【word】 融合地震和测井信息的三角洲沉积微相随机建模研究——以扶余油田二夹五区块为例

【word】 融合地震和测井信息的三角洲沉积微相随机建模研究——以扶余油田二夹五区块为例 融合地震和测井信息的三角洲沉积微相随机建模研究——以扶余油田二夹五区块为 例 2008年9月 第23卷第5期 西安石油大学(自然科学版) JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition) Sep.2008 V01.23No.5 文章编号:1673.064X(2008)05—0037—03 融合地震和测井信息的三角洲沉积微相随机建模研究 以扶余油田二夹五区块为例 Stochasticmodel~studyofdeltaicsedimentarymicrofaciesbyintegratingsei smicinformation tlllo~nginformation--takingErjiawublockinyIIoilfiddasanexample 李晓锋,彭仕宓,王海江2,李佳利3 (1.中国石油大学(北京)资源与信息学院,北京102249; 2.中海油研究中心,北京100027;3.大庆油田采油六厂,黑龙江大庆163114) 摘要:小型三角洲沉积储层厚度薄,砂体的规模小,侧向变化快,主要 以砂泥岩间互的形式出现.利 用三维地震资料具有覆盖面广和采集密度大的优点,以沃尔索相律和沉积微相与地震波阻抗之间 的概率关系作为约束,应用序贯指示模拟结位协同克里金的方法融合地震和测井信息,建立了 三角洲沉积微相的地质模型.实践结果证实,该方法能够对相变较快的三角洲沉积井间沉积微相的 不确定性进行征,提高了模型预测的可靠性. 关键词:三角洲沉积微相;地质模型;随机建模;同位协同克里金;波阻抗;扶余油田 中图分类号:TE121.31;TE122.23文献标识码:A 陆相储层沉积微相控制着储层参数的分布…1. 因此,沉积微相模型的合理性直接影响储层参数模 型的精度.在通常情况下,沉积微相模型主要是根据 井点数据,结合地质家的经验(即根据砂体的厚度来 确定相边界在两口井之间的变化),采用确定性插值 的方法建立的.相对规模较大的油田,例如大庆长 垣,储层发育较为稳定,沉积微相模型具有较好的效 果2.但对于小型的三角洲沉积来说,储层厚度薄, 侧向变化快,主要以砂泥岩间互的形式出现,砂体的 规模小,大部分直径在300--500m之间,这时仅依 靠井数据的地质经验约束很难达到较好定量刻画井 间相变的要求3.三维地震资料具有横向采集密度 大,覆盖面广的优点L4J,因而对于小型三角洲沉积 体系,要融合地震信息进行沉积微相随机建模研究. 本文将序贯指示模拟和同位协同克里金方法相结合 对扶余油m-夹五区块三角洲沉积微相进行随机模 拟研究. 1建模思路 井数据有很好的垂向分辨率,横向分辨率受井 距限制.三维地震有利于研究地下储层在平面上的 变化规律,在平面上具有好的横向预测能力,但地震 资料在垂向上的分辨率不高(其主波长的1/4一般 约为20m)且具有多解性,可利用泥质含量和声波 时差资料作为波阻抗反演的约束条件[5-6]提高地震 资料在垂向上的分辨率,应用三角洲沉积模式[7-8J 来约束沉积微相的空间分布,利用沃尔索相率对沉 积微相之间的相关性和排斥性进行表征,并以此作 为概率条件对随机性进行约束.本次融合地震和测 井信息的三角洲沉积微相随机建模流程如图1所示. 收稿日期:200711.14 基金项目:重大基础研究前期研究专项(编号:2o02C(,AoO70o)资助 作者简介:李晓锋(1978一),男,博士研究生,主要从事储层地质及油藏描述研究 一 38一西安石油大学(自然科学版) 三角洲 沉积模式 工 随机建模 方法的选择 沉积微相三维建模 图1融合地震和测井信息的沉积微相随机建模流程图 2序贯指示模拟和同位协同克里金方 法 2.1序贯指示模拟 指示模拟既可以用于类型变量,又可以用于离 散化的连续变量类型的随机模拟.该方法不需要对 原始类型分布的参数形式作任何假设,而是通过给 出一系列门槛值,估算某一类型变量或离散化连续 变量的分布[9] 』c,A={喜:,.l|?? i(,Ak)=1,k=1,2,…,. 