储层建模基本概念
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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)建模的核心问题是井间储层预测。
在给定资料的前提下,提高储层模型精细度的主要方法即是提高井间预测精度。
利用井资料开展的储层地质模型是建模技术中的关键点,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。
储层建模概念1.1 储层建模概念三维储层建模,即建立储层特征三维分布的数字化模型,其本质是基于三维网格表征储层特征的分布,其成果是三维数据体。
这一技术是上世纪80年代随着计算机技术的发展而发展起来的。
基于计算机存储和显示技术,将储层三维网块化(3D griding)后,对各个网块(grid)赋以各自的储层参数值,并按三维空间分布位置存入计算机内,形成了三维数据体,这样就可以进行储层的三维显示,可以任意切片和切剖面(不同层位、不同方向剖面),以及进行各种运算和分析。
值得注意的是,三维地质建模的概念有狭义和广义之分。
狭义的三维地质建模是以单井解释和平面地质研究(包括地质规律研究)为基础,应用三维插值(或模拟)的方法建立三维地质模型;而广义的三维地质建模则涵盖了单井解释、平面地质研究、地质规律(模式)研究等,最终建立三维地质模型。
1.2 储层建模意义从本质上讲,三维储层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。
与传统的二维储层研究相比,三维储层建模具有以下明显的优势:(1)能更客观地描述储层,克服了用二维图件描述三维储层的局限性(层内非均质性的侧向变化),可从三维空间上定量地表征储层的非均质性,从而有利于油田勘探开发工作者进行合理的油藏评价及开发管理。
(2)可更精确地计算油气储量。
在常规的储量计算时,储量参数(含油面积、油层厚度、孔隙度、含油饱和度等)均用平均值来表示。
显然,应用平均值计算储量忽视了储层非均质因素,例如,油层厚度在平面上并非等厚,孔隙度和含油饱和度在空间上也是变化的。
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,其计算精度比基于平均值的储量计算精度高得多。
同时,由于可得到基于网格的储量分布模型,因此,可方便地进行储量查询,如方便地求出不同断块、不同微相、不同流动单元、或任一指定区域的储量值,从而十分有利于储量评价和油藏管理。
《储层表征与建模》储层构型课件 (一)
最近,我认真学习了一门叫做“《储层表征与建模》储层构型课件”的课程,今天我想和大家分享一下我的学习体会。
首先,储层构型是石油地质学中的重要概念,它是指由各种不同地层构成的地质单元形成的整体地质结构。
储层构型的研究可以帮助我们充分了解地质构造、储层特征及储量分布等重要参数。
在《储层表征与建模》储层构型课件中,我们首先介绍了储层构型的基本概念、分类及特征。
我们通过对真实案例的分析,并结合地球物理信息、岩石学、沉积学等相关知识,了解了不同类型的储层构型的形成机理及其特征。
例如:沙岩储层的构型比砂岩储层更加透水性好且具有更高的渗透性,因为沙岩的颗粒更大,空隙度也更大,更适合油气储藏。
其次,该课程中,我们深入学习了储层的表征和建模。
储层表征是其他储层研究工作的基础,简言之,就是用各种方法和工具分析储层研究中得到的各类数据,来建立构造、岩性、成岩作用、孔隙结构等方面的三维数值模型。
而储层建模是在储层表征的基础上,针对具体的储层类型,对储层流体性质、流体流动规律以及地质反演等进行模拟模型的建立,为石油工业调查、勘探、开发和生产等提供重要的理论基础。
最后,在该课程中,我们还了解了储层结构的细节,包括构造刻画、流体地球化学、碳酸盐岩的孔隙空间结构等。
这些细节使我们更好地理解储层构型的形成机理,更准确地把握石油勘探和开发中出现的挑战。
总之,本次学习让我对储层构型的认识更加深入,更加清楚了解了储层表征和建模的基础及其重要性。
对于石油行业工作者和研究人员来说,这门课程具有极高的实践应用价值,在未来的石油勘探和开发工作中将发挥重要作用。
储层建模基本概念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。
碎屑岩储层物性研究及其在油气勘探中的应用碎屑岩储层是油气勘探和开发中非常重要的储层类型之一。
在碎屑岩储层的物性研究中,主要关注的是岩石的孔隙度、渗透率、孔隙结构和孔隙类型等参数的测定和分析。
