《石油地質(zhì)研究動態(tài)》PPT課件

1、碎屑巖系儲層沉積學(xué)的發(fā)展動態(tài)、研究方法及思路一、學(xué)科動態(tài)與基本理論一）當(dāng)前油氣勘探所面臨挑戰(zhàn)與國內(nèi)外油氣勘探的新思路二）攻關(guān)的熱點問題三）油氣儲層建模的基本思路三）水動力條件分析及其沉積構(gòu)造特征四）八大沉積作用與儲層非均質(zhì)響應(yīng)二、沉積體系的特點與識別一）沖積扇體系的特點與識別二）河流體系的構(gòu)形要素與層次分析法三）河流體系的新分類結(jié)構(gòu)成因分類四）河流體系的基本特征與識別五）三角洲體系的新分類結(jié)構(gòu)成因分類六）各類扇與三角洲的區(qū)別七）三角洲體系的地質(zhì)特征與識別八）濱岸體系的地質(zhì)特征與識別九）重力流體系的特征與識別三、油氣儲層研究的主要內(nèi)容一）各層次儲層非均質(zhì)性研究的重點二）綜合權(quán)衡定量標(biāo)準的界定與權(quán)

2、衡計算三）評價與設(shè)計階段儲層研究的重點四）實施與調(diào)整階段儲層攻關(guān)的核心四、實例一）河流沉積儲層及類型二）地質(zhì)模型在油田開發(fā)中的作用三）海相三角洲、濱岸體系與油氣的關(guān)系四）斷陷湖盆三角洲的展布與油氣勘探開發(fā)的關(guān)系五）隨機建模技術(shù)在油氣勘探開發(fā)中的作用與重點 第一部分：學(xué)科動態(tài)與基本理論一、當(dāng)前所面臨的挑戰(zhàn)1）石油和天然氣的勘探與開發(fā)狀況自二十世紀6070年代早期全球的大型油氣田發(fā)現(xiàn)后，盡管人們在全世界進行了廣泛而深入的勘探工作，但至今沒有發(fā)現(xiàn)象北海和阿拉斯加那樣重大的油田。雖然已發(fā)現(xiàn)了相當(dāng)數(shù)量的油氣儲量，但也僅限于少數(shù)幾個可采儲量在5億桶以上的大油田。在過去的十多年中，由于油氣田開發(fā)的不斷深入，

3、大多數(shù)含油氣盆地已接近或達到了成年期。問題的兩方面：一是勘探：尋找新的油氣勘探領(lǐng)域和油田； 二是提高已開采油氣的采收率與預(yù)測剩余油的分布。前者的主要任務(wù)開拓新的找油思路與建立新的成油理論；后者的主要任務(wù)是開發(fā)與利用新的方法技術(shù)。前者是增加地質(zhì)儲量；后者是增儲（可采儲量）上產(chǎn)。前者是尋找目標(biāo)打評價井；后者是搞清儲層的非均質(zhì)性與剩余油分布，布置加密鉆井和油田的擴邊。2）從挖掘新的儲量所面臨的挑戰(zhàn) 1986年與1998年的世界石油價格暴跌刺激了整個石油工業(yè)來降低成本。大多數(shù)有遠景的低勘探成熟含油氣盆地都處于勘探費用較高的邊遠地區(qū)，油氣勘探與生產(chǎn)成本大幅度提高，致使世界上主要產(chǎn)油國把重點轉(zhuǎn)向勘探成熟區(qū)

4、和對已開發(fā)油田中挖掘增儲上產(chǎn)的潛力。據(jù)美國經(jīng)濟地質(zhì)局的最新估計，除阿拉斯加州以外，美國陸上已開發(fā)的儲量中，通過加密鉆井、擴邊或油井的重新完井可以得到增補的石油可采儲量約800億桶（約114億噸），天然氣約5.1萬億立方米。然而，挖掘這部分儲量遇到了兩個新的挑戰(zhàn)：一是必須更精確地描述儲層特征，按油藏規(guī)模描述砂體的連續(xù)性、儲層物性的空間分布及巖石內(nèi)部微觀特征等。二是改善或提高認識儲層非均質(zhì)性的手段，包括儲層的靜態(tài)和動態(tài)特征。而解決這些問題的方法就是開展儲層表征及建模研究。一、當(dāng)前所面臨的挑戰(zhàn)同樣全世界各大石油公司的狀況更是如此，例如：在19811990年的十年間，荷蘭皇家殼牌集團石油公司經(jīng)營的油田

