開發(fā)地質技術

（一）油田地質靜態(tài)研究實習目的及意義：通過參觀實際的地質研究工作，了解靜態(tài)地質研究的主要內容、目的及意義；領會靜態(tài)地質研究對指導油田開發(fā)的重要作用。油田靜態(tài)地質研究的主要內容有：油層劃分與對比，儲層特征研究與評價，油氣構造研究，儲量計算等。1、油層劃分與對比油層對比是油田地質研究的基礎，無論是對油田特征的了解，還是對油層空間構造形態(tài)的研究，或是研究生油層、儲集層及其生儲蓋組合特征，都是在油層對比的前提下實現(xiàn)的。所謂油層對比，系指在一個油田范圍內，對區(qū)域地層對比時已確定的含油層系中的油層進行劃分和對比。油層對比的主要依據有地層的巖性、沉積旋回、巖石組合及特殊礦物組合等。目前業(yè)已開始應用微體古生物、微量元素、粘土礦物等多種資料作為小層劃分與對比，這無疑提高了小層對比的精度。一般可將油層單元從大到小劃分為含油層系、油層組、砂層組和單油層四級。單油層通稱小層或單層，是組成含油層系的最小單元，相當于沉積韻律中的較粗粒部分。同一油田范圍內的單油層具一定的厚度和分布范圍，并且具巖性和儲油物性基本一致的特征。單油層間應有隔層分隔，其分隔面積應大于其連通面積。砂層組是由若干相互臨近的單油層組合而成。同一砂層組內的油層其巖性基本一致，其上下均為較穩(wěn)定的分隔層分隔。油層組是由若干油層特性相近的砂層組組合而成，并以較厚的非滲透性泥巖作為蓋、底層，且分布于同一相段之內。巖相段的分界面即為其頂、底界面。含油層系是由沉積成因相近、巖石類型相似、油水特征基本一致的若干油層組組合而成，其頂、底界面與地層時代分界線具一致性。（1） 油層對比的依據在含油層系中，地層的巖性、沉積旋回、巖石組合及特殊礦物組合等，都客觀地記錄了地殼演變過程、波及的范圍和延續(xù)的時間，這為油層對比提供了地質依據。巖性特征：是指巖層的顏色、成分、結構、構造等，這些都是沉積環(huán)境的物質反映。巖性特征用以進行地層對比的基本原則是：同一沉積環(huán)境下所形成的沉積物，其巖性特征亦應相同，而不同沉積環(huán)境下所形成的沉積物，其巖性特征也不同。在地層的巖性、厚度變化不大的較小區(qū)域內進行油層對比，依據幾個有代表性的地層剖面，就可直接劃分對比油層。在地層橫行變化較大的情況下，巖性組合特征也是油層對比的重要依據。巖性組合是指剖面上的巖石類型及其縱向上的排列關系。它包括以下幾種類型：單一巖性層，縱向上僅其它特征有變化；兩種或兩種以上巖石類型組成的互層；以某中巖石類型為主，包含其它夾層；巖石類型有規(guī)律的重復出現(xiàn)等四種類型。沉積旋回：是指在地層剖面上，若干相似的巖性在縱向上有規(guī)律地重復出現(xiàn)的現(xiàn)象。其中最明顯的是表現(xiàn)在巖石的粒度上，稱之為韻律性。沉積旋回可以劃分為四級：一級旋回由一套包含若干油層組在內的旋回性沉積組成，相當于生、儲組合或儲、蓋組合；二級沉積旋回是由不同的巖相段組成的旋回性沉積，它包含若干砂巖組所組成的幾個油層組；三級沉積旋回由同一巖相段內幾種不同類型的單層或者四級旋回組成的旋回性沉積；四級旋回包含一個單油層在內的不同粒度序列巖石的一個組合。地球物理特征：由于地層的巖性特征不同和地層內所含的流體性質不同，它們在測井曲線上的形態(tài)就不同。（2） 油層對比的方法確定標準層及建立油田綜合柱狀圖；單井資料準備及選擇水平對比基線。（3） 油層對比的步驟利用標準層劃分油層組；利用沉積旋回對比砂層組；利用巖性和厚度比例對比單油層；連接對比線。小層對比完成后，編制小層分層數(shù)據表，并依據此表可編制小層平面圖、油層剖面圖、油砂體連通圖等圖件，作為對油層特征研究和評價的基礎。2、儲層特征研究儲層研究是油藏研究的核心，只有在科學地、系統(tǒng)地、定量化的儲層研究基礎上，才能有效地提高勘探、開發(fā)效益，才能準確地評價油藏，預測最終采收率。（1） 儲層研究方法儲層研究的方法主要有以下幾種：地質分析方法是根據鉆井取心資料和野外地面露頭的觀察描述以及實驗室分析化驗資料，研究儲層的沉積特征、成巖作用、成巖序列、微觀孔隙結構、粘土礦物及其敏感性以及儲層的物性、含油性特征。地球物理測井方法在取心關鍵井研究的基礎上，通過建立測井資料數(shù)據庫，運用數(shù)學地質的方法，研究巖性、物性、含油性與測井信息之間的關系，建立研究區(qū)的最佳測井解釋模型，從而實現(xiàn)儲層參數(shù)從取心井到非取心井的最佳求取。這樣就可以使儲層參數(shù)在平面乃至三維空間的變化規(guī)律得以表征。同時可以通過巖電對比進行沉積微相的研究。