式中,i为指示变量;U和A为类型变量,,z为沉积 微相总数. 在指示模拟某一相条件概率分布函数的计算 中,如果条件数据既包括原始条件数据又包括先前 模拟结果,则称该方法为序贯指示模拟. 2.2同位协同克里金方法 协同克里金方法利用几个变量之间的空间相关 性,对其中的1个或几个变量进行空间估计[10],可 以提高估计的精度.1个初始变量和1个二级变量的 协同克里金估计形式为 Zo”:?a/a:+?.(2) 式中,为随机变量在位置0处的估计值;z一, 为初始变量的个样本数据;..,Y为二级变 量的ra个样本数据;a”,a,卢一,为需要确 定的协同克里金加权系数. 协同克里金方程组如下: ?a{碣}+?{}+1=}, i1』=1 i=1,2,…, ?口{}+?fl,CIygYi}+2={z0}, i=1j=1 J=1,2,…,m ?q=1,i=1 ?岛=0. j=1 (3) 式中,/z1和2为拉格朗日因子;{?}为协方差. 同位协同克里金是协同克里金的一种简化形 式,即如果二级变量密集取样时,只保留与估计点同 位的二级变量. 同位协同克里金的估计值为 l1 z()=f()z(Ui)+j(“)Y(U).(4) 对应的协同克里金方程组只要求知道Z协方 差函数CZ(和Z—YNI协方差函数Czy(h),后者 可以通过以下的模型来近似: Czy(h)=p?Cz(h),(5) = (0)?~/cy(0)/(0).(6) 其中,CZ(0)和Cy(0)是Z和y的方差函数, PZy(0)是同位的Z—y数据的线性相关系数. 3实例分析 3.1研究区概况 扶余油田二夹五区块位于松辽盆地南部中央凹 陷东北缘,油藏主要是构造及岩性控制,目前井距为 300,500m,该区主力产层为一套中,新生界砂泥 岩互层的三角洲前缘碎屑岩沉积,主要沉积相类型 有水下分流河道,河口坝,远砂坝,天然堤和支流间 湾5种微相(图2).且该区具有品质较好的三维地 震资料. 水下分支河道河口坝远砂坝水下天然堤支流回湾 图2扶余油田三角洲前缘亚相沉积微相测井曲线形态 3.2结构分析 在储层建模中,首先要对有关储层参数在一定 一 李晓锋等:融合地震和测井信息的三角洲沉积微相随机建模研究一 以扶余油田二夹五区块为例一39一 范围内的相关性和结构性进行分析,将其作为随机 模拟的约束信息.结构分析是地质统计学研究非常 重要的一步.在井震资料整合相建模方面,结构分析 主要包括两部分内容:其一是在测井相分析和校正 基础上,利用井点的沉积微相数据拟合每种相类型 的变差函数;其二是分析地震(波阻抗)数据体值域 内每种微相类型的分布概率曲线.下面以第二个时 间单元为例来说明: 以水下分流河道为例,在变差函数拟合方面,首 先通过井点计算得到实验变差函数曲线,然后应用 理论变差函数模型进行拟合.通过调整试验变差函 数的带宽,步长容限,搜索半径,垂向厚度等参数,得 到主变程,主方位角,垂向变程等参数,最终得到变 差函数模型(图3,图4). „ . I/. 两观测点间距离/m 图3第2时间单元主变程变差图 图4第2—3时间单元垂向变程变差图 另外,还需要建立沉积微相与反演波阻抗数据 体间的关系,从而在利用同位协同克里金方法进行 均值与偏差估计时,使波阻抗具有沉积微相的意义. 通过拟合各微相在波阻抗值域内的概率分布曲线, 建立不同数值的波阻抗所代表的沉积微相概率分布 (图5),由于波阻抗在一定范围内微相概率重合,需 要用相应的地质规律进行约束(沃尔索相律). 3.3沉积微相模型的建立 随机建模方法很多,其中用于离散变量(相,流 动单元)建模的方法主要有标点过程,截断高斯模拟 和指示模拟等.针对工区沉积特点,选择序贯指示模 拟方法进行相建模. 图5各微相在波阻抗值域内的概率分布曲线 在相建模过程中,关键要以上述结构分析结果 为基础,对每一个时间单元输入每种微相的主变程, 次变程,垂向变程,主方位,块金值等参数,以波阻抗 数据体作为二级变量,选择波阻抗与沉积微相概率 分布曲线.经模拟后得到模型每个网格单元沉积微 相的预测值,通过模拟的多次实现,选择最符合地质 规律的模拟结果作为最终结果(图6). 