5、(除北美以外)可采儲量已增長了36億標(biāo)準桶，在油田的擴邊后，還將增加10億標(biāo)準桶的可采石油儲量（Michael J.R.，1993）：這是由于：1）儲層表征（50）；2）地質(zhì)學(xué)、地震學(xué)及巖石物理學(xué)資料的修正（30）；3）鉆井結(jié)果的重新評價與開發(fā)（20）。目前在全世界范圍內(nèi)，大約有20的可動石油儲量，因儲層在垂向上和平面上的各種非均質(zhì)性隔擋和界面條件被滯于地下而無法采出。同時目前我國70以上的油田與世界上許多油氣田一樣，都已進入了高含水期的開采階段，地下油氣水的分布極為復(fù)雜；各種非均質(zhì)性隔擋使剩余油呈分散狀分布。進行精細的定量儲層描述或儲層表征研究，是解決這一問題的重要途徑。因而建立準確的儲層地

6、質(zhì)模型（概念、靜態(tài)和預(yù)測模型）便是儲層研究中極為重要的一個新課題或挑戰(zhàn)。一、當(dāng)前所面臨的挑戰(zhàn)世界石油產(chǎn)量與需求預(yù)測19922000年的年需求增長量1.3%，20002010年的需求增長量為10%資料來源：SPE/Holditch 4/27/2001世界油氣勘探開發(fā)趨勢自1900年至1970年的70年內(nèi)，世界石油年產(chǎn)量幾乎是以每10年翻一番的速度發(fā)展的。而世界石油年產(chǎn)量的三次跨越式增長(1億噸2億噸，10億噸20億噸，20億噸30億噸)就是伴隨石油工業(yè)三次技術(shù)革命的結(jié)果。 世界油氣勘探形勢石油科技進步與世界石油產(chǎn)量跨越式增長相關(guān)圖 砂體內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)或構(gòu)形特征分析（Internal archite

7、cture）1)、確定流體流動單元（Fluid flow units）2)、分析不連續(xù)薄層的展布及規(guī)律（Discontinuous barriers）3)、各級界面的劃分（Bounding surface or Boundaries）4)、紋層的識別（Laminae）井間儲層物性預(yù)測（Interwell prediction）1)、孔隙度 2）、滲透率砂體或儲層連續(xù)性的確定（Reservoir continuity）1)、成因單元幾何尺寸的確定與測量（Geometry & Size）2)、砂體連續(xù)程度的分析（Connectedness）有利孔隙帶分布的預(yù)測1）、孔隙的分帶性（Porosity

8、zonation）2)、低滲透帶的預(yù)測3）、深層次生孔隙的發(fā)育機理儲層的傷害與保護1）、敏感性分析2）、儲層流體相互作用裂縫與原地應(yīng)力分析1）、裂縫地層學(xué)（Fracture Stratigraphy）2）、裂縫間距（Spacing）三、攻關(guān)的熱點問題STRATIGRAPHIC/SUBTLE TRAPSLateral facies change trapsLateral depositional pinchout trapsOnlap/subcrop trapsChannel-/ valley-fill trapsDiagenetic trapsFracture trapsCapillary p

9、ressure traps Definition: Traps that cannot be defined by structural closure alone. They include pure stratigraphic and combination traps. Stratigraphic Trap Categories油藏（儲層）地質(zhì)學(xué) Reservoir Geology 油藏描述Reservoir Description 儲層表征Reservoir Characterization油藏（儲層）地質(zhì)建模與隨機模擬Reservoir Geological Model and St

