[科普中国]-油藏地质模型

核心内容

油藏地质模型的核心是储层地质模型，也是难度最大的部分。实际数值模拟工作中总是要把储层网块化，给各个网块赋予各自的参数值来反映储层参数的三维空间变化。因此现代油藏描述中建立储层地质模型，也丢弃了传统的以等值图反映储层参数的办法，同样把储层网块化、设法提出每个网块上的参数值。即建成三维定量的油藏地质模型。网块尺寸愈小，标志着模型愈细；每个网块上的参数值与实际误差愈小，标志着模型的精度愈高。当然，建立愈小网块的模型，难度就愈大。1

其主要思路是：选择储层砂体在地面出露的露头，进行详细测量和描述，取样密度达到几十厘米的网络(1英尺×1英尺)，把这类砂体 的储层物性(如渗透率)的空间分布 ，原原本本的揭示 出来 ，以此作为原型模型。从 中利用地质统计技术寻找其物性空间分布的统计规律 ，以此统计规律就可以去预测井下各类储层的物性分布。具体方法包括模拟退火法 、顺序指标模拟法 、分形随机函数法 、马尔科夫 随机域法 、LU分解法 、转带法等 。 随机建模方法的优点在于能够综合利用各方面地质信息 ，增强模型的灵活性 。缺点在于结果受人的主观因素影响较强，且对计算机的计算能力提出了较高的要求。

约束建模的方法目前主要有分断块构造建模的断控定量建模法，相带约束下的相控定量建模，测井约束下的地震建模，已知模型类 比约束建模等。2

类型不同研究者从不同角度提出了油藏地质模型的分类方法 ，归结起来 主要有按研究 内容划分、按开发或油藏描述 阶段划分 、按储层结构类型划分 、按模型组成规模划分以下 四种划分方法 ，下面分别对其进行叙述。

按研究内容划分(1)地质模型。地质模型包括构造子模型、沉积子模型、成岩子模型和地球化学模型。其中前三者分别从油藏几何形态和地质构造、储层结构特征、储层物性方面对油藏进行描述，属油藏结构模型。地球化学模型的描述对象为地层流体类型、分布及流动机制(单相、多相 )、流动单元体等 ，属流体模型。

(2)渗透层模型。主要依据沉积子模型 ，把岩石物性数据加进去，以定量化的三维模型 ，反映高渗透层 、低渗透层在构造相带上的分布 。

(3 )流动单元模型。流动单元是一个横 向、垂向上连续的储集相带 ，在 同单元体内各部位岩性相似 ，影响流体流动 的岩石物质也相似。流动单元模 型由许多流动单元块镶嵌叠砌组成 ，各单元块 的界线与构造断层 的位置、岩性 、岩相带 以及成岩胶结物类型的分布相对应 。

(4 )定量的流体动态模型。可作 为油藏的代表，以此为依据计算油藏的产量、产能、分析注水前缘和推进速度以及注水后残余油的空间展布 。

按开发或油藏描述 阶段划分裘怿楠(1992)根据油田不同开发阶段的任务 、资料精度及对地质模 型的要求将油藏地质模型划分为概念模型 、静态模型和预测模型 。

按储层结构类型划分储层结构是指储集砂体的几何形态及其在三维空间的分布。这一模型是储层地质模型的骨架 ，也是决定油藏数值模拟中模拟网块大小和数量的重要依据。

储层结构模 型的核心是沉积模型 ，Weberhe 和 Geuns (1989 )在对砂体空间分布特征 以及沉积作用总结的基础上将不 同沉积相形成的储层结构类型归纳为三类 ：千层饼状储层结构、拼合板状储层结构和迷宫状储层结构。

按模型组成规模划分HelgeqiH-Haldorson (1986) 按照与孔隙平均值相关的体积分布提出了巨大规模 、大型规模 、宏观规模 、微 观规模 的四级划分方法。

Pettijion(1973)从储层非均质性出发提出了层系规模 、砂体规模 、层理规模 、纹层规模和孔隙规模 的五级划分方法。信荃麟 (1992)按照研究对象 的不 同提 出了油 田规模 、小层规模 、砂体规模 、岩心规模 、孔隙规模的五级划分方法 。2

建模的基本流程不论采用确定性建模还是 随机性建模方法抑 或二者相结合 的约束建模，建立油藏地质模型一般必须经过几个步骤：

(1)建立井模型；

(2)建立层模型；

(3)建立参数模型；

(4 )地质模型网块的粗化；

(5)建立油藏数模网格。

右图展示了油藏地质建模的一般化流程 ，具体的建模方法在面对不同的研究对象和研究 目标将存在一定的区别。2

子模型介绍为了全面描述油藏的地质特征，油藏地质模型大致可由5个子模型构成，即沉积模型、成岩模型、构造模型、流体分布模型和渗透率模型。

1.沉积模型

沉积模型描述储层的结构特征，是流体渗透率模型的基础。在建立沉积模型时，要根据岩心资料或露头资料，包括沉积组分、粒度、沉积成因和生物成因构造等的类型和数量，划分出沉积相带，并恢复其沉积历史，包括沉积环境、沉积及剥蚀过程、沉积事件系列等。

在划相时还可使用测并相和地震相的资料，进行综合分析。最后要描述出油藏范围内各种沉积体的几何尺寸、空间分布及内部结构特征。

2.成岩模型

成岩模型的建立要列出成岩序列、成岩事件以及各种成岩作用对储层物性的影响。对于要开展化学驱采油的油藏，粘士矿物的类型、含量及分布具有重要意义，要重视其描述。

3.构造模型

构造模型主要拾述断层、裂缝以及褶皱等构造位置、几何形态、走向、倾角、断距等。对于低渗透砂岩储层来说，地应力的方向和裂缝的分布对于低渗透油藏的开发具有非常重要的意义，要特别注意描述。

4.流体分布模型

流体分布模型主要描述油、气、水的分布状态，包括油、气性质的变化，油、气饱和度及含油产状的变化，地下水的类型及矿化度等在空间的分布。地下水的矿化度对开展化学驱油非常重要，同时要注意流体性质变化所造成的非均质性。

5.渗透率模型

影响流体在储层内流动的储层参数很多，如渗透率、孔隙度、渗透率变异系数、渗透率突进系数、垂直渗透率与水平渗透率的比值等。由于渗透率是渗流过程最基本的参数，故以渗透率作为主要对象来建立储层地质模型，称为渗透率模型。这是因为渗透率影响流体流动最直接，而且变异程度也最大。因此在现阶段建立储层地质模型是以建立储层内渗透率的三维空间定量分布为主攻目标。1

研究意义油藏地质模型的建立是油藏综合评价的基础，它可以反映本地区的油藏形成条件、分布规律和油气富集控制因素等复杂的地质条件，在勘探和开发过程中，可以起预测作用，同时为油藏数值模拟研究提供基本格架。