地震方法把地震資料同測井、地質及油藏工程等資料結合起來，并利用高分辨率地震技術、聲阻抗反演技術、井間地震層析成像技術及多波、多分量地震技術，來圈定儲層的橫向展布，確定厚度變化，估算孔隙度，預測巖性變化、含油氣性變化，監(jiān)測熱采前緣等。儲層動態(tài)測試方法主要包括在注水井測吸水剖面、在自噴井上測產液剖面、在抽油井上進行環(huán)空測試，以及進行示蹤劑測試、壓力監(jiān)測等方面，用以研究儲層的生產動態(tài)。（2） 儲層研究內容儲層的研究內容主要包括如下個方面：儲層非均質研究儲層非均質性是指儲層的空間分布及內部的各種屬性都存在及不均勻的變化。它分為宏觀非均質性和微觀非均質性兩個方面。宏觀非均質性包含層間非均質性、平面非均質性、層內非均質性三個方面。層間非均質性是指一個單砂層規(guī)模內垂向上的儲層性質變化，包括層內垂向上滲透率的差異程度、最高滲透率段所處的位置、層內粒度韻律、滲透率韻律及滲透率的非均質程度、層內不連續(xù)的泥質薄夾層的分布；層間非均質性是對一套砂泥間互的含油層系的總體研究，屬層系規(guī)模上的儲層描述，包括各種沉積環(huán)境的砂體在剖面上交互出現(xiàn)的規(guī)律性、作為隔層的泥質巖類的發(fā)育和分布規(guī)律及砂體的層間差異；平面非均質性是指一個儲層砂體的幾何形態(tài)、規(guī)模、連續(xù)性，以及砂體內孔隙度、滲透率的平面變化所引起的非均質性。儲層的微觀非均質性是指微觀孔道內影響流體流動的地質因素。主要包括孔隙、喉道的分布、孔隙結構特征、粘土基質及砂粒排列的方向性等。儲層非均質性的研究是認識油氣水的分布規(guī)律、制訂合理的油氣開采方案的基礎。裂縫性儲層研究裂縫是指由于構造變形作用或物理成巖作用形成的，在巖石中天然存在的宏觀面狀不連續(xù)體。裂縫性儲層是指天然存在的裂縫對儲層內流體的流動具有重要影響的儲層。作為一種特殊的儲集類型，它與孔隙性儲層相比具有其獨有的復雜性，即具雙重介質的結構，最常見的特征是孔隙度低，滲透率高，非均質強，開采難度大。對裂縫性儲層的研究主要研究裂縫的成因、類型、特征參數(shù)（組系、張開度、大小、間距、密度、產狀、孔隙度、滲透率等）、分布規(guī)律幾個方面。地質因素研究主要研究儲層的沉積特征、成巖作用、構造影響。儲層模型的建立即建立一個儲層各項參數(shù)在縱向、平面乃至三維空間上分布的可定量描述出來的儲層地質模型。根據不同開發(fā)階段和不同研究任務要求，可分別建立相應的概念模型、靜態(tài)模型和預測模型。儲層綜合評價儲層綜合評價的目的是為制訂和調整開發(fā)方案作地質依據。儲層綜合評價的內容主要包括：確定儲層微相類型、建立“四性”關系、明確儲層分布規(guī)律、評估流動單元的連續(xù)性、微觀孔隙結構特征評價、儲層豐度評價、油氣分布規(guī)律預測等內容。選用的參數(shù)有：有效厚度、有效厚度鉆遇率、有效孔隙度、滲透率、泥質及碳酸巖含量、孔隙結構參數(shù)，滲透率變異系數(shù)、滲透率突進系數(shù)、滲透率級差等。此外，還有壓力、產量、采油指數(shù)等參數(shù)。利用多元逐步回歸分析、R型主因子分析、多種非線性單相關回歸等數(shù)學分析方法來任選上述各參數(shù)，作為評價參數(shù)。常用的評價方法有“權重”評價法、聚類分析法、模糊綜合評判法、模擬試驗法等。3、 油氣田地下構造研究（1） 常用的資料地震資料、鉆井資料、動態(tài)資料、測井資料及區(qū)域地質資料。（2） 研究內容斷層研究：井下斷層識別，斷點組合，斷面構造圖的編制，斷層活動發(fā)育史研究，斷層封閉性研究。構造裂縫的研究（略九油氣田地質剖面圖及構造圖的編制。4、 地層壓力和地層溫度研究地層溫度和地層壓力是開發(fā)油氣田的能量，也是重要的基礎參數(shù)。（1） 地層壓力的研究研究地層壓力的主要參數(shù)，包括：上覆地層壓力、靜水壓力、壓力梯度、地層壓力、異常地層壓力、原始油層壓力、油層靜止壓力、井底流動壓力、折算壓力。預測異常地層壓力的方法有地震勘探法、鉆井資料分析法、地球物理測井法。原始油層壓力的確定方法有實測法、壓力梯度計算法、試井分析法。（2） 地層溫度的研究含油氣區(qū)地層溫度的研究包括：古地溫研究和含油氣區(qū)地溫場分析和變化規(guī)律的研究兩個方面。對油氣田開發(fā)階段主要研究后者，其主要參數(shù)為地溫梯度（或級度），大地熱流值。地溫資料的獲得主要是采用關井試測和外推法求得。（3） 油氣藏驅動類型油氣藏的驅動類型是：地層中驅動油氣向井底以至采出地面的能量類型，這與地層壓力和溫度密切相關。油氣藏的驅動能量，包括巖石及其中流體的彈性能，含水區(qū)的彈性能和露頭水柱壓能，溶解氣的彈性能，游離氣頂?shù)膹椥耘蛎浤?，油藏的重力驅動能。油藏的驅動類型是通過研究巖石結構、流體性質、地下溫度及壓力特征來確定。