油气田开发过程中储层构型模型的建立与研究

赵振尧

【摘 要】储层结构指的是储集砂体的几何形态及其三维空间的分布。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。以高分辩率的三维地震为基础，利用其覆盖率高的优势，直接追踪井间砂体和求取储层参数。储层结构模型的核心是沉积模型。壳牌石油公司将不同沉积相形成的储层结构类型归纳为三类，即千层饼状储层结构、拼合板状储层结构和迷宫状储层结构，目前遇到的关键问题是分辩率还满足不了油田开发研究单砂体的要求。

【关键词】油气田；储层构型；模型；建立；研究

一、储层分布层次性

储层作为油气勘探、开发的物质对象，无论从其本身特征还是从其沉积成因角度分析必然具有层次性。层次分析是储层非均质研究的认识论和方法论的基本问题。随着油气田开发的深入，储层描述向着越来越细的方向发展。合理选择储层描述尺度不仅能充分利用油田现有资料用于准确描述储层非均质性，而且分级建立的储层地质模型能及时正确地指导油田勘探开发的进行，避免建立的模型与生产脱节。按模型组成规模：（Helgeqi H.Haldorson（1986），美国 分四级）1、巨大规模：构造+岩相——油气藏组合；2、大型规模：相带+储层——油气藏；3、宏观规模：储层+物性——内部结构；4微观规模：孔隙结构+流体——流动单元 。随机建模方法：这是国际上近20年来兴起，发展很快的一项热门技术。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。国外一些主要石油科研机构、院校和油公司都在开展这一工作。储层地质知识库是根据储层地质概念模型，结合静、动态资料对单井模型进行统计分析的基础上建立的能够定量表征储层特征参数统计分布规律的地质知识，它们是储层随机建模的控制条件。露头调查、地震预测与解释、密井网统计、 分布概率、平均值、中值、标准偏差、最大值、最小值、变异系数及各参数间的相关系数等。

二、储层分布非均质模式

构型最早由国外学者Allen提出，国内也译为构形、构成，储层建筑结构，沉积结构单元等，是指不同级次储层构成单元的形态、规模、方向及其叠置关系。储层构型分析研究实质上是描述储层内部的非均质性，最终用于进一步挖潜剩余油，提高油气采收率。 非均质储层构型模式是指应用露头、现代沉积、油田密井网区等资料，开展定量地质模式及形成机理研究，最小时间单元界面划分，不同级次构型界面（Boundaries）及构型要素（Architecture element）的多维表征，揭示砂体内部叠置关系（内部构型Internal architecture）。 研究非均质储层构型模式能够揭示单砂体内部物性基本单元（侧积砂体）及其三维分布规律，从而真正反映单砂体内部三维非均质性的本质，这对以后的剩余油研究、预测具有重要的意义。

三、地下储层构型描述方法

地下储层构型分析与建模的目标是应用有限的资料恢复地下储层构型的面貌。以河流相为例，主要是恢复地下古河道及其河道内部构型单元的三维空间分布。面临的主要难点是地下井资料少，因为即使是在油田开发中后期的密井网条件下，井距（如100m井距）仍大于构型单元的规模（如横向上数米规模的点坝内部泥质侧积层）。目前地下储层描述主要是依靠地震信息和多井信息相应的发展了两类方法，包括地震沉积学方法和多井模式预测方法，而砂体内部构型分析主要基于人工进行，效率很低，因此需要进一步深化三维储层内部构型建模的模式拟合算法研究，可谓是任重道远。重点在于单期河道、单砂体和单砂体内部夹层的识别。还提到不同井距条件下单砂体展布的认识必然存在一定差异，说明单砂体分布的复杂性。利用计算机研究一些随机建模算法。针对不同沉积类型储层本身的物性参数空间分布特点，形成一些模拟其规律的算法。随机建模方法，总的追求：利用其技术建立的地质模型，交给数值模拟进行历史拟合，一次运算就在大多数井点拟合得较好，这就说明模型基本符合地下实际。或者利用建立的模型布井，选择成功机率最大的井位去实施。进行精细描述，可供其他地区和油田借鉴。随机建模方法，一些院校都有一些软件研制出来，在西部油田早期评价阶段进行油藏描述建立地质模型上已取得很好效果，在老油田中为研究剩余油饱和度还没有实践经验。变差函数分析：储层参数空间结构分析就是对储层参数进行一系列统计分析，研究储层的空间结构及各储层参数的空间分布的连续性和各向异性。目前，研究数据变量空间连续性或各向异性的方法和手段有多种，如协方差函数、相关函数等，但是这些方法只能概括地质体某一特征的整体概况而无法反映其局部变化特征，地质统计学中引入变差函数。离散模型是为了描述具有不连续性质的地质特征而开发的，如河流相地层中砂体的位置和几何分布，砂岩中页岩夹层的分布和规模，裂缝和断层的分布、方向和长度，以及岩相模拟等。在以上各种情况下，空间中的一个点属于有限分类数中的一个，而且仅有一个，随机模型控制着在每一点该分类的数值如何交互影响。例如，该模型可以控制一个砂体可以怎样侵入到另一个砂体中；裂缝是否横切，怎样横切，不同的岩相怎样相互牵制和排斥等等。对于重要层位，如可注水砂岩段，可以不经过实际流动模拟而计算出来。建模期间地质指导是十分重要的。

四、剩余油分布研究

剩余油是指油藏开发过程中尚未采出而滞留地下油藏中的原油，通常是指开发油田处于中高含水期时剩余在油藏中的原油。一般可以通过加深对地下地质体的认识和改善工艺水平等措施采出其中的部分或大部分油气。 油田开发实践证明储层中还存在较多剩余油富集区特高含水期剩余油分布特征是总体分散、局部集中，仍存在较多的剩余油富集区，并受油藏分割性控制。四种油藏分割类型，包括断层分割、夹层分割、物性分割和水动力分割。同时重点分析了如何通过开发地质方法对剩余油进行预测。油气田开发应该继续深化对储层非均质模式的认识、研究地下储层构型的定量预测方法以及储层构型三维建模方法。建立参数模型：1、定量地给出储集体内空间各点的各种储层属性参数。2、关键点是根据上述层模型，按层用已知井点（控制点）的参数值内插（外推）井间未钻井区域储层的各种属性参数；内插误差愈小，地质模型精度愈高。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渗透率关系，由孔隙度模型转换成渗透率模型。4、现已发展一些建立连续参数场的随机建模方法及相应软件，地质人员应慎重选用，不同沉积类型砂体，应采用适用于本类砂体的方法，并应作相应的检验。

参考文献：

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[3] 丁晓琪，张哨楠，陈克勇，孟祥豪. 镇原-泾川地区储层下限标准的研究 [J]. 新疆地质. 2005 （02）