ＭＡＲＩＮＥＯＲＩＧＩＮＰＥＴＲＯＬＥＵＭＧＥＯＬＯＧＹ 海相油气地质 第１２卷第３期理论? 前沿２００７年７月 摘要储层地质建模对于科学的油藏评价、油藏开发管理以及三维油藏数值模拟具 有很大的意义。目前已有的建模算法和商业软件可满足地质特征三维分布的图形要求，并可进行初步的井间预测，但预测精度有待于进一步提高。简要介绍了各种建模方法研究现状，分析了已有算法中亟需改进的问题，并从建模算法的改进、原型模型的丰富、地震信息的整合以及加强地质约束等方面论述了储层地质建模的发展前景。关键词 储集层；地质建模；随机模拟；地质统计学 储层地质建模的现状与展望 吴胜和１９６３年生，教授，博士生导师。１９８６年毕业于华东石油学院北京研究生部，获硕士学 位；１９９８年毕业于石油大学（北京），获博士学位。主要从事储层地质学、油藏描述及三维地质建模的教学与科研工作。通讯地址：１０２２４９北京市昌平区中国石油大学资源与信息学院；电话： （０１０）８９７３３３２４ 文章编号：１６７２－９８５４（２００７）－０３－００５３－０８ 中图分类号：ＴＥ１９ 文献标识码：Ａ 收稿日期：２００７－０５－１４ 吴胜和 吴胜和，李宇鹏 （中国石油大学资源与信息学院） 随着油气田勘探开发的不断深入，储层研究转向以建立定量的三维储层地质模型为目标，这是储层研究向更高阶段发展的体现。进行科学的油藏评价、油藏开发管理以及三维油藏模拟均要求三维储层地质模型，即表征储层地质特征三维变化与分布的数字化模型。这一模型具有常规二维储层地质图件无可比拟的优点［ １］ 。 自上世纪８０年代以来，储层地质建模取得了长足的进展，发展了很多建模方法，并开发了不少建模软件，如国内目前应用较多的ＲＭＳ、Ｐｅｔｒｅｌ、Ｇｏｃａｄ等商业化软件。这些建模软件均可建立三维储层地质模型，并在油藏评价、油藏开发管理及剩余油分布预测等方面取得了较好的应用效果。 储层地质建模属于地质、数学与计算机等多学科结合的学科方向。建模内涵包括两大方面，其一为储层地质特征的计算机图形显示，属于计算机图形学的范畴，这一学科的发展已基本满足三维地质建模的图 形显示需要，如储层格架、储层相与岩石物理参数分布的三维图形显示（目前已有的商业软件均可达到这一目的）；其二为井间储层特征的预测，即应用已有信息预测储层特征的三维分布，这就要求相应的建模方法，它决定着所建立的模型是否符合地下地质实际，亦即建模精度。从这一角度来说，目前已有的建模方法和软件尚存在一些亟需改进的问题。 １建模方法概述 从本质上讲，储层地质建模是从三维的角度对 储层进行定量的研究，其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［ １］ 。 在给定资料前提下，井间储层预测有两种途径，相应地也就有两种建模途径，即确定性建模和随机建模。确定性建模是对井间未知区给出确定性的预测结果，而随机建模则是对井间未知区应用随机模拟方法给出多个“可选”的、“等可能”的预测结果。 ５３
《储层表征与建模》期末考试试卷及答案 B1 《储层表征与建模》B卷答题时间：2小时 专业年级姓名学号分数 一、判断题(对的打，错的打；每题3分，共30分) 1．曲流河点坝砂体内的泥质隔夹层一般是斜交的。（） 2．储层形成和发育的主控因素为沉积、成岩和构造作用等。（） 3．曲率法主要用于预测拉张裂缝。（） 4．在其它条件相同的情况下，均质系数越趋近于1，油气的微观采出程度越高。（） 5．含绿泥石的油层在低矿化度水的影响下容易发生速敏性。（） 6．在与有机质有关的剖面中只能形成一个次生孔隙发育带。（） 7．截断高斯模拟属于基于象元的随机模拟方法。（） 8．克里金与随机建模的差别之一是克里金可给出多种模拟图象。（） 9．构型要素DA为侧向加积成因。（）
10．应用地震建立储层模型的方法属于确定性建模方法。（） 二、简述题（30分） 1. Weber(1990)储层结构（构型）的三种类型及其对油气勘探开发的影响。（15分）2．相控测井解释、相控地震储层预测、相控储层建模的基本原理。（15分） 三、论述题（40分） 如何理解储层表征中的不确定性，试论在单井储层解释及井间预测中的不确定性因素以及不确定性最小化和不确定性评价的思路与方法。 “储层表征与建模”考试题 （开卷考试）B卷参考答案 一、判断题(对的打?，错的打?；每题3分，共30分) 1．曲流河点坝砂体内的泥质隔夹层一般是斜交的。（?） 2．储层形成和发育的主控因素为沉积、成岩和构造作用等。（?） 3．曲率法主要用于预测拉张裂缝。（?） 4．在其它条件相同的情况下，均质系数越趋近于1，油气的微观采出程度越高。（?） 5．含绿泥石的油层在低矿化度水的影响下容易发生速敏性。（?）
