精細(xì)油藏三維地質(zhì)建模與三維油藏?cái)?shù)值模擬一體化技術(shù)

目的和意義

油田的高效開(kāi)發(fā)問(wèn)題，實(shí)質(zhì)上就是如何從油藏地質(zhì)和油藏動(dòng)態(tài)的角度認(rèn)識(shí)和搞清地下油藏油（氣）水分布的問(wèn)題，也就是如何應(yīng)用地質(zhì)研究與油藏工程方法對(duì)油藏進(jìn)行深入的綜合研究問(wèn)題----油藏管理。

現(xiàn)代油藏管理的兩大支柱是以建立儲(chǔ)層地質(zhì)三維模型與三維油藏動(dòng)態(tài)模型為目的的油藏描述技術(shù)和油藏模擬技術(shù)。

地層對(duì)比時(shí)深轉(zhuǎn)換波阻抗反演數(shù)據(jù)微相劃分測(cè)井解釋露頭知識(shí)儲(chǔ)層類(lèi)比數(shù)據(jù)

動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)精細(xì)三維地質(zhì)模型地震資料解釋準(zhǔn)確的數(shù)值模擬模型

剩余油分布潛力預(yù)測(cè)調(diào)整加密方案精細(xì)油藏描述技術(shù)與油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)建模數(shù)模一體化流程井點(diǎn)資料地震解釋數(shù)據(jù)地質(zhì)趨勢(shì)沉積知識(shí)

地層框架建模與3D網(wǎng)格生成

沉積微相模擬三角洲,河道,砂壩,河道間巖石物性相控隨機(jī)模擬用高斯模擬方法體積計(jì)算,儲(chǔ)量計(jì)算數(shù)值模擬網(wǎng)格設(shè)計(jì)地質(zhì)模型粗化與輸出儲(chǔ)層等概率模型評(píng)價(jià)與排隊(duì)不確定性分析,動(dòng)態(tài)流線分析產(chǎn)生多個(gè)等概率實(shí)現(xiàn)油藏?cái)?shù)值模擬生產(chǎn)歷史擬合開(kāi)發(fā)方案預(yù)測(cè)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)地質(zhì)因素分析與調(diào)整現(xiàn)代油氣藏科學(xué)管理兩大支柱：靜態(tài)描述+動(dòng)態(tài)模擬油氣藏描述：目標(biāo)―儲(chǔ)層三維定量地質(zhì)模型構(gòu)造格架模型、儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)模型、流動(dòng)單元模型、參數(shù)分布模型油氣藏模擬：基礎(chǔ)―儲(chǔ)層三維定量地質(zhì)模型

三維油藏?cái)?shù)值模擬成敗的關(guān)鍵什么是儲(chǔ)層三維定量地質(zhì)模型呢？定量表征油氣藏目前狀態(tài)下，儲(chǔ)層特征（儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)及屬性參數(shù)）在三維空間分布規(guī)律的地質(zhì)模型。國(guó)際石油工業(yè)界的建模共識(shí)

