储层多点地质统计学随机建模方法研究论文

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@ 。

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 -pointChen 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 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。

【利用多点地质统计学方法模拟岩相分布论文】传统的地质统计学是利用变差函数描述地质变量的相关性和变异性，通过建立在某个方向上两点之间的地质变量的变化关系来描述空间的变化特性.但是，建立在两点统计关系上的变差函数本身在描述储层非均质性上有很大的不足，它反映的仅仅是空间两点之间的相关性，不能充分描述复杂几何形状砂体如河道砂体和冲积扇砂体空间的连续性和变异性.当井资料较少时，用于计算实验变差函数的点对很少，它也就不能正确反应空间两点之间的相关性.建立在两点基础上的变差函数在储层地质建模中存在一定的不足，而多点地质统计学[14是建立在多个点的相关关系上，所以它在解决描述空间变量的连续性和变异性方面得到越来越广泛的应用.斯坦福大学的Journel教授曾指出多点地质统计学是今后地质统计学发展的方向，它的优势已越来越显著.1多点地质统计学的原理在阐述多点地质统计学之前，首先回顾一下变差函数的地质统计学方法是如何模拟储层岩相分布的，以序贯指示模拟算法为例进行说明.该方法的基本原理简述如下：假设在模拟区域有k种岩相S1，S2…?》，对于模拟目标区域内的每一相，定义指示变量：对于任一待模拟点，其出现第k种相的概为:P(Ik=1lz(u)SaVa)，a为待估点所包括的条件区域，利用两点地质统计学方法计算该概率是采用克里格方法：其中，&为克里格方法确定的权系数，它通过求解由变差函数或协方差函数建立的克里格方程组来确定.多点地质统计学与两点地质统计学的主要区别在于上面的概率的确定方法不同，它首先引入一训练图像，通过在训练图像中寻找与待估点内条件数据分布完全相同的事件的个数来确定概率分布，因此它可以反映出多个位置的联合变异性.例如，计算图1()中u点的概率时，相应的条件数据场为da={Z(ul)Z(u2)，Z(U3)，Z(U4)}，其基本方法是首先要在训练图像(b)中寻找与图(a)中数据分布完全相同的事件的个数，即要在训练图像中找出与图（a)几何完全相同的区域，同时在该区域中相同的位置处z(U1)，Z(u2)，z(u3)，z(u4)的值完全相同.在训练图像中一共找到4个既能满足条件数据u1,u2，u3，u4数值，同时又能满足它们分空间几何形状的事件，在这4个事件中，3个事件的u点的值为0，只有1个事件中u点值为1，因此u点岩相为1的条件概率为P{u=1Idn}=1/4,而P{u=0Idn}=3/4,这样便可求出了u点的条件概率.因此u点岩相为1的条件概率为P{u=1Idn}=1/4,而P{u=0Idn}=3/4,这样便可求出了u点的条件概率.上述方法不仅考虑了区域内条件数据的值而且也考虑了条件数据的几何形状.而两点地质统计学只是依靠Z(u1)，Z(u2)，Z(u3)，Z(u4)的值及各点与u点距离通过求解克里格方程组来确定u点的概率，并没有考虑dn的几何形状和各条件数据的配位关系.基于上述原理，SebastienStrebelle提出了snes-im模拟算法121，利用该算法可以快速、灵活地模拟岩相分布.该方法的具体步骤为：(1)利用非条件模拟建立三维训练图像；(2)定义通过所有待估结点的随机路径；(3)对随机路径中的任意待估点/(=1，2，…，1):①定义查找范围内的条件数据;②保留邻区的数据点;③在训练图像中寻找与该区域内条件数据完全相同的事件，计算该点岩相的分布概率.④由MontoCarlo法得到位置处的一个模拟值;⑤将模拟结果归入条件指示数据集中.(4)重复上一步模拟，直到所有的点全被模拟.训练图像既可以通过非条件模拟求出，也可以通过该地区的地质露头资料分析得出.对训练图像的条件非模拟可以选择非条件的布尔模拟方法，其方法和原理参见文献.2实例分析对于开发中后期的砂岩油藏储层参数模拟采用两阶段模拟方法可以较为准确地反映储层的非均质性，而“两步建模”的第一步就是要建立储层结构或流动单元模型，模拟沉积体在空间排列的复杂性;利用多点统计学模拟方法可以较好地完成砂体骨架模拟.模拟区域选择我国东部某砂岩油藏第15小层，在该层一共有64口井，测井资料解释结果表明有26口井钻遇砂体，另外38口井钻遇泥岩，砂体比例为40%.对岩相进行编码，砂岩为1，泥岩为0，图2为该层井位分布图.采用上述方法模拟砂体的分布.首先建立训练图像，运用布尔模拟方法，把砂体比例40%输入，为保证训练图像数据充足，网格划分为250X250X1，一共由62500个模拟数据组成，布尔模拟结果见图3.把条件数据和布尔模拟生成的训练图像，输入到snesim模拟算法中进行模拟.根据该区域的特点，椭圆最大搜索半径选为300m,搜索半径内最多的条件数据设为30，搜索主方向选择物源方向5°，得到该层的砂泥岩分布（图4).从模拟结果看出，它很好地满足了条件数据，即在各井点处的模拟结果与数据相一致，这表明该方法为条件模拟.同时，模拟的砂体展布方向和趋势与依靠地质经验手工绘制的砂体展布图（图5)比较吻合，在模拟的左下角与左上角砂体的展布与手工勾绘的几乎完全一致，但该方法在局部区域表现出砂体展布的非均质性和不确定性，与手工勾画砂体展布的平滑而唯一的表现是具有一定差别的，它充分体现了砂体局部的变异性和非均质性.3结论(1)多点地质统计学是今后地质统计学发展的主要方向，它可以联合反映空间多个位置点的几何形状和相互配位关系;在模拟具有复杂形状地质体分布时，它比两点地质统计学方法具有更大的优势.(2)利用snesim模拟算法可以快速灵活地进行多点地质统计模拟，模拟的岩相展布图具有一定的真实性，它为储层参数的两阶段模拟奠定了基础.感谢您的阅读！。

