[科普中国]-储集层建模

简介

建立储集层的三维定量地质模型，目前通用的是两步程序工作法。第一步是建立储集层骨架结构，具体给出储集层的沉积模型、大小规模与几何形态、砂体相互排列与连通性、不渗透夹(隔)层的分布等，即解决储集层的建筑结构问题；第二步是建立储集层参数的空间分布，即首先对储集层骨架网格化(可二维平面剖分或三维立体剖分)，接着应确定描述参数(如孔隙度、渗透率、孔喉半径等)，最后是对各网格赋值，也就是从已知井点处参数出发，采用适当的内插外推参数预测方法，具体给出井问参数，建立起储集层的三维定量模型。

建立储集层地质模型的关键技术是如何根据已知的控制点数据内插、外推已知点间及以外的储集层参数估计值。即需要寻找和选择最能符合储集层地质变量实际空间变化规律的数值计算模型，来实现对储集层特性的空间变化的正确定量描述。具体的建模方法很多，大体可分为两大类：一类为确定性的建模方法；另一类为随机性的建模方法。

确定性建模方法认为所得出的内插、外推估计值是唯一解，具有确定性。如传统的加权平均法、差分法、样条函数法、趋势面法以及目前很流行的地质统计学方法。这种方法以已知控制点资料为基础，结合开发地震(三维地震、高分辨率地震、井间地震等)解释成果和水平井沿层直接取得的数据或测井解释成果，以保证所得出的估计值有更高的可靠性。是目前较为流行的方法之一，它的理论基础是“区域化变量理论”，即认为储集层参数(如孔隙度、渗透率、泥质含量、含油饱和度、砂岩厚度等)一般都具有区域化变量的性质。是一种无偏(估计值的均值与观测值的均值相同)、最优(估计方差最小)的估值方法。1

建模方法储集层地质模型建模技术的关键是如何根据己知的控制点资料进行资料点间的内插与外推，以表现储集层的整体特性。根据这一特点，储集层建模的方法可分为两大类，即确定性建模和随机性建模。

(1)确定性建模方法

确定性建模方法认为资料控制点之间的插值是唯一的、确定性的。传统的地质工作方法的内插编图，就属于这一类。克里格作图和一些数学地质方法作图也属这一类建模方法。开发地震的储集层解释成果和水平井沿层直接取得的数据和测井解释成果，都是确定性建模的重要依据。

(2)随机建模方法

随机建模方法承认地质参数的分布有一定的随机性，而人们对它的认识总会存在一些不确定的因素。因此，在建立地质模型时，应考虑这些随机性引起的多种可能的出现，以供地质人员选择。

随机建模方法中又有条件模拟和非条件模拟之别。条件模拟是所建立的地质模型对己有的资料控制点完全忠实，不做任何修改;非条件模拟则相反，对于己有的控制点资料也会根据一般规律做一定的变动。

当前地质统计学的重点是在发展随机建模方法，己有不少模型和相应软件问世。但是如何提高精度，取得实用效果，还有待地质工作者大量实践与经受检验。2

建模程序建立储集层地质模型一般需要经过三个步骤:建立井模型;建立层模型;建立参数模型。实际工作中还要进行第四步，即地质模型网块的粗化。因为测井分辨率可达0. 2m，地质模型网块可以细到这个尺寸，但实际数值模拟还不可能以分米级尺寸的网块进行计算，因此，一般需要把地质模型的网块尺寸按数值模拟需要和可能进行合并，即所谓粗化。这一步目前一般都按算术平均或儿何平均等常规方法处理。

(1)建立井模型

把井筒中得到的各种地质信息转换为开发地质特征参数，建立每口井显不各种开发地质特征的一维柱状剖面，这就是建立井模型。建立井模型一般要经过以下的工作步骤:

①建立将各种储集层信息转换成开发地质特征参数的解释模型。现阶段测井是获得储集层信息的主要手段，因此，应建立精度较高的电性与岩性、物性关系的解释模型。

②将井筒的基本储集层参数绘制成连续柱状剖面，连同井位坐标、高程等井位数据，即可完成井模型的建立。井筒一维剖面中最基本的9个参数是:渗透层、有效层、隔层;含油层、含气层、含水层;孔隙度、渗透率、饱和度。

在实际工作中，由于测井解释井柱参数是一项独立的操作过程，在现有地质模型软件中一般不包括这一步骤，而是以数据库方式与测井处理成果联接。

(2)建立层模型

①把每口井中的每个储集层地质单元通过井间等时对比线连接起来，即把井筒的一维柱状剖面变成三维的地质体，建成储集体的空间格架。

②正确地进行小层单元的等时对比，对比单元愈小，建立储集体格架愈细。

③利用建模软件建立层模型。一般先依靠地质人员手工对比到某一个单元(如单砂层或砂层组)，将数据输入计算机。单元内的进一步细分层则按一定地质规律给定指令，由计算机进行劈分，如垂向加积、侧向加积、超覆、等厚对比，均匀加厚减薄对比等等。然后根据同一单元不同井的数据绘制储集层的二维或三维图件。在大井$}情况下，往往要利用层序地层学和地震横向追踪的成果来建立层模型。

(3)建立参数模型

①定量地给出储集体内空间各点的各种储集层属性参数。

②根据上述层模型，按层内己知井点(控制点)的参数值内插或外推，以确定井间未钻井区域储集层的各种属性参数。内插误差愈小，地质模型精度就愈高。

③目前由于直接解释渗透率的地球物理方法还未成熟，一般先建立孔隙度模型，然后利用岩心分析测得的孔隙度与渗透率之间的对应关系，由孔隙度模型转换成渗透率模型。

④对于一些建立连续参数场的随机建模方法及相应软件，必须慎重选用，不同沉积类型砂体，应采用适用于本类砂体的方法，并应做相应的检验。2