储层建模研究进展及发展趋势 王文龙，尹艳树 (长江大学地球科学学院，湖北武汉430100) 摘要：油气田开发的后期进入高含水阶段，为了更加经济准确地进行油气开发，有必要采用储层地质建模的方法对老油气田进行储层研究。详细阐述了国内外储层地质建模的发展史，对储层地质建模的方法进行了细致的分类及论述。方法分类包括确定性建模方法和随机性建模方法。每一种建模方法又有多种子方法。提出了目前储层地质建模研究尚未很好解决的一些问题，如建模的对象局限于常规的碎屑岩储层。虽然有学者对火成岩、裂缝碳酸盐岩进行了相关的探究工作，但目前对非常规储层涉及较少，储层建模的精度也有待提高。 关键词：储层建模；确定性建模；随机性建模；发展趋势 0 引言 储层地质建模指的是运用计算机建模软件来建立高精度的储层地质模型，对油气储层内部结构进行精细解剖，进一步解释、研究油气的三维空间分布规律，表征储层的属性及特征，为下一步的油藏数值模拟提供数据(李振华，2010)。通过储层地质建模可以建立储层格架，对储层的物性进行评估，预测储层可采油气的空间分布，指导优选加密井井位及水平井钻进轨迹，以提高油气最终采收率，故储层地质建模是油藏描述的核心内容(盖凌云，2007；张昌民等，2007)。储层地质建模使得油气藏的非均质性描述更为精确，也为油气田的开发生产设计及相应的开发方案提供了数据(吴胜和等，1999；罗仁泽，2002)。储层地质建模自20世纪80年代开始提出，至今已取得了长足的发展。但是，相关的研究仍然存在一些问题，如建模对象局限于碎屑岩中的常规储层，建模精度不高等。储层地质建模的发展趋势必然会更好地解决这些问题，更好地用于指导油气的开发。目前，储层建模方法多样，有必要对地质储层建模方法进行总结并对目前储层建模研究中存在的问题和下一步的发展趋势进行探讨。 1 储层建模的发展 储层地质建模起源于国外，后来被引入国内对油田储层进行研究，我国学者结合实际建立了适用于我国地质储层的建模方法。 1.1 国外储层建模的发展过程 Jahns(1996)应用回归分析，并利用干扰试井数据进行油藏的二维描述，是迄今为止已知最早的关于油藏的研究成果；Coats等(1970)利用最小二乘法及线性规划并参考了动态特征的数据描述了油气藏的各种非均质性的参数，后来虽然有所发展，但尚未作为一门技术出现。20世纪50年代，南非的克里格提出金属分布具有的空间联系与样品的尺寸和位置有关，而非单纯的随机分布；不久之后，马特隆提出了地质统计学，他结合区域化变量的概念将传统的统计学理论进行了改进，发展出一套全新的数学技术——运用变差函数研究矿产矿化特征区域分布，这为以后的储层地质建模提供了基础。20世纪70年代，美国学者儒尔奈耳讨论
断块油气田2012年9月 断块油气田 FAULT -BLOCK OIL ＆GAS FIELD 由两点到多点的地质统计学储层建模 陈培元1，姜楠1，杨辉廷1，刘学利2 （1.西南石油大学资源与环境学院，四川成都610500；2.中国石化西北油田分公司，新疆乌鲁木齐830011） 基金项目：“十二五”国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”子课题“塔里木盆地大型碳酸盐岩油气田勘探开发示范工程” （2011ZX05049-04） 摘 要 传统的两点地质统计学建模方法，以象元为空间赋值单元、变差函数为工具建立确定性的模型，或者应用各种随 机模拟方法建立可选的模型，在精确表征复杂的空间结构及目标体几何形态方面有一定的局限性。有别于两点地质统计学的多点地质统计学，可有效地解决更广泛的地质模拟问题。然而，在实际应用过程中，受岩-相模型及与之相对应的训练图像可靠性的影响，结果变得比较复杂。因此，选择合适的训练图像及恰当的算法可有助于提高储层建模的精度和效率。以××油田曲流河沉积为例，采用两点和多点统计学方法构建模型。对比发现，基于多点地质统计学的地质建模方法真实可再现河流相的沉积形态，还降低随机建模的不确定性。尽管模拟结果与井点真实数据之间存在误差，但通过调整随搜索半径、训练图像大小及概率计算中临近点个数限制，可显著提高模型精度。关键词 两点地质统计学；多点地质统计学；储层；随机模拟 中图分类号：TE319 文献标志码：A 收稿日期：2012-04-01；改回日期：2012-07-10。 作者简介：陈培元，男，1984年生，博士，主要从事油藏描述和油 藏地质建模研究。E -mail ：swpua409@https://www.doczj.com/doc/8215506515.html, 。 引用格式：陈培元，姜楠，杨辉廷，等.由两点到多点的地质统计学储层建模［J ］.断块油气田，2012，19（5）：596-599. Chen Peiyuan ，Jiang Nan ，Yang Huiting ，et al.Reservoir stochastic modeling using geostatistics from two -point to multiple -point ［J ］.Fault -Block Oil &Gas Field ，2012，19（5）：596-599. Reservoir stochastic modeling using geostatistics from two -point to multiple -point Chen Peiyuan 1,Jiang Nan 1,Yang Huiting 1,Liu Xueli 2 (1.School of Resources and Environment,Southwest Petroleum University,Chengdu 610500,China;2.Northwest Oilfield Company, SINOPEC,Urumqi 830011,China) Abstract:Conventional two -point geostatistics modeling mainly uses the pixel -based method and variogram to establish the deterministic model,or uses all kinds of stochastic simulation methods to establish optional model.But it can not fully reflect the variability of the space structure and geometric shape of object.Unlike the two -point geostatistics,the multiple -point geostatistics can solve the problems of geologic simulation widely.In actual application process,due to the lithofacies and the reliability of corresponding training image,it is necessary choosing the suitable training image and appropriate algorithm to improve the accuracy and efficiency of simulation.Taking the meandering river sedimentation of some oilfield as an example,the reservoir model is built by two -point and multiple -point geostatistics https://www.doczj.com/doc/8215506515.html,parison results of two models show that the method based on the multiple -point not only represents the real sedimentary form of fluvial facies,but also reduces the uncertainty of stochastic modeling effectively and improves the modeling accuracy at maximum.Although the simulation results do not agree with the real well date completely,the prediction accuracy can be improved through adjusting the search radius,the size of training image and the number limit of nearest -neighbor points used in probability calculation. Key words:two -point geostatistics;multiple -point geostatistics;reservoir;stochastic simulation 近年来，随着储层建模技术的不断发展，人们对储层地质模型的要求越来越高。目前地质建模过程中所要解决的主要问题是：将更多资料有效地加入到构建的地质模型中，更真实地展现储层的非均质性；将地震数据更好地融合到模型中，发挥地震资料对地质模型的约束作用；实现高精度储层地质建模，最大限度地发挥地质统计学的作用 ［1-5］ 。 从本质上看，地质建模技术的核心是在给定资料 的前提下对井间储层进行预测，并从三维的角度实现对储层的定量研究。地质建模主要包括确定性建模和随机建模［6-12］。然而，受地质条件及资料不完备性的影响，储层建模总存在不确定性。对井间未知区，确定性 doi:10.6056/dkyqt201205012 第19卷第5期
1、什么是储层地质模型？为什么要建立三维储层地质模型？ 答：储层地质模型是指能定量表示地下地质特征和各种储层（油藏）三维空间分布的数据体，一个完整的储层地质模型应包括构造模型、沉积模型、储层模型和流体模型等。 三维储层地质建模是从三维的角度对储层的各种属性进行定量的研究并建立相应的三维地质模型，其核心是对井间储层进行三维定量化及可视化的预测，与传统的二维储层研究相比具有以下的优势： 1）更客观地描述并展现储层各种属性的空间分布，克服了用二维图件描述三维储层的局限性。三维储层建模可以从三维空间上定量的表征储层的非均质性，从而有利于油藏工程师进行合理的油藏评价及开发管理。 2）更精确地计算油气储量。在常规的储量计算时，储层参数（含油面积、有层厚度、孔隙度、含有饱和度等）均用平均值表示，这显然忽视了储层非均质性的影响。应用三维储层模型计算储量时，储量的基本计算单元是三维空间上的网格（分辨率比二维高得多），因为每一个网格均附有储集体（相）类型的孔、渗、饱等参数。因此，通过三维空间运算，可计算出实际的含油储集体（砂体）体积、孔隙体积及油气体积，其计算精度比二维储量计算高得多。 3）有利于三维油藏数值模拟。三维油藏数值模拟要求有一个把油藏各项特征参数在三维空间上定量表征出来的地质模型。