油田开发中精细油藏描述成果平台建设研究

陈欢庆，成顺新

1. 中国石油勘探开发研究院，北京 100083；

2. 西安电子科技大学，西安 710126

1 前言

精细油藏描述是油田开发最基础的工作之一，历来受到研究者的高度重视。精细油藏描述是指油田投入开发后，随着油藏开采程度的提高和动静态资料的增加所进行的精细地质研究与剩余油描述，并不断完善已有地质模型和量化剩余油分布所进行的研究工作（陈欢庆，2019）。精细油藏描述研究成果应用于老油田滚动扩边、开发调整与综合治理、油田开发基础年和注水专项治理、二次开发、重大开发试验和水平井规模应用等方案的制定和实施，取得了十分显著的效果。从成果应用角度，精细油藏描述的核心目标就是建立储层三维地质模型和开展剩余油定量表征。对于滚动扩边、开发调整与综合治理，重点是构造精细解释，准确刻画断裂的位置和规模，同时关注沉积微相和储层构型研究基础上的砂体刻画预测。开发基础年和注水专项治理主要是细分层系和砂体刻画预测。二次开发重点是重构地下认识体系，包括不同沉积成因单砂体及内部构型刻画、单砂体内部剩余油描述、精细地震处理与构造解释、水流优势通道描述等。重大开发试验重点是不同开发方式室内机理实验、稠油热采储层隔夹层和蒸汽腔刻画、低渗透储层裂缝表征、高含水油藏水流优势通道定量预测和剩余油表征等。水平井规模应用重点是井震结合砂体的精细刻画预测及水平井轨迹设计。自20 世纪30 年代萌芽，70 年代快速发展和实践应用，精细油藏描述经历了50 多年的研究历程，积累了大量的研究经验和成果资料（Larry et al., 1986；Emily et al.,1995；Richard et al., 1999；Jerry, 2007；Julianne et al., 2013；Correia et al., 2016；Medina et al., 2017；Behmanesh et al., 2018；Kulga et al., 2018）。 在国内，精细油藏描述目前已成为油田开发研究者最关心的核心工作内容之一（刘泽容等，1993；曲志浩等，1994；裘怿楠等，1996；王捷，1996；张一伟等，1997；穆龙新等，1999；王志章等，1999；徐守余，2005；中国石油勘探与生产分公司，2006；刘文岭等，2014；陈欢庆，2019）。以中国石油为例，从2004 年开始规模化开展精细油藏描述，至今已经接近20 年，众多研究者都在从事相关的工作，期间取得了丰富的研究成果和大量的数据资料。随着油气勘探开发相关研究的进步以及计算机技术等相关学科的发展，数字油藏和各种信息化管理平台建设逐渐引起大家的关注（陈丕海等，2012；刘志忠等，2015；张劲等，2017；廖晋等，2018；杜金虎等，2020；罗彩明等，2020；聂晓炜等，2022）。陈丕海等（2012）探索了多学科油藏研究成果管理技术及其应用。刘志忠等（2015）详细介绍了大港油田数字油田建设的新进展，其中包括采用云计算理念，建立集中管理的勘探开发协同研究云，为研究人员提供集硬件、软件、项目数据服务、成果管理于一体的应用服务，满足地震解释、地质建模、数值模拟等研究工作，支持一体化协同研究。李国欣等（2019）提出了非常规油气藏地质工程一体化数据优化应用的思考与建议，研究指出可以通过构建油气藏全生命周期的数据湖和知识库系统平台，基于平台规则来甄选地质工程核心数据，认证油气藏勘探开发的核心“金数据”，实现专业数据便捷高效连通和参数交互优化，促进地质工程一体化数据融合，大幅提升数据利用效率与准确性。分析前人研究发现，目前专门针对精细油藏描述的成果平台建设还未见到。对于精细油藏描述也是一样，如何科学规范安全地管理好这些数据资产，并使其在后续工作中快速调取生产并应用，是相关研究者必须要解决的问题。油藏开发的过程是长期持续的，直至油藏枯竭废弃，精细油藏描述贯穿于油藏开发的始终。为了后续二次精细油藏描述、三次精细油藏描述能够利用好这些研究成果，同时也为了更规范地管理和应用好这些研究成果，需要开展精细油藏描述成果平台建设项目研究。本次以中国石油精细油藏描述中成果平台建设为例，针对精描成果“专业软件多、数据量大、格式复杂、形式多样、管理难度大”的特点，从数据管理、协同研究和成果管理等3 方面阐述精细油藏描述成果平台的特点和关键问题，为该项工作发展进步提供参考。