10、ochastic Modeling綜合研究與資源量評價Integrated Study and Reserves Evaluation 四、儲層地質(zhì)學(xué)研究的任務(wù)及領(lǐng)域Task and Domain of Research on Reservoir Geology任務(wù)：研究油氣儲層的宏觀展布規(guī)律(各向異性)、儲集空間的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點及其孔隙度與滲透率的分布特征(非均質(zhì)性)。目的：進行油氣儲層的評價與預(yù)測，以便提高和解決油氣田的勘探與開發(fā)效果。廣義上講：尋找和預(yù)測有利的儲集相帶；提高采收率；為儲量計算服務(wù)。狹義上講：確定儲層的有效范圍與物性變化規(guī)律；指導(dǎo)加密井布置；確定外延井的位置。 四、儲層地質(zhì)學(xué)

11、研究的任務(wù)及領(lǐng)域1）儲層表征與模型的概念 儲層的隨機建?；蚰M是進行儲層表征研究的核心內(nèi)容，可以說它是儲層由定性描述轉(zhuǎn)化為定量研究的必經(jīng)之路。何為儲層表？模型與模式的區(qū)別？ 儲層表征(Reservoir Characterization)“定量地確定儲層的性質(zhì)、識別其地質(zhì)信息及空間變化的過程?！?物理特性(Property屬性)非均質(zhì)性Heterogeneities空間特性(Geometry & Spatial)各向異性Anisotropies儲層地質(zhì)信息2）模型與模式Model模式 模型模式是對研究對象的總體概括；而模型是對研究對象的具體刻劃。模式調(diào)強的是外觀形體；而模型調(diào)強的是內(nèi)部屬性。前

12、者重在定性描述，而后者重在定量研究。前者的作用是指導(dǎo)今后的研究用于臨?。缓笳叩淖饔檬窃O(shè)計方案用于實施。3）儲層表征的方法（資料來源）地震測量（3D 和4D）露頭研究巖心分析與地質(zhì)描述測井解釋試井與各種監(jiān)測示蹤劑跟蹤研究注水動態(tài)加密鉆井生產(chǎn)歷史擬合分析水平井五、當(dāng)前國內(nèi)外油氣勘探的重點與特色重點：油氣勘探地質(zhì)理論的發(fā)展過程油氣勘探的核心系統(tǒng)盆地模擬技術(shù)層序地層學(xué)理論油氣儲層的建模技術(shù)地球物理數(shù)據(jù)的采集與處理技術(shù)特色：1、國內(nèi)外油氣勘探地質(zhì)理論的發(fā)展水平對比 地學(xué)研究的特色之一：分類：標(biāo)準：體現(xiàn)研究目的；反映成因機制；表征事物屬性(幾何特性和物理特性)；擁有可操作性(即界定識別標(biāo)志); 具備推廣價

13、值。科學(xué)研究重點：告別跟隨思維，發(fā)展理解思維。告別臨摹研究，提唱創(chuàng)新研究。告別單純描述，發(fā)展成因解釋。告別想像數(shù)據(jù)，提唱科學(xué)量化。告別地域權(quán)威，占領(lǐng)學(xué)科領(lǐng)域。宏觀項目調(diào)控，科學(xué)問題為重。借用國際技術(shù)，創(chuàng)建我國特色。主力層系？主力層系不同的沉積作用決定砂體空間疊置形式單邊式孤立式以砂、泥為標(biāo)志的錯誤對比沉積微相導(dǎo)向理論指導(dǎo)的砂體對比正確對比油儲層內(nèi)無泥質(zhì)夾層 Kv0.6KhKvKh儲層內(nèi)有不連續(xù)薄泥質(zhì)夾層 Kv0.010.001Kh油Major Advances in Industry 3D Data (Late 70S) Enhanced 3D Migration Routines (Earl

14、y 80S) Analysis of Dynamic Range with Color i.e Interpretation Workstations (Late 80s) Prestack Time / Depth Migration (Early 90s) Reservoir Characterization and 4D data(Today)六、發(fā)展動態(tài)與趨勢1、“將今論古”的類比法 ：已知模式（見過并想到）；2、露頭研究的推理法 ：已知模型（實物并量化）；3、沉積相的演化觀與基準面變化 ：時間觀機理（成因動態(tài)分析）；4、沉積作用非均質(zhì)性響應(yīng)的關(guān)系 ：理論機制（過程與響應(yīng)研究）；七、儲