一、按勘探開(kāi)發(fā)階段及模型精度分類(lèi)(裘亦楠，1991)概念模型（Conceptualmodel）靜態(tài)模型（Staticmodel）預(yù)測(cè)模型（Predictablemodel）儲(chǔ)層地質(zhì)模型分類(lèi)沉積或成因類(lèi)型模型：具有典型化、概念化地區(qū)代表性與沉積或成巖模式類(lèi)同，但加入了勘探開(kāi)發(fā)所需的地質(zhì)特征應(yīng)用于油田勘探、評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段，可以減少戰(zhàn)略失誤儲(chǔ)層概念地質(zhì)模型儲(chǔ)層概念模型：點(diǎn)壩砂體的半連通模式（據(jù)薛培華，1991）概念：描述某一具體油氣田或區(qū)塊的一個(gè)或一套儲(chǔ)層的屬性特征在三維空間上的變化和分布規(guī)律的地質(zhì)模型。目的：為編制開(kāi)發(fā)方案及調(diào)整方案提供地質(zhì)依據(jù)實(shí)現(xiàn)：小層平面圖、油層剖面圖、柵狀圖、三維分布圖、切片圖缺點(diǎn)：地震-信息覆蓋面廣但垂向分辨率低測(cè)井-井間參數(shù)內(nèi)插與外推預(yù)測(cè)精度考慮較少，精度欠缺儲(chǔ)層靜態(tài)地質(zhì)模型知識(shí)回顧概念：對(duì)井間及其外圍地區(qū)的儲(chǔ)層參數(shù)進(jìn)行高精度內(nèi)插和外推預(yù)測(cè)的高質(zhì)量地質(zhì)模型。目的：開(kāi)發(fā)調(diào)整、井網(wǎng)加密或三次采油實(shí)現(xiàn)：地質(zhì)隨機(jī)建模技術(shù)、地震約束、井網(wǎng)控制精度：井間預(yù)測(cè)精度―數(shù)十米或數(shù)米級(jí)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)地質(zhì)模型知識(shí)回顧二、按儲(chǔ)層表征內(nèi)容或建模步驟分類(lèi)構(gòu)造格架模型儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)模型流動(dòng)單元模型參數(shù)分布模型儲(chǔ)層地質(zhì)模型分類(lèi)知識(shí)回顧儲(chǔ)層相模型：相控建模技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)概念：描述儲(chǔ)層幾何形態(tài)以及三維空間分布的地質(zhì)模型。油氣田勘探開(kāi)發(fā)實(shí)踐表明：相帶分布強(qiáng)烈地影響著地下流體的流動(dòng)，儲(chǔ)層物性的變化與相類(lèi)型極為相關(guān)。對(duì)于具有多種相帶分布的儲(chǔ)層來(lái)說(shuō)，正確的相模型是精確建立儲(chǔ)層物性模型的必要前提。目的：儲(chǔ)層參數(shù)分布模型的骨架（相控建模技術(shù)的關(guān)鍵）油氣藏模擬中設(shè)計(jì)模擬網(wǎng)塊大小和數(shù)量的根據(jù)類(lèi)型：千層餅狀結(jié)構(gòu)、拼合板狀結(jié)構(gòu)、迷宮狀結(jié)構(gòu)據(jù)殼牌石油公司：K.J.Weber，L.C.VonGeuns，1990儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)地質(zhì)模型知識(shí)回顧儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)地質(zhì)模型示意圖知識(shí)回顧同一沉積成因的層狀砂體，砂體疊置、分布廣單層砂體連續(xù)性好，厚度漸變單層水平滲透率橫向穩(wěn)定，垂向滲透率橫向漸變單層間界線為儲(chǔ)層性質(zhì)變化線或阻流界線發(fā)育沉積相：陸相―湖泊席狀砂、風(fēng)成砂丘等海岸相―障壁砂壩、海岸砂脊、海侵砂海相―淺海席狀砂、濱外砂壩、外扇濁積體井距大：矩形井網(wǎng)―1000米三角形井網(wǎng)―1200米隨機(jī)井網(wǎng)―約1～3口／km2一步建模法：