粗化的三维储层地质模型可以直接作为油藏数值模拟的输入器，而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。 2、如何理解储层概念模型、静态模型和预测模型？它们有何异同？ 答：储层概念模型是指把所描述油藏的各种地质特征，特别是储层，典型化、概念化，抽象成具有代表性的地质模型。只追求油藏（储层）总的地质特征和关键性地质特征的描述，基本符合实际，并不追求所有局部的客观描述。 静态模型也称实体模型，是把一个具体研究对象(一个油田、一个开发区块或一套层系)的储层，依据资料控制点实测的数据将其储层表征在三维空间的变化和分布如实的描述出来而建立的地质模型，并不追求控制点间的预测精度。 预测模型不仅忠实于资料控制点的实测数据，而且追求控制点间的内插与外推值具有相当的精度，并遵循地质和统计规律，即对无资料点有一定得预测能力。 概念模型、静态模型和预测模型的区别： 1）研究阶段的区别。概念模型应用于油田的勘探与开发早期；静态模型应用于油田开发中期，一般是开发井网完成后进行；预测模型应用于油田开发后期。 2）研究方法的区别。概念模型一般以储层地质学（沉积学）和写实的描述方法为基本手段，尽可能直接利用岩心资料来建立概念模型，避免依赖测井解释等间接资料；静态模型的研究方法主要是在概念模型的基础上，充分应用开发井的各种资料，采用地质统计学方法来描述储层在二维或三维空间的实际特征；预测模型主要是采用随机建模技术，即将等概率的随机抽样方法（蒙特卡洛）与确定性的插值方法（克里金）相结合，所形成的地质统计学
红山嘴地区中下侏罗统含煤层系沉积成因与储层表征 红山嘴地区是准噶尔盆地最主要的油气勘探开发区块之一,其近5年的年均油气产量在30万吨±/年;截止2017年底,该区已探明地质储量5136.95万吨,其中的中、下侏罗统探明约311万吨,约占6.1%,现已发现3个油气田(藏),已陆续进入开发中后期,其产量逐年递减,亟待寻找新的开发区块来实现稳产之目的。而面临这一挑战的主要科学问题是:不同时期的聚煤成因与砂体的相互关系不明,层序格架下有利储集砂体展布不清,其成因机理与控制因素存在争议,有利勘探区块亟待落实。 为此,基于前人研究成果与勘探现状,运用岩、电、震及露头资料,对2个含煤地层组的特征进行了分析,明确了早期连续煤层与后期断续多煤层的成因机理,采用沉积微相导向的对比方法,通过纵横交叉剖面,理清了两种沉积体系砂体的成因与叠置样式,探讨了各自的成因机制并查明了主控因素;利用岩-电-震相结合的定量方法,按基准面半旋回编制了8个时期的沉积参数图,再现了其沉积相的展布与演化;依据不同时期沉积相展布特点,厘定了有利储层评价指标,选用权衡定量技术的方法,对8个时期的有利区带进行了评价,进而在叠合与综合分析基础上,指出了CH7209井区和红68井区为有利勘探区块,指导了该区下一步的勘探方向。其主要成果与创新如下:1)依据层序地层学原理,厘定了研究区中下侏罗统的层序界面特征及其地质响应,划分出6个中期旋回;在岩心精细观察的基础上,识别出5种砾岩相、5种砂岩相、3种泥岩相及1种煤岩相,建立了能够反映成因的8种垂向沉积序列,构建了岩心-测井相-地震相一体化的沉积相标志,明确了两种沉积体系类型,八道湾组扇三角洲,西山窑组辫状河三角洲。 2)提出了半定量判识砂砾岩结构成因的四种指标(岩石学特征、沉积序列、
中国石油大学（北京）研究生考试答题纸 姓名：_____________ 学号：_____________ 所属专业：___________________________ 考试课程：______________________________________________
多点地质统计学研究进展 课程名称：储层表征与建模 专业年级：地质工程07级 姓名：徐斌 学号：S070010247 任课教师：吴胜和 分数：
多点地质统计学研究进展 摘要：本文系统的介绍了多点地质统计学的基本原理及建模方法。在详细解释了多点地质统计学相关基本概念的基础上，阐明了Snesim算法及Simpat算法的原理及建模流程。该类方法综合了基于象元的方法易忠实条件数据以及基于目标的方法易再现目标几何形态的优点, 同时克服了传统的基于变差函数的二点统计学不能表达复杂空间结构和再现目标几何形态的不足。通过理论研究及结合应用实例，分析了多点地质统计学目前存在的问题及未来发展方向。 关键词：多点地质统计学随机建模Snesim算法Simpat算法
多点地质统计学研究进展 多点地质统计学是相对于两点地质统计学而言的。地质统计学最初是以变差函数为工具来研究空间上既有随机性又有相关性的变量（即区域化变量）分布的一门学科,它是由法国巴黎国立高等矿业学院马特隆教授（G. Matheron）于1962年创立的，最初应用于采矿业中，主要解决矿床普查勘探、矿山设计到矿山开采整个过程中各种储量计算和误差估计问题。 近半个世纪以来，地质统计学获得了巨大的发展，其应用范围早已超出了采矿领域，气象学、生物学等学科中有可以看到它成功应用的案例，尤其是在石油工业中的应用，使它获得了进一步发展的动力。和其它成熟的学科一样，地质统计学吸纳了其它相关学科（如人工智能、专家系统、分形系统等）的概念、理论和方法，早已超越了它最初的定义范畴。现在的地质统计学产生了许多分支，其应用的广度和深度都有了很大的提高。 