2 精细油藏描述中存在的突出问题和成果平台建设的意义

2.1 目前精细油藏描述中存在的突出问题

中国石油全面开展精细油藏描述以来，虽然在发展过程中产生了一系列重要成果和良好的应用效果，但也存在诸多突出问题。笔者将这些问题总结如下。第一，研究成果继承性差，二次精细油藏描述或者三次精细油藏描述时，对于一次描述等前期成果并没有充分利用，后续工作重复开展，造成人力物力资源的极大浪费。第二，基础资料存储不规范，没有统一的平台对地质、地球物理和油田生产资料有效存储和管理，每次开展新项目研究，都需要花费大量的时间和精力去整理资料，费时费力还容易出错。第三，精细油藏描述中需要用到大量的专业软件，但是受经费限制，软件配置的缺口很大。同时，研究院、采油厂和油田现场不同研究者协同工作机制不完善，降低了工作效率，不利于研究成果的快速顺利生产应用。第四，精细油藏描述成果应用还存在很大的提高和改进空间，由于三维地质建模工作的迟滞，没有将地质建模等核心成果充分应用至新井部署和新建产能等生产实践当中，发挥精细油藏描述成果应有的作用。第五，不同油田精细油藏描述工作流程和成果提交要求不规范、不标准、不统一，给中国石油层面项目科学管理应用和成果相互交流带来了极大的困难和不便（陈欢庆，2021）。这些问题已经严重阻碍了精细油藏描述从数字化向智能化方向的发展进步，对精细油藏描述研究发展产生了极为不利的影响，亟待解决。

2.2 成果平台建设的意义

要解决上述问题，就需要转变思路，适应科技信息化发展的趋势，通过计算机技术等相关学科发展成果在精细油藏描述工作中的应用，提高工作效率，降低人力和物力成本。要实现这个目标，精细油藏描述成果平台建设是一条必由之路。需要特别指出的是，精细油藏描述成果平台的作用并不仅仅是存储管理成果，还包括基础数据的整理存储和协同研究等，几乎涵盖了精细油藏描述所有工作内容。将岩心、镜下薄片、分析测试、地震和测井等地质研究数据（图1）和示踪剂等动态监测数据以及开发生产动态数据等集成于一个统一的平台之上，方便存储、调用。同时将不同的专业软件集成于该平台之上，不同的研究者在工作过程中及时沟通交流，软件错峰使用，研究成果也同样在该平台标准规范化存储和快速生产应用。总体上，基于精细油藏描述成果平台建设，从基础数据的整理准备、专业软件共享和协同研究、成果标准规范化存储等方面，解决研究中遇到的突出问题，促进工作从数字化向智能化方向发展转变。

图1 辽河盆地西部凹陷某区于楼油层精细油藏描述部分基础数据特征Fig. 1 Some basic data characteristics of fine reservoir description of Yulou oil bearing sets in West Depression in Liaohe Basin

3 精细油藏描述数据管理

精细油藏描述数据管理主要包括项目整体数据信息的统计和分析、具体项目研究数据的整理和统计，及精细油藏描述成果平台与其他数据平台的对接和数据调用等3 方面的内容。其中项目整体数据信息的统计和分析是对中国石油所有精细油藏描述项目完成工作量、成果应用效果和下一年工作计划等的全面统计。具体项目研究数据的整理和统计是对某一个研究项目相关数据的整理和统计。精细油藏描述成果平台与其他数据平台的对接和数据调用主要是项目研究过程中对于存储于其他数据库的测井数据、地震数据和生产动态数据的调用，因为平台规模的限制和避免重复工作量等缘故，不可能将研究中用到的所有数据都存储于精细油藏描述成果平台之上。

3.1 精细油藏描述项目整体数据信息的统计和分析

中国石油精细油藏描述研究中每年都要统计大量的数据，比如完成的工作量数据，三维地质建模和油藏数值模拟的工作量等；对成果应用效果统计，比如依据精细油藏描述成果编制的调整方案、提供的新井井位等；同时包括本年度及其与往年基础数据的统计对比分析和相关图件绘制。当然还包括下一年计划完成的工作量以及预期产生的效果。这些数据如果能在精细油藏描述成果平台上规范化管理，将会大大提高项目管理水平和工作信息化水平。