建立準(zhǔn)確的三維儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)模型較容易千層餅狀儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)模型知識(shí)回顧砂體拼合而成，單元之間沒(méi)有大的間距砂體連續(xù)性較好，儲(chǔ)層內(nèi)及層間偶而有低滲或非滲透夾層砂體間存在物性突變，砂體內(nèi)可具有很強(qiáng)的非均質(zhì)性發(fā)育沉積相：陸相―辨狀河砂體、點(diǎn)壩、湖泊/沖積混合沉積風(fēng)成/干谷混合沉積海岸―障壁島與潮道充填復(fù)合體河道充填/河口壩復(fù)合體海洋―風(fēng)暴砂透鏡體、中扇濁積體井距中等：矩形井網(wǎng)―600米三角形井網(wǎng)―800米隨機(jī)井網(wǎng)―4口/km2建立準(zhǔn)確的三維儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)模型難度一般，相控建模法拼合板狀儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)模型知識(shí)回顧概念：C.L.Hearn，etc，1984；W.J.Ebanks，1987影響流體流動(dòng)的儲(chǔ)層屬性參數(shù)在各處相似、且?guī)r層特點(diǎn)也相似的縱、橫向上連續(xù)的儲(chǔ)集帶單元。流動(dòng)單元不同，流體流動(dòng)特征也不同由許多流動(dòng)單元塊體鑲嵌組合而成，離散模型對(duì)油藏模擬及動(dòng)態(tài)分析有很大意義，對(duì)預(yù)測(cè)二次采油和三次采油的生產(chǎn)性能亦意義重大紅色：一類(lèi)流動(dòng)單元綠色：二類(lèi)流動(dòng)單元藍(lán)色：滲流屏障儲(chǔ)層流動(dòng)單元地質(zhì)模型知識(shí)回顧長(zhǎng)慶安塞油田坪橋水平井區(qū)長(zhǎng)61三維流動(dòng)單元模型描述儲(chǔ)層屬性參數(shù)在三維空間上的變化和分布規(guī)律的模型連續(xù)性模型（孔隙度模型、滲透率模型、流體飽和度模型）儲(chǔ)層參數(shù)分布地質(zhì)模型知識(shí)回顧高精度儲(chǔ)層參數(shù)三維分布模型高級(jí)儲(chǔ)層隨機(jī)模擬方法國(guó)際石油工業(yè)界的建模共識(shí)

要具有哪些建模技術(shù)，才能既適應(yīng)勘探開(kāi)發(fā)一體化的要求，又能準(zhǔn)確、有效地建立地下儲(chǔ)層三維定量模型呢？必須能夠滿足不同勘探、開(kāi)發(fā)階段儲(chǔ)層三維定量建模的要求油氣藏評(píng)價(jià)及開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段開(kāi)發(fā)方案實(shí)施及油氣藏管理階段注水開(kāi)發(fā)中后期及三次采油階段建模要求：滿足評(píng)價(jià)井設(shè)計(jì)、儲(chǔ)量計(jì)算、開(kāi)發(fā)可行性評(píng)價(jià)、優(yōu)化開(kāi)發(fā)方案模型類(lèi)型：概念模型、粗網(wǎng)格靜態(tài)模型基礎(chǔ)資料：大井距探井和評(píng)價(jià)井+地震資料模型精度：分辨率較低（由地震垂向分辨率較低造成）油氣藏評(píng)價(jià)及開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段油氣藏評(píng)價(jià)及開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段儲(chǔ)層概念模型：潮控三角洲（據(jù)薛培華，1991）構(gòu)造背景下的的三維概念模型古潛山三維地質(zhì)模型簡(jiǎn)單或復(fù)雜構(gòu)造三維地質(zhì)模型粗網(wǎng)格儲(chǔ)層三維靜態(tài)模型Tidalcurrent010Miles建模要求：可以優(yōu)化開(kāi)發(fā)實(shí)施方案及調(diào)整方案，如確定注采井別、射孔方案、作業(yè)施工、配產(chǎn)配注及油氣田開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)分析等，以提高油氣田開(kāi)發(fā)效益及油氣田采收率。模型類(lèi)型：儲(chǔ)層細(xì)網(wǎng)格靜態(tài)模型基礎(chǔ)資料：開(kāi)發(fā)井網(wǎng)+探井、評(píng)價(jià)井+地震資料模型精度：精度較高開(kāi)發(fā)方案實(shí)施及油氣藏管理階段儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)三維地質(zhì)模型（沉積微相模型）開(kāi)發(fā)方案實(shí)施及油氣藏管理階段細(xì)網(wǎng)格儲(chǔ)層三維靜態(tài)模型復(fù)雜構(gòu)造三維地質(zhì)模型儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)三維理論地質(zhì)模型儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)三維地質(zhì)模型（沉積-巖石微相模型）建模要求：可以進(jìn)行剩余油分布預(yù)測(cè)和挖潛、優(yōu)化注水開(kāi)發(fā)方案的調(diào)整、制定三次采油方案模型類(lèi)型：儲(chǔ)層細(xì)網(wǎng)格預(yù)測(cè)模型基礎(chǔ)資料：加密井、檢查井+開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)+開(kāi)發(fā)井網(wǎng)+探井、評(píng)價(jià)井+地震模型精度：精度很高注水開(kāi)發(fā)中后期及三次采油階段建模要求：可以進(jìn)行剩余油分布預(yù)測(cè)和挖潛、優(yōu)化注水開(kāi)發(fā)方案的調(diào)整、制定三次采油方案模型類(lèi)型：儲(chǔ)層細(xì)網(wǎng)格預(yù)測(cè)模型基礎(chǔ)資料：加密井、檢查井+開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)+開(kāi)發(fā)井網(wǎng)+探井、評(píng)價(jià)井+地震模型精度：精度很高注水開(kāi)發(fā)中后期及三次采油階段國(guó)際石油工業(yè)界的建模共識(shí)