在油氣田開發(fā)過程中驅動類型是變化的原始驅動能量是遞減的，在油氣田開發(fā)過程中，及時掌握這種變化，采用有效的開采工藝減緩這種變化或用人工注入驅替劑來控制這種變化以確保產能的穩(wěn)定和提高采收率。5、 油氣儲量計算在油氣田開發(fā)階段的儲量計算，主要計算已開發(fā)探明儲量（1類），它是為開發(fā)分析和管理提供依據，在開發(fā)過程中主要對其定期復核，且當提高采收率的措施實施以后，還應計算所增加的可采儲量。對復雜油氣藏，采用滾動勘探開發(fā)方式，在這一過程中，不斷地補充和算準儲量。（二）油氣田動態(tài)分析實習目的及意義：通過參觀和實際工作，了解油氣水井的生產過程的動態(tài)管理內容，了解油水井動態(tài)分析方法。油氣水井生產過程中，要經常根據測試得到的生產動態(tài)資料進行生產動態(tài)分析，及時掌握油層動態(tài)變化規(guī)律為調整開發(fā)方案提供可靠依據，保證合理高效地開發(fā)油田。油氣水井動態(tài)分析的內容有：生產動態(tài)分析：分析油井、注水井各項參數(shù)變化的原因。評價油水井配產、配注的合理性，提出調整措施意見。措施效果分析：分析和評價油水井壓裂、酸化、油井堵水、油井轉抽、注水井調整等措施效果。分析油層內部油水運動規(guī)律，分析油層物理性質的變化，依據生產潛力提出增產及穩(wěn)產措施.油水井動態(tài)分析過程是：首先收集好各種基礎數(shù)據，繪制出各種曲線和圖表，弄清油水井目前的生產情況，然后再進行分析對比，找出問題之所在，提出改進措施。動態(tài)分析所需的資料包括：靜態(tài)資料：油層參數(shù)、儲量資料、斷層資料、油氣水分布資料。動態(tài)資料：壓力參數(shù)，產量資料，油氣水分析資料，測試資料，水淹狀況資料，油井生產管理資料，壓力與注水量資料，井下管柱資料，分層測試與吸水剖面資料。動態(tài)分析包括單井動態(tài)分析和注采井動態(tài)分析兩個方面。單井動態(tài)分析主要研究的問題是：確定油井合理的參數(shù)與工作制度。分析單井生產能力的變化。分析井下技術狀況；分析油層狀況；分析油水井措施效果。3.4儲層非均質性定量表征國內外對嚴重非均質油藏儲層非均質性研究非常重視.據大量有關中外文獻，研究方法及進展歸納有：①現(xiàn)代沉積和野外露頭方法；②沉積相分析方法；③儲層實驗室分析研究；④應用統(tǒng)計和地質統(tǒng)計學方法；⑤隨機建模方法等。這些方法多從不同側面、不同角度并針對這類油藏和儲層進行研究，直接、定量、綜合的研究不夠，尢其難以定量闡述油藏的非均質特征。本項目提出從地下實際出發(fā)，以巖心為基礎，以測井資料為依據，以注水開發(fā)為主線，以地質統(tǒng)計學和計算機技術為手段，從點到面到三維以及四維表征非均質性。其特色主要體現(xiàn)在三個方面：一是動靜態(tài)結合，綜合分析，注重儲層非均質多層次解剖；二是非均質定量刻劃程度高，可避免多非均質參數(shù)相互影響之缺陷；三是采用計算機模擬，并考慮開發(fā)時間動態(tài)因素，因此可實現(xiàn)儲層非均質模型可視化、直觀化和定量化。目前已在我國東部油田開展該領域研究，并取得好的研究成果。真誠希望與各油田合作開展該領域研究。利用水平井改善塔里木老油田開發(fā)效果孫龍德1江同文2唐明龍2張定衛(wèi)3（1塔里木油田分公司 2勘探開發(fā)研究院 3技術發(fā)展處）1塔里木油田中含水期潛力分布特點油田投入開發(fā)以前，油藏一般具有統(tǒng)一的油水關系和能量系統(tǒng)，具有相對平衡的動力機制，在開發(fā)過程中，由于油藏本身的不均一性和開發(fā)對策的差異，油藏內部不同位置的動力機制不同，在開發(fā)過程會出現(xiàn)水淹狀況的差異性，往往會形成在空間上成帶或成層分布、含油飽和度和原始含油飽和度差別不大的含油單元，這種單元處于相對平衡的動力機制中，其中的油很難被采出，我們將這種動力機制相對穩(wěn)定的單元稱為油元，這是油田進入中含水期以后挖潛的主要對象。本文根據油元的控制因素和地質特征將油元分為三大類9種類型（表1）。控制因素油元類型微構造微斷塊型、微背斜型、微鼻型儲層非均質砂體不連續(xù)性型、層間非均質型、夾層遮擋型開發(fā)技術方式井網不完善型、錐進型、水平井樓閣型表1 油元分類匯總表1.1與微構造有關的油元微構造是指規(guī)模較小（小于井距）的構造單元，包括微背斜、微斷塊、微鼻等。