15、層沉積學(xué)的研究思路與方法 七、儲層沉積學(xué)的研究思路與方法 5、經(jīng)驗公式與參數(shù)的應(yīng)用：一般與特殊規(guī)律與典型；6、水動力條件分析水槽實驗 ：實驗觀察與分析結(jié)果；7、數(shù)值模擬方法 ：可靠的數(shù)學(xué)模型與地質(zhì)解釋；8、沉積微相導(dǎo)向的等時性小層對比 ：等時性的確定與沉積微相的演變；9、地震相與測井相分析 ：地質(zhì)相的概念與其地球物理響應(yīng)。八、油氣儲層建模的基本思路 第一節(jié) 儲層地質(zhì)建模方法原理概論第二節(jié) 儲層隨機建模方法原理概述第一節(jié) 儲層地質(zhì)建模方法原理概論一、地質(zhì)模型的類別1、任務(wù)分類 概念模型（Conceptual Model） 靜態(tài)模型（Static Model） 預(yù)測模型（Predictable M

16、odel）第一節(jié) 儲層地質(zhì)建模方法原理概論概念模型（Conceptual Model）是把所研究的油藏中各種地質(zhì)特征，典型化、概念化，抽象成代表性的地質(zhì)模型。只追求對儲層總體的或/和關(guān)鍵性的特征描述，基本符合實際，并不追求每一個局部的客觀描述。靜態(tài)模型（Static Model）也稱實體模型，是把一個研究對象（一個油田，一個開發(fā)區(qū)塊或一套層系）的儲層，依據(jù)資料控制點實測的數(shù)據(jù)如實地描繪出來，并不追求控制點間的預(yù)測精度。預(yù)測模型（Predictable Model）不僅忠實于資料控制點的實測數(shù)據(jù)，而且追求控制點間的內(nèi)插與外推值具有相當(dāng)?shù)木龋⒆裱刭|(zhì)和統(tǒng)計規(guī)律，即對無資料點有一定的預(yù)測能力，這

17、種模型一般為二次采油中后期調(diào)整及三次采油實施所需求。第一節(jié) 儲層地質(zhì)建模方法原理概論2、地質(zhì)分類(或稱連通分類)多邊式單邊式孤立式多層式第一節(jié) 儲層地質(zhì)建模方法原理概論3、結(jié)構(gòu)分類拼塊狀(Jigsaw Puzzle)；迷宮狀(Labyrnth)；千層餅狀(Layer Cake)；餡餅狀(Stuffing Pie)。4、屬性分類骨架模型反映儲層的各向異性(砂體幾何形態(tài)的空間展布)；參數(shù)模型反映儲層的非均質(zhì)性(儲層物理特性的空間展布)。5、維數(shù)與規(guī)模分類一維單井地質(zhì)模型或?qū)觾?nèi)非均質(zhì)性模型；二維砂體剖面或平面模型；三維砂體骨架或參數(shù)模型；二維層系剖面模型；三維井組模型；三維夾層模型等。第一節(jié) 儲層地

18、質(zhì)建模方法原理概論二、兩類建模技術(shù)1、確定性建模（Deterministic Modeling)前提條件：認為資料控制點間的插值是唯一而確定性的。地面露頭地下鉆水平井井間地震2、隨機建模(Stochastic Modeling)前提條件：承認地質(zhì)參數(shù)或?qū)傩缘姆植加幸欢ǖ碾S機性，即人們對它們的認識總是存在著不確定性對已知控制點間的內(nèi)插不是唯一而確定的。定量地質(zhì)知識庫條件模擬（Conditional Simulation)各種地質(zhì)統(tǒng)計模型（Geostatistics)第一節(jié) 儲層地質(zhì)建模方法原理概論三、地質(zhì)建模三步曲（三步建模程序） 1、建立井模型 2、建立層模型 3、建立參數(shù)模型第一節(jié) 儲層地質(zhì)