图6三角洲沉积微相的三维模型 4模型检验 为了检验模型的可靠性,以研究区近期投产的 4口调整井作为抽稀井,对上述沉积相模型控制的 砂体厚度预测结果进行检验,从检查结果可以看出 (表1),预测总体吻合率达85%以上,证明该方法是 可行的. 表1实际钻遇与模型预测结果 (下转第42页) 一 42一西安石油大学(自然科学版) 0.345MPa.说明本文所提供的求取定容封闭气藏 任意时刻地层压力的方法可靠. 表1计算地层压力与测试地层压力对比 4结论与建议 (1)压缩因子的计算用简单程序语言实现,避免 了查取偏差因子图版时人眼引起的较大误差. (2)由于试凑法不容易找到适当的P和Z,计算 机程序里容易出现死循环,所以本文算法优越于文 献[3]所提供的试凑法. (3)如果将文中图2做成P—p/Z关系曲线,将 更容易求解任意时刻的地层压力P. (4)本文所提供的计算任意时刻地层压力的方 法与实际关井测压数据吻合程度高,表明该方法简 单实用,计算精度高,结果可靠,为科研和生产带来 了方便,值得推广应用. 参考文献: [1]王鸣华.气藏工程[M].北京:石油工业出版社,1997: 23—27. [2]李士伦.天然气工程[M].北京:石油工业出版社, 2000:84—85. [3]张继成,高艳,宋考平.利用产量数据计算封闭气藏地 层压力的方法[J].大庆石油学院,2007,31(1): 35—37. [4]杨继盛.采气工艺基础[M].北京:石油工业出版社, l992:23—27. [5]冈秦麟.气藏和气井动态分析及计算程序[M].北京: 石油工业出版社,1996:1-2. [6]何更生.油层物理[M].北京:石油工业出版社,1994. [7]晏宁平,韩军平,何亚宁,等.平行外推压降曲线法在靖 边气田动态储量计算中的应用[J].石油化工应用, 2006(05):31.34. 编辑:贺元旦 (上接第39页) 5结论 (1)小型三角洲沉积,储层厚度薄,侧向变化快, 主要以砂泥岩间互的形式出现,砂体的规模小,大部 分直径在几百米.三维地震资料具有覆盖面广和采 集密度大的优点.应用测井约束地震反演信息参与 地质建模可弥补井间信息的不足,提高了沉积微相 井间的刻画精度. (2)融合地震和测井信息的沉积微相随机建模, 以沃尔索相律作为约束,利用结构分析(井数据的变 差函数和沉积微相与地震波阻抗之间的概率关系) 的结果,应用序贯指示模拟结合同位协同克里金的 方法,建立了三角洲沉积微相的地质模型.该方法不 仅可以对井间沉积微相不确定性进行分析,同时也 提高了模型预测的可靠性. 参考文献: [1]胡忠贵,朱忠德,李相明,等.沉积微相对储层物性控制 作用的定量评价——以英台地区青山口组,泉头组四 段砂组为例[J].油气地质与采收率,2004,11(4):4-6. [2]吕小光,姜彬.密井网条件下的储层确定性建模技术研 究[J].大庆石油地质与开发,2001,20(5):26—32. [3]王仲林,徐守余.河流相储集层定量建模研究[J].石油 勘探与开发,2003,30(1):75.78. [4]吴胜和,刘英,范峥,等.应用地质和地震信息进行三维 沉积微相建模[J].古地理,2003,5(4):439.449. [5]孙思敏,彭仕宓.地质统计学反演方法及其在薄层砂体 预测中的应用[J].西安石油大学:自然科学版, 2007,22(1):41—44. [6]李玉君,邓宏文,田文,等.波阻抗约束下的测井信息在 储集层岩相随机建模中的应用[J].石油勘探与开发, 2006.33(5):569—571. [7]张庆国,鲍志东,郭雅君,等.扶余油田扶余油层的浅水 三角洲沉积特征及模式[J].大庆石油学院,2007, 31(3):4—7. [8]廖新维,李少华,朱义清.地质条件约束下的储集层随 机建模[J].石油勘探与开发,2004,31(增刊):92—94. [9]刘军,李玉君.地震信息在油田开发中后期沉积微相随 机建模中的应用——以辽河油田东部凹陷龙l0块沙 三段下亚段为例[J].油气地质与采收率,2007,14(1): 60—62. [10]刘文龄,夏海英.同位协同克里金方法在储层横向预测 中的应用[J].勘探地球物理进展,2004,27(5):367— 370. 编辑:王辉