PETREL软件在油藏三维可视化地质建模中的应用

李蓓蕾，朱玉双，张翠萍，周创飞，刘 超

(1.西北大学 地质学系/大陆动力学国家重点实验室，陕西 西安，710069;2.长庆油田分公司第六采油厂，陕西西安 710018)

建立符合油藏地质实际的三维可视化模型是复杂油藏开展数值模拟研究的关键。20世纪80年代发展起来的以测井资料为主的三维地质建模技术，目前已成为油田开发阶段油藏研究的重要手段之一［1］。

本文针对鄂尔多斯区A83区块，选用Petrel建模软件最终建立精细三维构造骨架模型，利用岩相描述曲线和测井曲线分别建立岩相模型和属性模型。通过对多个模型的对比评价分析，优选出更符合该研究区的三维精细地质模型，最后经过模型粗化形成数值模拟研究所需要的三维地质模型。

1 数据准备及工作流程

选用Petrel建模首先需要准备的数据包括:油田的井位坐标(wellhead)、地层精细分层数据(welltop)、井轨迹(path)、测井曲线(las)以及岩性描述资料等。另外Petrel建模具有较强的三维图形显示和成图功能，数据的加载过程就是基础数据库的建立过程。需按照Petrel软件格式要求，对所有基础数据进行加载。利用建模软件的可视化显示功能可对数据进行质量检验，修正因数据错误造成的井轨迹异常显示，并对测井曲线的异常显示井段进行校正。

地质建模的最终目的是建立符合实际油藏的三维可视地质模型，能够尽可能的反演地下储层情况。Petrel软件即是在模拟构造岩相的基础上，刻画了储集层的孔隙度、渗透率、以及含水饱和度等属性特征。三维地质建模的具体操作流程大致如下(如图1所示):

2 构造模型的建立

在定义好所建三维模型后，首先建立构造模型。构造建模包括了 fault modeling、pillar gridding和 layering三个部分，这三个部分共同构建成一个三维空间网格。鄂尔多斯盆地区基本没有断层，因此不作fault modeling的操作。Pillar gridding的过程就是一个生成空间网格的过程。这一操作在I、J方向上定义网格单元的大小，以及定义该区域主要的物源方向。从而将地层用一个个网格单元代替，创建模拟出均匀分布的三维储层。

导入手绘地质构造等值线，将生成的构造面加入Make horizons操作过程中来控制模型中生成的构造面，这样建立起来的构造模型可信度较高。

图1 精细地质建模工作流程

安83长7储层各小层顶面构造呈现出区域西倾单斜特点，整体地层坡度小，各小层的顶面构造具有很强的继承性。研究区无大型构造，多处可见相互平行近东西向小的鼻状隆起构造带。形成了区域西倾单斜背景，鼻状隆起呈东西向展布的构造格局。以长7主力含油层长722顶面构造为例，可以看出该构造顶面海拔呈东高西低的单斜特点，构造较为简单，没有断层。(如图2所示)

3 岩相模型的建立

相建模是储层建模的关键，它为储层参数的模拟提供了储层骨架。相的分布控制着砂体的展布，而只有砂体才有可能具有有效地储层参数，相的分布不同，整个砂体展布也就不同。本次建模采用相控建模，即属性建模以岩相模型为基础，因此，相模型的建立准确程度就显得尤为关键。

相控建模采用沉积相控制和岩相控制两种约束方法。

使用手绘沉积相图作为约束条件时，可以较全面的考虑岩相影响因素。但是在Petrel中建立的相模型就变成了生硬的三维立体模型，这削弱了Petrel随机模拟的功能。并且当沉积相不足以精确模拟相模型时，砂体的连通性、砂体展布以及尖灭、砂体内部泥质夹层等情况都不能进行细致的刻画。因此，建立的属性模型精度将大大降低。在使用岩相模型时，利用纵向上0.125m的取样率的电测曲线可以很精确的反映单砂体的连通性以及砂体的尖灭情况等。

图2 A83井区长722构造模型

因此本次研究采用综合测井解释成果和泥质含量测井曲线相结合的方法来计算岩相模型。首先，将测井解释结论归类:水层、含油水层归为Ⅰ类;油水同层归为Ⅱ类;油层、差油层、含水油层归类为Ⅲ类;干层归类为Ⅳ类;未设定的归为泥岩。这样就相当于经过了人工滤波，得到的岩性也较为精确。再利用测井解释提供的泥质含量曲线根据泥质含量的不同划分出不同的岩相。这样做的好处是，既全面的考虑了岩相的制约因素，而在纵向上又保证了较为精准的隔层和泥质夹层预测。