微背斜型油元是指油藏范圍內的井間局部背斜構造，其面積一般小0.5km2,幅度小于10m，用常規(guī)的解釋和成圖方法難以發(fā)現(xiàn)，這類微背斜常常與沉積作用有關，這種類型極其常見也非常富集；微斷塊型油元是在同一油藏內被小斷層所分隔的相對獨立的單元，由于斷層對動力的遮擋作用，形成局部流場；微鼻型油元是指油藏范圍內的局部鼻狀凸起，由于油水密度差異，在重力場的作用下，鼻狀凸起常常是油藏內的流場弱動力區(qū)，形成微鼻型油元。1.2與儲層非均質性有關的油元在油藏開發(fā)過程中儲層非均質性對油水運動具有很大的影響（特別是在注水開發(fā)油藏中），對油元影響最大的儲層非均質性是：儲層的連續(xù)性、層間非均質性、隔層和夾層的發(fā)育情況等。砂體不連續(xù)型油元是指在一定的井網條件下，部分砂體常常由于平面不連續(xù)性被大多數(shù)鉆井所遺漏或注采系統(tǒng)不完善，形成平面上未動用的或動用不好弱動力區(qū)。層間非均質型油元是指儲層的層間（層內）物性差異導致不同砂層或砂層的不同部位所受的驅動能量不一致，使一部分油層未動用或動用很差而形成油元。夾層遮擋是形成油元主要原因之一，也是及其重要的一種類型，由于夾層的遮擋作用，在夾層下面驅動力弱而形成油元。1.3與開發(fā)技術方式有關的油元主要與開發(fā)技術方式有關的油元包括水平井樓閣型油元、錐進型油元和井網不完善型油元三種類型。水平井樓閣型油元是由于水平段上下動力差異、在水平段之上形成的油元，一般發(fā)育于底水油藏或底部注水開發(fā)的油藏中，這是由于水平段以下受底水驅動動力較強，油容易被采出，水平段以上受彈性驅動或夾層遮擋動力較弱（在氣頂不活躍的情況下），油不容易被采出，形成油元。錐進型油元是由于油井生產壓差大于臨界生產壓差，底水錐進形成水道，在井間形成弱動力單元，這種油元在輪南地區(qū)三疊系油藏中比較常見。井網不完善型油元發(fā)育于注水開發(fā)油藏中，在油層連續(xù)的情況下，由于局部地區(qū)注采關系不完善，油層缺乏驅動力，形成油元。2利用水平井進行調整挖潛的主要做法2.1通過精細油藏描述確定油元的分布和特征，根據油元的類型和特征確定水平段參數(shù)利用水平井進行調整挖潛的主要目標是增加油田可采儲量，但油田投入開發(fā)后油水關系越來越復雜，水平井一旦水淹后措施余地小，只有在油藏精細描述、確定油元分布的基礎上，根據油元類型和規(guī)模、儲層物性和非均質性及天然能量大小，對調整水平井水平段的方位、長度、水平段的垂向位置和水平井A、B點位置進行優(yōu)化設計，才能達到高產高效的目的。調整水平井的設計原則是“水平段方位油元形態(tài)優(yōu)先、水平段長度風險最小、水平段垂向位置“寧高勿低、“A”點位置夾層之上”。即根據油元的平面形態(tài)和剖面形態(tài)確定水平段的方位，水平段方位一般與油元長軸平行，水平段的長度要盡量降低鉆遇邊底水的風險，不宜太長，一般選擇油元長度的1/2-1/3作為水平段長度，對于低滲層間非均質型油元，水平段長一般大于300米，水平段垂向位置盡量位于油元頂部，滲透率較高的儲層內，水平井“A”點位置最好位于油水界面以上具有夾層分布的范圍以內，“A”點垂向位置一般高于“B”點。2.2利用區(qū)塊豐富的地質資料確定鉆井地質跟蹤研究方案，根據“層位一厚度控制法”及時優(yōu)化水平井段的位在油田開發(fā)調整階段，油藏構造落實程度較高，地質資料比較豐富，調整水平井一般不鉆“導眼”，但由于地下油水關系復雜，為了保證水平井達到地質目的，首先在室內利用老油田豐富的地質資料，研究如何保證水平段落在合適的層段內，達到地質設計的目的，制定出鉆井地質跟蹤研究方案，然后派有經驗的地質人員進行現(xiàn)場把關，根據靶點以上的多個標志層和標志層與靶點之間的地層厚度，及時優(yōu)化水平井段的位置、調整鉆井井斜，從而保證水平井高產高效。2.3進行水平段精細地質描述，加強動態(tài)監(jiān)測，及時優(yōu)化水平井工作制度，搞好水平井生產管理影響水平井生產動態(tài)的因素很多，最根本的是水平井投產后的工作制度與水平井的實際產能是否匹配，這就需要根據水平井的實際情況確定水平井的合理產能，首先根據鉆井軌跡資料和測井資料，確定水平段在油藏剖面中的準確位置和有效長度，這是通過動態(tài)分析確定油井合理產能的基礎。當水平井見水以后，根據水平段在油藏剖面中的準確位置分析可能的水淹模式，制訂出相應的穩(wěn)產對策，如提液、降低生產壓差、改變注水方向等。3水平井在調整挖潛中的應用效果水平井已廣泛用在塔里木老油田調整挖潛中，目前輪南、桑塔木、解放渠東、東河塘、塔中4、牙哈1、柯克亞等7個老油田具有調整水平井，其中輪南3井區(qū)、輪南2井區(qū)TIII油組、塔中401井區(qū)CIII油組區(qū)塊調整效果顯著。至2001年6月底共有調整水平井36口，占這些油田采油井總井數(shù)的17.06%，調整水平井日產油1806t/d，占這些油田合計日產水平的18.56%。