3.2 具体项目研究数据的整理和统计

一般在精细油藏描述项目研究中，由于项目研究内容涉及地层的精细划分与对比、构造精细解释、储层沉积相和构型分类（图2a）、储层综合定量评价（图2b）、油藏三维地质建模和剩余油表征等多项内容，因此需要整理和准备的资料也是海量的。大致估计，一个精细油藏描述项目完成过程中，研究者至少需要将40%的时间和经历都放在基础数据的整理和准备工作中。如果能将每次项目研究整理的基础数据都放在精细油藏描述成果平台上的话，无疑对于后续工作是很大的支持。这一方面使得这些数据在实际工作中调用查阅很方便，另一方面也省去了后续同区块同层位项目研究重复数据整理的工作量。比如在从事相同区块和层位二次或者三次精细油藏描述时，只需要根据研究内容和要求增加相应的数据即可，而井位、测井曲线和地震等基础数据完全可以借助精细油藏描述成果平台直接调用前次精细油藏描述时整理的基础数据即可，极大地节省了人力和物力资源，提高了工作效率。

图2 辽河盆地西部凹陷某区于楼油层单层yI11b精细油藏描述部分成果图Fig. 2 Some results of fine reservoir description of layer yI11b of Yulou oil bearing sets in West Depression in Liaohe Basin

3.3 精细油藏描述成果平台与其他数据平台对接和数据调用

精细油藏描述中用到的数据类型很多，有基础地质、地球物理和生产动态等多种类型。这些数据有些存储于其他数据库平台的，需要在研究过程中调用。这就要求建设的精细油藏描述成果平台和其他数据平台之间要有很好的数据调用衔接通道。这其中涉及到数据的保密、调用权限的设置以及网络速度等问题。

具体到精细油藏描述成果平台上数据管理实践操作，主要通过精描成果库、数据管理子平台和数据共享子平台3 部分来实现。精描成果库建设工作由数据存储技术方案和相应数据库管理两大类功能组成，重点在于两个方面，一是数据体存储格式统一的问题；二是数据库逻辑结构设计问题。在数据管理子平台上，研究者可以通过严格的质量控制确保入库的数据完整准确，利用数据回放功能，通过可视化播放对数据质量进行二次检查。同时还可以利用数据对比功能，计算不同版本、区域覆盖等描述相同地质对象数据之间的差异，并将数据差异可视化地提供给专业技术人员，实现数据质量辅助检查功能。数据共享子系统由数据检索、展示、下载、接口四类功能组成。在数据检索方面，在实现当前常见的导航树、属性、空间GIS 等检索功能的基础上，针对精描成果特点，提供综合搜索功能。在数据展示方面，主题模式实现精描成果信息综合展示，可视化功能实现数据体在线浏览。在数据下载方面，结合用户的数据下载习惯及需求，提供多种数据下载方式，全面缩短用户数据准备周期，提高用户工作效率。在数据接口方面，基于REST 框架，开发标准化的数据I/O 接口，建立低耦合度的精描平台，并为其它软件提供高效的数据访问服务。通过上述两个模块的建设，可以实现新数据高效收集、质控、入库和数据灾备等安全体系，保障数据安全可靠。

4 精细油藏描述协同研究过程

精细油藏描述研究是一个协同工作的过程。在该过程中，需要地质研究人员、油藏工程人员，或者油田研究院的研究人员和采油厂现场人员协同交互工作，以保证项目的顺利进展和成果的快速生产应用。精细油藏描述协同研究的过程也是基于成果平台来实现。关于协同研究平台的建设，前人做过一些研究（宿建春等，2015；杨耀忠等，2021）。宿建春等（2015）对SAGD 稠油油藏研究平台的研发和应用进行过探索。杨耀忠等（2021）对油气勘探开发综合研究数字平台建设及应用进行了详细的阐述。精细油藏描述协同研究的过程也需要考虑专业软件的使用、不同软件中间成果之间的对接和研究工作的自动化实现等3 方面的问题。