本文将探讨碎屑岩储层物性研究的方法和技术,并介绍其在油气勘探中的应用。
一、碎屑岩储层物性研究方法1. 岩心分析岩心是碎屑岩储层研究的重要样本,可以通过分析岩心样品的物性参数来获得储层的基本特征。
常用的岩心分析方法包括岩心薄片观察、岩心孔隙度测定和渗透率测定等。
岩心薄片观察可以获取岩石的孔隙结构和孔隙类型信息,孔隙度测定和渗透率测定则可以获得储层的孔隙度和渗透率数值。
2. 流体测试流体测试是通过实验室测试来获取储层渗透率和渗透率测井参数的方法。
常用的流体测试方法包括注水法和气体测井法。
注水法是通过人工注入水来测定储层的渗透率和渗透率测井参数,而气体测井法则是利用气体在储层中的渗透性差异来推断储层的渗透率和渗透率测井参数。
3. 地震反演地震反演是一种非侵入式的物性研究方法,通过采集地震数据和地震波传播模拟来推断储层的孔隙度和渗透率等物性参数。
地震反演方法可以提供储层的连续性和空间分布等信息,对于大规模地质储层的研究具有重要意义。
二、碎屑岩储层物性研究的应用1. 储层评价碎屑岩储层物性研究是储层评价的重要组成部分。
通过对岩石的孔隙度、渗透率和孔隙结构等参数的测定和分析,可以评估储层的储集性能和渗流能力,为油气勘探提供重要的依据。
2. 储层建模碎屑岩储层物性研究可以用于储层建模。
储层建模是指根据储层物性参数和地质结构特征等信息,利用数学方法构建储层模型。
通过储层建模,可以模拟储层的渗流规律和储集层分布等特征,为油气开发和生产提供可靠的参考。
3. 油藏开发优化碎屑岩储层物性研究对于油藏开发的优化具有重要意义。
通过分析储层的物性参数和渗透率分布等信息,可以优化油藏的开发方案,提高油气的产量和采收率。
综上所述,碎屑岩储层物性研究在油气勘探和开发中起着重要的作用。
断块油藏储层建模及剩余油挖潜建议断块油藏是指油气藏的储层具有明显的断层和断块特征,储量丰富但采收率低,开发难度大。
对于断块油藏的储层建模和剩余油挖潜,需要采取一系列有效的措施和方法,以提高油田的开发效益和经济效益。
本文将重点介绍关于断块油藏储层建模以及剩余油挖潜的建议。
一、断块油藏储层建模1. 储层描述对于断块油藏的储层建模,首先需要对储层进行描述和分析。
通过地质勘探和采油作业数据,获得储层的地质特征、断层分布、储量分布等信息。
对断块油藏的特殊地质条件进行认真的分析和描述,确定储层的基本特征和分布规律。
2. 地质建模在分析储层特征的基础上,进行地质建模工作。
通过三维地震资料、测井数据、岩心分析等,建立储层的地质模型。
结合现场地质测量结果,绘制出储层的结构模型、储量模型和渗透率模型。
通过地质建模,可以更清楚地了解储层的空间分布和特征,为后续的开发工作提供可靠的依据。
3. 动态建模除了静态地质建模外,还需要进行动态建模工作。
通过数值模拟和流体动力学模拟,对断块油藏的流体动力学特性进行模拟和分析。
根据模拟结果,预测储层的产能、采收率以及剩余油分布等信息。
动态建模是进行开发和调整方案的重要依据,有助于优化油田的开发和生产规划。
二、剩余油挖潜建议1. 水驱优化对于断块油藏来说,由于断层的存在,通常存在一些难以开发和采收的残余油。
在实际开发中,可以采取水驱优化措施,通过合理的注水方式和注水量,提高油藏的驱替效率,促使残余油的释放和采收。
可采取多层次注水的方式,力求使水驱达到均匀的渗透效果,提高采收率。
2. 气驱改造对于某些局部区域难以实现油气分层开采的断块油藏,可以考虑进行气驱改造。
通过注入适当的天然气或其他气体,改变储层的油水界面张力和相对渗透率,促进原油的驱出。
气驱改造是一种比较有效的剩余油挖潜方法,对一些难以开采的区域具有显著的效果。
3. 页岩气开发对于部分断块油藏而言,因为存在天然气水合物和页岩气等资源,可以通过页岩气开发的方式,提高整个油藏的产能和采收率。
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
随机算法,来产生多个高精度的随机实现图像(预测模型)。
3)产生作用的区别。
概念模型在勘探初期具有极大的指导价值,将成功油气区的储层概念模型结合本地的实际情况能够有效地指明靶区部位及特点,从油田发现开始,到油田评价阶段和开发设计阶段,主要应用概念模型研究各种开发方案与战略问题;静态模型为油田开发实施方案(即注采井别的确定、射孔方案实施等)、日常油田开发动态分析和作业实施、配产配注方案和局部调整服务;预测模型能够准确地描述储层参数的空间分布,指导调整开发方案进行剩余油地开采。
3、储层确定性建模与随机建模的概念是什么?其内涵有何差别?