4結論及認識塔里木已開發(fā)油田以塊狀底水油藏為主，一般采用天然能量開發(fā)，進入中高含水開發(fā)期后油藏潛力相對集中，但因油層埋藏深、地層水礦化度高、井下溫度高等原因，調剖堵水、分層注水等工藝技術準備不足，而水平井開具有出油井段長、生產壓差小、泄油面積大等特點，可以滿足單井產量高，抑制氣或水錐進等要求，理論分析和現(xiàn)場實踐均證明水平井是保持塔里木老油田高效果的主要技術對策。圖1LN2井區(qū)TIII油組水平井調整部署圖圖11212井區(qū)Till油蛆水平井調整部署圖油氣儲層隨機建模的研究和應用王家華西安石油學院計算機系軟件研究所本站實名：油藏描述，油藏管理，決策分析，風險分析2003.51.研究意義1.1油氣儲層非均質性的建模油氣儲層隨機建模(StochaticModelingofReservoir)作為地質統(tǒng)計學的一個重要組成部分(Christakos,1987；Clemetsenandothers,1989；Damslethandothers,1990Doom,1953；Dubrule,1989；Galliandother,1996Haldorsenandother,1990；Haldorsenandother,1987；Journel,1974,1986)。它是油藏描述技術中蓬勃發(fā)展的一個重要組成部分。油氣儲層隨機建模的目的是利用計算機建立沉積相在儲層內部的空間分布，并在此基礎上建立滲透率和孔隙度等物性參數(shù)在儲層內部的空間分布。利用油氣儲層隨機建模的結果，可提供三維定量地質模型，使油藏非均質性的描述和認識更合理，從而制訂合理的油氣田開發(fā)方案，以采取有效的生產措施，達到提高油氣采收率和油氣產量。儲層非均質性研究是油藏精細描述中重要的內容。油藏描述中的預測模型建立是多年來石油地質家們一直在探索的一個難點。要合理開發(fā)油藏，利用已知井點的信息，預測井點外或井點間信息是非常重要而困難。隨著計算機技術的發(fā)展和地質統(tǒng)計學的應用，使這種問題的合理解決已逐漸成為現(xiàn)實。儲層內的沉積相(或沉積亞相、微相)的空間分布是儲層的一個重要性質。它的特征控制著流體在儲層中的分布和流動，支配著一系列對影響油氣藏生產狀況重要因素。諸如，滲透率和孔隙度的空間分布，砂體中懸掛著泥巖的空間分布和幾何尺寸，儲層中遮擋帶的空間分布，不同砂體之間的連續(xù)性和儲層的幾何位置和尺寸等等，都受到沉積相，特別是沉積微相的控制。儲層內斷層和裂縫的位置、方向、長度，對油氣生產也有很大的影響。儲層非均質性，包括巖石非均質性和流體非均質性，是儲層固有的地質一物理屬性的表現(xiàn)。沉積相、孔、滲、飽等的物性參數(shù)以及斷層(Omreandother,1990)裂縫等對油氣在地下流動和對油氣生產有著重大的影響。儲質非均質性建模就是對儲層非均質性的空間分布進行預測，所得的結果就是儲層三維定量地質模型。用地質統(tǒng)計學的方法和統(tǒng)計的觀點來建模，就是儲層隨機建模的工作內容。由于所用井點的數(shù)據一般比較少，受非均質性的影響，所得的三維定量地質模型有明顯的不確定性。特別在處理沉積相空間分布時，由于對象是一個離散的空間變量，困難就更大。儲層隨機建模方法作為國際上眾多石油公司、研究所和大學競相發(fā)展的一門技術(Rauenneandothers,1989;Ripley,1987,1988;Stoyan,1987;YarusandChambers,1994)。每年，有大量的論文和研究報告問世。用儲層隨機建模方法來描述儲層非均質性，最大的優(yōu)點在于：1、用統(tǒng)計方法來處理不確定性有其突出優(yōu)越性。由于數(shù)據信息的不足，必然會引建模結果的不確定性。用隨機建模，當數(shù)據比較少時，建模的結果不確定性就會大一些。反之，當數(shù)據比較多時，不確定性就會小一些。隨機建模方法可以定量評價這種不確定性。2、有利于把各種不同的數(shù)據綜合使用(Martinezandothers,1989)。如地震、試井、測井所得的數(shù)據，分辯率不同，但也可以綜合起來。沉積相數(shù)據是離散的，孔隙度、滲透率和層厚等參數(shù)是連續(xù)的，也可以結合起來使用。3、滲透率是油藏工程中的一個重要參數(shù)，直接影響油氣產量。經驗告訴人們，受相帶控制明顯，用井點處的滲透率數(shù)據和任何單純的內插方法，要把滲透率的空間分布求準，是不可能的。用隨機建模先把沉積相空間分布求準，并以此為基礎，以沉積相空間分布作為控制條件，才能把滲透率空間分布求準(Damslethandothers,1990)。1.2沉積相空間分布的建模是非均質性建模的基礎和核心沉積相的空間分布的建模是整個儲層非均質性建模正確的基礎和核心。