储层地质建模的应用前景

摘 要：近年来对储层研究的要求愈发精细，也加快了油藏数值模拟技术、三维地震勘探技术等技术的发展。储层地质建模越来越多的被应用在区域油藏评价、部分油田的开发管理，以及建立三维地质模型指导油气田开发工作。储层地质建模可以精确描述相应地质结构和参数的空间分布和变化特征，精细描述出油气藏地下特征。笔者在文中简要介绍了普通克里格方法和序贯高斯模拟方法，从理论上对两种方法进行比较，分析了已有算法中的优缺点，为更好、更充分地指导后续油气田开发工作提供坚实的基础。

关键词：地质建模;发展起源;模拟方法;应用前景

1 储层建模的发展

储层地质建模起源于国外，后来被引入国内对油田储层进行研究，我国学者结合实际建立了适用于我国地质储层的建模方法。

1.1 国外储层建模的发展过程

Jahns（1996）应用回归分析，并利用干扰试井数据进行油藏的二维描述，是迄今为止已知最早的关于油藏的研究成果;Coats等（1970）利用最小二乘法及线性规划并参考了动态特征的数据描述了油气藏的各种非均质性的参数，后来虽然有所发展，但尚未作为一门技术出现。20世纪50年代，南非的克里格提出金属分布具有的空间联系与样品的尺寸和位置有关，而非单纯的随机分布;不久之后，马特隆提出了地质统计学，他结合区域化变量的概念将传统的统计学理论进行了改进，发展出一套全新的数学技术——运用变差函数研究矿产矿化特征区域分布，这为以后的储层地质建模提供了基础。20世纪70年代，美国学者儒尔奈耳讨论了随机模拟的应用并首次将随机模拟称为条件模拟（罗仁泽，2002）;后期在该方面又出现了随机模拟技术（Journel etal.，1978）和克里格技术（王仁铎等，1984;侯景儒等，1998）。一直到20世纪80年代，非条件模拟仍然是随机模拟的主要方法，包括转向带法、傅立叶谱估计法等。20世纪90年代，克里格技术逐渐被用来解决储层表征中的一些问题，为建立储层物性的非均质性模型及为油藏的早期相关评价提供服务（裘铎楠等，1996）。

近几年来，随着计算机技术的不断发展，利用计算机技术存储和显示的三维储层地质模型建模方法成为当下的主要方式。目前，建立储层地质模型的方法有确定性建模和随机性建模2种方法，而随机性建模是目前国内外研究的一个热点。

1.2 国内储层建模的发展

我国的储层地质建模始于20世纪60年代，其发展过程大致可以分为3个阶段：第一阶段从20世纪60年代到80年代，是储层二维模型的建立及半定量的分析阶段;第二阶段是80年代中后期的三维确定性储层地质建模阶段;第三阶段是90年代至今的确定性建模和随机性建模相结合的发展阶段（林克湘等，1994;雷卞军等，1998）。20世纪80年代，我国学者在陆相碎屑岩储集层相关研究的基础上建立了非均质概念模型;90年代塔里木东河塘砂岩地质模型的建立标志着早期地质建模的开始（穆龙新等，1994）。

我国在储层建模技术的研究过程中，发现地质储层具有很大的特殊性，如果直接使用国外的方法和理论并不能很好地解决存在的问题（裘铎楠，1990），故结合我国地质情况发展了一系列新的建模方法。

2 储层建模的模拟方法

储层建模的方法目前来说主要有2种，即确定性建模和随机性建模，每一种建模方法又包含了不同的技术与子方法。

2.1 确定性建模方法

确定性建模指的是根据已知确定性资料的控制点（井点）对井间未知区给出确定性的预测结果，目前常用的确定性建模的储层预测方法主要有以下5种（胡向阳等，2001）。

（1）储层沉积学方法。储层沉积学方法是在确定的沉积模式基础上，依靠所得到的高分辨率等时地震资料，在井间进行砂体的对比并且进一步建立储层模型（汤军，2006）。过程中要应用层序地层学知识识别关键层面，为地质模型提供大的框架，进一步结合所得到的岩芯和测井资料，对比测井曲线的相似性和差异性等来完成储层模型的建立。此方法对综合知识要求较高。

（2）克里格方法。此方法指的是运用变差函数对井间未知区域进行属性（如孔隙度、渗透率等）的插值，进而建立起地质模型。相对于传统的数理统计的插值方法，克里格插值法具有明显的优势。传统的插值方法并没有考虑地质规律影响的地质属性在时空上的联系性，仅仅考虑了未知点与井控制点之间的距离。而克里格方法则运用了变差函数对未知点做出最优无偏的估计。

（3）储层地震学方法。储层地震方法指的是利用地震解释资料对储集层的几何形状和特征进行研究的方法。该方法主要是对井间未知区域利用地震反射特征进行横向对比研究。参考的地震数据包括层速度、波阻抗、同相轴的连续性等。储层地震学方法包括2种子方法，即三维地震方法和井间地震方法。

（4）水平井建模方法。水平井建模方法（李勤等，2005）指的是利用水平钻井技术，沿着储层的走向进行水平井的钻进，进而直接获得储层的各项数据来完成储层的模型建立。水平井建模方法相对于其他方法存在很高的可信度，但存在很大的局限性，水平井的井网密度有限，并且应该考虑水平井的经济效益。在参考水平井所得数据的基础上，如果可以结合地震及测井资料对储层的空间展布进行宏观了解，将有助于提高储层地质模型的准确度。

2.2 随机性建模方法

随机建模指的是运用随机函数，结合所得到的地质信息，通过随机模拟的方法得到多个可选的地质储层模型，每个模型都是对原始数据的某种反映，并且都能反映参数数据的微妙变化，模型之间的差异也可以更好地反映出受限于资料不完备的不确定性。

3 结论

储层地质建模的方法发展到了如今，大致可以分為随机建模和确定性建模两种，随机建模又可以根据模拟单元的不同分为基于像元和基于目标的随机模拟方法。每一种模拟方法都含有不同的算法，种类多样但各有优缺点。目前，地质储层建模技术相对成熟，但是储层地质建模在发展过程中存在的一些问题并未得到很好的解决，像建模的应用范围局限于碎屑岩储集层，建模的方法选择具有一定的盲目性，储层地质建模的精度还有待提高等。相信随着建模技术的不断深入与计算机技术的不断发展，这些问题都能得到很好的解决。

参考文献：

[1]陈学习，吴立新，车德福等.基于钻孔数据的含断层地质体三维建模方法[J].煤田地质与勘探，2005，33（05）：5-8.

[2]陈建阳，田昌炳，周新茂等.融合多种地震属性的沉积微相研究与储层建模[J].石油地球物理勘探，2011，46（01）：98-102.

[3]盖凌云.随机建模方法的技术研究及软件应用[J].现代电子技术，2007，30（09）：172-174.

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