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油藏三维综合地质建模技术_图文

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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中国 际上已相当普及从 油气田规模 到 区块规模 再到 单个油气藏 的三维定量综合地质建模。对于中国普遍存在的 复杂地质条件油气藏,要想搞清油气分布规律,三维综合地质建模更不可少, 可以肯定地说,这也是 国内勘探开发一体化 发展的必然环节。国际大趋势中国 国际石油工业界的建模共识 国际石油工业界的通力协作 件产品简介 合建模技术特色 合建模技术简介中国 静态描述 + 动态模拟•油气藏描述 : 目标 ― 储层三维定量地质模型构造格架模型 、 储层结构模型 、 流动单元模型 、 参数分布模型•油气藏模拟 : 基础 ― 储层三维定量地质模型三维油藏数值模拟成败的关键什么是储层三维定量地质模型呢?定量表征油气藏 目前状态 下,储层特征(储层结构及属性参数)在三维空间分布规律的地质模型。国际石油工业界的建模共识中国 按勘探开发阶段及模型精度分类 (裘亦楠, 1991)•概念模型( 静态模型( 预测模型( 层地质模型分类知识回顾中国 积或成因类型模型:具有典型化、概念化 地区代表性•与沉积或成岩模式类同,但加入了勘探开发所需的地质特征•应用于油田勘探、评价、开发设计阶段,可以减少战略失误储层概念地质模型知识回顾陈堡油田陈 3 断块泰一段构造背景下的三维概念模型储层概念模型:点坝砂体的半连通模式(据薛培华, 1991)中国 描述 某一具体油气田或区块 的 一个或一套 储层的属性特征在三维空间上的变化和分布规律的地质模型目的 :为编制开发方案及调整方案提供地质依据实现 :小层平面图 、 油层剖面图 、 栅状图 、 三维分布图 、 切片图缺点 : 地震 井间参数的内插与外推预测精度 考虑较少 , 精度欠缺储层静态地质模型知识回顾中国 对 井间及其外围地区 的储层参数进行高精度 内插和外推预测 的高质量地质模型目的 :开发调整、井网加密或三次采油实现 :地质随机建模技术、地震约束、井网控制精度 :可将井间预测精度 ― 提高到数十米或数米级储层预测地质模型知识回顾中国 按储层表征内容或建模步骤分类•构造格架模型•储层结构模型•流动单元模型•参数分布模型储层地质模型分类知识回顾中国 控建模技术的关键概念 :描述 目前储层 几何形态及其三维空间分布的地质模型油气田勘探开发实践表明: 相带分布强烈地影响着地下流体的流动,储层物性的变化与相类型极为相关。对于具有多种相带分布的储层来说,正确的相模型是精确建立储层物性模型的必要前提。目的 : 建立 储层参数分布模型的 骨架为 油气藏模拟中 设计模拟网块大小和数量 提供根据 类型 :千层饼状结构 、 拼合板状结构 、 迷宫状结构据壳牌石油公司: 1990储层结构地质模型知识回顾中国 一沉积成因的层状砂体,砂体叠置、分布广 •单层砂体连续性好,厚度渐变 •单层水平渗透率横向稳定,垂向渗透率横向渐变•单层间界线为储层性质变化线或阻流界线 •发育沉积相:陆相 ― 湖泊席状砂、风成砂丘等海岸相 ― 障壁砂坝、海岸砂脊、海侵砂海相 ― 浅海席状砂、滨外砂坝、外扇浊积体 •井距大:矩形井网 ― 1000米三角形井网 ― 1200米随机井网 ― 约 1~ 3口/ 一步建模法:建立准确的三维储层结构模型 较容易千层饼状储层结构模型知识回顾中国 体拼合而成,单元之间没有大的间距•砂体连续性较好,储层内及层间偶而有低渗或非渗透夹层•砂体间存在物性突变,砂体内可具有很强的非均质性•发育沉积相:陆相 ― 辨状河砂体、点坝、湖泊 /冲积混合沉积风成 /干谷混合沉积海岸 ― 障壁岛与潮道充填 复合体河道充填 /河口坝 复合体海洋 ― 风暴砂透镜体、中扇浊积体•井距中等:矩形井网 ― 600米三角形井网 ― 800米随机井网 ― 4口 /立准确的三维储层结构模型 难度一般 , 相控建模法拼合板状储层结构模型知识回顾中国 砂体和透镜状砂体的复杂组合•砂体连续性具有方向性 , 剖面上不连续平面上 , 不同方向连续性不一样•部分砂体之间可为薄层 、 席状 、 低渗砂岩连通•发育沉积相:陆相 ― 低弯度河道充填砂体 、 具低 ( 砂 /地 ) 比值的冲积沉积砂体滨岸相 ― 低弯度分流河道沉积砂体海洋 ― 浊积岩 、 滑塌岩 、 具低砂 /地比的风暴沉积砂体•井距小:矩形井网 ― 至少 200米三角形井网 ― 至少 300米随机井网 ― 至少 32口 /立准确的三维储层结构模型 很难 , 相控建模法随机建模法 ― 概率模型迷宫状储层结构模型知识回顾中国 1984; 1987•影响流体流动的储层属性参数在各处相似 、 且岩层特点也相似的纵 、 横向上连续的储集带单元 。