要真正地貫徹多學(xué)科理論知識(shí)和實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)一體化的協(xié)同地質(zhì)建模原則，確保高質(zhì)量、高精度地建立儲(chǔ)層三維定量模型國(guó)際石油工業(yè)界的建模共識(shí)

要嚴(yán)格遵循等時(shí)建模+成因控制儲(chǔ)層相建模+確定性建模約束隨機(jī)性建模（相控儲(chǔ)層建模）等一系列地質(zhì)建模原則，以確保所建儲(chǔ)層三維定量模型的準(zhǔn)確性。儲(chǔ)層地質(zhì)體是在不同的時(shí)間段形成的，時(shí)間段不同，儲(chǔ)層形成規(guī)律有所差別。在建模過(guò)程中，若將不同時(shí)間段的儲(chǔ)層作為一個(gè)單元來(lái)模擬，必然會(huì)影響建模精度。應(yīng)用等時(shí)界面來(lái)劃分模擬單元，分單元建模，然后再將其組合為統(tǒng)一的儲(chǔ)層模型。

等時(shí)建模原則

沉積相分布有其內(nèi)在規(guī)律。相的空間分布與層序地層之間、相與相之間、相內(nèi)部的沉積層之間均有一定的成因關(guān)系，因此，在相建模時(shí)，為了建立盡量符合地質(zhì)實(shí)際的儲(chǔ)層相模型，應(yīng)充分利用這些成因關(guān)系，而不僅僅是井點(diǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)關(guān)系。

相的成因關(guān)系主要體現(xiàn)于層序地層學(xué)原理及沉積模式方面。

成因控制儲(chǔ)層相建模原則確定性建模約束隨機(jī)建模原則通過(guò)層序地層學(xué)研究確定的層序格架、等時(shí)界面及洪（湖）泛泥巖的分布。應(yīng)用生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料確定的井間砂體的連通性對(duì)比等。