多点地质统计随机建模方法摘要：系统地介绍了多点地质统计学的基本原理及方法。

阐述了多点地质统计学在储层随机建模的实际应用。

该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。

这一新方法的提出对推动储层随机建模方法研究具有重要理论意义，对油田生产建立高精度储层地质模型也具有重要现实意义。

通过理论与实例研究，分析了目前多点统计学尚存在的问题（包括训练图像平稳性问题、目标连续性问题以及综合软信息的问题等）及未来发展的方向。

关键词：多点地质统计学储层随机建模Snesim方法Simpat算法SMPS方法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。

多点地质统计学在储层建模中的应用谢爽1，董伟1张贤毅1张兴旺2，毛鑫11 成都理工大学能源学院,成都,6100592 塔里木油田分公司，新疆库尔勒，841000摘要:多点地质统计学为储层随机建模的国际前沿研究方向。

该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。

通过理论与实例研究,分析了目前多点统计学尚存在的问题(包括训练图像平稳性问题、目标连续性问题以及综合软信息的问题等)及未来发展的方向。

关键字：多点地质统计学；储层建模；传统地质统计学；Application of Multiple-Point Geostatistics in Stochastic Modeling Abstract: Multiple-point geostatistics is a promising discipline in reservoir stochastic modeling. This approach combines the advantages of two methods: pixel-based two-point simulation and object-based simulation, which is able to make a more exact reservoir modeling for the reservoir with complex variability, especially the fluvial reservoir. With the analysis of the traditional modeling methods, the paper presents the principle of multiple-point geostatistics and SNESIM algorithms, and simulates the sand distribution of a braided distributary channel reservoir in one development block.The result indicates that this approach is better than the traditional methods for the fluvial reservoir modeling. Finally, the paper discusses some main problems, including the training images, object continuity, data template, and integration of seismic information.Key words: multiple-point geostatistics; stochastic modeling;新近兴起的多点地质统计学为地质学家和储层建模人员提供了一种有力工具,它强调使用训练图像把先验模型明确而定量地引入到储层建模当中。

储层随机建模研究综述摘要：油气储层随机建模是20世纪80年代后期刚刚萌芽兴起的一项油藏描述高新技术。

它是为适应油气田开发的深入，应用先进的二次采油和三次采油技术进一步提高油气采收率的需求应运而生的。

本文阐述了储层随机建模技术的概念及意义，分析了该技术的研究现状和主要算法原理，并介绍了目前国内外相对比较成熟的随机建模软件。

关键词：储层表征，随机建模，应用软件引言储层表征技术是综合利用各种观测结果例如岩心、测井响应、地震响应等研究目的层的各种非均质性．建立起能够反映三维空间地质特征的储层地质模型。