•流动单元不同 , 流体流动特征也不同•由许多流动单元块体镶嵌组合而成 , 离散模型•对油藏模拟及动态分析有很大意义 , 对预测二次采油和三次采油的生产性能亦意义重大红色:一类流动单元绿色:二类流动单元蓝色:渗流屏障储层流动单元地质模型知识回顾长庆安塞油田坪桥水平井区长 61三维流动单元模型中国 述储层属性参数在三维空间上的变化和分布规律的模型•连续性模型(孔隙度模型、渗透率模型、流体饱和度模型)储层参数分布地质模型知识回顾高精度储层参数三维分布模型高级储层随机模拟方法中国 真实的储层在地下虽不可见,但以三维空间形式客观存在由于科学技术的限制, 80年代以前,人们只能用:二维图:各种小层平面图、油层剖面图准三维图:栅状图描述三维储层, 实际是三维储层在二维平面上的投影缺点:具有一定的局限性,掩盖了储层层内或层间的非均质性国际石油工业界的建模共识中国 0年代后:计算机技术 的飞速发展数学地质学 的深入研究储层三维建模 ≠ 储层三维图形显示= 储层三维定量化 + 可视化储层三维综合建模技术 计算机三维显示技术储层三维地质建模及显示成为现实国际石油工业界的建模共识中国 传统的二维储层研究相比,三维储层建模优势十分明显 :大大提高了井间储层表征的精度,从而更客观地研究储层,可以更有效地指导勘探与开发国际石油工业界的建模共识中国 以更精确地计算油气储量对于常规储量计算来说:储量参数 ― 含油气面积、有效厚度、孔隙度、油气饱和度等层平均值 ― 即:三维储集体按层的平均值,误差大忽视了储层高度非均质性的影响, 如:厚度、孔隙度和含油气饱和度等参数 在空间中并非恒定不变或均匀变化,而是具有十分复杂的变化规律。对于利用三维地质模型进行储量计算来说:三维网格 ― 即:三维储集体每一点的真实值,误差小国际石油工业界的建模共识中国 利于三维油藏数值模拟三维油藏数值模拟成败的关键: 可以提供高精度的输入国际石油工业界的建模共识中国 国际石油工业界的建模共识 国际石油工业界的通力协作 件产品简介 合建模技术特色 合建模技术简介中国 十多家 油公司和服务公司共同赞助、 四十多个 研究院校共同研发中国 1997年正式推出了采用独特专利技术的 勘探开发一体化三维综合地质建模及虚拟现实技术 前,在全球,这套工业化标准技术拥有用户:联合体成员 -三十多家油公司和服务公司四十多个研究院校: 石油大学油气藏描述研究所商业客户 -五百多个在国内, 客户主要有:石油大学 5、大庆 3、物探局 3、辽河 1+1、 胜利 1+1、 青海 1、西地所1+1、 克拉玛依 1、 大港 3、 华北 1、 中石化 1、四川 1、 地质大学 1 、中科院 1、南京物研所 1、 长庆 1、 玉门 1、 中原 1、 吉林 1、 江汉 1国际石油工业界的通力协作中国 国际石油工业界的建模共识 国际石油工业界的通力协作 件产品简介 合建模技术特色 合建模技术简介主要内容中国 造建模井位设计中国 维定量构造建模、速度建模、储层结构及流动单元建模、储层属性建模级储层结构及流动单元建模工具(雪佛龙地质统计学工具包)3有与快速流线流动模拟器(油藏数值模拟)直接接口的不确定性综合风险分析模块持地震多属性显示及油藏虚拟现实显示国际大型石油软件进行无缝连接R国际石油工业界的建模共识 国际石油工业界的通力协作 件产品简介 合建模技术特色 合建模技术简介主要内容中国 模技术,既能适应勘探开发一体化的要求,又能准确、有效地建立地下储层的三维定量模型能够满足不同勘探、开发阶段储层三维定量建模的要求油气藏评价及开发设计阶段开发方案实施及油气藏管理阶段注水开发中后期及三次采油阶段合建模技术特色中国 模要求:满足评价井设计、储量计算、开发可行性评价、优化开发方案•模型类型:概念模型、粗网格静态模型•基础资料:大井距探井、评价井 +地震资料•模型精度:分辨率较低(由地震垂向分辨率较低造成)油气藏评价及开发设计阶段中国 坝砂体的半连通模式(据薛培华, 1991)构造背景下的的三维概念模型盐丘或古潜山三维地质模型简单或复杂构造三维地质模型粗网格储层三维静态模型油气藏评价及开发设计阶段利用 模要求:可以优化开发实施方案及调整方案,如确定注采井别、射孔方案、作业施工、配产配注及油气田开发动态分析等,以提高油气田开发效益及油气田采收率。