滲透率、孔隙度和含油飽和度等物性參數(shù)的空間分布的確定，主要要取決沉積相空間分布。在河流相的儲層內，滲透率、孔隙度和含油飽和度等物性參數(shù)比較高的區(qū)域，經常也是河道所在的在的位置。1.3對離散變量的處理是沉積相空間分布建模的主要困難沉積相空間分布的確定是儲層隨機建模技術難度最大的一項工作。以扇三角洲的三角洲前緣亞相的儲層而言，存在著辮狀分流河道，分流間泥巖和薄層砂三種微相。這時，所用輸入的信息，各井中相應的井段的微相是哪種，要推算的是在井間各點處屬于哪一種微相，且最終獲取的沉積相空間分布要符合辮狀分流河道的特點：河道狹窄，分叉會合頻繁出現(xiàn)。這里在計算機程序中，三種沉積微相可分別用三種不同的離散的代碼表示，例如1，2,3。若要利用一般的內插方式，利用井點處的代碼來推算井間廣大地區(qū)的沉積相代碼，顯然是行不通的。因為這樣做，很可能在一些點用內插方法獲得的代碼可能會是1.3,2.1等介于1和2,或2和3之間的數(shù)。顯然這是毫無意義的。儲層隨機建模的結果應保證內插的結果只能是1，2,3中的一個。為此，針對不同的沉積相環(huán)境，人們發(fā)展了很多新的方法，例如序貫指示方法、截斷高斯方法和示性點過程方法。利用儲層隨機建模技術確定的沉積相空間分布，還應滿足一定的沉積模式。這是沉積相空間分布建模的又一困難。序貫指示方法和截斷高斯方法不太適用于河道的分布模式。示性點過程方法既然可以應用于河流相的儲層，然而，不適用于河道狹窄，分叉會合頻繁出現(xiàn)的辮狀分流河道的模式。儲層隨機建模在國內的應用前景我國油氣的大部分產自我國東部地區(qū)。在大慶、勝利、遼河等我國東部地區(qū)的主要油田，普遍分布著扇三角洲沉積的儲層。其中以三角洲前緣亞相為油氣分布最為利。其上分布著大量的辮狀分流河道。隨機游走方法能夠解決河道狹窄，分叉會合出現(xiàn)頻繁的辮狀分流河道的建模問題，正確地確定河流相儲層沉積微相的空間分布，并進一步以此為控制因素，來確定孔隙度、滲透率、含油飽和度等物性參數(shù)的空間分布，最終建立儲層的定量地質模型。它適用于大部分油田都存在的河流相儲層沉積相的研究，特別適用于密井網、開發(fā)中后期的油田的精細油藏描述。通過使用隨機游走方法，實現(xiàn)了精細油藏描述，從而掌握了各類砂體的分布規(guī)律、非均質特征及油水運動特點，對于指導油田開發(fā)設計、注水開發(fā)過程中的調整挖潛和提高采收率，能夠提高預見性和自覺性，減少盲目性。隨機游走方法的應用，能促進油田沉積相研究，和建立三維定量地質模型的工作，從而在油氣田開發(fā)中的具體作用可歸納如下。1.預測砂體的分布情況和油藏非均質特點，有效地指導油藏開發(fā)設計；借助于現(xiàn)代沉積理論和隨機建模方法，在密井網地區(qū)所建立的沉積模式和概念，詳細的開展沉積相研究工作，能夠較可靠地預計出砂體的成因類型、分布組合形態(tài)、發(fā)育規(guī)模、延伸方向與富集位置，以及可能出現(xiàn)的開發(fā)特點，可以避免希井網鉆遇的偶然性和平均參數(shù)造成的假象，有效的指導油田開發(fā)設計，提高鉆開發(fā)井的成功率。預測油田開發(fā)動態(tài)，提高動態(tài)分析水平。通過詳細編制的利用隨機建模方法提供的沉積相帶圖或油層連通圖，揭示出砂體的分布狀況，結合對各類砂體油水運動特點的認識，可以有效地分析油田開發(fā)動態(tài)、預測各類砂體的開發(fā)效果。還可以通過建立各種地質模型，用數(shù)值模擬或物理模擬的方法來預測油田動態(tài)和開發(fā)效果。掌握油井產量分布和轉移規(guī)律，積極培養(yǎng)高產井和搞好產量接替。根據隨機建模方法提供的不同相帶砂體發(fā)育的特點，以及縱向上的組合狀況，掌握好油井產量分布和轉移規(guī)律，因勢利導，積極培養(yǎng)高產井，搞好油田接替穩(wěn)產工作。合理選擇挖潛對象，正確使用挖潛措施。掌握各類砂體的地質特點及潛力分布狀況，合理地選擇挖潛對象，正確的使用挖潛措施，充分發(fā)揮各種分層工藝技術的作用，能夠不斷改善油層的開發(fā)效果。恰當?shù)貏澐珠_發(fā)動態(tài)區(qū)，分別采用不同的開發(fā)技術政策。按照隨機建模方法提供沉積相帶和主要砂體類型在油田上自然分布組合的差異，形成的油層性質和開發(fā)特點各不同得區(qū)塊和層段，恰當?shù)貏澐珠_發(fā)動態(tài)區(qū)，分別采用不同的開發(fā)技術政策，指導油田的注水開發(fā)和后期井網、層系調整工作。為提高油田采收率研究提供可靠依據。針對不同類型的砂體內部結構特點和開發(fā)中主要矛盾得差異，選不同的提高采收率技術，是提高油田開發(fā)水平的又一重要措施。