1 传统地质统计学在储层表征中的不足 传统的地质统计学在储层建模中主要应用于两大方面：其一，应用各种克里金方法建立确定性的模型，这类方法主要有简单克里金、普通克里金、泛克里金、协同克里金、贝叶斯克里金、指示克里金等；其二，应用各种随机建模方法建立可选的、等可能的地质模型，这类方法主要有高斯模拟（如序贯高斯模拟）、截断高斯模拟、指示模拟（如序贯指示模拟）等。上述方法的共同特点是空间赋值单元为象元（即网格），故在储层建模领域将其归属为基于象元的方法。同时，这些方法均以变差函数为工具，亦可将其归属为基于变差函数的方法。这种方法应用某一种随机模拟算法（如序贯模拟算法）以变差函数为工具求取未取样点模拟值的条件分布函数。这种方法很灵活，易于条件化任何数据。 然而，变差函数作为传统地质统计学中研究地质变量空间相关性的重要工具，它的最大不足之处在于只能把握空间上两点之间的相关性，亦即在二阶平稳或本征假设的前提下空间上任意两点之间的相关性，对于表征复杂的空间结构和再现复杂目标的几何形态（如弯曲河道）比较困难。如图1-1所示，三种不同的
储层建模的步骤 目前普遍的认识是，储层建模应分为油藏构造建模、沉积（微）相建模和油藏属性建模三步完成。构造模型反应储层的空间格架，在建立储层属性的空间分布之前，应进行构造建模。由于沉积相对储层物性有决定性的作用，油藏属性建模多采用相控建模，即先建立沉积微相模型，然后以此为基础进行油藏属性建模。 张天渠油田长2油藏的储层地质模型是以测井资料为基础资料，采用确定性建模的储层建模方法建立的。储层建模的整个过程包括4个主要环节，即数据准备、构造建模、油藏属性建模、模型的应用。 一、数据准备与预处理 1．数据准备 一般从数据来源看，建模数据包括岩心、测井、地震、试井、开发动态等方面的数据。从建模的内容来看，基本数据包括以下四类： ①坐标数据：包括井位坐标、地震测网坐标等； ②分层数据：各井的油组、砂组、小层、砂体划分对比数据；地震解释层面数据； ③断层数据：断层位置、断点、断距等； ④储层数据：储层数据是储层建模中最重要的数据。包括井眼储层数据、地震储层数据和试井数据。井眼数据为岩心和测井解释数据，包括井内相、砂体、隔夹层、孔隙度、渗透率、含油饱和度等数据，这是储层建模的硬数据。 对不同来源的数据进行质量检查是储层建模中十分重要的环节。为了提高储层建模的精度，必须尽量保证用于建模的原始数据特别是硬数据的准确性。因此，必须对数据进行全面的质量检查，如检查岩心分析的孔渗参数的奇异值是否符合地质实际，测井解释的孔渗饱是否正确等等。 建模过程中能被储层建模软件所采用的资料来源于这些基础资料，但它们有特殊的格式要求，需要转换成不同格式要求的文本文件才能以正确的格式导入到Petrel软件中。从文件类型上来看，它们包括井头文件（Well head）、井斜文件或井轨迹文件（Well deviation）和测井数据文件（Well log）。它们的格式和作用分别如下： ①井头文件： 文件内容包括井名、井位坐标（X、Y）、地面补心海拔（补心高与地面海拔之和）以及目标井段深度（井段顶部深度和测井段底部深度）。井头文件主要用来确定油藏中的井数、井位和各井的研究层段等井信息。
储层表征与建模作业四 三维储层建模报告 一、作业概况及要求 1、工区概况 本次作业建模工区的范围沿x、y、z方向为1000 X 1300 X 20米。三维网格数为100 X 130 X 10，网格大小为10 X 10 X 2米。主要沉积的砂体为发育在泛滥平原泥岩上的河道砂体，且河道砂体近东西向展布。另有部分河道发育决口扇砂体。所有350井均为直井。垂向上每口井分为10个小层，每层厚度为2米井数据文件(well.dat)中给出了每口井的x,y坐标和每个小层的中部深度，以及每个小层的沉积相类型和波阻抗、孔隙度、渗透率数据，数据格式为Gslib格式。提供的三维波阻抗数据体文件（imped.dat）也采用了Gslib的格式。波阻抗的三维网格划分与建模工区一致。使用软件为斯坦福大学油藏预测中心开发的SGeMS。 2、作业要求 要求根据所提供的建模工区及相应350口井的井数据、三维波阻抗数据体，进行三维储层建模。其主要内容包括对储层参数的数据分析、变差函数分析及拟合变差函数的求取、三维相确定性和随机模型的建立、三维储层确定性和随机模型的建立。 二、作业实施 1、数据分析 主要包括：绘制各变量直方图，统计各个变量的分布（均值、方差等）；绘制不同变量交会图，研究变量之间相关性；了解工区储层相以及参数特征等为后
续建模工作做准备。 （1）沉积相分布 如图1所示，1,2,3分别代表河道（channel），决口扇（crevasse），泛滥平原（floodplain）。可知，上述三种沉积相的比例分别为0.51,0.06,0.43。在建模中，使用该相比例作为三维模拟的约束条件。 图1 沉积相比例图 （2）沉积相与孔隙度、渗透率的相关性 由图2可知，各种相的孔隙度差别不大。其中，河道砂体孔隙度分布比较集中且值较大；决口扇孔隙度变化范围大，孔隙度值中等；泛滥平原孔隙度值较小。 图2 沉积相与孔隙度关系