降低所建模型的不確定性：應(yīng)用確定性信息限定隨機(jī)建模過(guò)程叢聚式河道離散式河道河道分布模式★首先建立沉積（成巖、裂縫）相或儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)模型★然后根據(jù)不同相的油藏參數(shù)定量分布規(guī)律，分相帶進(jìn)行井間插值或隨機(jī)模擬，建立油藏參數(shù)分布模型（如孔隙度、滲透率、含油氣飽和度三維分布模型）相控油藏屬性建模原則相分布控制著儲(chǔ)層分布相不同，油藏參數(shù)分布規(guī)律不同儲(chǔ)層以三角洲前沿沉積為背景的油藏，井網(wǎng)密度較大的情況下，由于儲(chǔ)層連通性較好，井網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)層有較好的控制，可采用確定性建立儲(chǔ)層砂體框架的方法。儲(chǔ)層以河流相為沉積背景的油藏，其儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)變化較大，現(xiàn)有井網(wǎng)不能完全控制儲(chǔ)層砂體的空間展布，某些隨機(jī)性較強(qiáng)地質(zhì)特征,對(duì)開(kāi)發(fā)效果影響越來(lái)越大，對(duì)這些小尺度地質(zhì)現(xiàn)象的描述，必須用隨機(jī)模擬的方法。三維地質(zhì)建模方法選擇原則

儲(chǔ)層三維建模工作流程模型粗化相控物性模擬相模擬構(gòu)造建模井資料、露頭、沉積知識(shí)、變差函數(shù)數(shù)值模擬網(wǎng)格

精細(xì)構(gòu)造建模準(zhǔn)確描述復(fù)雜的斷塊油藏

應(yīng)用高分辯層序地層學(xué)理論及現(xiàn)代沉積理論進(jìn)行精細(xì)地層劃分與對(duì)比建立準(zhǔn)確的地層格架

秦皇島32-6西區(qū)地層框架精細(xì)構(gòu)造建模準(zhǔn)確描述復(fù)雜的斷塊油藏秦皇島32-6北區(qū)地層框架精細(xì)構(gòu)造建模準(zhǔn)確描述復(fù)雜的斷塊油藏錦州9-3地層框架精細(xì)構(gòu)造建模準(zhǔn)確描述復(fù)雜的斷塊油藏綏中層36-1地層框架

在過(guò)渡沉積環(huán)境中模擬沉積相帶海陸過(guò)渡相碳酸巖地臺(tái)進(jìn)(退)積三角洲沉積巖相目標(biāo)的模擬河道、決口扇、砂壩水下溢岸，泥質(zhì)夾層葉狀砂體地震屬性約束條件,多井約束條件,亞相帶分布約束沉積環(huán)境模擬秦皇島32-6西區(qū)河道砂體模型沉積微相隨機(jī)模擬沉積微相隨機(jī)模擬秦皇島32-6北區(qū)地震屬性約束河道模型錦州9-3北南方向物源水下分支河道錦州9-3東西方向物源水下分支河道沉積微相隨機(jī)模擬錦州9-3雙物源水下分支河道及河口壩微相模型沉積微相隨機(jī)模擬技術(shù)

扇三角洲成因單元剖面圖

綏中36-1三角洲前緣沉積微相三維模型應(yīng)用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法建立相控參數(shù)模型

相控的滲透率參數(shù)模型物性參數(shù)空間變差分析儲(chǔ)層參數(shù)的三維建模秦皇島32-6西區(qū)相控孔隙度模型儲(chǔ)層參數(shù)的三維建模秦皇島32-6西區(qū)相控滲透率模型儲(chǔ)層參數(shù)的三維建模錦州9-3相控滲透率模型

儲(chǔ)層參數(shù)的三維建模綏中36-1相控滲透率模型數(shù)值模擬網(wǎng)格設(shè)計(jì)與模型粗化秦皇島32-6西區(qū)數(shù)值模擬網(wǎng)格及粗化模型數(shù)值模擬網(wǎng)格設(shè)計(jì)與模型粗化綏中36-1數(shù)值模擬網(wǎng)格設(shè)計(jì)及粗化模型綏中36-1平臺(tái)分區(qū)及巖石類(lèi)型分區(qū)(相滲分區(qū))數(shù)值模擬模型數(shù)據(jù)準(zhǔn)備油藏三維數(shù)值模擬模技術(shù)