19、建模方法原理概論1、建立井模型 (1)把井筒中得到的各種信息轉(zhuǎn)換為開發(fā)地質(zhì)特征 參數(shù)建立每一口井顯示各種開發(fā)地質(zhì)特征 的一維柱狀剖面。 (2)井筒一維剖面中最基本的九個參數(shù)是：滲透(砂巖)層，有效層，隔層；含油層，含氣層，含水層；孔隙度，滲透率，飽和度。 (3)關(guān)鍵點：是建立把各種儲層信息轉(zhuǎn)換成開發(fā)地質(zhì) 特征參數(shù)的解釋模型。 (4)現(xiàn)階段測井是普遍獲得儲層信息的主要手段。油藏的開發(fā)地質(zhì)特征 定義？ 油藏的具有的那些控制和影響開發(fā)過程，從而也所采取的開發(fā)措施的所有地質(zhì)特征。通常有九項主要內(nèi)容：構(gòu)造形態(tài)（傾角），斷層分布，節(jié)理（裂縫）發(fā)育程度。儲集層的巖性，巖石結(jié)構(gòu)，幾何形態(tài)，連續(xù)性，以及儲油能力

20、和滲流能力的空間變化，即儲層的兩大基本屬性。隔（夾）層的巖性，厚度及空間變化。儲層內(nèi)油、氣、水的分布及相互關(guān)系。油、氣、水的物理化學(xué)性質(zhì)及其相互關(guān)系。油藏的壓力場與溫度場。小體的大小、天然驅(qū)動方式及能量。油氣的可采儲量。與鉆井、開采、集輸工藝有關(guān)的其它油田地質(zhì)。第一節(jié) 儲層地質(zhì)建模方法原理概論2、建立層模型 (1)把每口井中的每個地質(zhì)單元通過井間等時對比連接起來，即把井筒的一維柱狀剖面變成三維的地質(zhì)體，建成儲集體的空間格架即骨架模型. (2)沉積層總是由大到小可以逐級劃分 大沉積旋回小沉積旋回單層層內(nèi)韻律段 層序地層學(xué)可劃分出多級層： 層序準層序組準層序?qū)咏M層層系紋層 高分辯層序地層學(xué)可劃分出

21、 長期基準面旋回中期旋回短期旋回 (3)關(guān)鍵點：正確地進行小單元的等時性對比，尤其是井間小層或砂體的對比。 (4)現(xiàn)階段的主要采用沉積微相導(dǎo)向進行人工或自動對比。 井間砂體或小層的一般對比原則：界面劃分；成因單元確定；遵循成因單元的幾何形態(tài)特征；相同成因單元可對，不同成因單元相變。第一節(jié) 儲層地質(zhì)建模方法原理概論3、建立參數(shù)模型 (1)把儲集體內(nèi)空間各點間的各種儲層屬性參數(shù)定量地給出。 (2)關(guān)鍵點：是根據(jù)上述層模型，按層用已知井點(控制點)的參數(shù)值內(nèi)插(外推)井間未鉆井區(qū)域儲層的各種屬性參數(shù)；內(nèi)插值的誤差越小，地質(zhì)模型的精度就越高；但精度與細度是相互制約的。 (3)當(dāng)前攻關(guān)的重點：是針對滲透

22、率原因：滲透率空間變化大、非均質(zhì)程度最高、預(yù)測難度最大 (4)現(xiàn)階段通用的方法：是先建立孔隙度模型，然后轉(zhuǎn)換成滲透率模型。1、定義(Stochastic Modeling)所謂隨機建模就是以現(xiàn)有的數(shù)據(jù)和信息為基本條件，以地質(zhì)模型和數(shù)理統(tǒng)計原理為基礎(chǔ)，采用一定的計算方法，通過計算機技術(shù)人工合成可選的、等概率的和高精度的反映現(xiàn)有參數(shù)數(shù)據(jù)空間分布或該參數(shù)理論分布的模型。 其中有三個要素： 可選性是指所合成的模型是多個，每個模型都是在現(xiàn)有數(shù)據(jù)條件下，對儲層參數(shù)的合理反映； 等概率是指模擬參數(shù)的統(tǒng)計特征與現(xiàn)有樣品的統(tǒng)計特征或參數(shù)的理論分布一致； 高精度是指所合成的模型能夠反映參數(shù)的細微變化。模型之間的差別反映了由于缺乏資料而導(dǎo)致模型的不確定性。 第二節(jié) 儲層隨機建模方法原理概論2、具有雙