精品文档 。 1欢迎下载 摘要 针对我国以河流～三角洲相砂体为主的储层特点，本文提出了利用随机建模技术建立预测模型的方法，即综合各种途径取得的信息，对储层内井点之间、之外砂体的形态及其参数作出一定精度的预测估值。另外，本文还对储层随机建模方法的国内外研究现状及其各种模拟方法在储层表征中的应用进行了比较和讨论，重点介绍了模拟退火方法，并且总结出随机建模的一般方法。 引言 随着技术的发展，地质科学正经历着由定性描述向定量建模、由观察 向预测的方向发展。储层表征技术（Reservoir Characterization ）正是顺应这一潮流而生，储层表征的最终结果是建立储层三维定量地质模型，而储层随机建模技术（Stochastic Reservoir modeling ）已成为解决这一问题的主要手段，它的目标是将各种资料通过某种手段统一在一个定量模型中，这个定量模型不但与所有资料相一致，而且也包含所有资料所反映出的储层分布的空间结构信息，最终结果以易于展示、更改和运用数字化的方式保存在计算机中，这是目前储层建模的趋势。 储层随机建模技术可以综合利用岩心、钻井、测井、试井、地震、地 质等各种资料。它不仅可以解决沉积相空间分布和物性参数的空间分布问题，而且可以解决裂缝和断层的空间分布和方位问题。 目前，储层建模的方法大体上可以分为两类：一是确定型建模，即根 据各井的测井资料进行多井解释，井间则主要依靠地震信息来描述，这样井间的每一个点都有确定的数值，用这样的方法建立的模型即为确定型模型。由于地震分辨率所限，该方法只能用于勘探早期。另一类是随机建模，建立预测模型，即综合各种方法取得的信息，主要依靠沉积学的方法加上地质统计学的方法，对井点之间、之外参数作出一定精度的细致的预测估计，故称为预测模型。随机建模的具体方法有较传统的克立金法、蒙特卡洛法以及现在流行的分形法、神经网络法、遗传法、模拟退火法等几十种算法。 储层随机建模技术具有三大优点：一是可以实现油气储层的精细描述 和建模，定量表征和刻画储层各种尺度的非均质性；二是可以定量研究储层的不确定性（虽然储层在本质上是确定的，客观上是唯一的，但由于储层的复杂性和信息的有限性，因而造成描述上的不确定性。）；三是便于把各种来源的信息和资料综合到一个统一的定量模型之中。 第一章 储层随机建模研究的国内外现状 自从美国德克萨斯大学（奥斯汀）的https://www.doczj.com/doc/8215506515.html,ke 教授和挪威Nosc Hydro 石 油公司的H.Ｈaldoren 博士于1984年联名发表了储层随机建模的第一篇论
多点地质统计随机建模方法 多点地质统计学是相对于两点地质统计学而言的。地质统计学是法国巴黎国立高等矿业学院马特隆教授（G·Matheron）于1962年创立的，最初应用于采矿业中，主要解决矿床普查勘探、矿山设计到矿山开采整个过程中各种储量计算和误差估计问题。后来在石油工业中得到了迅速的发展，主要应用于储层表征与建模中（Haldorsen and Damsleth,1990；Srivastava, 1994；裘怿楠和贾爱林, 2000；王家华和张团峰，2001；吴胜和等，1999）。 1 传统地质统计学在储层表征中的应用 传统的地质统计学在储层建模中主要应用于两大方面:其一,应用各种克里金方法建立确定性的模型，这类方法主要有简单克里金、普通克里金、泛克里金、协同克里金、贝叶斯克里金、指示克里金等；其二，应用各种随机建模的方法建立可选的、等可能的地质模型，这类方法主要有高斯模拟（如序贯高斯模拟）、截断高斯模拟、指示模拟（如序贯指示模拟）等。上述方法的共同特点是空间赋值单元为象元（即网格），故在储层建模领域将其归属为基于象元的方法。这些方法均以变差函数为工具，亦可将其归属为基于变差函数的方法。 变差函数作为传统地质统计学中研究地质变量空间相关性的重要工具，然而，它的最大不足之处在于只能把握空间上两点之间的相关性，亦即在二阶平稳或本征假设的前提下空间上任意两点之间的相关性，对于表征复杂的空间结构和再现复杂目标的几何形态（如弯曲河道）比较困难。如图1-1所示，三种不同的空间结构（黑色图元和白色图元的空间分布，图1-1a至图1-1c）在横向上（东西方向，图1-1d）和纵向上（南北方向，图1-1e）的变差函数十分相似，这说明应用变差函数不能区分这三种不同的空间结构及几何形态。 变差函数是从已有数据中推算得出，但是在实际情况中，井数据的数量通常很少，不足以获得一个可靠的三维变差函数模型，在横向上尤其如此。即便井数据足够多，因为井通常被部署在有利于油气聚集的地方，因而并不能代表整个储层。因此，以变差函数为工具来捕获所要研究对象的空间变化性，无论从质和量
《储层表征与建模》作业 作业四：三维储层建模 2013年4月 （一）提供的数据资料和软件 1.建模工区及地质背景简介 已知建模工区的范围沿x、y、z方向为1000 X 1300 X 20米。三维网格数为100 X 130 X 10，网格大小为10 X 10 X 2米。主要沉积的砂体为发育在泛滥平原泥岩上的河道砂体，且河道砂体近东西向展布。另有部分河道发育决口扇砂体。工区第6网格层的沉积相切片如图1所示。 图 1 建模工区中部沉积相分布图 2.350口井的井数据 所有350井均为直井。垂向上每口井分为10个小层，每层厚度为2米，如图 2 所示。