•模型类型:储层细网格静态模型•基础资料:开发井网 +探井、评价井 +地震资料•模型精度:精度较高开发方案实施及油气藏管理阶段中国 积微相模型)细网格储层三维静态模型复杂构造三维地质模型储层结构三维理论地质模型储层结构三维地质模型(沉积 发方案实施及油气藏管理阶段利用 模要求:可以进行剩余油分布预测和挖潜、优化注水开发方案的调整、制定三次采油方案•模型类型:储层细网格预测模型•基础资料:加密井、检查井 +开发动态 +开发井网 +探井、评价井 +地震•模型精度:精度很高注水开发中后期及三次采油阶段中国 维油藏建模的显示技术已解决,而油藏属性三维空间赋值的精度,成为三维油藏建模的技术关键。从本质上来说, 三维空间赋值为井间储层预测, 其精度决定着所建模型的精度。因此,提高井间预测精度是油藏综合建模的核心。核心问题 :井间预测建模方法 :•确定性建模技术: 对井间未知区给出确定性的预测结果•随机性建模技术: 对井间未知区给出多种可能的预测结果确定的不确定而需预测的三维油藏建模技术核心问题中国 学科理论知识 和 实际生产经验 一体化的 协同地质建模原则 ,确保高精度地建立储层三维定量模型合建模技术特色中国 格遵循了 等时建模 +成因控制储层相建模 +相控储层属性参数建模 等一系列地质建模原则,确保了所建储层三维定量模型的准确性合建模技术特色中国 时间段不同 , 储层形成规律有所差别 。 在建模过程中 , 若将不同时间段的储层作为一个单元来模拟 , 必然会影响建模精度 。应用等时界面来划分模拟单元 , 分单元建模 , 然后再将其组合为统一的储层模型 。等时建模原则中国 相的空间分布与层序地层之间 、 相与相之间 、 相内部的沉积层之间均有一定的成因关系 ,因此 , 在相建模时 , 为了建立尽量符合地质实际的储层相模型 , 应充分利用这些成因关系 , 而不仅仅是井点数据的数学统计关系 。相的成因关系主要体现于层序地层学原理及沉积模式方面 。成因控制储层相建模原则中国 应用确定性信息限定随机建模过程 。 确定性信息 ,如:层序格架 、 等时界面及洪 ( 湖 ) 泛泥岩的分布 ,应用生产动态资料确定的井间砂体的连通等 。中国 首先建立沉积 ( 成岩 、 裂缝 ) 相或储层结构模型★ 根据 不同相的油藏参数定量分布规律 , 分相带进行井间插值或随机模拟 , 建立油藏参数分布模型 ( 如孔隙度 、 渗透率 、 含油气饱和度三维分布模型 )相控油藏属性建模原则相分布控制着储层分布相不同 , 油藏参数分布规律不同中国 维建模的过程是信息逐步丰富的过程,也就是需要将少量信息推断到整个三维空间,因此必须使用先进的插值方法和技术,来确保三维建模的科学性、准确性。•制了一套 “离散平滑插值 专利技术,该技术已被工业界广泛承认(如:国际大型石油软件 并成熟应用于 逆掩断层、盐丘等)、速度建模、储层属性建模过程中。•该技术的核心思想是:1、保证相邻单元之间的属性彼此相似,平滑过渡;2、在空间插值过程中采用模糊控制。合建模技术特色建模的地质目标,千姿百态,既要描述其几何形态,也要描述其所包含的油藏属性特征。•但是,无论多么复杂的地质体,归纳起来都可用 点、线、面、体 等四种类型的数据来描述。•基于这种观点, 集 :描述离散数据;线集 :描述断层线、钻井轨迹、测井曲线和河道等线状数据;面集 :描述层面、断面等面状数据;体集 :地震数据、遥感数据、地层网格、盐丘、封闭体等数据体。合建模技术特色合建模技术特色质统计学方法是油气藏三维确定性建模中必不可少的工具•普通克里金 , 带趋势的克里金 , 贝叶斯克里金 , 块克里金 , 具有外部漂移的克里金,同位协同克里金,指示克里金 等等。•随机建模则是油气藏三维随机建模的必要技术•截断高斯模拟,布尔模拟,马尔柯夫模拟,序贯高斯模拟 , 非条件序贯高斯模拟 , 同位协同克立金序贯高斯模拟 , 块克里金序贯高斯模拟,序贯指示模拟,模拟退火,云图转换 等等。