建模-第04-2章：沉积相

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1、这里使用了两种相来分类：河道相和漫滩相。如果还有其他的相也提供了有 意义的非均质性，比如裂缝和不同的条形，也可以同时对这些相建模，以适 应于河道的分布(Egeland and others, 1993)。2) 参数估计 在准备备工作完成之后，就可以开始参数估计计（图图8.8）。这这要涉及到油井数 据的统计统计 分析、几何参数的估计计以及退火参数的调调整。 (1) 油井数据的统计分析 利用油井数据可以估计计的主要参数有河道厚度和相的比例。75口井中观观察 到的144个河道的直方图图可以利用油井数据作出（图图8.9）。单单河道砂体的 厚度从1米到16米，平均6.3米，标标准偏差2.96米（图图8.

2、10）。 在各井处，各河道总厚度占储层厚度的比例是0.29, 河道部分的垂直走向是 很明显的（图8.10），43米厚的模拟层段包括两个河道比例较大的层段（ 0.45）和两个富泥岩的层段（河道比例50000）。由大量的河道(120- 130条）和极窄的平均河道宽度（大约90米）可以描述模型的实 现。这些大量的河道表明，在相邻井间，所观察到的144个河道 中有少数几个是相互关联的。因为在一个储层中放置一个窄的 河道比放置一个宽的河道更为容易，所以就会出现对用户对于 河道宽度的修改。在迭代模拟过程中，较宽的无弯曲性的河道 经常会与油井数据发生冲突，并且会比窄河道更为频繁地遭到 拒绝。 当引入形态参数

3、中较大的灵活性时，就有可能产生一个河道数 少于70、宽度大于130米的实现。随着灵活性的增加，在相邻的 观察井点间的相关导致会有更多的河道，从而在建模中出现更 宽的河道（图8.12）。这说明了模型中的灵活性对于达到复杂 的多井条件的重要性。垂直起伏是由差异压实效应和影响坐标 变换的次要相关错误引起的。图8.12 相邻的观察点间会有更多的河道相关 2) 平均河道宽度虽然井间间隔十分小，但是要以确定性的方式描绘出单个河道砂体的形态仍是很 困难的。在孤东数据组中（图8.6），存在着与河道尺寸及河道结构相关的大量 的不确定性。因此，被估计的平均河道宽度（“先验分布”）在系统的意义上从 100米到300

4、米被改变了（表1）。在模拟中，就会使用形态参数中有意义的灵活 性。虽然所产生的单个的被估计的河道可以宽于700米，但是要产生一次实现，满足 大于170米（见表8.1）的平均宽度（“后验分布”），仍是很困难的。这与油田 中密井网区域的最小井间距是相对应的。当河道宽度增加时，要正确地产生一个 条件模拟实现所需要的迭代次数也急剧地增加了（表8.1）。 根据油井数据对输入的平均河道宽度的估计值所作的修改表明，孤东储层的平均河道宽度 是不可能超过150200米的。这种现象部分地是由建模的人为因素造成的。这种人为因素 和如下的事实有关：宽河道更经常地与油井数据产生冲突，且比窄河道更容易被拒绝。3) 典型的

5、模型实现分析一个典型的模型实现包含55到70个河道储层体。图8.13与图8.14展示了两个河道砂体 的实现。图8.13表示了上、中、下三个亚组的河道结构平面图。这个实现是用河道宽度的 大范围变化及河道走向的大幅变化（图8.12）来表征的。这种大幅度的变化在地质上是逼 真的，并且与详细的类比露头研究互相一致(Nass and others, 1993)图8.13 上、中、下三个亚组的河 道结构平面图 两个实现的平均河道宽度大约都是140米。这两个实现都是用30000次迭代而产生的 ，在运算能力极强的工作站上需要运算大约20分钟。通过两个实现的横截面，展现了河道砂体侧向堆积的有效程度和局部地更连续

6、的储 层的产生。在中部和上部亚组中，侧向堆积发展得特别好（图8.14），储层的连续 性在南北方向比东西方向稍好一些。图8.14 河道砂体实现的横剖面图 在两个随机实现之间的实质性的差别 应该以前重视（图8.13与图8.14）。尽管 存在大量间距很近的油井，仍然有值得考 虑的河道结构不确定性。 4） 井和井之间的相关100次随机建模的结果可用 来评价所观察到的相邻河道有多少 个是相关的相连的。其平均结果 是，所观察到的144个河道几乎有 2/3在井间是相关, 这些河道可在 两个或更多的井中观察到。一些河 道可在十多口井间是相关的。沿着河道砂体的长度方向 相关是特别普遍的。它表明这样相 关的模型中