从目前建立模型的方法来看，大体上有两种方法，一是确定性建模，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，用这种方法建立的地质模型可以称为确定性模型。

但由于受地震资料分辨率的限制，该方法只能解决勘探早期储层描述的要求，对于开发中后期剩余油的挖潜来讲该方法就显得力不从心。

另一种方法就是随机建模，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，对井间参数作出了一定精度的细致的预测估值，故称之为预测模型。

随机建模的具体方法目前发展较快的是地质统计学方法。

这种方法的思路是寻求比较符合地质规律的地质统计模型和方法．来表征各种沉积类型的储层参数的变化规律，然后用这种已知的规律，对井间未知地区参数的空间分布规律作出预测估值。

1 储层随机建模概述1.1 随机建模的概念及意义地下储层本身是确定的，它是许多复杂地质过程（沉积作用、成岩作用和构造作用）的综合的、最终的结果，具有确定的性质和特征。

但是，在现有资料不完善的条件下，由于储层结构空间配置及储层参数空间变化的复杂性，人们又难于掌握任—尺度下储层的确定且真实的待征或性质。

待别是对于连续性较差且非均质性强的陆相储层来说，难于精确表征储层的特征。

这样，出于认识程度的不足，储层描述便具有确定性，这些不确定性需要通过“猜测”确定的储层性质，即为储层的随机性质。

基于多点地质统计学的三维地质体随机建模方法研究地质体及地质结构的三维可视化表征可以提供对地下地质现象及构造更加真实、直观的描述,已经成为推动“玻璃地球”、“智慧城市”建设的关键与核心技术之一。

随着三维地质建模技术的发展以及在各个地质领域的深入应用,对三维模型的要求已经更多地从定性描述转向了定量评价。

多点地质统计学随机建模方法已经成为复杂三维地质模型自动构建与模拟领域的一个重要分支,其基本理论的发展以及各种算法的提出为各向异性的地下复杂地质结构的三维重建和定量分析提供了技术方法支持。

但是,面对实际的三维地质建模实践,尤其针对沉积松散、分布不均、厚度较薄、多碎片化结构的第四纪沉积体系,获得一个完整、可靠的用于多点地质统计学随机模拟的三维训练图像非常困难,而且基于规则网格的模拟结果不能准确地反映地质沉积及构造结构在客观世界中的真实形态与分布特征。

概括地讲,目前三维地质建模方面存在的主要挑战包括:(1)地下各向异性的复杂地质体结构模型的高效、自动重构问题。

(2)地质格架模型与精细属性模型的一体化建模与表达。

(3)所建模型是否能够为地质定量分析、评价以及可视化决策提供支持。

第四纪松散沉积层对人类活动影响最大,我国各大、中城市都分布于平原地区或高原地区的第四纪沉积层之上。

而且,各类地质灾害问题都与第四纪浅层地下地质体及地质结构的空间分布及地质现象的动力学过程相关。

由此可见,三维地质模型的构建已经成为城市地下空间利用和地质环境定量评价的基础性工作。

以典型的第四纪沉积体系建模为例开展三维地质体随机建模方法研究,提出具有针对性的新策略、新方法、新模型,构建从数据处理、建模方法到模型可视化表达的全流程解决方案,具有重要的理论和现实意义。

本文针对以上问题和挑战,提出了基于多点地质统计学的三维地质建模关键技术、优化方法以及完整的基于多点地质统计学的三维随机建模流程。

针对实际地质勘查数据分布不均衡的问题,重点研究了多点地质统计学随机模拟方法中模拟路径、搜索邻域以及后处理技术的优化方法;面对三维训练图像获取困难以及其对平稳性假设的高度依赖问题,研发了一种基于低维数据的三维地质体模型自动重构方法;为了实现地质格架模型与精细属性模型的一体化建模与精确表达,开展了地质结构模型约束下的精细三维体元模型的自动生成方法研究。

