储层地质模型

1、什么是储层地质模型？为什么要建立三维储层地质模型？ 答：储层地质模型是指能定量表示地下地质特征和各种储层（油藏）三维空间分布的数据体，一个完整的储层地质模型应包括构造模型、沉积模型、储层模型和流体模型等。 三维储层地质建模是从三维的角度对储层的各种属性进行定量的研究并建立相应的三维地质模型，其核心是对井间储层进行三维定量化及可视化的预测，与传统的二维储层研究相比具有以下的优势： 1）更客观地描述并展现储层各种属性的空间分布，克服了用二维图件描述三维储层的局限性。三维储层建模可以从三维空间上定量的表征储层的非均质性，从而有利于油藏师进行合理的油藏评价及开发管理。 2）更精确地计算油气储量。在常规的储量计算时，储层参数（含油面积、有层厚度、孔隙度、含有饱和度等）均用平均值表示，这显然忽视了储层非均质性的影响。应用三维储层模型计算储量时，储量的基本计算单元是三维空间上的网格（分辨率比二维高得多），因为每一个网格均附有储集体（相）类型的孔、渗、饱等参数。因此，通过三维空间运算，可计算出实际的含油储集体（砂体）体积、孔隙体积及油气体积，其计算精度比二维储量计算高得多。 3）有利于三维油藏数值模拟。三维油藏数值模拟要求有一个把油藏各项特征参数在三维空间上定量表征出来的地质模型。粗化的三维储层地质模型可以直接作为油藏数值模拟的输入器，而油藏数值模拟成败的关键在很大程度上取决于三维储层地质模型的准确性。 2、如何理解储层概念模型、静态模型和预测模型？它们有何异同？ 答：储层概念模型是指把所描述油藏的各种地质特征，特别是储层，典型化、概念化，抽象成具有代表性的地质模型。只追求油藏（储层）总的地质特征和关键性地质特征的描述，基本符合实际，并不追求所有局部的客观描述。 静态模型也称实体模型，是把一个具体研究对象(一个油田、一个开发区块或一套层系)的储层，依据资料控制点实测的数据将其储层表征在三维空间的变化和分布如实的描述出来而建立的地质模型，并不追求控制点间的预测精度。 预测模型不仅忠实于资料控制点的实测数据，而且追求控制点间的内插与外推值具有相当的精度，并遵循地质和统计规律，即对无资料点有一定得预测能力。 概念模型、静态模型和预测模型的区别： 1）研究阶段的区别。概念模型应用于油田的勘探与开发早期；静态模型应用于油田开发中期，一般是开发井网完成后进行；预测模型应用于油田开发后期。 2）研究的区别。概念模型一般以储层地质学（沉积学）和写实的描述方法为基本手段，尽可能直接利用岩心资料来建立概念模型，避免依赖测井解释等间接资料；静态模型的研究方法主要是在概念模型的基础上，充分应用开发井的各种资料，采用地质统计学方法来描述储层在二维或三维空间的实际特征；预测模型主要是采用随机建模技术，即将等概率的随机抽样方法（蒙特卡洛）与确定性的插值方法（克里金）相结合，所形成的地质统计学随机算法，来产生多个高精度的随机实现图像（预测模型）。 3）产生作用的区别。概念模型在勘探初期具有极大的指导价值，将成功油气区的储层概念模型结合本地的实际情况能够有效地指明靶区部位及特点，从油田发现开始，到油田评价阶段和开发设计阶段，主要应用概念模型研究各种开发与战略问题；静态模型为油田开发实施方案（即注采井别的确定、射孔方案实施等）、日常油田开发动态分析和作业实施、配产配注方案和局部调整服务；预测模型能够准确地描述储层参数的空间分布，指导调整开发方案进行剩余油地开采。 3、储层确定性建模与随机建模的概念是什么？其内涵有何差别？ 答：确定性建模是对井间未知区给出确定性的预测结果，即试图从具有确定性资料的控制点（如井点）出发，建立唯一而确定的储层骨架（相、砂）和储层参数（孔、渗、饱）模型。 随机建模是以现有的数据或信息为基础，以随机函数为理论，通过计算机技术人工合成可选的、等概率的、高精度的反映现有参数数据空间分布的模型。 确定性建模与随机建模的差别： 1）确定性建模给出的是局部精确估计，而随机建模重点放在恢复区域特征（结构）和统计参数（直方图、协方差等）上，不是拘泥于局部的精确性。 2)确定性建模得到的是局部的唯一估计，而随机建模给出的是多个等概率的实现，这一系列实现的差异反映了储层属性空间分布的非均质性和不确定性。 