7、允许有足够的弯曲性。 河道轴的法线方向的相关不是很普 遍。这可能反映出孤东油田河道的 狭窄，但也可能与在河道轴的法线 方向上比沿着河道轴方向更不具弯 曲性的模型有关。在河道横截面几 何体中增加更多的弯曲性可以允许 模拟更宽的河道（Hektoen and other,1997; MacDonald and others,1997）。4.4.5 结论 根据以上的分析, 可得到如下的结论: 1. 在拥有密井网的油田开发后期可以使用面向对象随机模型; 2. 任何模型都是现实的简化。然而，过于简单的、无弯曲性的 河道几何体不能符合有大量油井的条件; 3. 现有的从挪威计算中心发展起来的河流模型, 可用来

8、模拟在 密井网储层平均河道宽度与井间距相近的孤东油田的河道结构; 4. 在孤东数据组河道结构的多井条件下，河道形式参数（皱曲 、垂直起伏以及河道倾角）中的弯曲性是必要的; 5. 河道模型有足够的灵活性以考虑如此的多井条件，那里的油 井近似平行于砂体走向的。如果要估计更宽的河道，就需要更 多的河道轴的法线方向的灵活性。4.4.6 示性点过程模型的特点 适合于河流相储层的建模； 可以分出有多少条河流； 需要给出较多的、难于确定的模型参数 ； 算法较为复杂。4.5 高斯场模型 目的在于：模拟连续变量，也就是模拟孔隙度 、渗透率、饱和度等物性参数的空间分布，4.6 截断高斯模型 特点: 可以反映沉积相

9、的空间接触关系； 可以通过比例曲线所占百分比反映沉积 相带在空间的非均质性。胜坨油田 (截断高斯模型）胜坨油田 (指示主成分模型)胜坨油田 (截断高斯模型)+井位胜坨油田 (指示主成分模型)+井位4. 7 地质概念模型 针对某一种沉积类型或成因类型的储层，把 它代表性的储层特征(非均质性、连续性等) 抽象出来，加以典型化和概念化，建立个 对这类储层在研究地区(油田)内具有普遍代 表意义的储层地质模型，这就是所谓的概念 模型。概念模型并不是一个或一套具体储层 的地质模型，但它却是代表某一地区(油田)某 一类储层的基本面貌。 概念模型广泛应用于一个油田的开发早期。从油田发 现开始，到油田评价阶段和

10、开发设计阶段，主要应用储 层概念模型研究各种开发战略问题。这时油田仅有少数 大井距的探井和评价井；实际上在海上和边远地区的油 田，往往只有几口探井和评价井，就要对开发可行性作 出评价，并编制出第一阶段的开发设计。资料条件的限 制，不可能对储层作出全油藏的详细描述。开发地质工 作者主要应用少数探井中取得的各种录井、测井和试井 等资料，结合地震解释，研究储层的沉积、成岩、构造 作用史及其对储层性质的影响；从成因上搞清储层属于 什么沉积类型，处于什么成岩阶段，借鉴理论上的沉积 模式、成岩模式和邻区同类沉积储层的实际模型，建立 起所研究储层的概念模型。模型可能与将来开发井网钻 成后所认识的每一个储层(

11、如碎屑岩储层的每一个砂体) 都不完全相同，但对这类储层影响流体流动的主要特性 应该得到基本反映。 如所描述的储层属于河流砂体，其影响开发效 果的主要储层特性有：层内渗透率变化属正韵 律性，最高渗透率段一般的数值范围，非均质 的程度，层内不连续薄泥质隔层的分布频率和 大小的概率；砂体侧向宽度的可能范围，砂体 之间的连通程度等等。建立概念模型时这些储 层特性，应该有个基本的估计。对每项参数的 估计允许有一定范围的可能误差，假如对每项 参数的估计可能存在较大的误差。则应在数值 模拟中进行敏感性分析，在开发战略决策时要 充分考虑其影响。 由此可见，概念模型一般应依靠储层沉积学为 基本手段，尽可能直接利

