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现代油藏描述技术状况及发展趋势

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现代 油藏 描述 技术 状况 发展趋势
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一、油藏描述技术发展过程油藏描述的理论及技术在二十年中有很大的进展。据 (1993) 统计结果表明 ,油藏描述技术初期对提高采收率有明显的效益 ,但在 80 年代未到 90 年代初 ,以油气区为单位的平均采收率并未显著提高 ,产量预测结果也存在着明显的误差。我国油藏描述自上世纪 80 年代中期引入 ,组织多学科一体化描述在一些不同类型的油田取得了明显的经 济效益 ,因而国家储量委员会及原 石油天然气集团公司先后做出了在报储量前必须进行油藏描述以确保在对油藏正确认识的基础上 ,使所计算的储量更加准确。国内各油田将油藏描述作为勘探开发必备的研究工作列入工作规范 ,有的以巨资购置外国公司的油藏描述软件 ,但并不是每个油藏描述都见到成效 ,甚至认为以图形显示绘制出美观可视化的油藏图件便是油藏描述 ,有的以传统油藏研究充当油藏描述等等 ,使油藏描述的概念被扭曲。因而油藏描述面临着严峻的挑战及危机。究其原 因 ,不外乎如下几个方面 :1、是忽略了油藏地质特征是千变万化的 ,每个阶段、每个油藏需要表征的问题有很大差异 ,因而用模式化的技术和软件来研究不同的地质体 ,不可能真实揭示它们的特殊性 ,也不可能发展有针对性的描述技术。2、是目前应用于油藏描述的各种技术尚不能满足油藏描述目前的需要。3、是如何综合应用各种地质信息及生产资料还有待于进一步的发展和完善。例如 ,目前对裂缝的研究、裂缝相的表征技术尚不成熟 ,特别是那些对渗流起屏障作用或起通道作用的微裂缝的研究 ,尚处于定性阶段。井间储层参数的预测主要依赖于地质统计学的克里金估计或随机模拟 ,但作为一门新的科学尚有许多局限及不足之处。 1 所产生的油藏模型的好坏强烈地依赖于所假设的随机函数的模型及所具有的数据 ,在数据很少的情况下 ,很难验证所假设的模型是否与实际的地质条件相符合。 2 变异函数的模拟带有许多的主观性 ,而涉及多变量的交叉变异函数的模拟受到线性区域化模型的限制 ,使得模拟很难。 3 如何综合应用各种地质信息及生产资料还有待于进一步的发展和完善。 4 随机模拟所产生的各种数值模型如何用于油藏工程流体的流动模拟还有一个不同规模转换的过程 ,无法直接地用于流动模拟装置。 5 对于随机模拟所产生的多个等概率的油藏数值模型 ,如何挑选最为合适 (最能代表真实的地质情况 )的模型进行流动模拟 ,也是目前尚待解决的一个问题。二、现代油藏描述技术发展状况虽然单一学科技术发展进步很大 ,仍然满足不了现代油藏描述的需要 ,因而 90 年代以来逐步向多学科一体化描述发展 ,提倡地质、物探、测井研究人员与油藏工程师共同工作 ,发展边缘学科及计算机的 ”地学平台 ”,以多种应用数学方法贯穿研究始终 ,如应用统计学、人工智能、专家系统、分形几何学等 ,其中最突出的是地质统计学随机模拟方法的应用 ,从而使油藏描述技术由多学科分体式 Ð同工作发展为多学科一体化共同工作。现代油藏描述即是应用地质、物探、测井、测试等多学科相关信息 ,以石油地质学、构造地质学、沉积学为理论基础 ,以储层地质学、层序地层学、地震岩性学、油藏地球化学为方法 ,以数据库为支柱 ,以计算机为手段 ,由复合型研究人员对油藏进行四维定量化研究并进行可视化描述、表征及预测的技术。其突出特点体现在如下几个方面 : 一是单井到多井的飞跃 ;二是定性半定量到定量的飞跃 ;三是单学科、多学科分体到多学科一体化的飞跃 ;四是研究过程自动化、成果可视化 ;现代油藏描述通常由四个子系统构成 :即地质描述子系统、测井描述子系统、地震描述子系统和油藏工程描述子系统。四个子系统在同一平台上作业 ,随时交流 ,充分实现资源共享。三、现代油藏描述技术发展趋势要实现多学科综合和多种技术的发展 ,主要应该从三方面着手 ,一方面要不断提高和发展单相技术水平 ,它是整个油藏描述得以实现的基石 ,也是多学科综合运用的前提条件 ,发展的准确、完善与否 ,直接影响着多学科和多种技术的集合效果。另一方面 ,由于地质统计学能够方便地综合运用各种资料 ,如地质、地震、测井、生产等信息 ,而现代油藏描述的方向就是强调多种技术多学科的综合研究 ,因而应把地质统计学更广泛地应用于油藏描述 ;第三方面 ,要建立完善的综合运用多学科以实现高效油藏描述的机制 ,它是一门独立于单相技术之外的科学 ,各学科只有得到有效的组织才能发挥其最大的效用。实现这一目的的关键就是在公司各油田加强油藏管理学习 ,科学的管理 ,是任何工作得以开展的关键所在 ,对于油气勘探这样的大型系统工程 ,尤为关键。