合建模技术特色进的确定性和随机性建模技术中国 合建模技术特色速更新数据的能力F a a T r a ck e rr a ck e 模每一步,工作流程被保留下来。这一动态流程允许用户得到多种结果,及时修改更新模型参数,做到: 实时更新实时更新中国 合建模技术特色杂构造处理能力容易处理复杂构造,包括逆断层、相交断层、盐丘等;而且大量断层系统处理能力非常强大中国 此,建立三维油气藏模型, 需要在三维空间内,对多个地质目标体进行组合和连接, 从而要求建模技术必须具备强大的人机交互能力才能保证所建模型的合理性。合建模技术特色合建模技术特色兼容性用 缝连接 用性任何环境都可运行 : 展性任意扩展 ,功能插件即插即用开放性开发版具有用户自己快速开发专用插件及并行树的功能可视化三维可视化功能强国际上,三维虚拟现实以 R 为操作平台中国 国际石油工业界的建模共识 国际石油工业界的通力协作 件产品简介 合建模技术特色 合建模技术简介中国 岩心、测井、地震、试井、开发动态数据类型 :坐标数据、分层数据、断层数据、储层数据•井眼储层数据: 硬数据( 井模型 ― 岩心分析和测井解释数据,包括:单井相、砂体、隔夹层、孔隙度、渗透率、含油饱和度等数据•地震储层数据: 软数据( 要为速度、波阻抗、频率等信息•试井(包括地层测试)储层数据:硬数据: 储层连通性信息软数据: 储层参数数据,为井筒周围一定范围内的渗透率平均值,精度相对较低数据集成及质量检查技术中国 造格架建模技术构造建模 1—断层网络模型利用地震和测井解释成果建立断层网络系统断层分析 (维构造格架模型中国 造建模 2—三维构造格架模型利用地震层面解释成果和测井分层解释成果产生断层化的地层层面模型 => 储层构造格架造格架建模技术三维构造格架模型中国 维精细速度场建模技术1. 速度模型的用途2. 速度建模所需数据3. 速度建模工作流程4. 速度建模应用实例速度为油藏属性之一三维速度场模型中国 度模型的应用 时深、深时转换( T D)、( D T) 深度偏移(叠前或叠后) 地震反演或正演 压力场预测(安全钻井、油层预测、成藏分析等) 异常高压区 断层封堵性分析三维速度场模型中国 度建模应用示例 大庆油田示例 国外某盐丘速度建模示例 青海油田示例三维速度场模型散的原始速度数据点大庆油田大构造格架中国 原因:程序自动拾取或操作者不同都可能带来偏差 分析对象:地震速度分析结果(间距 500- 1000m) 步骤:1、在平面上选椭圆形小范围(二维窗口)2、 作 t( 均方根速度-时间)图:一组3、去掉异常曲线或编辑异常值(对地区地质要掌握,异常是否由火山侵入体等造成)4、移动窗口直至整个工区5、重复一遍 有时 采用层速度用克里金插值方法得到三维速度模型 请注意网格线是沿着地层的!tV e i ( )()( 三维校正系数场: 将 t) 作为一属性参数进行三维建模最终三维速度场:三维空间内, 校正后的速度在井点完全吻合井s e i sc a l i b (规则网格显示的速度模型 该网格可以用于时深转换、深度偏移或其它用途 039中国 应用 在引入层位控制的条件下 , 采用克立格算法建立的三维定量速度场 。涩北气田三维平均速度场栅状显示图青海油田三维速度场模型中国 好地解决了因含气造成的“下拉”问题。采用精确的速度场进行转换,转换后的深度图上很好地恢复了背斜的构造形态。涩北二号因含气地震剖面上“下拉”严重,时间图上表现为向斜。套的高级地质统计学方法非稳健地质统计学高级布尔模拟高级相模拟层结构及流动单元建模技术三维储层结构模型中国 向性)。储层变差函数模型统计分析技术三维储层结构模型中国 维储层结构模型层序地层学与截断高斯模拟的有机结合中国 维储层结构模型中国 用相控建模技术、确定性约束随机性建模技术,进行三维储层参数定量建模层参数建模技术三维储层参数模型中国 3小风险地确定最优地质目标维地质模型优选及综合风险评价技术模型优化及评价中国 过套合模拟进行 综合风险 分析与评价构造储层结构物性流体维地质模型优选及综合风险评价技术模型优化及评价中国 持任意线切片多属性协同显示支持海量数据体拟现实技术( 震解释中国 何方位的 3质跟踪支持虚拟现实拟现实技术( 轨迹设计中国 拟现实技术( 拟现实中国 nt g y 000油藏科研与决策组成员真正身临其境协同工作
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