4.1 专业软件的平台实现和使用

精细油藏描述涉及地质、地球物理和油田开发等多方面研究内容，相应地用到的专业软件也很多，包括卡奔、石文、Resform、Landmark、Discovery、Petrel、Coredraw、SPSS、Eclipse、tNavigator 等。这些软件基本上都是完成精细油藏描述中相应的工作，成果输出给别的软件，软件之间相互配合，最终完成所有研究内容（图3）。因为这些专业软件的购置成本较高，因此软件在实际工作中缺口很大。如果能将这些软件集成到精细油藏描述成果平台上去，不同的研究者就可以错峰使用有限的许可，有效地节约了软件购置成本，提高了软件的使用效率，为中国石油“提质增效”目标的实现提供支持。比如中国石油东部油田和西部油田工作时间存在时差，完全可以基于精细油藏描述成果平台合理安排软件的使用时间，错峰使用相关的专业软件。

图3 辽河盆地西部凹陷某区于楼油层三维地质模型Fig. 3 Three-dimensional geological model of Yulou oil bearing sets in some area in West Depression in Liaohe Basin

4.2 不同专业软件之间中间成果转换和调用

上述不同的专业软件，由于使用的领域不同，设计的理念各有差异，从数据的格式，成果的输出方式等多方面都存在差异（图4）。工作中从最开始的构造精细解释、储层刻画预测等地质研究到最终的剩余油描述，需要将不同软件的中间成果相互调用，协同研究。在该过程中就必须实现不同专业软件之间数据和图件等格式的转换。上已述及，由于设计理念和研究特征的巨大差异，有些软件之间的成果转换流程繁琐，难度较大。虽然在实践中研究者可以设计不同的小程序，依靠EXCEL 以及其他统计分析软件等来完成工作，但是有时会花费较多的时间和精力，而且有时图件的信息和分辨率会有较大的损失。如果能够借助精细油藏描述成果平台提供帮助，打通软件之间的数据和图件等沟通屏障，势必为工作的顺利开展提供极大的便利，从而提高工作效率。

图4 精细油藏描述成果管理平台协同研究模块Fig. 4 Collaborative research module of fine reservoir description result management platform

4.3 研究工作的自动化实现和完成

随着工作信息化的水平不断提高，精细油藏描述也需要从数字化向智能化方向发展。地层精细划分与对比、沉积微相研究等需要花费大量工作量的基础工作，可以借助精细油藏描述成果平台来自动和批量完成。在该过程中加入了大数据和人工智能的理念（曾顺鹏等，2021），通过机器对人工建立的一定数量地层对比或者沉积微相划分成果的学习，建立相应的模板，软件平台利用模板实现地层精细划分与对比的批量实现和沉积微相的自动判相。目前有些专业软件中也附带相关的功能，但是自动研究的结果正确率较低，这主要受机器算法以及陆相沉积地层非均质性变化快、研究者的工作经验差异等诸多因素的影响。目前中国石油辽河油田等正在开展相关的研究，相信未来会有很大的发展。笔者在进行准噶尔盆地西北缘某区下克拉玛依组冲积扇砂砾岩沉积储层构型研究时，首先在软件平台内划分典型单井的储层构型单元，并选择其作为储层构型划分的模板 （图5），利用专业软件的相关功能，将划分结果推广至研究区400 口非取心井之上。工作过程中减少了一定的工作量，但是受软件自身功能、典型井储层构型单元划分结果代表性等条件的限制，划分结果还需要人工修改和完善。要想实现储层构型划分等精细油藏描述研究核心内容的完全自动化批量实现，还需要在成果平台建设方面做大量的探索和攻关。目前有些油田已经在积极开展这方面的工作。例如新疆油田在冲积扇砂砾岩沉积储层测井精细二次解释方面，已开展了基于大数据学习的自动批量解释技术，取得了一定的进展。

5 精细油藏描述成果存储和管理

精细油藏描述成果的规范化存储和管理是目前研究中关注的焦点和难点，主要问题包括成果格式多样、时间跨度较长和数据量大等，需要逐步探索解决。

5.1 成果上传管理中格式的统一规范

中国石油不同的油田研究单位，由于传统工作习惯等原因，绘制的成果图件在线条的粗细、图例的颜色等格式方面差异很大。可能同样类型的成果图件，展示的效果会截然不同。这就需要在中国石油内部统一成果提交的标准，实现成果的规范化管理。现行的行业标准“油气田开发图例及编图规范”可以参考和借鉴。数据表提交方面也是一样，需要统一确定数据提交的格式和内容，这样便于整个中国石油内部对比统计分析和相互沟通交流。