1、不断提高和发展单相技术水平 ,促进整个油藏描述水平的提高。比如发展水平技术 ,为确定性建模提供准确的第一性资料。发展和建立最优化的数据库 ,从中可进行地球物理和地质建模及生产模拟。目前建立高质量的数据库 ,如历史拟合和建模等主题已引起世界各石油公司的关注。总之 ,各学科描述技术要紧密适应地质描述及建模的需求发展。2、广泛地将地质统计学应用于油藏描述现代油藏描述的直接目的在于准确提供油藏数值模型 ,为勘探开发奠定基础。传统的油藏模型是以少量确定性参数 (钻井取芯及测井 ),以常规统计学方法进行参数求取及空间分布内插。结果所提供模型不能准确反映地质体变化的非均质性及随机性。由于地质变量在空间具有随机性和结构化的特点 ,为了准确求取油藏各项特征参数 ,近二十年来发展的区域化变量理论和随机模拟理论为油藏描述提供了一种新的工具 ,使油藏非均质特征得以更确切地描述 ,可以建立较符合地下实际情况的模型。地质统计学在油藏描述中的应用可归纳为以下几方面 :一是参数估计 ,地质统计学的基本原 理就是应用线性加权的方法对地质变量进行局部的最优化估计。二是储层非均质性研究 ,储层非均质性对勘探开发都有重要影响 ,储层模型中对非均质性的描述与表征是关键。 地质统计学中的随机建模技术就是针对非均质性研究提出来的 ,随机技术是联系观察点和未采样点之间的桥梁。其目的是以真实和高效的方法在储层模型中引入小型和大范围的非均质性参数。三是各种资料的综合应用 ,油藏描述涉及多学科、多类型资料信息 ,如何系统地匹配使用好各种资料信息至关重要 ,地质统计学为此提供了许多方法 ,如指示克里金技术可将定性的信息进行系统编码 ,将定性的概念定量化 ;Ð同克里金可综合多种类型的信息 ,给出未采样的参数值落入任一给定范围的概率分布 ;通过定量回归处理出的模型与多种信息资料取得一致 ,而不是地质模型、地球物理模型、生产模型自成系统 ,无法综合在一起。四是不确定性描述 , 静态、动态的确定性模型很难反映油藏地下复杂的变化 ,只有通过不确定性描述 ,从地 质统计观点概括和综合地质模型 ,才能真实地反映复杂的油藏模型 ,而不会导致像传统油藏模型把控制流体在油藏中运动的复杂地质现象过于简单化 ,如 “蛋糕层模型 ”,用这种模型模拟的历史表明 ,往往给出了过于乐观的油藏动态预测 ,造成开发过程的低效益。3、 建立多学科综合研究管理 系统地质、地震、测井、岩石物理、地球化学、工程 (钻井、完井、开发、采油 )等学科的资料及成果是油藏描述的基础 ,它们以各自不同的方式反映地下油藏特点。以井为出发点的测井、岩石物理、地球化学、工程等学科 ,能提供油藏的各种精细参数 ,但是在空间上分布的尺度较小 ,尤其是勘探早期 ,探井很少 ,在如此稀疏的空间上所采集到的数据 ,难以代表整个油藏。大尺度的地震资料 ,尤其是三维地震资料能覆盖整个油藏 ,它们的数据与油藏参数也有某种相关性 ,但却无法直接求出油藏各种参数的精确值。这主要是地震资料本身的分辨率不高 ,而且还有许多不确定性因素存在。若把这些学科的资料与成果综合起来用于油藏描述 ,肯定比只依靠单门学科好 ,所建立的油藏模型一定更为可信。现阶段 ,油气勘探综合研究是以地质、地震、测井、地球化学、油藏工程及计算机等多学科先进技术为依据。它必须通过各学科研究人员的相互配合 ,把各方面研究成果互相渗透、综合利用 ,才能提高油田勘探开发效益。目前我们在油藏描述研究中 ,还存在着主要依靠单一学科研究 ,多学科不能有机结合的问题。同国外石油公司多学科 Ð同作战 ,科学严密的管理方法相比 ,我们的管理手段明显落后于世界先进水平。该系统应该具有如下特点 :一是拥有一支由油藏地质和油藏工程相关的多学科专家组成的专家队伍 ,并且这支队伍从油田发现直到废弃之日 ,自始至终在工作上密切进行合作。二是强调各职能部门之间的相互作 ,必须打破各部门间的界限 ,充分发挥统一指挥 ,同作战的优势。三是强调开展多学科综合研究 ,充分利用最新技术 ,切实保证油田在开采期间实现最经 济开采 ,不断延长油田开采期限。四是强调社会政治和经 济环境、技术因素和油藏信息在油藏管理中不是相互孤立的 ,而是相互联系、相互作用的。在进行油藏管理的决策时 ,必须综合考虑三者 ,才能最终实现油藏管理的设计目标。五是所有的油田开发和作业决策都应由熟悉整个生产系统与油藏特性和动态关系的多学科专家队伍决定。不能所有的决策都由一个油藏工程师做出 ,只有考虑整个系统的专家队伍中的成员才能成为有效决策的制定者。六是强调油藏管理的多学科专家队伍的每一个成员都要培养对整个生产系统负责的意识 ,不断具备油藏工程、开发地质、钻井工程、采油工程、完井、油井生产动态及地面设备等多方面的基础知识 ,了解有关整个生产系统各个环节的技术措施。七是在具体实施油藏管理总体方案时 ,主张建立一支由各学科人员组成的专职联合小组 ,逐个地对老油田进行分析 ,确定进一步开发的方案
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