指導油田儲量估算。根據不同沉積環(huán)境砂體發(fā)育的不同特點，分別選用隨機建模方法提供的不同的物性參數(shù)，進行原始地質儲量和可采儲量的估算，會得出更合乎實際的結果。儲層隨機建模方法的成功使用，對于改善我國東部地區(qū)大部分油田地質建模，提高它們油藏描述的準確度和精度，提高這些油田的開發(fā)水平和開發(fā)效果，提高這些油田的油氣產量和油氣采收率具有重要的意義。隨機游走方法及其油氣儲層隨機建模軟件不僅可以在東部地區(qū)各油田使用，而且可以在我國西部和南部的各河流相油田廣泛使用；不僅可在勘探開發(fā)研究院使用，而且也可在各采油廠的地質大隊使用。國內外研究現(xiàn)狀分析3.1國際上油氣儲層隨機建模研究現(xiàn)狀地質統(tǒng)計學(Geostatistics)自法國馬特隆教授(G.Matheron)于本世紀六十年代初創(chuàng)立以來，研究內容和應用領域有了很大的發(fā)展(Matheron,1971,1976).。他的學生儒爾奈耳教授(A.Journel)在1978年以英文出版了專著〃礦業(yè)的地質統(tǒng)計學〃[18]，在世界范圍內產生了很大的影響，對地質統(tǒng)計學的發(fā)展起了很大的推動作用。地質統(tǒng)計學的基本原理是以研究各種地質變量在空間的相關性為基礎。在此基礎上，利用地質變量在空間一些點的觀測值，來對該變量在各點處的值進行估計或模擬。地質統(tǒng)計學由三大部份組成：變量的空間相關性分析，克里金估計和隨機模擬。地質統(tǒng)計學在最初的二十年中，其應用主要在固體采礦業(yè)方面。由于在八十年代，出現(xiàn)了油藏描述這門技術，地質統(tǒng)計學在石油勘探開發(fā)中的應用才大大地發(fā)展了。隨機模擬(Stochasticsimulation)以概率統(tǒng)計為其主要理論依據。它亦稱為MonteCarlo方法。地質統(tǒng)計學中的隨機模擬可以表達如下。隨機模擬作為一個抽樣過程，抽取各種可能的、等概率的隨機模型各個部分的聯(lián)合實現(xiàn)。這一系列實現(xiàn)(通常用網絡化數(shù)據來表達)表示區(qū)域A中的屬性值空間分布的L個可能的圖象。每個實現(xiàn)也稱為隨機圖象(StochasticImaging)，反映了強加在隨機模型的某些性質。美國斯坦福大學教授儒爾奈耳在1974年發(fā)表的論文中(Journel,1974)，討論了隨機模擬在礦業(yè)中的應用。那里，他稱隨機模擬為條件模擬。隨后，他在1978年出版的專著〃礦業(yè)地質統(tǒng)計學〃第七章〃礦床的模擬〃中作了詳細的討論。地質統(tǒng)計學的隨機模擬在油藏描述中的應用，已被世界各國的同行稱為油氣儲層的隨機建模。它從挪威Hydro石油公司的哈得遜博士(H.Hatdorsen)和美國德州大學奧斯汀分校的萊克教授(L.Lake)在1984年共岡發(fā)表的油氣儲層隨機建模方面的第一篇論文開始(HoldorsenandLake,1984)，經歷了十五年的發(fā)展歷程。目前，油氣儲層隨機建模處于蓬勃發(fā)展的時期，逐漸形成了三大學派。以A.Journel和C.Deutsch為首的美國斯坦福大學學派，以序貫指示模擬方法為主(DeutschandJournel,1992;JournelandIsaaks,1984;Journel,1986)。法國的以馬特隆教授和他的學生M.Armstrong和A.Galli為首的法國地質統(tǒng)計中心學派，以截斷高斯模擬方法為首(GalliandArmstrong,1996;Leloc'handGalli,1996;Matheronandothers,1987)。挪威學派以H.Haldorsen和H.Omre為首，主要以示性點過程模擬方法為主(HaldorsenandDamsleth,1990;HaldorsenandMacdonald,1987;HjortandOmre,1990)。近年來，儲層隨機建模在繼續(xù)發(fā)展以儲層沉積相分布為對象的各種方法的同時，在以下兩個方面又有了新的發(fā)展。地震資料參與到儲層隨機建模的觀測數(shù)據的行列中來，大大地拓寬儲層隨機建模的應用范圍。斷層和裂縫的性質及空間分布，對油氣生產影響很大，對它們實施隨機建模有著重要的意義。3.2國內油藏描述和儲層隨機建模研究的現(xiàn)狀北京石油勘探開發(fā)科學研究院裘懌楠教授，從事油田開發(fā)地質四十余年。他和他的合作者從開發(fā)大慶油田出發(fā)，在油田開發(fā)地質方面做了許多開創(chuàng)性工作（裘懌楠等，1994,1996；裘懌楠，1996）。