12、用岩心资料来建立。避 免依赖测井解释等间接资料，因为在油藏早期评 价阶段，测井定量解释精度不可能很高。这样的 概念模型在开发可行性和开发设计研究阶段是非 常重要的，通过油藏数值模拟可以进行各项开发 战略的指导性的决策研究。如投入开发的技术经 济可行性，优选开发方式和层系井网，估计各阶 段采收率，预见开采过程中可能出现的主要问题 等等。投入开发前必须正确决策的战略问题，都 需要和可以用概念模型研究。4.8 多次储层随机建模与砂体预测符合率（刊登在“石油学报”，2003，第3期） 岩相单元空间分布的模拟是储层随机建模技术应用的一 个重要方面。岩相单元的描述对于研究储层物性参数的 空间分布具有决定作

13、用。对河流相储层，如何有效的寻 找河道砂体位置和延伸范围对搞清储层的动态行为至关 重要。 储层的岩相单元往往具有复杂的几何结构。好的砂岩 （高渗透性）和不好的粉砂岩（低渗透性）、泥质砂岩 和泥岩经常混合在一起。在采收过程中，油气主要流动 路径是通过砂岩进行的。穿过不好的岩石的流动速度太 慢， 会使得油田开发失去经济价值。砂岩的连通性对 于确定油气的采收率来讲是至关重要的。确定整个连通 砂体的形状，对获得储层流动性态是具有重要意义的。 实践证明，对于揭示重叠砂岩的连通性而言，随机建模技术是一 种行之有效的手段。储层随机建模技术和其他技术相比，在信息 的获取，处理和解释方面有着明显的优点： 1)

14、以储层沉积学作为理论基础，用岩相单元的空间分布的预测结 果控制物性参数的空间分布； 2) 为把地质，地震，测井和油藏工程等各种不同信息的结合提供 了切实可行的途径；利用随机性的概念，合理处理了测井数据和 岩心数据比较稀少造成的储层各种性质的不确定性； 3) 较好地解决了各种数据分辨率不同给数据和信息的结合带来的 矛盾。 本文的计算结果是用 “储层地质统计分析系统 GASOR” 做出 的。它是一个国产的储层随机建模软件系统，其运行环境为 UNIX。4.8.1 .地质背景在大庆油田的战略性调整中, 加大三次加密、三元复合驱、三低油藏的开发力 度，都离不开精细地质研究，都离不开地质基础工作。大庆油田

15、的主力油层 要研究，非主力油层也要研究，大砂体要研究，小砂体也要研究。 大庆杏北地区非主力油层纵向上具有层数多，单层厚度小，累计厚度大，物 性差异大的特点，地质储量占全区60%以上，是二次加密、三次加密主要调 整对象。 杏北开发区根据油层储渗性能差异结合现阶段油田开发调整挖潜的需求，将 三角洲前缘相沉积精细划分为五种岩相单元。即水下分流河道砂（或滨外坝 砂）、表内主体席状砂、表内非主体席状砂、表外层、泥质岩。上述不同岩 相单元的孔、渗、饱等储渗性能差异较大，在相同开采条件下，其动用的难 易程度有明显的差异。各岩相单元内部及其不同岩相单元之间连通方式有较 大差异。三角洲前缘相表内储层砂体内部无显

16、著渗流遮挡，属实体连通；表 外层其含油产状部分呈条带状、薄层状或斑块状分布，其间常夹有一定数量 和规模的泥质夹层，砂质岩远没有充满整个连通层段，属非实体连通。表外 层与表内储层之间亦属非实体连通。按以上划分的5种岩相单元的不同钻遇情况，可以定量化地确定各单层的 砂体成因类型，精细描述各单层的平面非均质特性。该地区的单层的砂体 成因类型分为三角洲内前缘相、外前缘相I 、和外前缘相II、外前缘相III1 、外前缘相III2，和外前缘相IV等。4.8.2 多个随机建模实现的应用 储层随机建模方法的输出结果具有一定的随机性, 也就是说输出结果可以有若干个。精 确地说，这些随机实现在满足井中数据的条件或其他条件下，是无穷多个。在它们中 间，可根据一定的地质条件和要求，挑选出一种相对意义下的最优实现。 在储层随机 建模的应用过程中，这样的例子是很常见的。以下讨论最主要的几个。 近年来发展起来的“地震资料的地质统计学