答:确定性建模是对井间未知区给出确定性的预测结果,即试图从具有确定性资料的控制点(如井点)出发,建立唯一而确定的储层骨架(相、砂)和储层参数(孔、渗、饱)模型。
随机建模是以现有的数据或信息为基础,以随机函数为理论,通过计算机技术人工合成可选的、等概率的、高精度的反映现有参数数据空间分布的模型。
确定性建模与随机建模的差别:
1)确定性建模给出的是局部精确估计,而随机建模重点放在恢复区域特征(结构)和统计参数(直方图、协方差等)上,不是拘泥于局部的精确性。
2)确定性建模得到的是局部的唯一估计,而随机建模给出的是多个等概率的实现,这一系列实现的差异反映了储层属性空间分布的非均质性和不确定性。
4、基于目标与基于象元的随机模拟方法有何差异?
答:基于目标的随机模拟方法是以目标物体(即离散性质的地质特征,如沉积相、流动单元等)为基本的模拟单元。
模拟过程是将物体“投放”于三维空间,也就是说将目标体投放于背景相中,因此,这种方法适合于具有背景相的目标(物体或相)模拟。
基于象元的随机模拟方法是以象元(相当于网格化储层格架中的单个网格)为基本的模拟单元,既可用于连续性储层参数的模拟,也可用于离散地质体的模拟。
5、常用的随机建模方法有哪些?其适用条件和优缺点是什么?
答:常用的随机建模方法有示性点过程(布尔模拟)、序贯高斯模拟、截断高斯模拟、序贯指示模拟、分形模拟、多点地质统计模拟等。
常见的随机建模方法比较
6、储层地质建模的基本步骤有哪些?
答:储层地质建模的基本步骤有:
1)数据准备。
储层建模是以数据库为基础,数据的掌握(拥有)程度及其准确性在很大程度上决定着所建模型的精度。
2)构造建模。
构造模型反映储层现今的空间格架特征,由断层模型层面模型组成。
3)储层属性建模。
储层属性建模是在构造模型的基础上,建立储层属性的三维分布,储层属性包括离散属性和连续属性,一般首先建立广义的相模型(或称骨架模型),然后建立储层参数模型。
4)图像显示。
三维空间赋值所建立的是数值模型,即三维数据体,对此可进行数据——图形变换,以图形的形式显示出来。
5)模型优选。
随机建模可产生大量等概率的实现,各实现之间的差别可以用来对储层的不确定性进行评价。
6)体积计算。
储层建模的目的之一就是进行油气储量计算。
7)模型粗化。
三维储层地质模型为三维数据体,可输入到模拟器进行油藏数值模拟。
7、什么是粗化模型?为什么要进行模型粗化?如何进行模型粗化?
答:模型粗化是使细网格的精细地质模型“转化”为粗网格模型的过程。
在这一过程中,用一系列等效的粗网格去“代替”精细网格中的细网格,并使该等效粗网格模型能反映原模型的地质特征及流动响应。
地质模型的网格数太大而数模器难以处理,必须要先对储层模型进行粗化,然后输入数模器。
由于目前计算机内存和速度的限制,动态的数值模拟不可能处理太多的节点,常规的黑油模拟的模型网格节点数一般不超过80万个,而精细地质模型的节点数可达到数百万甚至千万个,因此在绝大部分情况下,需要对地质模型进行粗化。
模型粗化包括两个步骤:
1)粗化网格的设置。
在地质模型三维网格的基础上,分别按X、Y、Z方向合并网格,粗化模型网格的大小,可以使均匀的,也可以是不均匀的。
2)属性粗化计算。
将细网格地质模型的属性转换到粗网格中,标量参数(如孔隙度)可以应用算术平均法进行粗化计算;而矢量参数(如渗透率)由于具有方向性,不能用算术平均法粗化,一般是通过流动模拟法进行粗化。
8、如何建立逼近地质实际的储层地质模型?如何理解等时建模、成因控制建模、相控建模?
答:在实际的随机建模过程中,为了尽量降低模型中的不确定性,应尽量使用确定性信息来限定随机建模过程,进行随机建模与确定性建模相结合的建模。
通过多学科资料,可以提取井间储层的一些确定性信息;另外,为降低模型的不确定性,应尽量应用多种资料(地质、测井、地震、试井等)进行协同建模等。
等时建模是指在建模过程中,将地质体划分出若干具有不同储层分布模式的等时层,分层建模,然后组合成统一的储层地质模型。
成因控制建模是在相建模过程中充分考虑相的成因(沉积机制、分布模式及分布规律),应用相成因关系约束建模过程。
相控建模是在相模型的基础上,根据不同沉积相的储层参数定量分布规律,分相进行储层参数的插值或模拟,建立储层参数分布模型。