图 2 井数据示意图 井数据文件(well.dat)中给出了每口井的x,y坐标和每个小层的中部深度，以及每个小层的沉积相类型和波阻抗、孔隙度、渗透率数据。数据格式为Gslib格式 (参考data file in Gslib.pdf)。如下所示： Well data -----------------------------------文件内容 7 -----------------------------------共有数据变量个数 X -----------------------------------数据变量名称1：x坐标 Y -----------------------------------数据变量名称2：y坐标 Depth -----------------------------------数据变量名称3：小层的中部深度 Facies -----------------------------------数据变量名称4：沉积相,共三种相：1，2，3 Impedance -----------------------------------数据变量名称5：波阻抗 Porosity -----------------------------------数据变量名称6：孔隙度 Permeability -----------------------------------数据变量名称7：渗透率 175.00 15.00 19.0 1 6793.10010 0.26800 301.94699 855.00 1025.00 17.0 3 9852.62988 0.04860 6.33635 585.00 1045.00 15.0 3 9805.87012 0.05030 10.99340 ........... 3.三维波阻抗数据体 提供的三维波阻抗数据体文件（imped.dat）也采用了Gslib的格式。波阻抗的三维 网格划分与建模工区一致。
内容摘要 随着计算机技术的迅速发展，对油藏各种特征进行三维空间定量描述和预测的综合技术，即油藏描述技术得到了很大的发展，而建立三维定量模型是现代油藏描述的核心。油藏模型研究是20世纪80年代中后期兴起的一项用于油藏描述和油藏物性分布预测的复合学科理论和方法体系，它是集数学地质、地质统计学、油层物理学等方法于一体，最大限度应用计算机技术进行油气藏及内部结构精细解剖，揭示油气分布规律，建立能够描述油气分布状况和流动特征的地质的，岩石物理的等油气参数地质模型。一般所说的地质模型指储层地质模型，且主要是建立储层孔隙度、渗透率的三维空间定量分布模型。目前，储层建模技术的发展趋势是由定性向定量发展、单学科建模研究向多学科综合建模发展、静态资料建模向动静态资料结合建模发展。其方法主要分为两类：确定性建模和随机建模。本篇主要是简介目前可行的确定性建模的方法、优缺点及适用范围。 关键词：确定性建模储层沉积储层地震克里格
一、确定性建模方法 确定性建模是对井间未知区给出确定性的预测结果,即从已知确定性资料的控制点(如井点)出发,推测出点间(如井间)确定的、惟一的和真实的储层参数。传统地质方法的内插编图、克里格作图和一些数学地质方法作图都属于这一类建模方法。目前,确定性建模所应用的储层预测方法主要有3种。 1.1储层地震学方法 储层地震学方法主要是应用地震资料研究储层的几何形态、岩性及参数的分布,即从已知井点出发,应用地震横向预测技术进行井间参数预测,并建立储层的三维地质模型。该方法主要包括三维地震和井间地震方法。 （1）三维地震方法。三维地震资料具有覆盖面广、横向采集密度大的优点。应用三维地震资料(主要是利用地震属性参数,如层速度、波阻抗、振幅等),结合井资料和VSP资料,可在油藏评价阶段建立油组或砂组规模的储层地质模型,主要确定地层格架、断层特征、砂体的宏观格架及储层参数的宏观展布。 (2)井间地震方法。由于井间地震方法采用了井下震源及邻井多道接收,因而比地面地震(如三维地震)具有更多的优点:有较高的信噪比、增加了地震信息的分辨率、利用地震波的初至可准确地重建速度场,从而大大提高了井间储层参数的解释精度。 1.2 储层沉积学方法 储层沉积学方法主要是在高分辨率等时地层对比及沉积模式基础上,通过井间砂体对比建立储层结构模型。 井间砂体对比是在沉积模式和单井相分析的基础上进行的。传统对比方法主要依据井间测井曲线的相似性或差异性来进行井间砂体解释。实际上,科学的井间砂体对比应是利用多学科方法(层序地层学原理、沉积学原理、高分辨率地震勘探资料及地层测试资料等)进行综合一体化的解释过程。 1.3克里格方法 克里格方法是以变差函数为工具进行井间插值而建立的储层参数模型。井间插值是建立确定性储层参数分布模型的常用方法。该方法大致可以分为传统的统计学插值方法和地质统计学估值方法(主要是克里格方法)。由于传统的数理统计学插值方法(如反距离平方法)只考虑观测点与待估点之间的距离,而不考虑地质规律所造成的储层参数在空间上的相关性,因此插值精度较低。为了提高对储层参数的估值精度,人们广泛应用克里格方法来进行井间插值。克里格法估值是根据待估点周围的若干已知信息,应用变异函数所特有的性质对估点的未知值做出最优(即估计方差最小)、无偏(即估计值的均值和观测值的均值相等)估计，基本的克里格方法包括简单克里格、普通克里格、具有各种趋势模型的克里格、协同