4、基于目标与基于象元的随机模拟方法有何差异？ 答：基于目标的随机模拟方法是以目标物体（即离散性质的地质特征，如沉积相、流动单元等）为基本的模拟单元。模拟过程是将物体“投放”于三维空间，也就是说将目标体投放于背景相中，因此，这种方法适合于具有背景相的目标（物体或相）模拟。 基于象元的随机模拟方法是以象元（相当于网格化储层格架中的单个网格）为基本的模拟单元，既可用于连续性储层参数的模拟，也可用于离散地质体的模拟。 5、常用的随机建模方法有哪些？其适用条件和优缺点是什么？ 答：常用的随机建模方法有示性点过程（布尔模拟）、序贯高斯模拟、截断高斯模拟、序贯指示模拟、分形模拟、多点地质统计模拟等。 常见的随机建模方法比较 名称 适用条件 优点 缺点 示性点过程（布尔模拟） 目标体形态及配置关系简单 能很好地表达相形态 难以完全条件化 序贯高斯模拟 空间变异性小；一般要求相控 条件化容易 不能保证变量分布的连续性 截断高斯模拟 排序相分布 能很好恢复排序相关系 相边界连续性较差 序贯指示模拟 任意相分布；变异性大的参数 条件化容易，整合多信息 不能很好地恢复相形态及配置关系 分形模拟 符合分形特征 能模拟裂缝分布 整合多信息难，条件化难 多点地质统计模拟 任意相分布 条件化容易，能较好地表达简单相分布 难以表达复杂、非平稳相分布         6、储层地质建模的基本步骤有哪些？ 答：储层地质建模的基本步骤有： 1）数据准备。储层建模是以数据库为基础，数据的掌握（拥有）程度及其准确性在很大程度上决定着所建模型的精度。 2）构造建模。构造模型反映储层现今的空间格架特征，由断层模型层面模型组成。 3）储层属性建模。储层属性建模是在构造模型的基础上，建立储层属性的三维分布，储层属性包括离散属性和连续属性，一般首先建立广义的相模型（或称骨架模型），然后建立储层参数模型。 4）图像显示。三维空间赋值所建立的是数值模型，即三维数据体，对此可进行数据——图形变换，以图形的形式显示出来。 5）模型优选。随机建模可产生大量等概率的实现，各实现之间的差别可以用来对储层的不确定性进行评价。 6）体积计算。储层建模的目的之一就是进行油气储量计算。 7）模型粗化。三维储层地质模型为三维数据体，可输入到模拟器进行油藏数值模拟。 7、什么是粗化模型？为什么要进行模型粗化？如何进行模型粗化？ 答：模型粗化是使细网格的精细地质模型“转化”为粗网格模型的过程。在这一过程中，用一系列等效的粗网格去“代替”精细网格中的细网格，并使该等效粗网格模型能反映原模型的地质特征及流动响应。 地质模型的网格数太大而数模器难以处理，必须要先对储层模型进行粗化，然后输入数模器。由于目前计算机内存和速度的限制，动态的数值模拟不可能处理太多的节点，常规的黑油模拟的模型网格节点数一般不超过80万个，而精细地质模型的节点数可达到数百万甚至千万个，因此在绝大部分情况下，需要对地质模型进行粗化。 模型粗化包括两个步骤： 1）粗化网格的设置。在地质模型三维网格 的基础上，分别按X、Y、Z方向合并网格，粗化模型网格的大小，可以是均匀的，也可以是不均匀的。 2）属性粗化计算。将细网格地质模型的属性转换到粗网格中，标量参数（如孔隙度）可以应用算术平均法进行粗化计算；而矢量参数（如渗透率）由于具有方向性，不能用算术平均法粗化，一般是通过流动模拟法进行粗化。 8、如何建立逼近地质实际的储层地质模型？如何理解等时建模、成因控制建模、相控建模？ 答：在实际的随机建模过程中，为了尽量降低模型中的不确定性，应尽量使用确定性信息来限定随机建模过程，进行随机建模与确定性建模相结合的建模。通过多学科资料，可以提取井间储层的一些确定性信息；另外，为降低模型的不确定性，应尽量应用多种资料（地质、测井、地震、试井等）进行协同建模等。 等时建模是指在建模过程中，将地质体划分出若干具有不同储层分布模式的等时层，分层建模，然后组合成统一的储层地质模型。 成因控制建模是在相建模过程中充分考虑相的成因（沉积机制、分布模式及分布规律），应用相成因关系约束建模过程。 相控建模是在相模型的基础上，根据不同沉积相的储层参数定量分布规律，分相进行储层参数的插值或模拟，建立储层参数分布模型。