他們提出的針對我國陸相儲層提出的油砂體理論在國際上已獨樹一幟。在大慶油田開發(fā)的實踐中，總結出探明一個油田必須搞清的9項開發(fā)地質特征，至今仍然是開發(fā)地質學的基本原則。近年來，他們在油藏描述，儲層評價和表征方面做了許多卓有成效的工作。他們的工作有力地促進了油氣生產和國內油田開發(fā)技術水平代表了中國在油藏描述了技術和儲層評價方面的水平。從1985年以來，勝利油田的劉興才教授級高級工程師、王捷教授級高級工程師，石油大學的張一偉教授、熊琦華教授，在油藏描述技術的推廣應用方面做大量工作。中國石油天然氣總公司在〃七五〃、〃八五〃期間開展了〃全國油氣儲層評價〃研究。作為該項目的成果之一，〃油氣儲層研究技術〃（陳麗華等，2000）總結了儲層定量評價和計算機模擬技術，包括儲層隨機建模方法、湖盆三角洲沉積過程的數(shù)值模擬、儲層裂縫定量模擬、油氣儲層綜合評價等，還總結了儲層地球化學、包裹體測試、激光顯微取樣、核磁共振等新的實驗技術方法?！ù髴c油田河流-三角洲儲層研究〃（隋軍等，2000）系統(tǒng)地總結了大慶油田從60年代直至90年代儲層研究的成果。他們的研究經歷了四個階段：60年代至70年代早期，為開創(chuàng)小層對比階段；70年代中期至80年代中期，為動靜結合，從成因上認識儲層階段；80年代中、后期，為全面認識儲層階段；90年代以來，為密井網條件下的儲層精細地質研究階段。該書分為三篇。第一篇概述了大慶油田儲層研究工作，重點介紹了大慶長垣大型河流-三角洲沉積物的沉積環(huán)境、三角洲模式和砂體成因類型。第二篇主要介紹了密井網條件下儲層精細描述的方法和技術，包括應用沉積學手段對河道砂、河間砂、三角洲前緣砂精細描述方法和實例，也包括地質統(tǒng)計學等定量表征方法對儲層井間參數(shù)預測的探討。第三篇著重介紹儲層研究在油田開發(fā)中的應用。十余年來，以張一偉教授、熊琦華教授為代表的石油大學（北京）油藏描述與預測研究所，在生產實踐中不斷探索、創(chuàng)新，逐步發(fā)展了一套適用于中國地質特點的油藏描述的理論、技術和方法（張一偉，1992,1997；吳勝和等，1998）。他們撰寫并出版的《中國典型油氣藏描述與預測叢書》包括了〃現(xiàn)代油藏描述技術〃等十二個分冊（王志章等，1999）。該套著作比較系統(tǒng)地闡述了我國陸相油田不同勘探開發(fā)階段的、不同油藏類型的動、靜態(tài)特征，及其地質模型，提出了關于陸相油藏、復雜油藏的儲層巖石物理相、相控儲層對比、相控儲層預測、視標準層構成和視儲集空間構成的多方面的新理論、新觀點和新概念，發(fā)展完善了儲層地震預測、多參數(shù)識別油氣水層、剩余油形成機理及預測、裂縫性儲層評價、碳酸鹽巖儲層表征的方面的配套技術和方法。他們在地質統(tǒng)計學在油藏描述中的應用、儲層隨機建模應用等方面做了不少工作（張一偉等，1992；吳勝和等，1998;王志章等，1999）。吳勝和等（1999）討論了儲層建模的目的和意義、儲層模型類型、儲層建模流程及建模策略、對各種建模方法進行了敘述和對比。張金亮在早期的油藏描述研究方面，在已有的少量井的古生物、古地磁及孢粉研究的基礎上，結合波形相似性研究及地震地層學研究，首次解決了研究區(qū)爭論已久的地層劃分對比問題（1993）。他們在剩余油分布的研究方面，將儲層沉積學方法和油藏工程方法有機結合起來，頗具創(chuàng)新和特色（1995）。林壬子等在儲層地球化學、湖泊沉積相及儲集砂體、層序地層學、砂巖成巖演化模式、儲層地質模型和區(qū)域儲層評價等六個方面的研究，總結了我國目前在陸相儲層沉積學研究的新進展（1995）。目前，儲層隨機建模技術已逐步被國內廣大從事儲層地質的專家們所接受。穆龍新等（2000）總結了儲層精細研究的特點和內容、理論基礎和方法、儲層非均質性表征及定量建模、應用露頭和現(xiàn)代沉積進行類比性儲層地質建模、露頭研究成果的應用。他們總結了國內外研究河流、三角洲等沉積儲層的各種定性和定量地質知識庫，儲層預測方法尤其是隨機建模的基本理論和應用。呂曉光等（2000）研究了儲層隨機建模的意義和目前出現(xiàn)的主要隨機建模方法。穆龍新等（1994）論述了建立系列定量儲層地質概念模型的一套新的研究思路和方法，指出把地質學原理和現(xiàn)代隨機建模方法、計算機技術及開發(fā)應用緊密結合在一起，代表了儲層建模向定量化發(fā)展的方向。李元覺（1994）利用假三維條件模擬法儲層建模原理，提出了控制層狀定容氣藏幾何形體和儲滲體空間連續(xù)性的隨機變量分布函數(shù)以及總體結構保持算法，以模擬沉積相在各小層的展布為基礎，形成了陜甘寧盆地中部氣田中區(qū)馬五I儲層的數(shù)值模型。利用該數(shù)值模型所作