随机反演在储层表征中的应用 Sérgio Sacani Sancevero1, Armando Zaupa Remacre1, Evaldo Cesário Mundim2 摘要：为了有效的进行储层表征，必须将所有能够得到的现场资料进行整合。在实际生产中完成这种整合并不容易，所以有必要运用如地震反演等特殊方法。地震反演是融合测井数据和地震资料的有效方法，可以得到一个模型，该模型在预测过程中可用于流体数字模拟。地震反演可以通过很多种方法做到，主要可以分为两大类：一类是确定性方法（其代表是回归反演和约束稀疏脉冲反演），另一类是随机方法（其代表是地质统计学反演）。在本次研究中，通过随机反演结果和确定性反演结果的对比展示了随机反演是如何改进油藏描述过程的。随机反演可以运用较高的采样率（和储层模型的网格大小相接近），来产生一个更可靠的模型。随机反演方法还可以生成一些基本统计测量结果来改进解释结果的精确度。正因为在随机反演的过程中可以实现大量数据，所以使得储层模型的不确定性研究成为可能。 关键词：随机反演；井震结合数据；储层表征 1 介绍 为了更有效的研究储层非均质性，需要建立一个融合所有即得数据的定量模型。然而在实际应用中要将所有信息整合为一个协调的统一模型并非易事。在各种现有的模型中，主要是运用地震数据来生成储层的地质模型，而波阻抗的地震数据反演由于其在解释各种数据方面的精确性已经成为石油工业的储层表征过程中的非常出色的工具。 由于波阻抗是通过密度和纵波速度的乘法运算获得，它可以确定地层性质而不是层面性质。通过地震反演的方法，可以将波阻抗与其他重要的定量数据如孔隙度、岩性、产层有效厚度和渗透率等直接结合，从而建立储层性质的基础模型。这些模型起到很大的作用，因为它们可以直接用于流体模拟输出，这可以使井位确定和生产层开发以更有效的方式进行。 现在有很多方法都能完成地震反演，继而获得波阻抗。可以将这些方法分为两大类：一类是确定性方法，即生成一个单一的波阻抗模型；另一类是随机性方法，即生成复合的等概率模型。据Rowbatham等（2003），确定性方法在计算时间和磁盘空间方面总体来讲要便宜的多，其输出结果的垂向清晰度受地震带宽限制。当确定性反演的结果用于储层性质评价时，会产生均一性的影响，减少孔隙度的变化，
. 第八章储层地质建模 油藏描述和模拟是现代油藏管理的两大支柱。油藏描述的最终结果是要建立油藏地质模型。油藏地质建模是近年来兴起的一项对油藏类型、油藏几何形态、规模大小、厚度及储层参数空间分布等特征进行高度概括的新技术。 油藏地质模型的核心是储层地质模型。高精度的三维储层地质模型不仅能深刻揭示储层岩石物理性质、空间分布的非均质性，而且对油田开发中油水运动规律有着十分重要的意义。可以说，一个好的储层地质模型是成功进行油藏开发及部署的关键。 一、地质建模方法及其评述 （一）地质建模方法 在油田不同的勘探开发阶段，由于资料占有程度的不同、勘探目的与任务的不同，因而所建模型的精度及作用亦不同。据此，可将储层地质模型分为三类，即概念模型、静态模型和预测模型（表8-1）。 表8-1 不同阶段的地质模型（据穆龙新，2000） 井资料开展的储层地质模型是建模技度的主要方法即是提高井间预测精度。;. .
术中的关键点，是如何根据已知控制点的资料，通过内插与外推从而了解资料点间及其外围油藏的特性。根据这一特点，建立定量储层地质模型方法基于两点，即确定性的和随机性的。 1．确定性建模 确定性建模方法认为，资料控制点间的差值是唯一的解，是确定性的。传统地质工作的内插编图，就属于这一类。克里金作图和一些数学地质方法作图也属于这一类建模方法。开发地震的储层解释成果和水平井沿层直接取得的数据或测井解释成果，都是确定性建模的重要依据。井间插值方法很多，大致可分为传统的统计学插值方法和地质统计学估值方法（主要是克里金方法）。由于传统的数理统计插值方法只考虑观测点与待估点之间的距离，而不考虑地质规律所造成的储层参数在空间上的相关性，因此插值精度很低。实际上，这种插值方法不适用于地质建模。为了提高对储层参数的估值精度，人们广泛应用克里金方法来进行井间插值。 克里金法是地质统计学的核心，它以变差函数为基本工具，研究区域化变量的空间分布规律。克里金方法是法国G. Matheron教授以南非矿山地质工程师D. G. Krig的名字命名的一种方法，是随着采矿业的发展而产生的一门新兴的应用数学分支。克里金方法主要应用变异函数和协方差函数来研究在空间上既有随机性又有相关性的变量，即区域化变量。从井剖面中获取的储层参数如孔隙度、渗透率、泥质含量均为区域化变量。 广义上，克里金法是一种求最优、线性、无偏内插估计量的方法；具体讲，克里金法就是在考虑了信息样品的形状、大小及其与待估块段相互间的空间分布位置等几何特征以及样品的空间结构之后，为了达到线性、无偏和最小估计方差的估计，而对每一样品值分别赋予一定的权系数，最后进行加权平均来估计样品的方法。 显然，克里金法最重要的工作是：第一，列出并求解克里金方程组，以便求出各克里金权系数λi；第二，求出最小估计方差——克里金方差。 设Z(x)是被研究的定义在点支撑上的区域化变量，且假定Z(x)服从二阶平稳，即有期望：E[Z(x)]=m，及中心化协方差函数：E{[Z(x+h)-Z(x)]}=2γ(h)。求对中心位于x0的域V(x0)的平均值： ;. . Zv=1/V∫V(x0)Z(x)dx （1） 而在待估域V（图8-1）的周围有一组信息值{Zα，α＝1，2，…，n}，在二阶平稳下，它们的期望： E{Zα}＝m （2） 则待估域V的实际值Zv的估计值Zk是这n个有效数据Zα（α＝1，2，…，n）的线性组合： Zk＝∑λαZα（3）