透率平均值，精度相對較低，一般作為(zuwi)儲層建模的軟數(shù)據(jù)。第11頁/共25頁第十二頁，共26頁。B、數(shù)據(jù)集成及其質(zhì)量檢查

10、數(shù)據(jù)集成是多學(xué)科綜合一體化儲層表征和建模的重要前提(qint)。集成各種不同比例尺、不同來源的數(shù)據(jù)（井?dāng)?shù)據(jù)、地震數(shù)據(jù)、試井?dāng)?shù)據(jù)、二維圖形數(shù)據(jù)等），形成統(tǒng)一的儲層建模數(shù)據(jù)庫，以便綜合利用各種資料對儲層進(jìn)行一體化分析和建模。 對不同來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量檢查也是儲層建模的十分重要的環(huán)節(jié)。 為了提高儲層建模精度，必須盡量保證用于建模的原始數(shù)據(jù)特別是硬數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因此，必須對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查，如檢查巖心分析的孔滲參數(shù)是否符合地質(zhì)實際，測井解釋的孔滲飽參數(shù)是否正確，巖心測井地震試井解釋結(jié)果是否吻合等?？梢酝ㄟ^不同的統(tǒng)計分析，如直方圖、散點(diǎn)圖等方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，還可以在三維視窗中直觀地觀察各種來

11、源數(shù)據(jù)的匹配關(guān)系并對其進(jìn)行質(zhì)量檢查和編輯。第12頁/共25頁第十三頁，共26頁。構(gòu)造建模 構(gòu)造模型反映儲層的空間格架。因此，在建立儲層屬性的空間分布之前，應(yīng)進(jìn)行構(gòu)造建模。構(gòu)造模型由斷層模型和層面模型組成。 斷層模型反映的是三維空間上的斷層面，主要根據(jù)地震解釋及井資料校正的斷層文件，建立斷層在三維空間的分布。 層模型反映的是地層界面的三維分布。疊合的層面模型即為地層格架模型。建模的基礎(chǔ)資料主要為分層數(shù)據(jù)，及地震解釋的層面數(shù)據(jù)等。一般通過插值法（也可應(yīng)用隨機(jī)(su j)模擬方法），應(yīng)用分層數(shù)據(jù)，生成各個等時層的頂?shù)讓用婺Ｐ停磳用鏄?gòu)造模型），然后將各個層面模型進(jìn)行空間疊合，建立儲層的空間格架。第1

12、3頁/共25頁第十四頁，共26頁。斷斷 層層 模模 型型第14頁/共25頁第十五頁，共26頁。構(gòu)構(gòu) 造造 層層 模模 型型第15頁/共25頁第十六頁，共26頁。江蘇油田某區(qū)三維斷層(duncng)模型江蘇油田(yutin)某區(qū)三維層面模型第16頁/共25頁第十七頁，共26頁。儲層屬性建模 儲層屬性建模，即是在構(gòu)造模型的基礎(chǔ)上，建立儲層屬性的三維分布。儲層屬性包括（A）離散的儲層性質(zhì)，如：沉積相、儲層結(jié)構(gòu)、流動單元、裂縫等；（B）連續(xù)的儲層性質(zhì)，如孔、滲、飽等參數(shù)。 首先，對構(gòu)造模型進(jìn)行三維網(wǎng)格化，然后利用井?dāng)?shù)據(jù)及地震數(shù)據(jù)，按照(nzho)一定的插值（或模擬）方法對每個三維網(wǎng)塊進(jìn)行賦值，建立儲層

13、屬性（離散和連續(xù)屬性）的三維數(shù)據(jù)體，即儲層的數(shù)值模型。網(wǎng)塊尺寸越小，標(biāo)志著模型越細(xì)；每個網(wǎng)塊上參數(shù)值與實際誤差愈小，標(biāo)志著模型的精度愈高。 賦值的方法有很多，如傳統(tǒng)的方法：中值法、距離平方反比加權(quán)法；各種克里金法及各種隨機(jī)模擬法。第17頁/共25頁第十八頁，共26頁?？卓?隙隙 度度 模模 型型第18頁/共25頁第十九頁，共26頁。滲滲 透透 率率 模模 型型第19頁/共25頁第二十頁，共26頁。含含 水水 飽飽 和和 度度 模模 型型第20頁/共25頁第二十一頁，共26頁。圖形顯示 三維空間賦值所建立起來的數(shù)值模型(mxng)，即三維數(shù)據(jù)體。對此可進(jìn)行圖形變換，以圖形的形式顯示出來。地質(zhì)人員

14、和油藏管理人員可根據(jù)三維圖件進(jìn)行三維儲層非均質(zhì)性分析，進(jìn)行油藏開發(fā)管理。體積計算（1）地層總體積；（2）儲層總體積及不同相（或流動單元）的體積；（3）儲層孔隙體積及含烴孔隙體積；（4）油氣體積及油氣儲量；（5）連通體積（連通的儲層巖石體積、孔隙體積及油氣儲量）；（6）可采儲量。第21頁/共25頁第二十二頁，共26頁。模型粗化 三維儲層地質(zhì)模型可輸入數(shù)值模擬器中進(jìn)行油藏數(shù)值模擬，但由于計算機(jī)資源的限制，動態(tài)數(shù)值模擬不可能處理太多的節(jié)點(diǎn)，常規(guī)的黑油模型的網(wǎng)格(wn )節(jié)點(diǎn)不超過30萬個，而精細(xì)地質(zhì)模型的節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)到百萬甚至千萬個。因此，需要進(jìn)行地質(zhì)模型的粗化（upscaling）。 模型粗化（up

15、scaling）,也稱為均質(zhì)化（homogenization），是使細(xì)網(wǎng)格(wn )的精細(xì)地質(zhì)模型“轉(zhuǎn)化”為粗網(wǎng)格(wn )模型的過程。在這一過程中，用一系列的等效的粗網(wǎng)格(wn )去代替精細(xì)模型中的細(xì)網(wǎng)格(wn )，并使該等效粗網(wǎng)格(wn )模型能反映原模型的地質(zhì)特征及流動響應(yīng)。粗化模型的網(wǎng)格(wn )可以是均勻的，也可以是不均勻的。 第22頁/共25頁第二十三頁，共26頁。含含 水水 飽飽 和和 度度 粗粗 化化 模模 型型第23頁/共25頁第二十四頁，共26頁。 粗化的方法有很多：A、平均方法（算術(shù)平均方法、調(diào)和平均法、幾何平均法、指數(shù) 平均法、調(diào)和算術(shù)平均法、算術(shù)調(diào)和平均法等）；B、歸一化方法；C、流動模擬方法（包括對角張量和完全張量方法）。 由于孔隙度、含油飽和度為標(biāo)量，應(yīng)用簡單的算術(shù)平均即可；由于滲透率不是(b shi)標(biāo)量，則不能使用算術(shù)平均的方法。一般可先使用調(diào)和算術(shù)平均法、算術(shù)調(diào)和平均法分別進(jìn)行滲透率的粗化，如果兩者接近，則應(yīng)用他們的幾何平均值即可；如果兩者有