Petrel提供了序贯指示模拟、截断高斯模拟、神经网络方法、基于目标的示性点模拟等几种用于详细表征相带分布特征的确定性和随机性的相建模技术，而且可以交互使用，此外还可以导入自己的算法和人工赋值的方法，来建立岩相模型［2］。

岩相模型是一种离散数据模型［3］。根据Petrel建模软件提供的算法以及研究区特征，本文选择了随机建模方法中贯序指示算法，其中涉及到的主要参数就是变差函数。

变差函数是地质统计学的基本工具，它既能描述区域变量的空间结构性，同时能够充分利用其随机性，是进行随机模拟预测的基础。变差函数(图3)中的主要特征值是a、C及C0，这三个特征值反映了储层参数的空间变化特征。所谓的变程a是指当距离超过某一范围之后，变差函数值不再增大而稳定在一个极限值附近，这个范围称为变程，它反映了区域变量的相关范围。对于纵坐标的极限值(C+C0)和块金常数C0(指原点处的变差函数值)是测量误差和微矿化结构所致。在计算变差函数时，确定好主方向的角度后，进而确定主方向、次方向以及垂向上的变程值［4－5］。

在此基础上建立的岩相模型如下(图4)所示:

需要指出的是，这种随机模拟方法的缺点在于变量的分布要求服从高斯分布，并且算法和参数灵活性太大，人为因素太多，需要多次重复模拟，优选最佳变程组合值，才能得到更准确的模拟结果［6－8］。

图3 变差函数示意图

图4 安83井区岩相模型

4 属性模型的建立

油藏属性建模部分是整个三维可视化地质建模的最终目的，它是在所建立构造模型的基础上，采用随机模拟的方法预测井间属性参数分布情况，同时采用岩相加以控制趋势建立油藏属性的三维空间展布模型。属性模型的建模过程类似岩相模型的建模过程［9－10］，同样需要进行变差函数分析和随机建模方法优选。并且在相控的基础上，加入孔隙度渗透率、含水饱和度等趋势线加以制约。经过多次重复优选，安83井区属性模型如下(图5)所示:

图5

5 结语

准确真实的基础数据是三维可视化精细地质建模保障［11］。通过精准的构造模型、岩相模型以及属性模型，能够尽可能真实的反映地层的实际油藏储层特征，实现地下油藏的动态三维可视化，为更好的了解油藏特征并提出更为可行的开发方案提供依据。建立准确的三维地质模型，对地下断层、裂缝、砂体连通性、以及泥质夹层等的精确刻画，更是油藏工程数值模拟的关键。总之，建立精确地三维地质模型是油藏储层精细描述的核心。

［1］段天向，刘晓梅，张亚军，肖述琴.Petrel建模中的几点认识［J］.岩性油气藏.2007，19(2):101 －107.

［2］李映雁，何星.Petrel软件在富县地区地质建模中的应用［J］.内江科技.2011(5):150－151.

［3］石晓燕.Petrel软件在精细地质建模中的应用［J］.新疆石油地质.2007，28(6):773 －774.

［4］王家华，刘倩.储层建模中对变差函数分析的几点认识［J］.石油化工应用.2011，30(10):5 －7.

［5］周游，程时清，张敏.储层建模中变差函数参数的设置［J］.西安石油大学学报.2005，11(5):25－27.

［6］吴永彬，张义堂，刘双双.基于petrel的油藏三维可视化地质建模技术［J］.钻采工艺.2007，30(5):65－66.

［7］邹起阳，阎振华，徐阳东.应用Petrel进行构造建模的研究［J］.长江大学学报.2011，8(2):62 －64.

［8］汤军，宋树华，徐论勋等.储层随机建模方法在细分沉积相中的应用［J］.天然气地球科学.2007，18(1):89－92.

［9］罗玉，翟中霞等.利用Petrel软件进行精细地质建模研究［J］.太原科技.2008(10):60－63.

［10］张世明，万海艳，戴涛等.复杂油藏三维地质模型的建立方法［J］.油气地质与采收率.2005，12(1):9 －11.

［11］丁可新.复杂断块油藏精细构造建模技术—以富林油田为例［J］.石油天然气学报.2008，30(5):247－250.