一种基于沉积模式的多点地质统计学建模方法尹艳树;张昌民;李少华;王军;宋道万;龚蔚青【摘要】地下储层分布是位置的函数,不同位置处的沉积模式具有差异性.在储层预测时,除了挖掘已有资料所提供的结构和统计信息外,还应该引入待估点位置的信息,以反映沉积储层模式随位置变化的非平稳特征.提出了一种基于沉积模式的多点地质统计学方法,通过距离函数将储层特征与沉积位置相关联,采用整体替换、结构化随机路径以及多重网格策略再现沉积模式.基于现代鄱阳湖沉积所建立的合成非平稳性三角洲前缘沉积地层建模表明,新设计的方法较传统的建模方法更好地反映了三角洲相沉积地层非平稳沉积模式,新设计方法有更好的地质适用性.研究丰富了储层三维建模理论和方法,为实际油藏建模提供了新手段.【期刊名称】《地质论评》【年(卷),期】2014(060)001【总页数】6页(P216-221)【关键词】距离函数;平稳性;多点地质统计学;沉积模式;非平稳储层【作者】尹艳树;张昌民;李少华;王军;宋道万;龚蔚青【作者单位】长江大学地球科学学院,湖北荆州,434023;长江大学地球科学学院,湖北荆州,434023;长江大学地球科学学院,湖北荆州,434023;胜利油田地质科学研究院,山东东营,257015;胜利油田地质科学研究院,山东东营,257015;胜利油田地质科学研究院,山东东营,257015【正文语种】中文1 问题的提出储层预测是指根据周围条件数据点对待估点储层特征的一种估计。

不同估计方法和手段构成不同的建模方法。

在预测时，强调对已知信息的挖掘，以约束和指导待估点的预测。

对信息的挖掘包括两个方面，一是挖掘数据所反映的储层空间结构特征，二是揭示数据所反映的储层统计特征。

在两点地质统计中，储层空间结构通过变差函数进行描述（侯加根，1993；彭仕宓等，2004；马晓强等，2012）；在多点统计中，储层结构通过空间多点联合来反映（吴胜和等，2005；尹艳树等，2006）。

气田开发收稿日期:2005-08-17;修回日期:2005-10-31.基金项目:国家“973”项目“低效气藏的形成机理及地质模式研究”(编号:2001C B209106)资助.作者简介:尹艳树(1978-),男,湖北仙桃人,博士研究生,从事油藏描述与储层建模研究.E -mail :yys 6587@ .储层随机建模研究进展尹艳树,吴胜和(中国石油大学资源与信息学院,北京102249)摘要:按照模拟网格不同储层随机建模技术可以分为基于目标的方法和基于象元的方法2类。

介绍了基于目标方法中的布尔模拟方法及其改进,这些改进包括井间和井上模拟时采取不同的概率分布、模拟多个岩相单元、模拟具有波动顶底的目标、综合地震数据、采取Gibbs 分布的广义示性点过程模拟目标之间相互影响以及采用线模型模拟河道的目标层次建模(Fluvsim)。

论述了基于象元方法中的新方法,指出多点地质统计学比传统的两点统计学具有明显优势,分析了多点地质统计学存在的问题及其改进方向(平稳性问题处理、目标体连续性处理、数据样板选择、综合地震信息方面)。

最后评述了储层随机建模的发展方向,指出在目标之间相互影响函数的确定、获取反应实际储层结构特征参数、先验概率求取以及随机模拟结果评价方面有待进一步研究。

关键词:储层随机建模;布尔方法;多点地质统计学;改进中图分类号:TE 122.2 文献标识码:A 文章编号:1672-1926(2006)02-0210-070　前言储层随机建模是一项综合利用多学科知识再现储层非均质性的技术[1]。

经过近20年的发展,储层随机建模技术已经得到地质学家及油田工程师的广泛认可和大量应用。

按照研究对象的不同,可以把随机建模方法分为2类:基于目标的方法和基于象元的方法。

基于目标的方法通过对目标几何形态(如长、宽、厚及其之间定量关系)的定量研究,在建模过程中直接产生整体目标块;而基于象元的算法则是逐网格分配储层属性值。

基于目标的方法如布尔模拟方法(Boolean simulation ),为标点过程的一种,是勘探早期井网较稀建立砂泥岩剖面优选的方法,在20世纪80年代及90年代早期得到重点研究和广泛应用。