5.2 成果存储上传中的质量控制

在成果上传过程中，质量控制是十分重要的环节。需要相关人员严控质量，确保进入平台的成果准确无误，经得起实践的检验。实际上质量控制的工作贯穿于精细油藏描述研究中的每一项内容中，存在于精细油藏描述每一个环节内。笔者曾经对精细油藏描述中质量控制体系进行了设计（图6）。基于精细油藏描述成果平台，可以实现精细油藏描述质量控制从纸质化彻底转变为数字化。项目每部分研究内容都设置相应的质量控制体系和流程，明确责任人。该项工作的开展，由质量控制初期延缓项目进度转变为全面建成质量控制体系后极大地加快项目进度，实现项目全生命周期质量管理，从源头上确保精细油藏描述成果平台数据的准确性。

图6 精细油藏描述研究质量控制体系Fig. 6 Quality control system for fine reservoir description research

5.3 成果生产应用中的跟踪和更新

精细油藏描述的最终目标是为油田开发提供支持，因此成果应用就成为工作的核心内容之一。在最新发布的中国石油企业标准“精细油藏描述技术规范”中，也对精细油藏描述成果应用提出了十分具体的要求。规范中明确要求，构造模型必须经过完钻新井资料校正，模型结果必须准确反映油藏储层微构造特征。利用新钻井静态、动态资料对构造、储层和饱和度的预测结果进行验证，检验地质模型的精度。不断修正地质模型，跟踪方案实施效果，油田或区块的主要开发指标要达到方案预测指标的90%以上。

在精细油藏描述成果模块建设方案中主要包括以下3 方面内容：（1）精描成果管理与共享系统研发。具体包括“一库两平台” 的设计与研发，“一库”指精细油藏描述成果数据库，“两平台”指数据管理平台和共享应用两个子平台。（2）精描成果试点数据建设。基于上述技术研究成果，开展历史数据的收集、整理、入库工作，搭建精细油藏描述成果数据主库，为用户提供应用支持。（3）管理配套。检索梳理相关管理规范和技术标准，确保新数据及时、完整、准确归档入库；确保数据运维操作有据可依；保障数据应用安全、可控。通过上述方案的实施，中国石油精细油藏描述成果平台在大港油田已初步建成，目前正在其他油田扩大推广应用。未来该平台将整合至中国石油勘探开发梦想云平台之上，与其他研究平台模块一起，方便研究者登录使用。该平台的建设，将为精细油藏描述快速发展提供强有力的支撑和保障。

基于初步建成的精细油藏描述成果平台，完成成果继承性工作，项目研究经费缩减50%，工作量不减。项目研究中，研究者组成联合团队协同工作，基于专业软件优化使用管理条例，缓解了软件紧缺的矛盾，中国石油公司层面填补地质建模和数值模拟软件缺口各160 套。研究过程实时互动交流，极大地提高了工作效率。基础资料和研究成果在线规范化统一存储调用，实时更新并快速生产应用，调整方案设计编制时间平均周期缩短60%，实现项目成果管理。未来需要不断完善平台功能，扩大平台推广应用的力度，力图使所有的精细油藏描述项目都在平台上运行，真正实现数据整理、协同研究和成果管理的规范化和信息化。

6 结论和认识

（1）精细油藏描述是油田开发最基础的工作之一，历来受到研究者的高度重视。中国石油目前精细油藏描述中存在的突出问题主要包括研究成果继承性差、基础资料存储不规范、专业软件需求缺口大、成果应用需加强和成果管理不规范等5 方面问题。这些问题已经严重阻碍了精细油藏描述从数字化向智能化方向的发展进步。精细油藏描述成果平台建设是一条必由之路。

（2）精细油藏描述数据管理主要包括项目整体数据信息的统计和分析、具体项目研究数据的整理和统计、精细油藏描述成果平台与其他数据平台的对接和数据调用等3 方面的内容。精细油藏描述研究是一个协同工作的过程。协同研究的过程也需要考虑专业软件的使用、不同软件中间成果之间的对接和研究工作的自动化实现等3 方面的问题。精细油藏描述成果的规范化存储和管理是目前研究中关注的焦点和难点，需要重点关注成果上传管理中格式的统一规范、成果管理上传中的质量控制、成果生产应用中的跟踪和更新等3 方面内容。