[科普中国]-层控储层建模

简介

这一技术是上世纪80年代随着计算机技术的发展而发展起来的。基于计算机存储和显示技术，将储层三维网块化(3D griding)后，对各个网块(grid)赋以各自的储层参数值，并按三维空间分布位置存入计算机内，形成了三维数据体，这样就可以进行储层的三维显示，可以任意切片和切剖面(不同层位、不同方向剖面)，以及进行各种运算和分析。

值得注意的是，三维地质建模的概念有狭义和广义之分。狭义的三维地质建模是以单井解释和平面地质研究（包括地质规律研究）为基础，应用三维插值（或模拟）的方法建立三维地质模型；而广义的三维地质建模则涵盖了单井解释、平面地质研究、地质规律（模式）研究等，最终建立三维地质模型。1

阶段任务储层表征贯穿于勘探评价与开发的全过程，从第一口发现井到油田枯竭为止是多次滚动进行的，其阶段大体可分为油气藏评价阶段、开发早期阶段和开发中后期阶段。储层建模，作为油气藏表征的核心，由于不同阶段生产任务的不同和获取资料的差异，储层建模的的内容和精度亦有所不同。

1、油气藏评价阶段及开发设计阶段

在油气藏评价阶段及开发设计阶段，基础资料主要为大井距的探井和评价井资料（岩心、测井、测试资料）及地震资料。在这一阶段，所建模型的分辨率相对较低（主要是垂向分辨率较低），但可满足勘探阶段油藏评价和开发设计的要求，对评价井设计、储量计算、开发可行性评价以及优化油田开发方案具有十分重要的意义。

2、油田开发方案实施及油藏管理阶段

在油田开发方案实施及油藏管理阶段，由于开发井网的完成，基础资料大为丰富，因而可建立精度相对较高的储层模型。这类储层模型主要为优化开发实施方案及调整方案服务，如确定注采井井别、射孔方案、作业施工、配产配注以及进行开发动态分析等，以提高油田开发效益及油田采收率。

3、开发中后期阶段及三次采油阶段

在开发中后期和三次采油阶段，可获得的基础资料非常丰富，井资料更多（井距更小，在开发井网基础上，又有加密井、检查井等），特别要指出的是，在该阶段可获取大量的动态资料，如多井试井、示踪剂底层测试及生产动态资料等，因而，可建立精度很高的储层模型。然而，由于储层参数的空间分布对剩余油分布的敏感性极强，同时储层特征及其细微变化对三次采油的敏感性远大于注水效率的敏感性，因此，为了适应该阶段的要求，对储层模型的精度要求更高，要求在开发井网（一般百米级或数百米级）条件下将井间数十米甚至数米级规模的储层参数的变化及其绝对值预测出来，即建立高精度的储层预测模型。这类模型的建立正是储层建模工作者目前的公关研究的主要目标。1

模型特点研究表明，不同级次的基准面旋回的叠加控制了有利的储集层段的展布，短期基准面旋回在中期旋回中的位置的不同，在很大程度上控制了短期旋回内部沉积物的地层学和沉积学特征，包括旋回内沉积物的厚度、地层的保存程度、地层的堆积样式、岩相分布与相类型，以及岩石物理特征等。在基准面旋回上升的早期，低可容纳空间条件下形成厚层的粗碎屑河道砂体沉积，砂体侧向叠置，分布范围广，连通性好，其分隔性表现为砂体间的非均质性变化和薄的泥岩夹层的作用;在基准面旋回中期，作为储层的河道砂体彼此孤立，单个砂体为储层单元，砂体间不连通或连通的几率非常低，分布范围小，其分隔性表现为“泥包砂”的特征。在此基础上，可建立起河道砂体储层在层序地层格架中的横向展布与分隔特征模型。模型的特点是，在基准面上升早期，河道砂体多为彼此切割和叠置，砂体间连通性较好，局部残留的泥质夹层对油藏形成分隔，油藏分布范围较大;在基准面上升中期，形成的河道砂岩彼此孤立，一般互不连通，储层单元为单个砂体，油藏局限在单个砂体内。1

储层建模意义从本质上讲，三维储层建模是从三维的角度对储层进行定量的研究，其核心是对井间储层进行多学科综合一体化、三维定量化及可视化的预测。与传统的二维储层研究相比，三维储层建模具有以下明显的优势：

（1）能更客观地描述储层，克服了用二维图件描述三维储层的局限性（层内非均质性的侧向变化），可从三维空间上定量地表征储层的非均质性，从而有利于油田勘探开发工作者进行合理的油藏评价及开发管理。

（2）可更精确地计算油气储量。在常规的储量计算时，储量参数（含油面积、油层厚度、孔隙度、含油饱和度等）均用平均值来表示。显然，应用平均值计算储量忽视了储层非均质因素，例如，油层厚度在平面上并非等厚，孔隙度和含油饱和度在空间上也是变化的。应用三维储层模型计算储量时，储量的基本计算单元是三维空间上的网格，其计算精度比基于平均值的储量计算精度高得多。同时，由于可得到基于网格的储量分布模型，因此，可方便地进行储量查询，如方便地求出不同断块、不同微相、不同流动单元、或任一指定区域的储量值，从而十分有利于储量评价和油藏管理。

（3）有利于三维油藏数值模拟。三维油藏数值模拟要求一个把油藏各项特征参数在三维空间上的分布定量表征出来的三维地质模型。实际上，这是三维地质建模兴起的最初原因。油藏数值模拟成败的关键在很大程度上取决于三维储层地质模型的准确性。1